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乳腺癌的化疗多药耐药怎么预防

家庭医生在线 03月04日

耐药性是影响疗效的最重要因素之一。肿瘤耐药性机制相当复杂,概括起来有以下几点[1]:①药物的转运或摄取过程障碍;②药物的活化障碍;③靶酶质和最的政变;④增加利用体内替代途径;⑤分解酶和修复机制增加⑥由于特殊的膜糖蛋白增加,而使细胞排除药物增多;⑦DNA链间或链内交联减少;⑧激素受体减少或功能丧失;⑨—些癌基因,如HER2扩增;⑩其他:蛋白激酶C(PKC)细胞传导系统的活性增高。

一般来说,对一种抗瘤药物产生耐药性,单对其他非同类型的药物仍敏感。近年来发现在培养液中接触某种化疗药物而产生耐药的细胞株,对其他结构上无关、作用机制不同的药物也产生耐药,这种广谱耐药现象称为多约耐药性(multidrugresistance,MDR)。

多药耐药在乳腺癌中的研究

MDR产生的机制很多,多数机制在乳腺癌的耐药中发挥作用。目前研究最多的是转运蛋白;谷胱甘肽(GSH)解毒酶系统;DNA修复机制表达等。

一、转运蛋白

化疗是许多恶性肿瘤治疗的主要方法之一。目前对抗肿瘤药产生耐药的主要形式是一类细胞膜上的转运蛋白,它们能使进入到肿瘤细胞内的细胞毒药物排除到细胞外,使细胞内的药物浓度低于能够导致细胞死亡的阈浓度,从而对细胞起到了保护作用。这类蛋白属于ATP结合盒(ATP-bindingcassette,ABC)膜转运蛋白超家族,其中包括P糖蛋白,多药耐药相关蛋白、肺耐药蛋白、乳腺癌耐药蛋白等,已被证明能够在肿瘤细胞系中介导对多种抗肿瘤药物产生的耐药。一般认为,ABC转运蛋白的最小功能结构由两个跨膜区和两个ATP结合位点组成。多数ABC转运蛋白利用ATP水解的能量对药物进行主动转运,也有少数ABC转运蛋白通过在细胞膜上形成特殊的通道来发挥作用。

(一)P糖蛋白

早在1970年,Bieder等就发现P388白血病细胞及中国仓鼠肺细胞在对放线菌素D产生耐药性的同时,对化学结构及作用机制完全不同的抗肿瘤药物如长春新碱、丝裂霉素C、柔红霉素等也产生耐药性,这种现象后来被称为MDR。1976年,Juliano和Ling等首先揭示了MDR与细跑内药物浓度下降有关,并证实MDR细胞中存在一种分子量为1.7x105细胞膜P糖蛋白P-gp与耐药有关。P-gp由约1280个氨基酸组成,是一种能量依赖性药物输出泵,它由mdr-1基因编码。已从人MDR的KB细胞株中克隆出同源性的基因组序列,称mdt-l和mdr-3基因,但后者基因转染不产生耐药。P-gp能将细胞内药物“泵”出细胞外,使细胞内的药物浓度下降,降低了药物对细胞的毒性,从而产生耐药。P-gpN端的ATP酶具有与药物结合的特殊功能,C端ATP酶与药物泵出有关,两端ATP结合位点仅在按正确顺序排列时才能产生耐药作用。与P—gp有关的产生MDR的药物一般是天然来源和疏水性药物(如长春生物碱类和ADM),也包括一些合成药物(如米托蒽醌)。不同来源的MDR细胞均可过度表达P-gp,其水平与细胞耐药程度有关。

不同来源的人体肿瘤mdt-1RNA表达水平存在明显差异。mdr-1RNA表达水平高的肿瘤包括结肠癌、肾癌、肝癌、肾上腺癌、嗜铬细胞瘤、慢性粒细胞白细胞(急陆变)、类癌等,mdr-1RNA水平低的肿瘤有乳腺癌、非小细胞肺癌、膀胱癌、食管癌、头颈部癌、Wilms瘤等。一般来说,肿瘤对化疗药物的敏感性与耐药基因表达呈负相关,但也有一些例外情况,提示有其他耐药机制的参与。

在一些正常组织中也有mdr-1/P-gp的少量表达,主要见于造血干细胞、肝胆小管内皮细胞、空肠和结肠的黏膜上皮细胞、肾近曲小管上皮细胞,以及肾上腺、妊娠子宫、脑和睾丸毛细血管内皮细胞。其正常功能尚不明了,可能与促进毒素排出细胞、血脑屏障功能以及妊娠子宫上皮对孕酮的传输有关。

(二)多药耐药相关蛋白(multidrugresistanceassociatedprotein,MRP)

由Cole等[2]1992年于小细胞肺癌H69AR耐药株中发现。MRP基因定位于16号染色体,由6500bp组成,编码1531个氨基酸的跨膜糖蛋白,分子量为190kD。生理条件下,MRP存在于各组织器官,但肝和小肠呈低表达。在正常组织中,MRP主要分布于胞浆中,而在肿瘤组织则主要分布于细胞膜。

MRP与P-gp同属于ABC家族,两者有15%的氨基酸序列相同,但MRP的转运底物与P-gp不同。定位于细胞膜上的MRP能识别和转运与谷胱甘肽(GSH)偶合的底物(如VP-16、柔红霉素和顺铂等),介导这些药物的外排。另外,MRP可能还影响细胞内药物的分布,使药物难以进入核内发挥细胞毒作用而引起肿瘤耐药。

研究证实,在VP-16诱导MCF-7敏感细胞株(MCF-7/WT)产生耐药时,MRP表达也逐步升高,最高可达诱导前的10倍。VP-16诱导其他乳腺癌细胞株产生耐药时,MRP基因表达也有升高现象。另外,有研究表明,初治乳腺癌标本中MRP有不同程度(50%—70%)的表达,在复发转移性乳腺癌中,MRP表达明显高于初治乳腺癌。但有关乳腺癌MRP表达与化疗疗效和预后的关系,尚缺乏系统的研究资料。

(三)肺耐药蛋白(lungresistanceprotein,LRP)

LRP是1993年由Scheffer等[3]应用克隆技术,在非P-gp介导的耐药肺癌细胞株SW-1573/2R120中发现的。LRP基因定位于16号染色体,其cDNA全长2688bp,编码896个氨基酸,分子量110kD。LRP由完全对称的上下两部分对扣在一起组成,外观呈桶状,是核孔复合物的组成部分。LRP可能通过两种途径引起MDR,一种是LRP封锁核孔使药物不能进入细胞核,另一种方式是LRP使进入细胞内的药物运至运输囊泡,呈房室分布,最终经胞吐方式排除。

已证实LRP对肺等不同类型肿瘤的ADM、VCR和VP-16耐药有关,但LRP在乳腺癌中的研究较少。在P—gp表达阴性的乳腺癌耐药细胞株MCF-7/MR中,LRP呈强表达,LRP是耐药的主要原因。有研究显示,在非P-gp介导的乳腺癌耐药细胞株形成耐药时,LRP合成明显增加,也提示此类细胞株的耐药可能与LRP有关。

(四)乳腺癌耐药蛋白(BCRP)

1998年Doyle等首先从MCR-7/AdrVp细胞中克隆出一种不同于MRP和LRP的耐药基因的cDNA;该基因编码一种含655个氨基酸残基、72.6kD大小跨膜转运蛋白;因该蛋白首先从乳腺癌细胞中被发现,故被称为乳腺癌耐药蛋白(breastcancerresistantprotein,BCRP)。与P-gp、MRP一样,BCRP存在ATP结合盒,具有ATP依赖性药物外排功能,它们同属于ABC转运蛋白超家族的成员。BCRP仅有一个跨膜区和一个ATP结合位点,故称为不完整转运分子,推测BCRP通过组成同二聚体或异二聚体构成跨膜通道而发挥功能。过表达BCRP的肿瘤细胞株对米托蒽醌、阿霉素、柔红霉素、鬼臼乙叉甙、拓宁替康、CPT-11等产生交叉耐药,而对长春新碱、紫杉醇无交叉耐药。人体正常组织中胎盘合体滋养层细胞、小肠和结肠黏膜上皮细胞、胆小管膜、乳腺小叶及血管内皮细胞和干细胞均能检测到BCRP的表达;推测BCRP具有抑制消化道吸收某些外源性物质(包括抗癌药和有毒物质)、参与形成胎盘屏障等生理功能。

BCRP与急性髓性白血病、非小细胞肺癌、乳腺癌等多种肿瘤的临床化疗敏感性有关。Kanzaki等采用RT-PCR方法检测了43例初治乳腺癌患者手术切除肿瘤组织中mdr-1、MRP1、LRP和BCRP基因的表达水平,发现9例标本有较高水平的BCRP基因表达,并证实mdr-1基因表达水平和MRP1基因有明显的相关性,而BCRP基因的表达水平与mdr-1、MRP1、LRP基因之间不相关。

传统的MDR逆转剂如维拉帕米、环孢素A、他莫昔芬等对BCRP引起的MDR均无逆转作用。Rabinodran等从微生物产物中提取的化学成分FumitremorginC(FTC)能逆转大部分过表达BCRP的结肠癌细胞株对米托蒽醌的耐药性,其机制可能是FTC与抗肿瘤药物竞争BCRP的药物结合位点,阻止药物外排。另一有效的BCRP抑制剂是GFl20918,对过表达BCRP的细胞耐药性有肯定的逆转效应。

二、谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽S转移酶(GST)

GSH依赖性解毒酶系统是存在于动、植物体内的重要解毒酶系统,其中最重要的是GST。GST是一组具有多种生理功能的蛋白质,能通过催化毒性物质与GSH相结合或通过非酶结合方式将体内有毒物质排出体外,还可防止有毒化合物与细胞的大分子物质(如DNA、RNA和蛋白质)结合。正常情况下可作为一种保护机制使细胞免受损伤,而肿瘤细胞可通过调节GSH水平、增加GSH活性等加速化学药物的代谢。

GST至少有α、π和微粒体ms5种同工酶,其中GSTπ在乳腺癌中表达率最高,与MDR的关系最密切。多数研究证实,对烷化剂耐药的MCF-7细胞株,其GST/GSH水平高表达,采用BSO抑制GST/GSH后,耐药性明显下降。应用流式细胞仪观察MCF-7/DOX细胞内蒽环类抗癌药与GSH偶联复合物的变化,发现这种复合物主要集中在细胞内的高尔基复合体区域,阻止药物进入核内,采用VRP进行逆转后,偶联符合物减少,耐药性明显降低。证实GST/GSH参与了MCF/DoxMDR的形成。

三、DNA修复

DNA修复是活细胞利用各种途径对其基因组出现的各种损伤产生的保护性反应,在很大程度上保证了遗传物质的稳定性,使生命活动正常进行。近年来研究表明,DNA作为多种抗癌药物攻击的靶分子,其损伤修复能力异常与肿瘤耐药性的形成有着密切关系。DNA修复的途径有:①关卡滞留作用:②O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶;③错配修复;④核苷酸切除修复;⑤碱基切除修复。其中最常见的是亚硝脲类与DNA形成加合物O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶发挥抗肿瘤作用,而O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶将这种加合物转移至受体分子的半胱氨酸残基,从而将鸟嘌呤O6位置上的单烷化基团除去,受损的DNA得到迅速修复,使肿瘤对亚硝脲类产生耐药。

由化疗产生的DNA加合物多由核苷酸切除修复(nucleotideexcisionrepair,NER)系统识别并修复。近年来,对哺乳动物NER修复的研究在分子水平取得了很大进展。有试验证明NER系统能有效切除修复铂类化合物,在顺铂耐药细胞中ERCCI基因(excisionrepaircrosscomplement-inggenes)高表达,而ERCCl或ERCC4基因缺陷的细胞对顺铂、环磷酰胺、丝裂霉素高度敏感,故有人提出ERCCl基因高表达与顺铂耐药可能有关。

最近的研究发现,某些基因表达的差异(基因的多态性),包括XPD(xerodermapigmentosumgroupD)基因,XRCCI(X-rayrepaircrosscomplementingprotein1)基因及RRM1(核糖核酸还原酶)基因的多态性、与细胞DNA的修复能力有关,可以影响肿瘤患者化疗的效果和治疗后的生存情况。

[1]徐兵河,孙燕。肿瘤细胞耐药性研究进展。癌症,1990,9(6)515-517

[2]ColeSP,BhardwajG,GerlachJH,et al. Overexpression Of a transporte gene inmultidrug—resistant human lung cancer cellline. Science,1992,258(5088):1650-1654

[3]ScheperRJ,BroxtermanHJ,etal. Overexpression of M(r)110,000 vesicular protein innon-P-glycoprotein-mediate multidrug resistance. CancerRes,1993.53(7):1475-1479

(责编:苏佩芬 )
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