肿瘤多药耐药逆转剂研究进展

肿瘤多药耐药逆转剂研究进展王庆涛德州学院医药与护理学院,山东德州253023关键词：肿瘤多药耐药性逆转剂摘要:肿瘤多药耐药性(MultidrugResistance，MDR)是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物产生抗药性的同时，对于结构和作用机制不同的多种化疗药物表现出的交叉抵抗现象，是肿瘤难治疗、易复发的主要原因之一，故多药耐药机制便成为当前肿瘤化疗的研究热点。前言：肿瘤耐药是当今肿瘤治疗的一大难题,据美国癌症协会估计，90%以上肿瘤患者死于不同程度的耐药。因此，寻找MDR有效逆转剂或有效逆转一直是肿瘤研究的热点领域，而且近年涌现的新技术亦推动了逆转方法的改进。本文就目前逆转MDR的相关策略作一综述。1多药耐药的产生机制形成MDR的机制很复杂，肿瘤的发生是由于某些原癌基因的激活、抑癌基因的失活或凋亡相关基因的改变导致细胞增殖和死亡异常的结果，其发生是多步骤、多阶段、多基因参与的过程，在不同阶段相继或同时有不同基因的改变[1]。自从1976年Juliano与Ling发现MDR现象以来，国内外对MDR进行了广泛、深入实验与临床研究，目前认为可能有以下几种原因：①细胞膜P-糖蛋白(permeabilityglycoprotein，Pgp)的过度表达,又称经典MDR;②谷酰甘酞S-转移酶(glutathione-S-transferase，GST)的活性增强;③DNA拓扑异构酶(topoiso-merase，Tope)的含量减少或性质改变;④DNA损伤修复能力的异常;⑤蛋白激酶C(proteinkinaseC，PKC)活性的增强;⑥多药耐药相关蛋白(multidrug-resistancerelated-protein，MRP)的表达增加;⑦细胞凋亡(Programmedcell-death，PCD)相关基因对MDR基因表达的调节等[2]。由于MDR形成是一个诸多因子参与的复杂生物过程,可以是某一耐药基因表达,也可以是多种耐药基因同时表达的多种耐药表型[3],对某一特定肿瘤的MDR机制尚未完全阐明。2肿瘤细胞多药耐药现象的逆转2．1化学药物逆转剂如何克服MDＲ已成为提高肿瘤临床治疗效果的关键问题，MDＲ的逆转一直是肿瘤治疗研究的热点。从MDＲ被界定至今，寻求拮抗或逆转肿瘤细胞的MDＲ一直是科研工作者的工作重点，早期的重点主要集中在MDＲ逆转剂的设计和筛选方面，大量的工作也发现了一些很有前途的针对膜转运蛋白介导的MDR。化学药物逆转剂大多针对P－gp发挥作用，其作用机制复杂，种类繁多，且发展较快，已从最初的第1代发展到第3代。第1代逆转剂包括环孢素、维拉帕米、奎尼丁等，该类可与细胞毒化合物竞争性地与P－gp结合，使细胞毒化合物的外排减少;第2代逆转剂是对第1代逆转剂进行结构改造而合成，主要包括右维拉帕米(dex-verapamil)、环孢素A的同系物PSC833和哌啶类衍生物VX－710等，这些药物对P－gp的作用均强于第1代，而细胞的毒性不良反应小于第1代，且逆转MDＲ的活性明显增强，但限制其临床应用的主要障碍是当与抗肿瘤药物合用时，干扰后者的药代动力学，第3代MDＲ逆转剂包括:新型氨基哌啶类逆转剂S9788、吖叮酮酸酰胺衍生物GF120918、环丙基二苯并环庚烷类物质［Zosuquidar(LY335979)和Lanquidar(Ｒ101933)］等，它克服了第2代的缺点，在与抗肿瘤药物合用时，不影响各自的药代动力学［4］。2．2基因治疗逆转耐药肿瘤细胞产生MDＲ的根本原因是某些基因表达不协调，导致某些与MDＲ相关的蛋白质和酶上调或下降，从而产生耐药［5］。在基因水平逆转MDＲ将是解决问题的关键。目前此方面的研究主要集中在MDＲ基因(mdr－1)及某些癌相关基因方面。随着基因分子生物学的发展，核酶逆转MDＲ、反义寡核苷酸逆转MDＲ［6］、ＲNA干涉逆转MDR［7］、反义ＲNA技术［8］、将MDＲ基因导入造血干细胞，获得表达后可使骨髓细胞产生对化疗药物更强的耐药性等技术为逆转肿瘤的多药耐药、改善肿瘤的化疗效果带来了希望。2.3免疫治疗：MDR的免疫治疗基本原理是应用P-gp特异性单克隆抗体与P-gp结合，影响或阻断P-gp的药物转运功能，阻滞细胞内化疗药物的外流，从而逆转耐药。Matsuo等[9]发现，加入抗P-gp的mAbMRK-16后，K562/ADM细胞对长春新碱的吸收增加。2.4细胞因子：白细胞介素2(IL-2)、α-干扰素(IFN-α)、肿瘤坏死因子(TNF)等作为MDR逆转剂也引起了众多的关注。王其等[10]发现TNF2α对肝癌耐药细胞株有逆转作用，其可诱导HepG2/ADM细胞的MDR1基因表达下调，PPAR2α基因表达上调，且能增加阿霉素诱导的凋亡细胞的比例及细胞毒作用。细胞因子本身还具有增强机体免疫的作用，因此细胞因子在MDR的肿瘤中或许具有免疫治疗和逆转耐药的双重作用。2.5中药逆转剂随着中药得到广泛认可，中药单体和提取物作为肿瘤多药耐药的逆转剂逐渐引起研究者的关注。中药单体逆转剂主要包括汉防己甲素、川芎嗪、苦参碱、大黄素等。曹渊等[11证明预防给药汉防己甲素可增强阿霉素对裸鼠K562实体瘤生长的抑制作用，且随浓度的增加，抑制作用增强，荷瘤裸鼠的生存期也延长。赵永辰等[12]选择了36例急性白血病且MRP阳性表达患者，随机分为2组，治疗组在化疗同时合用川芎嗪注射液，与单纯化疗组比较，川芎嗪可下调MRP表达率和提高白血病临床缓解率。魏昌晟等[13]验证了苦参碱通过抑制PI3K/AKT通道可以逆转MCF7/ADM多药耐药的作用。陈英玉等[14]发现与单药组比较，大黄素联合阿霉素组致MRP、Bcl-2耐药相关基因mRNA和蛋白质表达水平明显下调，细胞对柔红霉素和阿霉素摄取增加，且作用与大黄素呈剂量依赖性。2.6RNA干扰(RNAinterference,RNAi)逆转肿瘤MDRRNAi作为真核生物中普遍存在的一种自然现象,是利用双链RNA诱发宿主细胞同源mRNA降解,从而抑制特异目的基因表达的方法。随着RNAi技术的不断成熟,尤其在哺乳动物细胞中应用载体转染RNAi成功后,其应用于抗肿瘤方面的研究获得了前所未有的突破,在逆转MDR方面有着独特的作用机制:恶性肿瘤的多药耐药机制与肿瘤细胞特定的基因表达有密切关系。针对不同的耐药机制,设计不同的siRNA抑制这些基因的表达,就能逆转肿瘤的多药耐药,从而提高肿瘤对化疗的敏感性。目前RNAi逆转肿瘤多药耐药主要涉及对MDR1诱导的耐药的逆转,对DNA修复诱导耐药的逆转,对细胞周期与凋亡调控异常相关的耐药的逆转等。Nieth等[15]首先将二个抑制MDR1mRNA表达的21-ntsiRNA双倍体(MDR-A、MDR-B)转染人类多药耐药胰腺癌细胞株(EPP85-181RDB)和胃癌细胞细胞株(EPG85-257RDB),通过Northernblot分析表明,在EPG85-257RDB细胞株,siRNAsMDR-A和MDR-B都RNAA种时间依赖性方式减少MDR1mRNA的表达水平,在siRNA转染1d后,只能检测到微弱的MDR1mRNA特异性信号,3～5d后MDR1mRNA表达水平缓慢的增加,大概7d后恢复到原来的表达水平。而在EPP85-181RDB细胞株,效果更为显著,siRNA转染3d内,MDR1mRNA表达水平检测不出,之后逐渐恢复,10d后恢复到原来的表达水平。在mRNA水平和蛋白水平有效抑制率在该胰腺癌细胞株和胃癌细胞细胞株分别可以达到91%和87%,两者对抗肿瘤药物柔红霉素的耐药性分别降低了89%和58%。Collis等[16]将编码siRNA(针对ATM、ATR、DNA-Pkcs的mRNA,这些基因是参与DNA损伤修复的重要因子)的质粒转染前列腺癌细胞DU145和PC23后,有效地抑制了ATMATR、DNA-Pkcs的表达,增加了前列腺癌细胞对烷化剂MMS的敏感性。Holle等[17]利用带T7启动子的siRNA表达载体系统在人类乳腺癌细胞MCF27中表达针对Bcl-2mRNA的siRNA,结果显示在转染了该载体系统的MCF27细胞中,Bcl-2蛋白表达下降,细胞增殖减缓,凋亡细胞增加,表明该系统既抑制肿瘤细胞生长,又使其对化疗药物的敏感性增加。在不同的肿瘤细胞系,研究涉及的耐药机制各不相同,应用RNAi技术来逆转肿瘤的耐药,也有着不同的结果。此外,目前此类研究大都是RNAi技术在哺乳动物整体水平的研究,还只是涉及了大鼠和小鼠,要将RNAi技术运用于体内试验仍有许多问题亟待研究。3展望肿瘤多药耐药的问题仍然是目前临床治疗所面临的主要困难之一，对其进行全面深入的研究将有助于恶性肿瘤的治疗。临床逆转试验的根本性突破，还有待于MDR机制的进一步明确。随着高效低毒逆转剂的不断发现以及基因治疗技术的不断发展并逐渐应用于临床，肿瘤对化疗药物的耐药性将会被克服。参考文献：[1]吕喜英.多药耐药基因及血管内皮细胞生长因子表达在肺癌中的研究进展[J].河北医药,2002,24(1):61-62[2]胡振.肿瘤多药耐药逆转剂的研究进展[J].药学进展,2002,26(3):129-133[3]曹勇,张丹,郑广娟,等.血清药理法研究补肾化瘀解毒方对肺癌耐药细胞的药物浓度的作用[J].中药材,2003,26(4):263-265［4］邵泽勇，辛建．肿瘤细胞多药耐药化学逆转剂研究进展［J］．中外医疗2008，22:130～132．［5］杜芹．肿瘤耐药机制及其逆转措施的研究［J］．实用癌症杂志，2008，23:427～429．［6］高明阳．联合应用反义Bcl－xl和反义Mcl－1寡核恶性黑素瘤细胞耐药性影响的研究［D］．大连:大连医科大学，2006．［7］潘光栋，严律南，王新平，等．ＲNA干扰逆转肝细胞癌多药耐药［J］．第三军医大学学报，2008，30(1):35～38．［8］李敏，于利利，蔡俐琼，等．Bcl－2反义寡核苷酸逆转人卵巢上皮性癌细胞耐药的体外研究［J］．中华妇产科杂志，2006，41(2):121～125．[9]MatsuoH，WakasugiM，TakanagaH，etal.PossibilityofthereversalOfmultidrugresistanceandtheavoidanceofsideeffectsbylipo-somesmodifiedwithMRK216，amonoclonalantibodytoP-glyco-protein[J].JControlRelease，2001，77(122)：77.[10]王其，陈孝平，海山，等.肿瘤坏死因子α对人肝癌多药耐药逆转作用的实验研究[J].中华外科杂志，2007，45(9)：602.[11]曹渊，方悦，秦蓉，等.汉防己甲素预防裸鼠白血病多药耐药性形成的研究[J].健康研究，2013，33（5）：335-8.[12]赵永辰，陈信义，许亚梅，等.川芎嗪逆转急性白血病多药耐药性初步临床研究[J].中国中医药信息杂志，2003，10（12）：10-2.[13]魏昌晟，沈义军，张智，等.苦参碱逆转乳腺癌耐药株MCF-7/ADR多药耐药与PI3K/AKT通道的关系[J].第三军医大学学报，2014，36：2254-8.[14]陈英玉，李静，胡建达，等.大黄素对HL-60/ADR耐药细胞多药耐药逆转作用的研究[J].中国实验血液学杂志，2003，10（12）：10-2.[15]NiethC,PriebschA,StegeA,etal.Modulationoftheclassicalmultidrugresis-tance(MDR)phenotypebyRNAinterfer-ence(RNAi)[J].FEBSLett,2003,545(2-3):144-150.[16]CollisSJ,SwartzMJ,NelsonWG,etal，EnhancedradiationandChemotherapy-me-diatedcellkillingofhumancancercellsbysmallinhibitoryRNA