【关键词】恶性肿瘤；化学药物治疗；多药耐药；机制；耐药逆转剂

中图分类号：R73-36；R730.53文献标识码：A

文章编号：1009-4571(2000)01-0073-04

目前，尽管不断有新的化疗药物和化疗方案推出，但肿瘤细胞对多种化疗药物产生的多药耐药性(multidrug resistance, MDR)仍是化疗失败的主要原因。所谓MDR系指肿瘤对一种抗肿瘤药物出现耐药的同时，对其他许多结构各异、作用机制不同的抗肿瘤药物亦产生交叉耐药现象。MDR现象可以原发性和继发性两种形式出现。原发性(primary resistance)是肿瘤细胞固有的对化疗药物不敏感，故首次使用化疗药物就产生耐药；继发性(secondary resistance)则是初始对化疗药物敏感，但经过几个疗程化疗后，对化疗药物产生耐药。肿瘤细胞的MDR现象是肿瘤治疗中最常见和最棘手的问题，要提高恶性肿瘤化疗的有效性，就必须深入研究MDR的机制及寻求有效的逆转MDR的对策。

1MDR的机理研究

肿瘤的MDR现象产生的途径较多，有其复杂的分子学基础，目前，MDR的机理研究主要包括以下几个方面。

1.1多药耐药基因及其编码的P-糖蛋白过度表达

化疗药物问世不久，临床上就发现了多药耐药现象，如对阿霉素耐药的肿瘤细胞能对多种从未使用过的化疗药物如长春碱类和表鬼臼毒素类产生耐药。1976年Juliano等^［1］在耐药的中国仓鼠卵巢细胞中发现了一种分子量为170 kD的糖蛋白，被命名为P-糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp)。P-gp在敏感细胞中通常检测不出，而在MDR细胞株中却有高水平表达。P-gp是一种分子量为170 kD的跨膜糖蛋白，由人类MDR基因家族中与耐药有关的MDR1基因编码^［2］。人类MDR1基因定位于第7号染色体的q21.1带的330 kb中，编码4.5～5.0 kb mRNA，其编码的P-170糖蛋白(P-gp)由1 280个氨基酸组成的2个完全相同的单体组成，其分子中有12个跨膜区和2个ATP结合位点^［3］，嵌插在细胞的浆膜上，跨膜区作为膜通道有利于物质转运，而ATP结合位点与能量供应有关。故P-gp具有能量依赖的跨膜药物外输泵功能，可将细胞内底物包括多种抗肿瘤药物泵出胞外，使胞内药物积聚浓度下降，产生耐药，呈现典型MDR表型。几乎所有的人类肿瘤细胞均有不同程度的MDR₁／P-gp的表达，但是那些对化疗不敏感或疗效差的肿瘤往往有较高的MDR₁基因表达^［4］。某些天然性疏水性抗肿瘤药物较易被过度表达的P-gp泵出细胞外，其中包括目前临床上抗肿瘤药的主体蒽环类、天然植物碱类和表鬼臼毒类。新近的研究还显示^［5］，人体正常组织器官也同样有不同程度的MDR₁基因表达，在具有分泌和排泄功能的器官组织如肾上腺、直肠、肝脏和肺脏中就有较高的MDR₁基因表达，而在骨髓、淋巴细胞、食管等组织中低表达，推测其功能可能与细胞的物质转运和降低有害外源物质对细胞的损害有关。临床观察表明MDR₁表达水平较高的正常组织器官所发生的肿瘤，其肿瘤组织中检测到的MDR₁基因表达水平也较高，这些肿瘤在临床上往往对化疗不敏感或疗效差。这一现象提示MDR₁基因的表达水平与肿瘤的原发性耐药有关。而体外耐药株的获得则常用以解释体内继发性耐药的机理。体外耐药株是通过逐渐增加某一抗肿瘤药物浓度的方法，通过药物选择作用在体外培养系中获得，但体内因素远较体外因素复杂，对原发性、继发性耐药的机理均未确切阐明，P-gp介导的MDR的本质有待进一步的深入研究，为临床逆转P-gp介导的MDR提供坚实的理论基础。由P-gp介导的MDR习惯上称典型MDR，但应当指出，P-gp并不能解释所有的肿瘤耐药现象，一些非P-gp介导的MDR已获初步认识并越来越多地受到重视。

1.2多药耐药相关蛋白介导的MDR

近年的研究发现，在某些具有MDR现象的肿瘤中，无法检测到MDR₁基因及其表达产物P-gp。在这些非P-gp MDR细胞的细胞膜上发现了一种分子量为190 kD的膜糖蛋白^［6］，称为多药耐药相关蛋白(multidrug resistance associated protein; MRP)。 MRP有其独立的基因编码，定位于染色体16p13.1上，编码6.5 kb mRNA、 MRP也位于细胞膜上，由1 531个氨基酸组成。MRP与P-gp有许多相似之处，MRP与P-gp在氨基酸序列上有14%同源性，同源序列集中于ATP结合区^［7，8］；MRP与P-gp一样，也是一种能量依赖泵^［9］，表达MRP的肿瘤细胞也具有药物的膜外排泵作用，从而呈现非P-gp MDR表型。编码MDR的基因在正常组织细胞中亦有低水平表达，但MRP和MDR₁两者之间的表达无相关性^［10］。

1.3肺耐药相关蛋白介导的MDR

1993年，Scheper等又发现一种新的与MDR有关的蛋白质，即肺耐药相关蛋白(lung resistance-related protein, LRP)，它是一种非糖蛋白，定位于第6号染色体短臂16p11.2，与MRP的基因位置十分接近^［11］。LRP cDNA全长2.8 kb，编码一种由896个氨基酸组成，分子量约为110 kD的蛋白质。经测定LRP cDNA全序列发现其氨基酸序列有87.7%和褐鼠的穹窿体蛋白(major vault protein, MVP)具有同源性，故推测LRP就是人的MVP。MVP是穹窿体的主要组成部分。穹窿体大部分位于细胞质中，有5%与核膜相连，位于核孔附近，在细胞的生理过程中起关键作用，一方面参与细胞核与细胞质间物质交换的调控，另一方面可能与细胞质中的囊泡运输有关^［12］。故LRP可能通过两种机制引起MDR。第一，它可以使那些以细胞核为靶点的药物不能通过核孔进入细胞核，有些药物即使进入了核内也会很快被转运到胞质中；第二，可使细胞质中的药物进入运输囊泡，呈房室性分布，最终通过胞吐机制排到胞外^［12］。LRP能够介导对顺铂、卡铂、烷化剂等一些P-gp不能介导的药物耐受，这些药物的一些共同特点是以DNA为靶点，这也暗示LRP可能主要通过核靶点屏蔽机制引起MDR^［13］。LRP广泛分布于正常组织及肿瘤组织中^［13］，但表达程度不一，在支气管上皮、肠道上皮、肾小管上皮等具有分泌或排泄功能的组织中表达水平高，其表达水平的差异可反应不同的肿瘤对化疗的敏感性不同及预后的差异。

1.4拓扑异构酶Ⅱ介导的MDR

DNA拓扑异构酶(Topo)可调节DNA空间结构，参与DNA的重组、修复、转录、复制过程。按其性质分为DNA Topo-Ⅰ和DNA Topo-Ⅱ。前者介导一条DNA链断裂，后者可以同时切断双链DNA，并瞬间变构再连接起来。在真核细胞中Topo-Ⅱ的生理功能更为重要，在DNA复制、转录、有丝分裂、染色体分离、修复中起到关键作用^［14］。近年来发现Topo-Ⅱ有两个亚型，根据其等电位点不同分为α、β同功酶。许多抗肿瘤药物以Topo为靶点，选择性抑制增殖期DNA复制细胞，集中杀伤肿瘤细胞，有很好的选择性，如DNA嵌入剂柔红霉素、阿霉素，非嵌入剂喜树碱、足叶乙甙都是通过抑制拓扑异构酶的活性，干扰DNA的遗传代谢从而发挥抑制肿瘤细胞生长的药理作用^{［15，16］}。而细胞内Topo的变化是产生耐药性不可忽视的因素。目前研究较多的是Topo-Ⅱ与MDR的关系。研究表明，Topo-Ⅱ介导的MDR表现为耐药细胞酶转录水平和活性降低，而且一些酶学特征也有所改变，如对ATP的依赖增加，Topo-Ⅱ可以更有效、更快地通过链过度而重新连接DNA链，使药物-酶-DNA复合物形成减少，药物失去效靶。同时，Topo-Ⅱ还可以参与特殊耐药基因的调控，合成出具有特殊排泵功能的膜蛋白，将药物泵出胞外，从而产生耐药。因此，Topo不但与其抑制剂耐药有关，同时与其他药物耐药也有关系^［15］。其耐药机理的研究目前主要归纳为以下三个方面：①耐药细胞相关基因的改变；②DNA-Topo活性和含量的改变；③DNA-Topo调控因素的改变^［16］。

1.5谷胱甘肽-S-转移酶GST介导的MDR

谷胱甘肽-S-转移酶GST是由GST超基因家族相应基因编码的一个与细胞解毒功能有关的多功能蛋白家族。GST通过酶催化反应或谷胱甘肽结合形式与亲脂性细胞毒药物结合，增加其水溶性，促进药物外排，从而降低抗肿瘤药物对肿瘤细胞的细胞毒作用。烷化剂及铂类药物均可通过这一途径解毒。GST有三种亚型：GST-π、GST-α、GST-μ，其中GST-π在不少肿瘤中均有明显的基因扩增与表达水平增高^［17］，是目前认为与肿瘤耐药关系最密切的一种GST。关于GST活性增高的机理尚无确切解释，可能与细胞在药物压力下的适应性反应有关。

1.6蛋白激酶C介导的MDR

蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)是一种钙离子、磷脂依赖，需二乙酰甘油(DAG)活化的激酶，是由一个超基因家族编码同源性很高的相关分子组成的一组酶，已发现7种不同形式的异构体，在细胞的跨膜信号和调节细胞生长分化中有广泛的作用。目前许多研究表明，PKC在MDR的发生发展中起重要作用。PKC可在转染细胞中稳定表达并呈现MDR表型。通过药物选择法获得的MDR细胞株常伴有PKC含量和活性增高，均表明PKC与MDR的相关性。有关PKC在MDR发生发展中的作用机制已有初步研究。通过参与蛋白磷酸化，PKC可以参与调节P-gp磷酸化程序，提高P-gp生物活性。由于这方面的研究起步较晚，其机制还不清楚，但PKC家族在MDR发生发展中的作用是基本可以肯定的。

综上所述，MDR是一高度异质性现象，除上述MDR介导机制外，一些其他机理研究如DNA损伤修复增强机制，氯离子通道改变机制等亦在研究之中，并且一