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1、1头颈部肿瘤多药耐药机制及逆转剂研究进展关键词：头颈部肿瘤；抗药性；药物疗法摘要肿瘤细胞对多种化疗药物产生交叉抗药性是造成肿瘤化疗失败的主要原因，随着化疗药物在头颈部肿瘤的广泛应用，多药耐药现象在头颈部肿瘤的研究也取得了一定的进展。本文对近年来头颈部肿瘤多药耐药机制及其逆转剂研究进展作一综述。肿瘤细胞耐药性可分为原药耐药和多药耐药(multidrugresistance,MDR)。目前，大多数人认为 MDR 是肿瘤化疗失败的主要原因。MDR 是指由一种药物诱发，同时对其他多种结构和作用机制完全不同的抗癌药产生交叉耐药1 ；它往往导致联合化疗的失败。目前，头颈部恶性肿瘤术前或放疗前多采用诱导性化
2、疗以及术后和放疗后采用辅助化疗。此外，一些肿瘤也采用联合化疗。但由于 MDR 现象的存在，头颈部肿瘤化疗效果不满意。因此，MDR 机制以及其逆转剂(化学增敏剂)的研究对于头颈部肿瘤化疗具有积极的临床意义。下面仅就近年来对 MDR 机制和 MDR 逆转剂的研究进展作一综述。MDR 机制研究1P 糖蛋白(P-gp)介导的 MDR 机制 MDR 相关基因过度表达 P-gp 是目前公认的MDR 生物学基础。编码 P-gp 的基因是 MDR 基因家族成员中的 MDR-1。P-gp 是一种细胞膜蛋白。目前发现在具有 MDR 的细胞株中，P-gp 的存在与肿瘤耐药程度和细胞内抗癌药浓度下降有关。结构分析显示
3、 P-gp 由包括 12 个跨膜蛋白片段的2 个相似区域和 2 个核苷酸连接区，每个相似区域内有 6 个疏水区2 。它是三磷酸腺苷蛋白酶的一种。P-gp 功能的准确机制尚不明确，大多数 P-gp 模型表明其功能是通过细胞膜转运药物，即化疗药物通过一个由 P-gp 跨膜区域形成的疏水通道泵出，从而出现耐药现象。对于此现象的解释有 2 种，一种认为可能由于P-gp 药物连接区包含多个不重叠的药物连接位点，每个位点对于不同种药或不同类药有不同的亲和力。另一种认为由于每个药物连接区连接不同药物时均采用一个普通的机制，因此产生 MDR 现象。MDR 耐药谱包括蒽环类、生物碱类、表鬼臼类、放线菌素及紫杉醇
4、。MDR-1 基因调节可以发生在各个层次，包括 DNA 复制、转录和翻译。如一个自发从丝氨酸到颉氨酸的突变可伴有明显对抗秋水仙碱的耐药现象。通过对 P-gp 磷酸化水平的调节也可影响化疗耐药特性。肿瘤细胞本身的分化程度也可影响人类 MDR-1 基因表达和功能，用维甲酸诱导神经鞘瘤细胞分化可提高 MDR-1RNA 的水平3 。P-gp 与 MDR-1 在头颈部肿瘤中的表达具有一定的临床意义。Rakin 等4发现口腔鳞癌细胞内 P-gp 表达程度越低，则病人的生存期越长。此外，分化较好的肿瘤、伴有双倍体 DNA 的肿瘤以及体积较大的肿瘤，P-gp 的表达程度较高。Kelley 等5研究结果表明头颈
5、部鳞癌病人经过 MDR 相关药物化疗后 P-gp 在其鳞癌细胞中表达有明显提高。Jain 等6对正常、异常及鳞癌不同临床分期2的口腔粘膜 P-gp 表达水平的研究表明生物学特征越差的肿瘤 P-gp 表达水平越高。关于恶性淋巴瘤中的 MDR-1 基因表达情况也有许多报道。一些研究表明，在未经化疗的肿瘤标本中 MDR-1 基因阳性率约为 10%20%7 ，而另一些研究则为 50%左右8，9 。化疗后的肿瘤标本 MDR-1 基因表达有明显提高7，8 。Kang 等10报道 42%较顽固恶性淋巴瘤病人化疗后活检标本 MDR-1 基因表达比化疗前提高 4 倍。2 非 P-gp 介导的 MDR 机制由于
6、P-gp 介导的 MDR 机制还不能完全解释 MDR 现象。因此，一些非 P-gp 介导的机制也逐渐受到重视。它们主要包括：(1)谷胱苷肽转移酶介导的 MDR；(2)多药耐药相关蛋白介导的 MDR；(3)拓扑异构酶介导的 MDR。另外，还有许多机制如肺耐蛋白、转移性抗原肽等具有三磷酸腺苷酶活性的跨膜转运蛋白介导的 MDR，增加二氢叶酸还原酶的产物而导致对抗甲氨蝶呤、蛋白激酶介导的 MDR 以及增加 DNA 修补导致的 MDR 等。谷胱苷肽 S 转移酶(glutathiones-transferases,GST)是一组与细胞解毒有关的酶，分为 、 和 等多种同工酶。目前，在卵巢肿瘤细胞株研究已经
7、证实细胞内谷胱苷肽的水平对烷化剂和顺铂的耐药有关11 。GST 可以通过催化谷胱苷肽与这些药物结合形成复合物即谷胱苷肽结合(glutathiones-conjugate)，再通过谷胱苷肽结合物输出载体(glutathiones-conjugateexportcarrier,GS-Xpump)的泵活性将这些药物泵出细胞外，从而产生耐药性。已有研究表明 GST 与头颈部肿瘤 MDR 有关，尤其是鳞癌。有报道 GST- 已成为头颈部鳞癌原发及继发病灶早期诊断的血清学诊断依据2 。多药耐药相关蛋白(multidrugresistance-associatedprotein，MRP)是一种膜糖蛋白。MR
8、P 与 P-gp 同属于三磷酸腺苷依赖性跨膜转运蛋白类，它们在分子结构上具有某种程度上的序列同源性。肿瘤细胞中 MRP 的过度表达同样具有泵出胞内药物的能力，产生 MDR。MRP 与 P-gp 多药耐药谱相似，但也不尽相同。例如，对低水平的紫杉醇的耐药主要伴随 MRP 的过度表达。两者通过转运化疗药物产生MDR 的机制也有差别。目前，有人认为 MRP 并不能将抗癌药物转运到肿瘤细胞外，而是将抗癌药物转运到肿瘤细胞内，交给与细胞解毒功能有关的 GST，再通过GS-X 泵的作用将抗癌药物转移到细胞外。Welters 等13在对经顺铂治疗的头颈部鳞癌细胞株前后 GST 和 MRP 的水平的观察发现
9、GSH 水平与肿瘤细胞对顺铂敏感性呈反比。此外，细胞内铂的积聚与 MRP 表达水平呈正比关系：MRP 表达水平与 IC50(给予顺铂后 72h，导致 50%肿瘤细胞抑制的药物浓度)值呈反比。这表明 MRP 在转运顺铂进入头颈部鳞癌细胞中起重要作用。Muller 等14也证实过度表达 MRP 基因的肿瘤细胞同时伴有GS-X 的活性增高。因此，很可能 GST 与 MRP 共同介导了 MDR。拓扑异构酶(topoisomerase)是 DNA 复制与转录所需的酶，分型和型。目前研究表明拓扑异构酶下降是介导 MDR 的机制之一。其确切机制尚不清楚，关于该机制在头颈部肿瘤的研究尚未见报道。3MDR 逆转
10、剂研究为克服肿瘤细胞的 MDR，人们对其逆转方式进行了大量的研究，从而发现了一些有效的途径15 ，如：(1)运用非 P-gp 药泵作用底物的化疗药；(2)对抗癌药物进行化学结构修饰，以克服药物与 P-gp 的底物作用特征；(3)通过脂质载体运送抗癌药，改变药物进出细胞的途径；(4)通过反义寡核苷酸等方法抑制 MDR-1 基因的表达；(5)运用一些细胞因子逆转剂等方法。自 Tsuruo 等 1981 年第 1 次报道维拉帕米能提高 MDR 小鼠白血病细胞株细胞内长春新碱浓度，MDR 逆转剂已有了很大的发展。目前的逆转剂主要有钙通道阻滞剂(维拉帕米等)及其衍生物、钙调蛋白抑制剂(三氟丙嗪等)、环孢
11、菌素类(环孢素及其衍生物)、抗疟药(奎宁等)、冠状动脉扩张药(双嘧达莫)、皮质激素和激素类化合物(甲羟孕酮等)、蛋白激酶抑制剂(细菌生物碱等)和表面活性剂(聚山梨醇 80 等)。逆转剂种类不同，但作用机制相似。目前大多数逆转剂通过抑制 P-gp 泵的功能从而对抗 MDR，使 MDR 细胞内化疗药物浓度升高。大多数逆转剂在结构上有广泛的相似性，一般均为亲脂的含有杂环的带阳性电荷的化合物。因此，不同的MDR 逆转剂可能有一个或多个特殊的结构单一的连接位点。Klopman 等16通过对 609 种不同的具有抗 MDR 活性的化合物进行的分析，发现它们具有一定的结构特点。例如 CH2-CH2-N-CH
12、2-CH2 基团可增强大多数化合物抗 MDR 活性，若二甲基苯酚基团同时存在此活性则进一步增强。而稳定的四价铵盐、羧基、酚或一个苯胺基团，可降低化合物抗 MDR 活性。此外还发现逆转剂和分配系数，P-gp 之间包括芳香环-芳香环，氢-芳香环和氨-芳香环连接存在着微电极作用，在稳定蛋白质和药物与蛋白连接上的起重要作用。目前，对逆转剂的体外筛选重要是通过观察 MDR 细胞在有或无候选逆转剂的情况下对化疗药物的反应，以决定该药物是否可能作为逆转剂。但体外筛选出的逆转剂在临床上运用往往效果不佳，这是由于体内存在多种因素如药物的分布、代谢、清除、生物药效率和对宿主的潜在毒性等。此外，MDR 可能有多种机
13、制介导，也是原因之一17 。目前逆转剂在头颈部肿瘤的 MDR 研究主要集中在右维拉帕米(dexverapamil)对恶性淋巴瘤 MDR 的逆转上。右维拉帕米对心血管毒性小于维拉帕米，因此它更易被临床接受。右维拉帕米早已被证明能提高肿瘤细胞中多柔比星(doxorubicin)的浓度。Wilson 等18对 65 位接受了右维拉帕米与 EPOCH 方案(包括依托泊苷、泼尼松、长春新碱、环磷酰胺、多柔比星)联合化疗的恶性淋巴瘤病人进行了研究，发现右维拉帕米将多柔比星的浓度提高了近 2 倍。此外，Wilson 等19在另外 154 位恶性淋巴瘤病人的研究中得到类似的结论。总之，经过对 MDR 机制的深
14、入研究，现在已取得了一些重要发现，在其临床如何克服 MDR 方面也取得一定进展，但其效果不尽人意。而且对于头颈部肿瘤的 MDR 研究仍较少，有关逆转剂的报道也不多。因此，对于头颈部 MDR 逆转剂的研究是今后我们克服化疗耐药研究的主要方向之一。4参考文献1FilerJS,UnderhillLH.Multiple-drugresistanceinhumancancerJ.NEnglJMed,1987,316:1388-1393.2FordJM.ModulatorsofmultidrugresistanceJ.HematolOncolNorthAm,1995,9:337-361.3Goldstei
15、nLJ.ClinicalreversalofdrugresistanceJ.CurrProblCancer,1995,3:70-123.4RabkinD,ChhiengDC,MillerMB,etal.P-glycoproteinexpressioninsquamouscellcarcinomasofthetonguebaseJ.Laryngoscope,1995,105:1294-1299.5KelleyDJ,PavelicZP,GapanyM,etal.DetectionofP-glycoproteininsquamouscellcarcinomasoftheheadandneckJ.Ar
16、chOrtolaryngolHeadNeckSurg,1993,19:411-414.6JainV,DasSN,LuthraK,ShuklaNK,RalhanR.Differentialexpressionofmultidrugresistancegeneproduct,P-glycoprotein,innormal,dysplasticandmalignantoralmucosainIndiaJ.IntJCancer,1997,74:128-133.7YuenAR,SikicBI.MultidrugresistanceinlymphomasJ.JClinOnclo,1994,12:2453-2459.8ChengAL,SuIJ,ChenYC,LeeTC,WangCH.ExpressionofP-glycoproteinandglutathione-s-transferaseinrecurren
