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乳腺癌多药耐药机制及其逆转剂的研究

来源:中华实用医药杂志
摘要:乳腺癌多药耐药机制及其逆转剂的研究(pdf)乳腺癌是对化疗比较敏感的实体瘤之一。化疗在乳腺癌的综合治疗中起着不可替代的作用,而多药耐药性(multidrugresistance,MDR)是导致乳腺癌化疗失败的重要原因。MDR即肿瘤细胞对一种化疗药物产生耐药现象后会对其他结构、细胞靶点和作用机制迥然不同的化疗药物产生交叉耐药......

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    乳腺癌多药耐药机制及其逆转剂的研究 (pdf)

    乳腺癌是对化疗比较敏感的实体瘤之一。化疗在乳腺癌的综合治疗中起着不可替代的作用,而多药耐药性(multidrug resistance,MDR)是导致乳腺癌化疗失败的重要原因。MDR即肿瘤细胞对一种化疗药物产生耐药现象后会对其他结构、细胞靶点和作用机制迥然不同的化疗药物产生交叉耐药。本资料对MDR耐药机制及其逆转剂研究予以综述。

 1MDR耐药机制

    1.1跨膜转运泵基因的扩增或过表达跨膜转运泵是一些跨膜蛋白,它们同属于ATP结合转运蛋白超家族,也称ABC家族。最具有代表的有P糖蛋白、多药耐药相关蛋白、肺耐药相关蛋白以及乳腺癌耐药蛋白。

    1.1.1P糖蛋白(P-gp)P-gp在正常乳腺组织中不表达,在乳腺癌组织中则表达水平升高,且P-gp的过度表达并非肿瘤细胞的特性,而是在肿瘤组织和瘤周正常组织中均可见的普遍现象。肿瘤细胞中P-gp的表达可使细胞在MDR型药物诱导下产生多药耐药性,因此,其表达水平也可能成为临床化疗中一个有用的预测指标[1,2]。赵菲等对25例乳腺癌患者P-gp表达阳性率检测说明部分乳腺癌细胞在恶性变的过程中同时伴有对化疗药物耐受能力的增加,肿瘤细胞内极低水平的MDR1 mRNA表达即可导致多药耐药,MDR1/P-gp与乳腺癌的内源性耐药相关[3]。  P-gp的跨膜结构具有ATP依赖性“药泵”功能,在ATP供能条件下可将肿瘤细胞内的药物转出细胞外,造成细胞内药物浓度减低,药物的毒性作用下降甚至完全丧失,从而使细胞产生耐药性。P-gp致肿瘤细胞的耐药机制包括:(1)药物扩散进入细胞内后与P-gp结合,继而ATP水解提供能量,促使药物排出;(2)部分亲脂性药物穿过细胞膜所需的时间较长,在膜的脂质双分子层之间便与P-gp相结合,药物未进入细胞内就被泵出,发挥所谓“疏水真空泵”的作用,并减少药物转运入细胞内,是细胞内的药物蓄积减少;(3)P-gp亦存在于胞质内膜上,使进入细胞内的药物再分布,致药物集聚于药物作用无关的细胞器如溶酶体内,进一步减少作用靶点部位的药物浓度。研究认为P-gp还可延迟凋亡级联反应,提高肿瘤细胞存活率[4],并能保护耐药细胞免于细胞毒性药物及Fas 配体诱导的多种形式的Caspase依赖性凋亡[5]。

    1.1.2多药耐药相关蛋白(multidrug resistance-related protein,MRP)MRP在乳腺癌组织中的表达水平较高,表达率为50%~70%[6]。在复发性乳腺癌,MRP的表达明显高于初治乳腺癌。乳腺癌组织中MRP的表达与MDRl的表达存在相关性[7]。 

  MRP介导的MDR分子机制也是通过降低胞内化疗药物的浓度,且在一些特定细胞株中也发现MRP可改变药物在细胞内的分布,使药物集中分布于胞质囊或核周高尔基样区域中,有效降低药物的核质分布比例。但区别于P-gp,MRP并不能独立完成未经修饰的化疗药物的天然产物,而是与GSH共同介导耐药性的产生。目前认为药物首先通过谷胱苷肽S转移酶和GSH结合,然后由MRP转运出细胞,即GSH合成-GSH与药物耦合-MRP将药物泵出细胞外,故称MRP是一种GSH-X泵[8]。另外,MRP可能还影响细胞内药物的分布,使药物局限于核周囊泡,呈房室分布,难以进入核内发挥细胞毒作用。

    1.1.3乳腺癌耐药蛋白(BCRP)BCRP是一种跨膜转运蛋白,广泛存在于正常组织中。其耐药分子机制与P-gp及MRP基本相似,即通过主动外排药物及降低药物核质分布比例达到MDR。但BCRP也具有自身的特点[9]:首先BCRP单体之间通过二硫键形成同二聚体,使结构近似于一完全转运蛋白,而后再发挥药物排出泵作用。P-gp、MRP、BCRP的异同见表1。 表1P-gp、MRP、BCRP的异同

    1.1.4肺耐药相关蛋白(LRP)LRP可以在几乎所有类型的肿瘤细胞中过量表达,Pohl等[10]以IHC法检测99例乳腺癌组织,发现LRP高表达者占21%,中度表达者47%,低水平表达20%,仅12%无表达。LRP不属于ABC 转运蛋白超家族,它是作为人的穹隆主体蛋白通过参与转运过程,进而在肿瘤化疗过程中诱导肿瘤细胞的MDR,其机制可能是:(1)阻止以细胞核为靶点的药物进入细胞核,起到中间关卡的作用,组织药物进入细胞核内或者将已进入核内的药物通过转运载体重新运出细胞核。(2)将细胞浆中的药物转运至运输囊泡,从而使药物呈房室性分布,并通过胞吐机制将药物排出细胞,降低细胞内的药物浓度,最终产生耐药。有研究证明LRP不仅对蒽环类、生物碱、表鬼臼毒素类产生耐药,也对以肿瘤细胞的DNA为作用靶点的非P-gp和MRP介导耐药的顺铂、卡铂、烷化剂等药物产生耐药,所以一般认为LRP主要通过核屏蔽机制引起MDR。

    1.2DNA拓扑异构酶(topoisomeraseⅡ,TopoⅡ)含量减少或性质改变TopoⅡ是在DNA复制、转录和染色体分离中起重要作用的核酶。生理状态下,TopoⅡ可催化DNA螺旋的局部构型改变,降低ATP与酶结合的能力。通过影响染色体分离、基因重组和转录以及DNA 损伤与修复在核内发挥作用。肿瘤细胞内TopoⅡ水平直接影响TopoⅡ抑制剂的抗肿瘤活性,TopoⅡ表达水平下降,使肿瘤对抗癌药物的敏感性下降,耐药性增高。人体细胞内TopoⅡ又可分为两种亚型,即TopoⅡα和TopoⅡβ,现已知TopoⅡα基因定位于染色体l7ql2~q21,邻近CerbB-2区域,因此,TopoⅡα基因的扩增或缺失在CerbB-2基因扩增的乳腺癌中很常见。

    1.3谷胱甘肽-S-转移酶π亚型(GST-π)的过表达或活性增加谷胱甘肽-S-转移酶(GST)是一多基因家族。其中,GST-π在乳腺癌中表达率最高,与MDR的关系也最密切。GST能够催化机体内亲电性化合物与谷胱甘肽(GSH)结合,使有毒化合物增加水溶性、减小毒性,最终排出细胞外。正常情况下可作为一种保护机制使细胞免受损害,而肿瘤细胞可以通过调节GSH水平、增加GST活性等加速化学药物的代谢而产生耐药性。乳腺癌组织中的GST-π阳性率约为40%。章莉等检测104例乳腺癌石蜡标本,GST-π蛋白的阳性表达率为36%,并与术前化疗密切相关,单因素分析GST-π阳性表达是乳腺癌预后不良的因素之一[11]。

    1.4细胞凋亡相关癌基因介导的MDR多数化疗药物是通过诱导肿瘤细胞发生程序性死亡( PCD) 即凋亡来达到治疗目的,反之,肿瘤细胞也可通过逃逸凋亡或拮抗凋亡获得生存,即产生多药耐药。经近年研究已发现了一些与细胞凋亡抑制有关的癌基因(如bcl-2 、突变的p53) 的表达产物可阻断或阻碍多种因素诱导的细胞凋亡,使细胞产生耐受性。

 2MDR的逆转

    2.1MDR逆转剂应用MDR逆转剂是克服肿瘤临床耐药、提高化疗效果的一种重要手段。根据其特点分为三代,第一代MDR逆转剂主要包括:钙离子通道阻滞剂、钙调蛋白抑制剂、亲脂性化合物、蛋白激酶C抑制剂、免疫抑制药物、抗生素类化合物及表面活化剂等。这些MDR逆转剂无作用特异性靶点,而且主要是通过竞争性作用来抑制细胞毒药物的泵出。为此,要使细胞毒药物达到足够的细胞内浓度以求杀灭肿瘤细胞,必须增加其剂量,而这些剂量往往是已经超出了其在体内产生毒性作用的最小剂量。第二代MDR逆转剂主要有Dexverapamil、Dexniguldipine、PSC833和VX-710等,这些MDR逆转剂减少了细胞毒性副作用,而且逆转MDR的活性明显增强,但当其与抗肿瘤药物合用时,干扰后者的药代动力学。因此,限制了它们在临床上的进一步应用。  

     第三代MDR 逆转剂包括:S9788、GF120918、Zosuquidar、Lanquidar、粉防己碱、ONT-093、XR9576以及FG020326等。Alan等[12]在临床I期试验中证明Zosuquidar可以与阿霉素在临床上联合应用。陈黎明、符立梧等[13,14]的研究表明FG020326及FG020318在0.625μmol/L浓度时可以完全逆转KBV200和MCF-7/ADR细胞的耐药性。其相关的临床试验正在进行中,但现有的试验结果表明:第三代MDR逆转剂具有非常好的开发前景。

    2.2TopoⅡ的逆转剂TopoⅡ为作用靶点的逆转剂,能稳定TopoⅡ和DNA形成的复合物,抑制DNA的复制,从而导致细胞死亡。同时应用TopoⅠ和TopoⅡ抑制剂不仅可以清除敏感的肿瘤细胞,还可以防止对Topo抑制剂产生耐药性。XR11576是新发现的TopoⅠ、TopoⅡ的抑制剂,Mistry等发现,XR11576无论体内外实验都表现出强有力的抗瘤效应,而且能使耐药细胞获得对抗癌药物的再敏感[15]。因TopoⅡ活性或数量下调所引起的耐药细胞系,对XR11576或TopoⅠ抑制剂喜树碱无交叉耐药,故XR11576可应用于逆转TopoⅡ及P-gp、多药耐药相关蛋白所致的MDR。

    2.3DNA修复相关酶活性抑制剂以DNA为靶点的化疗药物,如果受损DNA得到快速修复则可逃避其杀伤而引起耐药。目前针对此耐药机制的逆转剂有阿非迪霉素、链脲霉素、C-fos、XR11576及BNP1350。阿非迪霉素是DNA聚合酶抑制剂,可通过阻止受损DNA的修复而起逆转作用。C-fos可使参与DNA修复的dTMP合成酶、DNA聚合酶、TopoⅠ等表达下降,从而阻断DNA修复。

    2.4中药逆转肿瘤MDR从中草药中筛选有效逆转剂的体外研究已逐渐开展。我国传统中药砒霜,发现有逆转MDR的作用,且毒副作用小,逆转作用明显[16]。国内学者证实川芎嗪、大黄素、榄香烯乳剂、浙贝母碱均可在体外研究中不同程度逆转肿瘤MDR[17],谢兆霞[18]等研究证实,拮新康联合化疗药物在一定程度上能逆转MDR,作用机制可能是降低了MDR基因及P-gp的表达,从而逆转白血病细胞的MDR。

 3结论 

  肿瘤耐药性机制主要包括4个方面,即跨膜转运泵基因的扩增或过表达;DNA拓扑异构酶含量减少或性质改变;DNA拓扑异构酶含量减少或性质改变;细胞凋亡相关癌基因介导的MDR。耐药逆转剂能有效的提高化疗疗效,不论是MDR逆转剂、TopoⅡ的逆转剂、DNA修复相关酶活性抑制剂还是中药逆转肿瘤MDR,都必须遵循有效、低毒且不干扰抗肿瘤药物的药代动力学这一标准。长期以来中医药和中西医结合治疗肿瘤中的作用归结为减毒增效,其机制普遍认为是改善患者免疫功能。如何结合西医使中药逆转多药耐药的研究应更深入、科学地从分子及蛋白质水平研究并阐释中药增效、增敏的作用机制,进一步丰富中医治疗肿瘤的理论是今后探讨的方向。临床实践显示中药复方制剂与放化疗联合应用可提高机体免疫功能,逆转MDR。目前研究报道的中药复方逆转剂品种较少,如何结合中医理论,选择长期临床证明确实有疗效的经方、验方,在阐明其药效及作用机制的基础上,开发更多具有MDR逆转作用的中药复方亦成为今后研究的热点。

 【参考文献】

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 作者单位: 1 510405 广东广州,广州中医药大学(2004级硕士生)

    2 510120 广东广州,广东省中医院乳腺科

 (编辑:汪洋)

作者: 张蓉,司徒红林,陈前军
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