【摘要】 腫瘤化療失敗的主要原因是多藥耐藥(MDR)的產生。腫瘤多藥耐藥的機制十分廣泛，其中以ATP 結合盒式結構超家族成員研究較多。文章重點綜述目前研究較多的多藥耐藥機制，并對腫瘤耐藥逆轉進展作簡要介紹。

【關鍵詞】 腫瘤多藥耐藥藥物療法

esearch Progress of Multidrug Resistance to Cancer Chemotherapy

Abstract：Multidrug resistance (MDR) of cancer cells is a major cause of failure in chemotherapy. The mechanism of multidrug resistance is vary， while much attention was paid on the expression of ABC(ATP binding cassette) transporter. This paper provides a review on the hotspots of current MDR research. Moreover， the recent progress in the field of MDR reversal is also briefly introduced.

Key words: neoplasms; chemotherapy; multidrug resistance

多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）指腫瘤對一種抗腫瘤藥物出現耐藥的同時，對其他許多結構各異、作用機制不同的抗腫瘤藥物亦產生交叉耐藥現象。易使腫瘤細胞產生多藥耐藥的藥物多為天然的分子量較大的親脂性藥物，如蒽環類、長春花堿類、鬼臼類、紫杉烷類等。近年來多藥耐藥的研究有很多突破，有一些多藥耐藥逆轉藥物已經在臨床試驗中顯示了良好的應用前景。

1 膜藥物排流泵或類似物對藥物的主動排出

1.1 P 糖蛋白

P 糖蛋白(P-glycoprotein ，P-gp)是耐藥相關機制研究最早最深入的機制之一。它于1976 年首先在對秋水仙堿耐藥的中國倉鼠卵巢癌細胞上分離出來，是分子量約為170kD的磷酸糖蛋白，故又稱為p170。其編碼的基因可分為mdr1 和mdr2 兩種，前者位于染色體7q21.1 ，可引起MDR ，后者作用尚不明確，可能與MDR無關。P-gp 是ATP 結合盒式結構超家族成員，含1 280個氨基酸，具有ATP 依賴性的藥物外排泵功能，能將藥物泵出細胞膜外而降低胞內藥物濃度。它由兩個同源性片段組成，每一片段又含有6個跨膜區和1個ATP 結合區，ATP 結合區是P-gp外排功能所必須的，第1片段的第1個胞外肽鏈環上有3個糖基化位點，它們與P-gp的外排活性無關[1]。P-gp在許多具有分泌、排泄功能的正常組織上均有較高的表達。細胞耐藥既是正常細胞維持自身穩定的防御機制之一，也是引起腫瘤化療失敗及腫瘤復發的主要原因。P-gp是具有廣泛特異性的膜轉運體，可以作用于不同結構的藥物如長春花堿類、蒽環類抗生素、紫杉烷類、鬼臼乙叉甙、絲裂霉素C等[2]。P-gp的表達與腫瘤的耐藥及預后密切相關，Tada Y等[3]認為，膀胱癌患者MDR表達與阿霉素耐藥明顯相關，且化療后殘留腫瘤的MDR表達比未經治療的腫瘤高5.7倍。而晚期鼻咽癌患者mdr1陽性者，則預示全身化療后總生存率較低[4]。在體內，腫瘤細胞耐藥性可以以sup 67Ga/sup 68Ga 標記的分子影像作為P-gp轉運功能的非侵入性評價[5]。

針對P-gp的耐藥機制，可以通過抑制P-gp的表達和功能逆轉其引起的耐藥。Rittierodt M等[6]采用針對P-gp mRNA的反義寡(脫氧)核苷酸成功抑制了P-gp的表達，同時提高了惡性膠質瘤細胞系U-87 MG細胞內阿霉素的濃度。粉防己堿是一種體內和體外均有效的MDR介導的耐藥的逆轉劑，它可以通過與P-gp結合而提高細胞內長春新堿的聚集，在0.625μmol/L的低濃度下就可以逆轉對長春新堿耐藥的KBv200細胞MDR達7.6倍，但并不影響對藥物敏感的KB細胞株的藥物敏感性[2]。新一代MDR 逆轉劑包括:粉防己堿（tetrandrine）[2]、 LY335979、GF120918、R101933、OC1442093及XR9576[7]等，新一代MDR 逆轉劑的突出特點是不改變化療藥物的藥代動力學和毒副作用。

1.2 多藥耐藥相關蛋白

多藥耐藥相關蛋白(mutidrug resistance protein ，MRP) 是1992 年由Cole SP 等在對阿霉素耐藥的人小細胞肺癌細胞系H69AR 中發現的另一種轉運蛋白，MRP 編碼的mRNA 約7.8～8.2kb，位于染色體16p13.1。MRP家族有9個成員，研究較多的是MRP1，其產物為約190ku 的膜結合糖蛋白， 是一種有機陰離子運載體，幾乎存在于所有組織中，與P-gp 的結構和功能類似，也是利用ATP 能量將藥物轉運至細胞外，屬于ABC 超家族成員[7]。

MRP1 介導的藥物外排與谷胱甘肽（glutathione，GSH）有關， GSH 可調節MRP1介導的藥物轉運， MRP1可能是通過促進藥物與谷胱甘肽的結合物的外排而致多藥耐藥。Akan I等證明N-乙酰半胱氨酸可以增加人類胚腎細胞(HEK293) 及其轉染全長MRP1的293MRP細胞兩者對MRP介導的長春新堿的耐藥性，而DL-Buthionine (S，R)-sulfoximine (BSO)可以降低其效應，由于N-乙酰半胱氨酸是一種谷胱甘肽前體，BSO可以抑制GSH的合成，表明MRP1耐藥性的產生依賴于GSH，且BSO是一種針對MRP1介導的耐藥的富有前景的藥物[8]。MRP 除了有藥物外排泵的作用，還可能通過細胞內藥物的重新分布產生耐藥性，而并不影響細胞內藥物總的蓄積量。Laochariyakul P等研究表明對足葉乙甙耐藥的SiHa/VP16細胞酸性細胞器內藥物濃度明顯低于其親SiHa細胞，這種機制可能是由于SiHa細胞內涵體和溶酶體到細胞膜的循環速度較慢，導致了細胞器腫脹和死亡，這說明了P-gp和MRP蛋白可以阻止藥物從胞液到細胞質內酸性細胞器的轉運[9]。在體外實驗中MRP基因擴增引起腫瘤細胞高度耐藥。Tada Y等發現，47 例膀胱癌患者MRP1 和MRP3 mRNA 表達與阿霉素耐藥明顯相關，且殘留和復發病人MRP1、MRP2和MRP3表達增高[3]。而淋巴結擴散的大B細胞淋巴瘤病人免疫組化檢測MRP1表達陽性組完全緩解率明顯低于陰性組[10]。同樣，MRP介導的耐藥的對策主要是基因逆轉和MRP抑制劑。第2代多藥耐藥蛋白抑制劑是新結構類型的化合物，例如MS-209、GF-120918 和VX-710等[7]。

1.3 肺耐藥相關蛋白

肺抗性蛋白(lung resistance protein，LRP) 最早是1993年從肺癌細胞中分離得到。它不與細胞膜相關，缺少ABC 轉運蛋白特有的ATP 結合位點，無跨膜轉運區域，是分子量約110kD 胞質穹隆蛋白，控制藥物從細胞核向胞漿轉運[7]。它與細胞核、細胞質運輸有關，一方面可降低藥物的核質分布比例以降低藥物的有效濃度，另一方面可通過囊泡轉運和胞吐機制將胞質內藥物排出細胞外，降低藥物的絕對濃度。LRP 在原發性和繼發性耐藥非小細胞肺癌細胞中廣泛表達，在臨床上常為獨立的耐藥和預后不良因素。Harada T 等表明LRP陽性表達的鱗狀細胞性NSCLC病人對鉑類為主的化療應答只有33%，而LRP陰性者為100%，兩者有顯著性差異，并認為經支氣管(肺)活組織檢查做免疫組化LRP染色可以評價病人的化療敏感性[11]。Ohsawa M 等用免疫組化的方法在41例淋巴結擴散的大B細胞淋巴瘤病人中發現，MRP1、LRP 和P-gp的表達陽性組完全緩解率明顯低于陰性組，且LRP陽性的病人具有較小的總生存分數[10]。Yeh JJ 等將首治的SCLC病人分為化療耐藥組和敏感組，發現兩者P-gp和MRP1的表達均有顯著性差異，但LRP的表達無顯著性差異，認為SCLC病人的化療效應與P-gp和MRP1有關，但與LRP無關[12]。Chiou JF等認為NSCLC病人以紫杉酚類為基礎的化療應答與P-gp相關，與LRP無關[13]。這種差異可能與病種選擇、化療藥物、檢測方法等有關，LRP的功能有待進一步闡明。

1.4 乳腺癌耐藥蛋白

乳腺癌耐藥蛋白( breast cancer resistance protein，BCRP) 是一種95kD的磷酸糖蛋白藥物轉運體，其結構與P-gp和MRP不同，BCRP只包含一個跨膜結構和一個ATP結合區域，因此BCRP相當于半個運載體[7]，只有形成二聚體或四聚體的時候才有運載活性，低氧會誘導其表達。BCRP的作用機制和作用底物和P-gp十分相似，BCRP過表達可以增加化療藥的耐藥性。持續暴露在10mM甲磺酸伊馬替尼的CaCO2細胞，BCRP和MDR1的表達呈時間雙相性，分別在第3d和第25d達高峰，并且使細胞內濃度降低50％，這可能是由于BCRP和MDR1的表達上調導致其介導的藥物泵出增加[14]。Guo B等證明對紫杉醇抵抗的MCF-7細胞系與阿霉素的交叉耐藥性較小，而對阿霉素抵抗的細胞系對紫杉醇的耐藥性明顯增大，對阿霉素抵抗的細胞系P-gp和BCRP的表達量比對紫杉醇抵抗的細胞系多，因此臨床上用藥要注意用藥的順序，以期減少耐藥程度[15]。

Ee PL等用針對BCRP的siRNA可以顯著下調內源性和外源性BCRP的表達，并且可以增加人類絨毛膜癌BeWo細胞，分別對鹽酸米托蒽醌和托泊替康的敏感性達10.5倍和8.2倍，流式細胞儀顯示其增加細胞內托泊替康的濃度[16]。在鹽酸米托蒽醌抵抗的MCF7-MR細胞系中，用KO143抑制BCRP的功能，細胞內鹽酸米托蒽醌濃度只略有下降，仍然可見明顯的藥物泵出，說明還存在其他的泵出機制[17]。所以我們必須選擇廣譜的抑制劑，才能進行有效的治療。多靶多重核酶（MTMR）包含三個可以抑制ABC轉運體家族轉錄的反式作用的錘頭狀核酶，3個順式作用MDR1/P-gp特異性RNA酶，3個MDR1/P-gp-類似物間隔片段組成。另外有3個細胞模型，包括表達MDR1/P-gp的EPG85-257RDB胃癌細胞系，表達BCRP的EPG85-257RNOV胃癌細胞系，表達MRP2的卵巢癌A2780RCIS細胞系，MTMR可以特異性抑制ABC轉運體家族轉錄，在mRNA水平降低MDR1/P-gp mRNA97%，BCRPmRNA 80%，MRP2mRNA96%。逆轉耐藥在EPG85-257RDB中為100%，EPG85-257RNOV為94%，A2780RCIS為63%。 所以， MTMR 技術為我們提供了逆轉多種ABC轉運體介導的耐藥的有效的新方法[18]。BCRP抑制劑主要有VX710和 GF120918[7]， 其在臨床試驗中表現了廣闊的應用前景。

2 機體解毒作用增強

與機體解毒作用增強相關的有谷胱甘肽-S 轉移酶(glutathione S-transferase，GST)，金屬硫蛋白(metallothioneins，MT)，博來霉素水解酶(bleomycin hydrolase，BH)，二氫葉酸還原酶(dihydrofolate reductase，DHR)和胸苷酸合成酶(thymidylate synthase，TS) 等。GST的研究相對較多，GST在正常細胞主要表達在細胞漿中， 分為α、π和μ三種，其中GST-π是人體內一種Ⅱ相代謝酶，參與體內非特異解毒過程。許多化療藥物如烷化劑、鉑類均為氧化性物質，谷胱苷肽可自發性與之結合，也可由谷胱苷肽轉移酶( GSH transference，GST) 催化后再與之結合，使細胞免受藥物攻擊。GST-π與腫瘤耐藥和疾病進展密切相關，在許多人類和動物腫瘤模型中GST-π往往高表達，成為腫瘤細胞耐藥的標志之一，用BSO (buthionine sulfoximine，一種人工合成氨基酸) 阻止GSH 合成也可逆轉腫瘤細胞耐藥[8]。且耐藥細胞中GST-π向核內轉運增多，細胞核內GST-π聚集與細胞對蒽環類、鉑類、喜樹堿類等化療藥物耐藥相關，而抑制GST-π的核轉運可提高細胞對藥物的敏感性[19]。但也有不同觀點存在， Hsu CH等在晚期鼻咽癌病人中發現GST[pi]的表達與預后及包含順鉑的治療應答無關[4]。過表達GSH超家族成員gsto1的耐藥鼠B細胞淋巴瘤細胞系LY-ar細胞盡管bcl-2表達比其親代高30倍，對其它抗癌藥物抗拒，但對As2O3敏感， 因此gsto1可以作為細胞對As2O3敏感性的標志。已有不少實驗提示As2O3可逆轉某些耐藥特性，在細胞對其他化療藥物抗拒的情況下，As2O3為我們提供了一條可能的治療途徑[20]。GST-π介導耐藥的機制已基本明確，但其表達對化療藥的預測價值，以及與其它耐藥途徑的關系尚有待于進一步的實驗研究來闡明。

3 其他途徑

除上述耐藥途徑外，發現腫瘤細胞還可以通過其他途徑引起耐藥：①藥物前體活化失敗，如:細胞色素P450 還原酶(cytochrome P-450 reductase，P450) 和DT-心肌黃酶(DT-diaphorase，DTD) 等；②靶酶TOPⅡ活性的改變；③DNA 修復能力的增強，如:O6-甲基鳥苷-DNA 轉移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)，hMLH1，p21WAF1/CIP1等；④凋亡通路受阻，如：p53、bcl-2等；⑤某些癌基因活化，如:Her-2/neu、c-myc、ras、c-jun、c-fos、MDM2和P210BCR-ab 等。

目前大多數研究局限于某一個耐藥機制，而多藥耐藥是多種機制同時存在的結果。各種耐藥機制的內在聯系正在越來越受到重視，全面分析腫瘤MDR 的機制，必將對各種腫瘤臨床化療和MDR 逆轉的深入研究發揮重要的指導作用。相信隨著腫瘤耐藥機制的研究深入，逆轉耐藥的藥物將不斷涌現，腫瘤耐藥問題會得到逐步解決。