头颈癌多药耐药性的研究进展*

陈 虎 综述，农晓琳 审校

(广西医科大学口腔医学院口腔颌面外科，南宁 530021)



·综 述·

头颈癌多药耐药性的研究进展*

陈 虎 综述，农晓琳△审校

(广西医科大学口腔医学院口腔颌面外科，南宁 530021)

头颈肿瘤；化疗；多药耐药性；机制

头颈癌指发生在唇、口腔、上颌窦、咽(鼻咽、口咽、喉咽)、唾液腺、喉和甲状腺的恶性肿瘤，从世界范围看，头颈癌发病率位居全身恶性肿瘤的第6位。Ferlay等[1]报道，2012年全球年新发病例数约占全身恶性肿瘤发病率的4.9%，年死亡病例数约占全身恶性肿瘤病死率的4.6%。临床对头颈癌强调以手术为主放疗及化疗为辅的三联疗法，化疗主要用于配合手术治疗或作为姑息治疗，以顺铂为基础的联合化疗是治疗转移性头颈部鳞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)的常用方案。但顺铂治疗却易诱发多药耐药性(multidrug resistance,MDR)。MDR指肿瘤细胞如果对一种化疗药物产生耐药性，其对未接触过的、结构不同、作用机制各异的化疗药物也产生交叉耐受的现象，它是多因素、多机制共同作用的结果。本文主要介绍头颈癌多药耐药的相关机制及前景较好的逆转剂。

1 头颈癌多药耐药的机制

1.1 ATP结合盒(ATP-binding cassette,ABC)膜转运泵的过表达 ABC转运蛋白超家族是人类最大的转运蛋白基因家族，目前，已发现至少有48个人类ABC转运蛋白，共分为7个亚家族，从ABCA到ABCG，与肿瘤多药耐药密切相关的为ABCB、ABCC、ABCG亚家族，其中最重要的药物相关ABC转运蛋白包括P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多药耐药相关蛋白家族(multidrug resistance-associated proteins,MRPs) 和乳腺癌耐药蛋白(breast cancer resistance protein,BCRP)。ABC转运蛋白超家族成员具有药泵功能，这些转运蛋白以主动转运方式完成多种分子的跨膜转运，将化疗药泵出肿瘤细胞外，减少胞内药物蓄积从而产生耐药[2]。

1.1.1 P-gp介导的多药耐药 P-gp是ABC转运蛋白家族成员之一，是ABCB1基因的编码产物，又称为MDR1，是最早发现的与MDR相关的蛋白。P-gp是细胞膜上相对分子质量为1.7×105的糖蛋白，是一种依赖ATP供能的药物外排泵，在多种MDR细胞系中均高表达，其表达水平与耐药程度相关。Aissat等[3]研究雷帕霉素对HNSCC细胞系的抗增殖作用时发现：在无B细胞淋巴瘤-白血病因子2和P-gp表达的细胞中雷帕霉素显示出更好的抗增殖及凋亡诱导作用。用shRNA技术靶向沉默喉癌细胞LSC-1/TAX中P-gp的表达能部分逆转耐药细胞的MDR，并增加细胞对紫杉醇的化疗敏感性[4]。

1.1.2 MRPs介导的多药耐药 MRPs属于ABCC亚家族，人类MRPs目前已发现7个成员(MRP1-MRP7)。其中MRP1能转运阴离子药物，如甲氨蝶呤及能与谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、硫酸盐等酸性配体形成共轭物的中性药物。现已证明，MRP1是谷胱甘肽-S-共轭物(GS-X)转运泵，其降低化疗药物对细胞的毒性作用需要谷胱甘肽共同参与。张福军等[5]发现MRP1的表达水平在多药耐药口腔腺样囊性癌ACC-3/DDP细胞中显著升高。MRP2是MRPs中第二个被发现的成员，又称为小管多特异性有机阴离子转运体，其底物为大范围的有机阴离子，如谷胱甘肽、胆红素葡萄糖醛酸等，其导致的化疗耐药谱与MRP1相似。研究表明，MRP2的表达水平能严重影响食管鳞癌患者以顺铂为基础的化疗方案的疗效[2]。MRP3也是有机阴离子转运体，其对葡糖糖醛酸螯合物有高亲和力，而对谷胱甘肽螯合物亲和力较差。MRP4、MRP5则主要介导核苷类似物耐药。

1.1.3 BCRP介导的多药耐药 BCRP属于ABCG亚家族，又称为ABCG2，在排出多种内源性及外源性胞内底物过程中发挥重要生理功能[6]。Shen等[6]在研究HNSCC及其相应细胞系中BCRP的表达及功能时发现4个HNSCC细胞系中BCRP的表达水平均与细胞对米托蒽醌的化疗敏感性密切相关，在4种细胞系中加入BCRP特异性抑制剂烟曲霉菌C能不同程度增加米托蒽醌的胞内蓄积，表明BCRP的外排泵功能可以介导多药耐药性的产生。Warta等[7]在研究Ⅳ期HNSCC患者肿瘤组织中药物转运蛋白的表达时通过聚类分析发现铜转运蛋白1、MRP2、BCRP同时高表达，预示HNSCC患者生存率较低。

1.2 肺耐药相关蛋白(lung resistance-related protein,LRP)的高表达 LRP是相对分子质量为1.1×105的多药耐药蛋白，LRP的分布表明其与囊泡/溶酶体结构密切相关，在核-质转运中发挥重要作用。最近研究阿糖胞苷与顺铂联用对耐药鼻咽癌细胞的生长及凋亡的影响时发现，顺铂耐药的鼻咽癌细胞TW03/DDP中LRP的表达显著高于其亲本细胞[8]。

1.3 铜转运蛋白1(copper transport protein 1,CTR1)表达升高 CTR1是主要的铜离子内转运蛋白，在维持细胞内铜离子稳态中发挥重要作用，现已证实它也能转运顺铂及其类似物，在人类细胞中，铜离子与铂类化疗药都通过CTR1进入细胞内。人类CTR1蛋白相对分子质量为2.7×104，分子中缺少ATP水解基序，表明在铜离子运输过程中无能量供应。研究表明，顺铂耐药的口腔鳞癌细胞系H-1R中CTR1表达高于其亲本细胞H-1[9]。

1.4 酶系统介导的多药耐药

1.4.1 谷胱甘肽(glutathione,GSH)和谷胱甘肽S转移酶(glutathione S-transferase,GST)的升高 GSH是一种保护性三肽，在维持细胞氧化还原内环境及清除自由基过程中起重要作用，能防止外源性物质对细胞的损伤。Tonigold等[10]在研究携带p53胞质突变基因的耐顺铂的HNSCC细胞系耐药基因时发现，顺铂耐药细胞中GSH水平显著升高，与细胞抵御由顺铂治疗引起的细胞毒氧化作用的功能相一致。Sobhakumari等[11]发现同时抑制GSH和硫氧还蛋白的代谢通路将诱导HNSCC细胞系的氧化应激及克隆性杀伤。GST能催化顺铂与GSH结合形成共轭物从而阻断顺铂与胞内其他分子结合，促进顺铂从胞内排出避免对细胞产生损伤，GST共分为4种类型：GST-α、GST-μ、GST-π及GST-θ，其中，GST-π的表达升高与HNSCC患者顺铂耐药及不良预后密切相关[12]。

1.4.2 其他酶介导的多药耐药 胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是DNA生物合成的关键酶，它是氟尿嘧啶类药物的关键靶标。Ijichi等[13]发现HNSCC耐药细胞系中TS的蛋白表达水平与亲本细胞相比显著升高，从而认为TS的蛋白表达水平升高可能与5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)的获得性耐药产生有关。α-烯醇化酶是糖酵解系统成员之一，能为肿瘤细胞生长提供能量。最近比较头颈癌顺铂敏感细胞系、顺铂获得性耐药细胞系、顺铂原发性耐药细胞系及5-FU获得性耐药细胞系的蛋白差异表达发现，α-烯醇化酶是顺铂化疗耐药的新指标[14]。

1.5 DNA损伤修复机制介导的多药耐药 核苷酸切除修复交叉互补基因1(excision repair cross complementationgroup 1,ERCC1)是单链DNA核酸内切酶，它和另一个核苷酸切除修复蛋白ERCC4/XPF共同构成ERCC1-XPF异源二聚体，这种二聚体是核苷酸切除修复中5′到3′端的DNA限制性核酸内切酶，此外在DNA连接修复与链间交联修复中也发挥重要作用。ERCC1表达水平升高，可通过增强肿瘤细胞DNA修复能力进而影响顺铂的化疗敏感性。顺铂预处理HNSCC细胞中ERCC1的mRNA及蛋白表达水平升高，细胞化疗耐药性增强[15]。Hsu等[16]认为，转录抑制因子Snail与ERCC1在HNSCC患者组织中共表达与顺铂耐药及不良预后密切相关。

1.6 细胞凋亡抑制介导的多药耐药

1.6.1 生存素(survivin)介导的多药耐药 survivin是凋亡抑制蛋白家族成员之一，通过抑制胱天蛋白酶的活化发挥抗凋亡效应；顺铂治疗过程中，细胞通过活化PI3K/Akt/survivin信号通路而逃离顺铂诱导的凋亡[12]。Kumar等[17]发现顺铂耐药的HNSCC细胞系的survivin表达显著高于其亲本细胞，且经体内外实验研究发现，survivin的小分子抑制剂YM155能通过降低survivin的表达逆转HNSCC细胞的顺铂耐药性，增加顺铂的疗效。Khan等[18]证实survivin通过抑制细胞凋亡在HNSCC细胞紫杉醇耐药过程中发挥关键作用，奥沙利铂与紫杉醇联用能通过下调survivin的表达增加HNSCC细胞对紫杉醇的化疗敏感性。

1.6.2 B细胞淋巴瘤-白血病因子2(B cell lymphoma-leukemia-2,Bcl-2)介导的多药耐药 Bcl-2是Bcl-2蛋白家族抗凋亡成员，在细胞应激状态下防止细胞凋亡。Moreno-Galindo等[19]检测41例接受过顺铂与5-FU联合诱导化疗的原发性喉/下咽鳞状细胞癌患者癌组织中Bcl-2的表达发现，Bcl-2的阳性表达对化疗反应敏感性有重要的预测价值。

2 头颈癌多药耐药的逆转

2.1 RNA干扰(RNAi)技术逆转MDR RNAi作为一项新的基因阻断技术，具有特异、有效的基因沉默效应，能够简单、高效地阻抑特定基因的表达，它不仅是研究基因功能的一种有力工具，而且为特异性基因治疗提供新的技术手段。RNAi在逆转头颈癌MDR的研究中已有不少文献报道。Tonigold等[10]利用RNAi技术靶向抑制BCRP的功能，并结合ABC膜转运泵抑制剂MK571，能显著增强耐药的头颈癌细胞对顺铂的化疗敏感性。最近体内外研究表明，shRNA靶向沉默葡萄糖基神经酰胺合酶后能通过下调P-gp的表达及活化凋亡前体蛋白而使耐药的头颈癌细胞对顺铂的敏感性增加[20]。Khan 等[21]用靶向survivin的siRNA干扰survivin的表达后能显著抑制HNSCC细胞的增殖，并增加HNSCC细胞对顺铂治疗的敏感性。

2.2 中药逆转MDR 理想的逆转剂应该有效、低毒且不干扰抗肿瘤药物的药代动力学，中药具有多靶点、多阶段作用的特点，可针对肿瘤多药耐药的多种机制进行有效的逆转。因此，在开发高效、低毒、多靶点的头颈癌MDR逆转剂中，中药具有广阔的应用前景。研究发现，绞股蓝提取物绞股蓝皂苷糖苷配基-H6与长春新碱联合应用，能明显增强耐药的口腔癌κB/VCR细胞对长春新碱的化疗敏感性。进一步实验发现，H6可下调P-gp、MRP1和BCRP的RNA转录水平，它通过活化P-gp ATP酶抑制P-gp的功能，并通过阻断STAT3的磷酸化下调MRP1的表达水平，使胞内化疗药物蓄积增加从而增强长春新碱的疗效，表明H6是一个多靶点且毒副作用低的高效逆转剂[22]。Kumar等[23]发现一种新的姜黄类似物-H-4073能显著逆转耐药的HNSCC细胞系对顺铂的耐药性，H-4073在体外通过抑制JAK/STAT3、FAK、Akt及VEGF等信号通路发挥抗肿瘤效应；在头颈癌SCID小鼠移植瘤模型中，H-4073可显著增强顺铂的抗肿瘤及抗血管生成效应，H-4073通过阻断肿瘤细胞产生的VEGF并直接抑制内皮细胞的功能从而抑制肿瘤的血管形成。

2.3 其他 此外有学者提出去甲基化药物逆转头颈癌MDR，有学者发现去甲基化药物地西他滨能恢复顺铂对耐药的舌癌细胞系的化疗敏感性；在舌癌移植瘤模型中地西他滨与顺铂联合用药可显著抑制肿瘤的生长，提高顺铂的疗效[24]。传统化疗药物的衍生物作为头颈癌MDR的逆转剂也有少量报道。Mouawad 等[25]发现，依托泊苷的衍生物F14512分子中的精胺部分可与肿瘤细胞中的拓扑异构酶Ⅱ结合，并增强拓扑异构酶Ⅱ的细胞毒性，因此，F14512与顺铂联合用药具有协同效应，可明显提高HNSCC细胞对顺铂的药物敏感性。

3 结 语

化疗在头颈癌治疗中具有关键作用，但由于肿瘤细胞MDR的产生往往严重影响化疗药的疗效，头颈癌患者5年生存率仍较低。目前，头颈癌MDR产生的机制尚未完全阐明，只有深入了解肿瘤耐药相关机制，才能研究出针对特定耐药指标的靶向治疗策略，从而达到克服化疗耐药，提高头颈癌化疗疗效并减轻其毒副作用的目标。中药具有多靶点、多阶段作用的特点，可针对肿瘤多药耐药的多种机制进行有效的逆转，因此，在开发高效、低毒、多靶点的头颈癌MDR逆转剂中，中药具有广阔的前景，深入研究头颈癌MDR的中药逆转剂对提高患者的治愈率具有重要作用。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.29.040

国家自然科学基金资助项目(81360404)；广西自然科学基金资助项目(2013GXNSFAA019231)。 作者简介：陈虎(1989-)，在读硕士，主要从事头颈部肿瘤研究。△

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