肿瘤多药耐药的逆转措施

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作者及来源

陈颖,张幸平.

国际肿瘤学杂志,,43(5):-.

摘要

化疗是恶性肿瘤的主要治疗方法，而肿瘤多药耐药(MDR)是导致肿瘤化疗失败的重要原因之一。应用化学药物逆转剂、天然药物(中药)逆转剂、免疫治疗、基因治疗、纳米载体给药系统等逆转肿瘤MDR已取得初步进展。但研制出不良反应小、效果好、能够广泛应用于临床的逆转肿瘤MDR药物，仍需要更大努力。

正文

化疗是恶性肿瘤的主要治疗方法之一，但肿瘤多药耐药(multidrugresistance，MDR)现象已成为肿瘤患者化疗失败的主要原因。Palmeira等报道，超过50%的肿瘤患者在治疗过程中出现肿瘤细胞耐药。MDR指肿瘤细胞对一种化疗药物产生耐药后，对其他结构、功能不同的化疗药物产生交叉耐药，从而明显降低化疗疗效。MDR形成的机制较多，主要包括ABC转运家族过度表达、细胞内酶异常改变、细胞凋亡相关基因及因子异常表达等。随着MDR的深入研究，针对MDR形成的不同机制，寻找逆转肿瘤MDR的方法以提高化疗疗效，已成为当今肿瘤学界的研究热点及难点。现就近年来肿瘤MDR逆转措施的研究进展作一综述。

1ABC家族转运蛋白逆转剂

1.1　化学药物逆转剂

ABC转运蛋白是人类基因组编码的最大的跨膜转运蛋白家族之一，其过度表达后，通过抵抗外源性物质及某些内在分子，使细胞毒药物的外排增加，从而导致肿瘤细胞耐药。近30年来，ABC转运蛋白阻滞剂(化学药物逆转剂)的研究已取得初步的临床成功。MDR第一代逆转剂主要有维拉帕米、环孢素、奎尼丁等，但此类逆转剂所需要的治疗剂量大大超过人体不良反应的承受范围。Palmeira等报道维拉帕米可导致患者低血压、心脏传导阻滞、神经及血液毒性等不良反应，明显限制了其临床应用。第二代逆转剂主要有右旋维拉帕米、valsodar(PSC)、bricodar(VX-)等，然而一系列Ⅱ、Ⅲ期临床试验表明，第二代逆转剂可能与抗肿瘤药物共同竞争细胞色素PA4，影响细胞毒类药物的代谢动力学，导致其不良反应增加。Leonard等报道valsodar与抗肿瘤药物联合应用时，使依托泊苷作用于肿瘤细胞的剂量减少25%，紫杉醇减少66%，从而影响化疗药物的抗肿瘤作用。因此，第一、二代逆转剂均未得到临床广泛应用。第三代逆转剂包括elacridar(GF)、laniquidar(R)、zosuquidar(LY)和tari-quidar(XR)，其优点在于运用组合化学和结构活性的关系来克服第一、二代逆转剂的不良反应，不仅可以阻滞ABCB1，同时对ABCC1、ABCG2也有阻滞作用。Tiwari等及Tang等报道目前大部分第三代逆转剂联合抗肿瘤药物的Ⅰ、Ⅱ期临床试验已初步通过安全性评估，其中zosuquidar在治疗急性髓性白血病(acutemyeloldleukemia，AML)Ⅲ期临床试验中已有一定效应。在7例P-糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)过表达的AML患者中，化疗药物联合zosuquidar可使71%(5/7)的患者增强了化疗药物的抗肿瘤活性。但随后Cripe等对AML患者的随机对照试验显示，试验组例接受阿糖胞苷、柔红霉素加zosuquidar治疗，对照组例接受阿糖胞苷、柔红霉素加安慰剂治疗；两组完全缓解率分别为46.2%和43.4%(P＝0.)，中位无瘤生存期分别为3个月和2个月(P＝0.)，复发率为51.9%和48.9%(P＝0.)，2年生存率为20%和23%(P＝0.)，差异均无统计学意义。因此，zosuquidar等第3代逆转剂是否有逆转肿瘤MDR的作用，应用后患者是否临床获益，还有待深入探讨。

1.2　天然药物(中药)逆转剂

化学药物逆转剂不良反应较多且靶点单一，明显影响其临床应用。近年来，许多学者逐渐认识到天然药物(中药)逆转剂的价值，因其具有低毒、高效、多靶点的优点，被称为"MDR第四代逆转剂"。袁斐等报道中药逆转MDR的机制主要有下调P-gp、乳腺癌耐药蛋白、肺耐药蛋白、多药耐药相关蛋白(multidrugresistanceassociatedprotein，MRP)等转运蛋白的表达，激活三磷酸腺苷酶活性，下调抑制细胞凋亡基因(如Bcl-2)的表达，上调促进凋亡基因(如Bax)的表达，增强DNA的修复能力等。中药逆转剂分为中药单体和复方制剂，其中单体有生物碱类、黄酮类、苯丙素类、皂苷类。药物主要有川芎嗪、汉防已碱、苦参、槲皮素、柴胡、姜黄素等。复方制剂有左金丸、四物合剂、参芪扶正注射液等。Lu等报道在大肠癌体内、体外实验中，耐长春新碱的大肠癌细胞株HCT-8/VCR在姜黄素浓度≤25μmol/L时未见明显不良反应，在此范围内随着药物浓度的增加，其对肿瘤细胞的增殖抑制作用逐渐增强。在MTT实验中，加入25μmol/L姜黄素的长春新碱(13.6±0.9∶62.3±1.2)、铂类(16.1±1.7∶47.9±5.6)、氟尿嘧啶(8.3±0.8∶13.4±1.3)的试验组细胞的半数抑制浓度(IC50)较对照组显著降低(均P0.05)。在反转录聚合酶链反应实验中，姜黄素＋长春新碱组与单用长春新碱组比较，明显抑制MDR1、survivin的mRNA表达(P0.05)。在Westernblotting实验中，姜黄素＋长春新碱组较其他组显著抑制P-gp、survivin蛋白的表达(P0.05)。在裸鼠移植瘤的体内实验中，姜黄素＋长春新碱组平均肿瘤体积为.3mm2，长春新碱组为.4mm2，肿瘤抑制率为65.3%和9.3%(P0.05)。因中药逆转剂面临着不可预知的药物相互作用、较低的生物利用度、稳定性较差等问题，尚需进一步研究。

2免疫治疗逆转MDR

因肿瘤耐药细胞的形成常伴随新的免疫表型的表达，免疫治疗可以调节机体自身生物学反应，有效减轻化学药物逆转剂的不良反应。传统的免疫治疗包括特异性主动或被动免疫、非特异性主动或被动免疫。目前对肿瘤免疫细胞学、酶学、细胞因子等方面均有较多研究，但大部分尚处于实验研究阶段。在细胞学方面，Guo等发现在裸鼠体内，抗CD3/抗P-gp的双抗体可以促进P-gp过度表达的人白血病细胞株K/A02的溶解，同时联合人4-1BBL共刺激分子增强免疫作用，随访d未见肿瘤复发。酶学方面的实验表明，人颗粒酶A可通过caspase-3途径促进细胞凋亡，而MDR的肿瘤细胞则过度表达白细胞介素(IL)-2受体。Grodzovski等利用人颗粒酶A与IL-2组合成嵌合蛋白(interleukin-2granzymeA，IGA)，在体外实验中，IGA可以靶向结合MDR细胞使其死亡，提高MDR细胞株对多柔比星的敏感性。这种利用类似IGA靶向嵌合酶引起MDR肿瘤细胞死亡的实验为肿瘤治疗提供了新的思路。Mizukoshi等报道的一项Ⅰ期临床试验中，12例肝癌患者接受MRP3衍生蛋白治疗(因其能够激活MRP3特异性T细胞，起到抗原-抗体的免疫反应)，其中9例达到病情稳定，中位生存时间为14个月，均未见严重不良反应。在细胞因子方面，体内外实验均有报道肿瘤坏死因子-α(TNF-α)可以逆转MDR，使MDR细胞更容易增殖受阻、促进其凋亡。Mosaffa等以耐米托蒽醌乳腺癌细胞为研究对象，发现在TNF-α浓度高于50ng/ml时，加入TNF-α组的肿瘤细胞增殖率较未加入组减少70%～93%(P0.01)。其他细胞因子如IL-6、IL-1β、γ干扰素等对逆转MDR也有正向调节作用。目前，肿瘤的免疫治疗不但能够提高肿瘤患者的免疫功能、杀死或抑制肿瘤细胞，还能逆转肿瘤MDR，不良反应小，是恶性肿瘤综合治疗的重要组成部分，已逐渐成为继手术、化疗、放疗之后的第4种治疗模式。

3基因水平逆转MDR

肿瘤MDR的根本原因是某些基因的表达异常，导致细胞的蛋白、酶过度表达。从基因水平逆转肿瘤MDR就是根据碱基互补原理，设计能与靶基因特异性结合的DNA或RNA，影响其转录或翻译，达到特异性抑制靶基因表达的目的。基因水平逆转肿瘤MDR的技术主要有反义核酸技术、核酶技术及RNA干扰(RNAi)技术。反义核酸技术存在对核酸酶的不稳定性、低细胞内化、高浓度时毒性大、在体内实验中没有较好的针对MDR1的靶向基因序列及较高的制作成本等缺点，因此限制了其临床试验；而核酶技术也不同程度地存在上述问题。RNAi技术具有设计简便、高效性、高度特异性等优点，其原理是运用小分子RNA使某一特定基因的mRNA降解，从而导致该基因的沉默，有小干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)两种类型。Nieth等首次报道运用RNAi技术特异性作用于胰腺癌和胃癌MDR细胞，使其在mRNA和蛋白质水平表达均减少了91%，进一步使胰腺癌和胃癌细胞对柔红霉素的耐药较用药前减少了11%和42%。Li等将多柔比星和Bcl-2siRNA同时导入耐多柔比星的人乳腺癌细胞，结果显示单纯使用多柔比星组的肿瘤细胞活性为(94.0±2.7)%，多柔比星联合Bcl-2siRNA组为(28.0±5.6)%，提示化疗药物联合siRNA能够克服MDR，促进MDR肿瘤细胞的凋亡。临床前期研究表明，微小RNA(miRNA)通过上调药物外排、抗凋亡蛋白表达及肿瘤干细胞形成等机制导致肿瘤细胞MDR，因此，调节miRNA表达可以逆转肿瘤MDR。Hu等报道多柔比星、紫杉醇耐药的人乳腺癌细胞株(MCF-7/A02、MCF-7/CALDOX)的miR-表达下调，设计MCF-7/A02、MCF-7/CALDOX与miR-转染，形成miR-过表达的人乳腺癌MDR细胞(分别为MCF-7/A02-miR-、MCF-7/CALDOX-miR-)。试验发现MCF-7/A02-miR-对多柔比星和紫杉醇的IC50较MCF-7/A02空白对照组分别减少了79.2%和62.8%。调节miRNA表达(如miR-、-20、-24等)的药物在逆转肿瘤MDR方面可能有一定的临床应用前景。

4纳米载体给药系统逆转MDR

ABC转运蛋白逆转剂多为疏水性分子，难溶于水，生物利用度低；RNAi/DNA基因逆转产物存在分子的稳定性差、易被破坏等不足。而纳米载体的面积/体积比相对较大，具有表面吸附能力强、物理稳定性好等优点。将MDR药物逆转剂、RNAi/DNA、靶向药物等与纳米载体给药系统结合，通过非特异性内化作用减少肿瘤细胞内ABC转运蛋白对药物的外排，增加药物的摄取，通过RNAi/DNA输送、主动靶向、增加生理刺激响应性等实现逆转肿瘤细胞MDR。常见的纳米载体包括脂质体、微胶粒、高分子聚合物、树枝状聚合物等。一些抗肿瘤药物有机纳米载药系统已经进入临床试验，其中脂质体、高分子纳米粒及蛋白纳米粒已被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于临床；而无机纳米载药系统目前大多数仍处于基础研究阶段，其中金、二氧化硅已获得FDA批准用于临床试验。贾晋斌和韦青燕进行的多柔比星长效循环脂质体Doxil联合卡铂治疗晚期卵巢癌的Ⅲ期临床试验的初步结果显示，疾病控制率为68%，其中完全缓解率为28%，部分缓解率为20%，稳定率为20%。FDA已批准Doxil用于二线治疗难治性复发卵巢癌，并有希望联合卡铂成为一线治疗卵巢癌的药物。随着纳米载体给药系统的临床应用，该技术在逆转肿瘤MDR方面显示出巨大潜力。

5其他措施

还有一些逆转肿瘤细胞MDR的方式，例如①物理疗法：Huang等报道热疗可增加多柔比星在胃癌细胞内的浓度(37℃：0.27±0.06，42℃：0.62±0.09，45℃：0.89±0.10，P0.05)，同时可以降低MDR-1DNA(37℃：3.48±0.57，42℃：2.95±0.06，45℃：2.60±0.04，P0.01)和P-gp(37℃：3.27±0.21，42℃：1.92±0.06，45℃：1.63±0.04，P0.01)的表达。②激素类药物(他莫西芬、米非司酮)：Mao等报道他莫昔芬能够逆转雌激素受体阴性的胃癌细胞MDR，原因可能是他莫昔芬能大幅度减少肿瘤细胞P-gp的表达。

6结语

肿瘤MDR是导致化疗失败的主要原因。通过逆转肿瘤细胞MDR，有效提高化疗的敏感性和疗效，已成为肿瘤治疗领域的研究热点及难点。虽然逆转肿瘤MDR的方式较多，但目前多处于临床试验阶段或因其不良反应的限制，真正运用于临床的却很少。相信通过对肿瘤MDR机制的深入研究以及免疫学、基因组学、分子生物学等技术的不断发展，未来将会研制出高效、低毒、适用于临床的肿瘤MDR逆转剂。