MDR機(jī)制影響大腸癌治療的研究進(jìn)展

徐瑞云，廉 蕊，嚴(yán)曉麗，鄭紀(jì)寧△

（1.承德醫(yī)學(xué)院，河北　承德　067000；2.承德市中心醫(yī)院放化療科）

MDR機(jī)制影響大腸癌治療的研究進(jìn)展

徐瑞云1，廉 蕊2，嚴(yán)曉麗1，鄭紀(jì)寧1△

（1.承德醫(yī)學(xué)院，河北承德067000；2.承德市中心醫(yī)院放化療科）

MDR；ERCC1；大腸癌；多藥耐藥相關(guān)蛋白

大腸癌的發(fā)病率和病死率在我國(guó)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家均很高， 嚴(yán)重威脅著人類的健康和生命。我國(guó)大腸癌的發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，目前已成為最常見惡性腫瘤之一，在大城市有更快的增幅，并且發(fā)病年齡有年輕化趨勢(shì)?；熡兄豢商娲闹匾饔?，尤其對(duì)于失去手術(shù)機(jī)會(huì)的晚期大腸癌患者，化療可能是其唯一治療手段。自20世紀(jì)60年代Rosenberg首次觀察到鉑類化合物能抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)以來［1-2］，鉑類藥物的研究和應(yīng)用得到了迅速發(fā)展，已成為腫瘤化療中不可缺少的一類藥物。目前，奧沙利鉑已被確認(rèn)為治療晚期大腸癌的有效一線藥。由于腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物產(chǎn)生了耐藥，雖然不斷研制出新的化療藥物，但效果卻不盡如人意，給患者帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和痛苦。本文對(duì)大腸癌鉑類藥物治療時(shí)多藥耐藥機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1　大腸癌多藥耐藥概述

多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）是指腫瘤細(xì)胞對(duì)一種抗癌藥物產(chǎn)生耐藥的同時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制不同的另外一種抗腫瘤藥物產(chǎn)生交叉耐藥性。由此可見，為提高治療效果，多藥耐藥是需要解決的最大難點(diǎn)。研究表明，多藥耐藥涉及代謝解毒、藥物靶分子改變、細(xì)胞內(nèi)藥物濃度的改變、DNA損傷修復(fù)功能改變等多種因素。

2　鉑類藥物在大腸癌化療中的作用機(jī)制

鉑類藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，水解形成水合物，進(jìn)一步去質(zhì)子化，生成羥基化的配位離子。這些離子在體內(nèi)與DNA的兩個(gè)鳥嘌呤堿基N-7位結(jié)合成一個(gè)封閉的五元螯合環(huán)，從而破壞了兩條核苷酸鏈上嘌呤和嘧啶之間的氫鍵，打亂了DNA的正常雙螺旋結(jié)構(gòu)，使其變性失活，喪失復(fù)制能力［3］，腫瘤生長(zhǎng)受到抑制，從而發(fā)揮了鉑類藥物的作用，達(dá)到治療目的。

3　與產(chǎn)生耐藥相關(guān)的機(jī)制

3.1P-gp過度表達(dá)p-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）與MDR密切相關(guān)，其最重要的作用是將細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)在能量的支持下排出細(xì)胞外，類似于一個(gè)外排泵的作用。它是一種跨膜糖蛋白，由1280個(gè)氨基酸組成，由前體P-gp經(jīng)糖基化后生成。P-gp與經(jīng)代謝進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的化療藥物結(jié)合，在ATP水解產(chǎn)生的能量支持下，將為治療而進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的化療藥物泵出細(xì)胞［4］。P-gp的表達(dá)，使得腫瘤細(xì)胞內(nèi)鉑類藥物的濃度下降，最后產(chǎn)生耐藥。

3.2DNA損傷修復(fù)機(jī)制核苷酸切除修復(fù)（NER）相關(guān)因子DNA是放射損傷重要的靶分子，射線通過直接作用或間接作用均能引起DNA損傷，而DNA損傷修復(fù)能力與細(xì)胞的放射敏感性具有重要的相關(guān)性。奧沙利鉑進(jìn)入細(xì)胞后，與細(xì)胞內(nèi)DNA結(jié)合，生成鉑-DNA復(fù)合物，使得DNA受到不同程度的損傷，甚至導(dǎo)致細(xì)胞的死亡［5］。這使得DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)發(fā)揮作用，其中，NER是一條重要途徑，NER修復(fù)DNA損傷時(shí)，首先細(xì)胞內(nèi)多種蛋白復(fù)合物識(shí)別受損的DNA，然后切割酶插入損傷部位的兩端，將損傷的核苷酸片段切下，在互補(bǔ)鏈的協(xié)同下，合成一個(gè)小片段的核苷酸，最后封閉損傷部位兩端的切口，損傷的DNA即得以修復(fù)。各種基因參與NER的修復(fù)過程，如XRCC1、ERCC5、ERCC1和ERCC2，其中以ERCC1研究最多。NER是一個(gè)多種酶廣泛參與的復(fù)雜系統(tǒng)，能切斷DNA損傷片段，是修復(fù)DNA損傷時(shí)的重要機(jī)制，尤其在鉑-DNA復(fù)合物損傷時(shí)尤為重要。因此，不同個(gè)體的DNA修復(fù)能力是NER途徑的重要影響因素。

人編碼ERCC1基因定位于染色體19q13.2，大小為15kD。Westerveld等［6］在1986年最早發(fā)現(xiàn)ERCC1基因，用人類細(xì)胞株和小鼠細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合和互補(bǔ)試驗(yàn)克隆出一種修復(fù)酶，它與紫外線敏感的突變型鼠細(xì)胞互補(bǔ)，是核苷酸切除修復(fù)系統(tǒng)的關(guān)鍵分子。ERCCl基因存在多態(tài)性，但這種多態(tài)性與ERCCl基因表達(dá)有關(guān)。其188位密碼子的C→T核酸編碼的蛋白均相同，皆編碼天門冬酰胺酸。為了解ERCCl基因多態(tài)性與臨床療效的關(guān)系，研究者以鉑類藥物為基礎(chǔ)化療，觀察106例難治性大腸癌患者的療效。Park等［7］發(fā)現(xiàn)，ERCCl基因118位密碼子的多態(tài)性導(dǎo)致臨床療效不同。Pare等［8］為研究其耐藥的原因，將126例晚期大腸癌患者進(jìn)行奧沙利鉑聯(lián)合5-氟尿嘧啶治療，發(fā)現(xiàn)大腸癌對(duì)奧沙利鉑耐藥與ERCC1的過度表達(dá)有關(guān)。A1taha等［9］研究認(rèn)為，ERCCl高水平表達(dá)，其中無論是mRNA，還是其基因編碼出的蛋白的高表達(dá)，皆與細(xì)胞耐藥有關(guān)。所以，抑制ERCCl基因或者其蛋白的表達(dá)，都有望逆轉(zhuǎn)順鉑的耐藥。

通過以上研究表明，具有較強(qiáng)損傷識(shí)別與修復(fù)能力的核苷酸切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因-1（ERCCl）是NER途徑中的關(guān)鍵因素。劉志剛等［10］在研究4種膠質(zhì)瘤細(xì)胞株（SF767、T98G、MGR2和MGRl）時(shí)發(fā)現(xiàn)，ERCCl啟動(dòng)子區(qū)存在的CpG，在其甲基化修飾狀態(tài)，同時(shí)在放射線的條件下，這4種膠質(zhì)瘤細(xì)胞株皆呈現(xiàn)為敏感，推測(cè)可能是因?yàn)镋RCCl基因啟動(dòng)子的甲基化修飾狀態(tài)使ERCCl基因表達(dá)沉默，導(dǎo)致了DNA修復(fù)功能的下降，最終使其對(duì)放射線敏感，或者是啟動(dòng)子甲基化的ERCCl基因使染色體發(fā)生重構(gòu)，改變了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)放射線敏感。

3.3與耐藥有關(guān)的蛋白的表達(dá)

3.3.1多藥耐藥相關(guān)蛋白（MRP）：MRP基因定位于人染色體16p13.1，其編碼的蛋白質(zhì)含1531個(gè)氨基酸，相對(duì)分子質(zhì)量為190×103，是一種具有ATP結(jié)合域的跨模型轉(zhuǎn)運(yùn)糖蛋白，與P-gp及該家族其它成員相似。Cole等［11］對(duì)MRP氨基酸序列進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，MRP與P-gp有15%的同源性，并且表達(dá)P-gp或MRP的細(xì)胞具有交叉耐藥性。Lespine等［12］研究發(fā)現(xiàn)，耐藥的HL-60細(xì)胞中，MRP為高表達(dá)，而P-gp是低表達(dá)。MDR發(fā)生過程中，MRP可以獨(dú)立完成，此介導(dǎo)機(jī)制與P-gp介導(dǎo)的MDR完全不同，主要通過改變藥物的代謝分布，讓藥物離開作用靶點(diǎn)。MRP的耐藥發(fā)生過程中常合并谷胱甘肽s轉(zhuǎn)移酶（Gst-π）活性的升高，并且也與P-gp的耐藥譜存在很大程度上的差異。MRP主要表達(dá)在腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜上，當(dāng)然，也有少數(shù)分布于胞漿中［13］。MRP要識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)與谷胱甘肽（GSH）偶合的底物（如阿霉素、長(zhǎng)春新堿、鬼臼乙叉甙），必須要在GSH的幫助下，依賴水解產(chǎn)生的ATP的能量提供，屬于能量依量性的轉(zhuǎn)運(yùn)泵蛋白。

3.3.2肺耐藥蛋白（LRP）：LRP的編碼基因均定位于16號(hào)染色體長(zhǎng)臂上，LRP是1993年由Seheper等［14-15］發(fā)現(xiàn)的一種新的MDR相關(guān)蛋白，是在對(duì)P-gp表達(dá)陰性的人非小細(xì)胞肺癌MDR細(xì)胞株SW-1573/R120的研究中發(fā)現(xiàn)的，因是在肺癌耐藥細(xì)胞系中首次發(fā)現(xiàn)，所以稱之為L(zhǎng)RP。檢測(cè)LRP的氨基酸序列，結(jié)果證實(shí)LRP與人主穹隆蛋白（human major vault protein，MVP）的一樣，表明LRP即MVP，這是由Scheffer等在1995年時(shí)首次提出。近年來，對(duì)LRP的研究不斷深入，并且將其與MRP聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)它是一種重要的耐藥基因。其誘導(dǎo)惡性腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生多藥耐藥的過程大致是：LRP把通過化療而存在于胞內(nèi)的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)囊泡，然后在胞吐方式下將抗癌藥物排出，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)藥物濃度下降而使得細(xì)胞產(chǎn)生耐藥；LRP還可以阻止鉑類藥物或其它生物活性的外源性物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，從而封閉核孔，作為核孔復(fù)合物的組成部分發(fā)揮作用。較為經(jīng)典的耐藥蛋白P-gp出現(xiàn)在惡性腫瘤中發(fā)揮作用，甚至還晚于LRP，而且LRP比P-gp更廣泛。桂賢等［16］證實(shí)，MRP、LRP在大腸癌組織中均高表達(dá)，與大腸癌的耐藥性密切相關(guān)，且兩者具有相關(guān)性。

3.4其它相關(guān)耐藥機(jī)制在復(fù)雜的耐藥機(jī)制中，存在許多與之相關(guān)的蛋白。除上面闡述的研究比較廣泛的蛋白外，拓?fù)洚悩?gòu)酶II（Topo-Ⅱ）和GST-π等都參與了復(fù)雜的耐藥機(jī)制。在分別對(duì)與絲裂霉素（抗Topo-Ⅱ）有關(guān)的兩個(gè)細(xì)胞株（敏感株和耐藥株）的研究實(shí)驗(yàn)中，觀察到耐藥株的Topo-Ⅱ表達(dá)下降，證明Topo-Ⅱ的表達(dá)很大可能與細(xì)胞的敏感性呈正相關(guān)性。GST-是GST家族中的一個(gè)亞型，其可能的耐藥機(jī)制有兩個(gè)：①GST-π與親脂類化療藥物結(jié)合，加速藥物代謝，使得藥物的細(xì)胞毒作用大大減弱［17］；②GST-π可作為機(jī)體中谷胱甘肽與化療藥物結(jié)合過程當(dāng)中的催化劑，使藥物更易溶解于水中，從而更易于排出體外。

4　結(jié)語

目前，臨床對(duì)大腸癌的治療，MDR是其面臨最嚴(yán)峻的問題，研究其耐藥產(chǎn)生的機(jī)制對(duì)于臨床治療有指導(dǎo)意義。對(duì)ERCC1與P-gp、MRP、LRP等的深入研究，將有助于更好地了解大腸癌對(duì)鉑類藥物的耐藥性，指導(dǎo)臨床醫(yī)務(wù)工作者選擇最合適的個(gè)體化化療方案。但由于其產(chǎn)生耐藥機(jī)制的不同，針對(duì)它們選擇的逆轉(zhuǎn)耐藥的方式也不同。因此，探討ERCC1各基因型及P-gp、MRP、LRP的表達(dá)及其之間的關(guān)系，可為判斷患者的耐藥情況、提高患者的治療療效、延長(zhǎng)患者的生存期、指導(dǎo)臨床治療提供更大的幫助。

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