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肿瘤化疗中多药耐药性研究综述

更新时间:2020-06-09 08:27点击:

【指示性摘要】在我国,多数肿瘤患者就诊时已处于临床中晚期,丧失手术机会。化疗在恶性肿瘤的治疗过程中具有不可替代的作用。然而,肿瘤细胞多药耐药是阻碍肿瘤治疗成功的主要原因之一,是导致肿瘤治疗困难和复发的重要因素,临床上,由于肿瘤细胞逐渐丧失对化疗药物的敏感性常常导致化疗失败,使患者预后较差。本文就肿瘤多药耐药机制做一综述。
  
  【关键词】肿瘤; 多药耐药; 机制。
  
  恶性肿瘤是严重威胁人类生命健康的全球性问题,在我国,肿瘤引起的死亡占全部死因的 1/4[1],肿瘤患者的治疗方案常伴术后个体化的联合化疗,然而,肿瘤化疗效果往往不佳,主要是由于化疗过程中易对化疗药物产生多药耐药( multiple drug resistance,MDR) 所致。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗产生耐药的同时,对其他从未接触过的、结构和作用机制完全不同的抗肿瘤药物也产生抗药性的现象。MDR的形成使得肿瘤患者产生化学抵抗并导致预后较差。相关的评价标准包括: 耐药倍数检测、耐药标志物检测和耐药机制检测。
  
  1 转运蛋白高表达
 
      MDR 发生的机制有很多种,其中,细胞膜、核膜上存在的蛋白转运机制是最主要的机制,这类蛋白能借助 ATP 水解释放能量将化疗药物泵出细胞外,使肿瘤细胞产生 MDR.目前研究较多的与 MDR 有关的蛋白有 P - 糖蛋白( P - gp) /ABCB1、多药耐药相关蛋白 1( MRP1) / ABCC1、乳腺癌耐药蛋白( BCRP) /ABCG2 等,这些射流泵在多种肿瘤多药耐药中发挥关键作用。此外还有肺耐药蛋白( lung resistance pro-tein,LRP) ,它以囊泡的方式将药物及有害毒物包裹,阻断药物与细胞核作用靶点结合,从而介导肿瘤细胞产生 MDR[2].研究发现,人神经胶质瘤细胞株 SGH - 44 的耐药性产生主要与 MDR1、COX、PKC 的上调有关[3].MDR 表达增加可导致细胞内化疗药物蓄积,降低药物敏感性[4,5].还有研究显示,Eca109/ADM 细胞株中的 ABCG2 基因的表达量明显高于Eca109 细胞株,且其药物外排能力也较后者强[6]
.姜黄素对肝癌耐药细胞株 Bel7402/5 - FU 的耐药性有逆转作用,主要机制是经姜黄素处理后的耐药细胞株耐药蛋白 MRP1、LRP 的表达明显降低[7].
  
  2 酶系统活跃
 
      2. 1 拓扑异构酶Ⅱ
 
      拓扑异构酶Ⅱ( Topoisomerase Ⅱ,TopoⅡ) 在正常生物细胞,主要负责催化 DNA 双链断开与结合,而在肿瘤细胞中,它的含量远远高于正常细胞,是恶性肿瘤无限增殖的机制之一。TopoⅡ还参与合成具有外排功能的膜蛋白,使化疗药物靶点治疗失败,最终产生耐药性。通过抑制 TopoⅡ活性可降低耐药株化学抵抗,从而介导人肿瘤细胞凋亡[8,9].Zhao W等[10]发现,高糖环境可促进胃癌的化学抵抗,与葡萄糖浓度为 4 500mg/L、9 000mg/L 与 1 000mg/L 相比,前者 5 - FU 对胃癌细胞 SGC7901 的抑制率明显下降。体内试验中,胃癌伴糖尿病患者的癌组织中 Sirt1、p53、P - gp 和 Topo - Ⅱα 含量均高于普通胃癌患者。高表达的 TopoⅡ促进了肿瘤组织MDR 的形成。
  
  2. 2 谷胱甘肽转移酶
 
      谷胱甘肽转移酶( glutathione S - transferase,GST) 是一种二聚体酶,参与细胞抗损伤、抗癌变等过程。GST 可通过直接与药物结合、增加药物排泄以及清除某些药物产生的自由基以减轻其对细胞的损伤、阻断脂质过氧化等途径,降低药物毒性。研究发现,GST - π 和 polβ 基因表达上调后,食管癌细胞对顺铂的化疗敏感性降低[11].Yu P 等[12]在研究多药耐药相关蛋白在胃癌术后个体化化疗的作用时,将 TopoⅡ、MDR 和 GST 视为影响药物抵抗与不良预后的危险因素,发现三者的阳性率可能与胃癌细胞的化疗耐药有关,并使患者的 3、5 年生存率分别降低( 3 年生存率: 高危组 62. 1%,低危组 81. 2%; 5 年生存率: 高危组 44. 8%,低危组 71. 9%) 通过降低细胞内谷胱甘肽含量和 GST 活性,3β 乙酰委陵菜酸( 3ATA) 可提高耐药细胞株 GLC4/ADR 的化疗敏感性,逆转其耐药性[13].
  
  2. 3 环氧合酶2
 
      环氧合酶( cyclooxygenase,COX) 是前列腺素合成的限速酶,在肿瘤的发生发展以及耐药中发挥着不可忽视的作用。COX - 2 可通过促进 MDR1 表达、增强 Bcl - 2 通路、激活葡萄糖神经酰胺合成酶( glucosylceramide synthase,GCS) 等途径抑制细胞凋亡,使细胞发挥耐药作用。COX - 2 还可通过增强 PI3K 和 KT 的磷酸化途径促进肿瘤细胞增殖[14].还可通过血管生成机制促进肿瘤细胞浸润转移。研究发现,老年胃癌患者更易对化疗药物不敏感,这些胃癌细胞中的 COX - 2阳性率往往高于正常癌细胞,并且其表达程度与 GST、P - gp呈显着正相关性[15],且通过 siRNA 沉默 COX -2 基因后,耐药细胞株对化疗药的敏感性增强[16],其机制与抑制 MDR1基因活性和 P - gp 表达有关。
  
  2. 4 蛋白激酶 C
 
      蛋白激酶 C( protein kinase C,PKC) 参与多种细胞信号转导,在肿瘤 MDR 中,PKC 的活化能增加 MDR1 基因表达,而P - gp 又能作为 PKC 的作用底物,磷酸化后发挥外排药物的生物学功能。PKC 的过表达与肿瘤细胞 MDR 有关[17].PKC1 可通过 PKC1 - SKP2 - PI3K / AKT 通路发挥抗凋亡作用[18].Chan Woo Kim 等[19]发现,PKC 在乳腺癌耐药细胞株MCF - 7 / ADR 中的活性( 84% ) 明显高于敏感株 MCF - 7 的活性( 63%) ,抑制 PKC 活性后可明显逆转细胞内阿霉素累积情况,提高细胞阿霉素敏感性。
  
  2. 5 葡萄糖神经酰胺合成酶( GCS)
 
      神经酰胺具有促进细胞分化、凋亡、防止细胞恶性繁殖的作用。葡萄糖神经酰胺合成酶( glucosylceramide synthase,GCS) 可催化尿苷二磷酸葡萄糖上的葡萄糖基与神经酰胺结合,将能够介导细胞凋亡的神经酰胺转化成无细胞毒性的葡萄糖神经酰胺; 可增强 ERK 信号通路,上调抗凋亡蛋白 Bcl- 2 的表达。研究发现,GCS 在直结肠癌组织中的表达明显高于非直结肠癌组织[20].利用 siRNA 靶向干扰人白血病耐药细胞株 K652/A02 中的 GCS 表达后,K652/A02 细胞中 Bcl- 2 的含量也随之下降,GCS 可通过 MEK / EBK 信号通路调控 K652/A02 细胞株中凋亡相关基因 Bcl - 2 的表达诱导白血病细胞的 MDR[21.
  
  3 凋亡基因上调
 
      3. 1 B 细胞淋巴瘤 /白血病 - 2 基因( Bcl - 2)
 
      Bcl - 2 / Bax 比值是决定细胞生存与否的重要因素,B 细胞淋巴瘤/白血病 -2 基因( B cell lymphoma/leukemia -2,Bcl- 2) 在正常细胞中一般处于低表达状态,而在肿瘤细胞中,Bcl - 2 的大量存在能够阻止多种因素引起的细胞凋亡,当凋亡通路受阻,肿瘤细胞对抗癌药物的作用不敏感,肿瘤就表现为 MDR.各种原因所致的 Bcl -2 过表达是产生化疗耐药的重要因素。有研究发现,ATF4 直接与 STAT3 启动子的激活序列结合后进而激活 STAT3,导致食管鳞癌的 MDR,而ATF4 高表达的食管癌多药耐药细胞与其 Bcl - 2、生存素及MRP1 的高水平相关[22].因此表明,Bcl -2 参与了食管癌多药耐药。
  
  3. 2 核因子 κB
 
      核因子 κB( nuclear factor - κB,NF - κB) 是一种具有多种调节功能的转录因子,存在于 PI3K/Akt 信号通路下游,静息状态下,NF - κB 与其抑制分子 IκB - α 结合存在于细胞质中[23],当被某些细胞因子或化疗药物激活时,PI3K/Akt 信号通路上的 Akt 蛋白发生磷酸化,促使下游 IκB - α 发生磷酸化并与 NF - κB 解离,NF - κB 激活进而移位进入细胞核内,并与与 ABCB1b 启动子结合,激活 ABCB1b 基因的转录、扩增,诱发 P - gp 的过度表达。Zhen L 等[24]通过研究大肠癌细胞株 Caco -2 对阿霉素耐药的机制发现,通过抑制 NF -κB 通路降低 MDR1 和 COX - 2 的表达可增加 Caco - 2 对阿霉素的敏感性。
  
  3. 3 缺氧诱导因子( HIF)
 
      缺氧诱导因子( hypoxia inducible factor,HIF) 是缺氧应答的全局调控性因子,参与肿瘤血管形成、细胞增殖、细胞转移及浸润的调控。MDR1 基因增强子上存在一个 HIF - 1α 结合区域,MDR1 基因对于缺氧很敏感,当机体组织细胞处于缺氧状态时,MDR1 基因表达显着增高,且缺氧环境中 HIF可使野生型 p53 显着升高,而对突变型 p53 无作用,使细胞不能如期凋亡,并增加了 MDR1 基因的转录。研究发现,缺氧诱导后人结肠癌细胞株 LoVo 中 HIF -1α、P - gp 表达明显上升,而抑制 HIF - 1α 后 P - gp 的表达明显降低[25].研究发现,通过激活 AMPK 信号通路下调 HIF - 1α,可以提耐药株对化疗药物的敏感性[26],而沉默 HIF - 2α 后 VEGF 表达下降,细胞凋亡增加[27].
  
  此外,细胞因子异常、凋亡通路失敏、DNA 损伤修复增强等也可导致肿瘤细胞对化疗不敏感。研究表明,姜黄素可通过抑制 STAT3 信号通路,降低 P - gp 表达,以提高人结肠癌耐药细胞株对奥沙利铂的敏感性[28].引起肿瘤 MDR 的机制种类繁多,大多数机制均通过各种途径诱导 P - gp 蛋白发挥的药物外排功能,因此 P - gp 为肿瘤产生 MDR 的最重要因素。蛋白激酶 C( PKC) 激活可促进 P - gp 表达; 药物刺激产生的活性氧( ROS) 可以通过脯氨酰羟化酶激活 HIF,促进HIF - 1α 对 P - gp 的上调作用; ET - 1 或 TNF - α 长时间作用可诱导 P - gp 的表达。研究 MDR 的形成机制,对研究新的肿瘤 MDR 判定标准以及有效逆转肿瘤细胞 MDR 具有重要意义。并为进一步开发新一代化疗药及 MDR 逆转药指明了新方向。
  
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