食管鳞癌多药耐药机制及逆转策略的研究进展

崔艳艳，张璐玉，刘艳霞，许汝，高枫，植清雪，张彦婷，关方霞, 2

(1郑州大学生命科学学院，郑州450001；2郑州大学第一附属医院)

食管鳞癌(ESCC)是一种常见的消化道恶性肿瘤。由于较难诊断，大部分ESCC患者发现时已为中晚期，常伴有淋巴结转移，只能采取以手术为主、放化疗为辅的综合治疗，尤其是化疗已成为ESCC的主要治疗方法。多药耐药(MDR)是指肿瘤细胞对不同化学结构和作用方式的多种抗肿瘤药物具有交叉耐药性，通过影响药物的生物利用度使化疗疗效变差。MDR产生机制十分复杂，单个肿瘤细胞内MDR的产生可能同时由多种因素介导，涉及增加药物外排、药物活性的失活、改变药物靶点、通过各种酶代谢解毒、药物性损伤修复、DNA甲基化和逃避凋亡等多种因素。本文对ESCC耐药机制及逆转的研究进展综述如下。

1 食管鳞癌的耐药机制

1.1 细胞膜转运蛋白表达异常 研究表明，ESCC细胞能够通过跨膜转运蛋白减少药物内流或增加药物外排，从而减少细胞内药物的有效浓度，导致ESCC细胞产生MDR。外排蛋白主要为ATP转运蛋白超家族成员，它可以利用ATP释放的能量将细胞内的化疗药物泵到细胞外，从而降低细胞内化疗药物的有效浓度而产生耐药。在紫杉醇耐药的ESCC细胞中，P-gp表达量明显上调[1]，并且经研究发现ABCG2的表达水平与ESCC耐药性呈正相关， ABCG2它可作为多药转运体影响这些药物的吸收、分布和有效浓度而导致ESCC的耐药。此外，另一类细胞膜转运蛋白--内流蛋白，主要为溶质载体转运蛋白家族，它们参与吸收不同底物以及各种药物进入细胞，在细胞中其表达水平降低会导致细胞对化疗药物不敏感从而发生耐药。有机阳离子转运体1(OCT1)是SLC22A家族的一员，Lin等[2]研究发现长期暴露于顺铂的ESCC细胞中，OCT1基因甲基化程度明显升高，使其表达量下降，导致细胞耐药。

1.2 细胞内酶系统异常 细胞内的酶系统对维持细胞的正常生长代谢至关重要，谷胱甘肽-s-转移酶(GST)能够催化药物与谷胱甘肽(GSH)相结合形成一种高水溶性的结合物，使药物从胆汁或肾脏中排泄从而产生耐药。GST-π在紫杉醇耐药的ESCC细胞中表达量显著增加[1]，在ESCC细胞中敲除GST-π能够逆转细胞对顺铂的耐受性。丙酮酸激酶M2(PKM2)可通过促进葡萄糖进入戊糖磷酸途径(PPP)调节ESCC细胞对化疗药物的反应。体外实验表明，抑制PKM2可通过抑制PPP途径恢复细胞对顺铂的敏感性[3]。DNA聚合酶ζ的催化亚基REV3L在ESCC组织中的表达明显高于临近正常组织，REV3L通过调节细胞周期和细胞凋亡使ESCC细胞对5-FU产生耐药性[4]。

1.3 凋亡相关基因表达异常 肿瘤细胞凋亡是一个复杂的多分子通路参与的过程，包括抑癌基因p53突变或缺失、凋亡抑制因子Bcl-2及凋亡促进因子Bax等凋亡相关因子表达失衡等。过表达的Bcl-2通过与Bax形成异源二聚体影响Bax等促凋亡因子作用，从而激活并赋予细胞对各种化疗药物的耐药性。突变型p53可诱导ESCC耐药，其机制主要包括增强药物外排和代谢、促进生存、抑制细胞凋亡、促进DNA修复、抑制自噬、提高微环境抗性和诱导干细胞样表型[5]。

1.4 微环境的异常 肿瘤细胞获取能量的主要方式是有氧糖酵解途径并产生乳酸，从而导致低氧酸性微环境。缺氧作为一种应激源会导致肿瘤细胞产生MDR。在ESCC中，缺氧微环境通过诱导HIF-1a蛋白表达，进而上调MRP1表达量，并增强ESCC细胞抗凋亡能力，使ESCC细胞耐药性增强。此外，肿瘤微环境中的多种因子和细胞组分也是造成癌细胞耐药的主要驱动力之一。Qiao等[6]研究发现，肿瘤相关成纤维细胞产生的IL-6能通过上调癌细胞中的CXCR7表达，导致ESCC细胞化疗耐受性的产生。Tanaka等[7]将ESCC细胞置于miR-27a/b过表达的成纤维细胞上清液中培养，发现癌细胞对顺铂敏感性明显下降。研究发现miR-27a/b可诱导正常成纤维细胞转化为一种与癌相关成纤维细胞并增加转化生长因子β的生成，但在ESCC细胞中miR-27a/b过表达则对细胞化疗敏感性无影响。

1.5 自噬作用异常 研究表明，自噬同样参与了肿瘤MDR的发生。在自噬发生的过程中，mTOR信号通路是其重要的上游调节通路，与自噬的激活密切相关。自噬是耐药食管癌细胞经顺铂治疗时的一种保护机制，可维持细胞克隆生存能力；自噬的激活需要ATG5和ATG7的参与，抑制自噬可增强耐药食管癌细胞对顺铂的敏感性。Yu等[8]研究证实ESCC顺铂耐药细胞株可通过抑制mTORC1活性诱导自噬发生，而抑制化疗药物诱导产生的自噬，可促进肿瘤细胞凋亡，提高ESCC细胞对顺铂的敏感性。

1.6 信号转导通路异常 多种不同信号转导通路参与了ESCC的MDR。Elkabets等[9]研究发现在ESCC中酪氨酸激酶受体(AXL)能够通过激活EGFR/PKC/mTOR通路介导持续的mTOR激活从而使细胞产生MDR。Chen等[10]使ESCC中过表达NHE9，发现Src/Akt/β-catenin通路激活和Bcl-2的表达上调，进一步诱导了ESCC细胞对放化疗的耐受性。

1.7 miRNA表达异常 miRNA通过参与ESCC细胞内复杂的细胞生物学过程而调节MDR，miRNA失调是常见的ESCC耐药性机制。研究发现，miRNA在ESCC耐药细胞株或组织中发生异常表达。Hummel等[11]通过qRT-PCR分别在顺铂和5-FU耐药ESCC细胞株中筛选到了多个差异表达miRNA。此外，经研究发现miR-193a-3p能够通过下调PSEN1蛋白的表达而增加ESCC细胞对放化疗的敏感性；miR-200c通过介导AKT信号通路参与ESCC对化疗药物的耐药性。

1.8 其它耐药机制 Zhu等[12]研究发现参与代谢和细胞保护的应激反应基因激活转录因子4(ATF4)通过直接结合STAT3启动子来激活STAT3的表达，从而导致ESCC细胞对化疗药物产生耐药性，并且在ATF4过表达的细胞中Bcl-2和MRP1蛋白表达水平明显升高。在另一项研究中发现Cav-1在ESCC中通过调节P-gp和MRP1的表达促进MDR的发生，并发现在ESCC组织中Cav-1的表达水平高于癌旁正常组织。此外，也有研究表明YB-1蛋白在ESCC中可促进肿瘤形成并抑制顺铂化疗敏感性，YB-1基因沉默时通过调节P-gp增强药物对ESCC的细胞毒性。STMN1通过促进微管解聚和抑制微管蛋白异二聚体聚合调节微管动力学，研究发现STMN1基因过表达将细胞阻滞于G2期并增强ESCC细胞对紫杉醇等抗微管药物的耐药性[13]。在另一项研究中发现，在ESCC细胞中有丝分裂检查点蛋白BubR1高表达时对抗微管药物紫杉醇不敏感，而下调BubR1表达可恢复ESCC细胞对紫杉醇的敏感性。Yang等[14]研究表明真核翻译起始因子5A2(EIF5A2)过表达能够诱导ESCC细胞干性并增强对5-FU和紫杉醇的化疗耐药性。

2 逆转策略

2.1 联合用药逆转 单药治疗ESCC的疗效有限且易产生耐药性，将作用机制不同的抗肿瘤药物联合使用可显著提高疗效，但联合用药并不是各种药物的简单组合。赵丽等将青蒿琥酯联合阿霉素应用于ESCC，结果表明ESCC细胞的凋亡率明显高于单独使用阿霉素，青蒿琥酯单独应用于ESCC时细胞凋亡率无明显改变，但可使ABCG2表达减少，表明青蒿琥酯可能通过抑制ABCG2蛋白表达，减少抗癌药的外排从而提高ESCC细胞凋亡率。也有研究表明，双氢青蒿素可以增强顺铂对ESCC的杀伤力、降低干性基因ALDH1A1和Sox2的表达，并提高顺铂对肿瘤干细胞的杀伤力，从而逆转耐药。Zhang等[15]将β-胡萝卜素和5-FU联合作用于ESCC，显示β-胡萝卜素能够在体内外增强5-FU对ESCC增殖的抑制作用，促进癌细胞凋亡。

2.2 免疫治疗逆转 肿瘤免疫治疗是通过激活机体免疫系统产生抗肿瘤作用。最先使用的有抑制药物输出泵的单克隆抗体，经改进研发出了抗CD3/抗P-gp微型双功能抗体，此外还有免疫检查点疗法。为了取得更好的临床疗效，免疫疗法可与多种药物联合使用。Lorenzen等[16]使用西妥昔单克隆抗体联合5-FU、顺铂治疗62例晚期ESCC患者，疾病控制率达到75%，可见联合西妥昔单克隆抗体后抗肿瘤疗效明显优于单纯化疗组，且毒副反应未增加。

2.3 中药逆转 多种中药成分具有逆转ESCC MDR的作用，在发挥作用时具有多靶点、多途径、多机制的特点，对肿瘤MDR的多种机制均可进行有效的逆转，可作为低毒高效的逆转剂。有研究表明汉防己甲素可以通过下调MRP1增强顺铂的细胞毒性从而逆转ESCC耐药性，具有辅助治疗ESCC的潜力。绿茶成分表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和ADM共同作用时，ESCC细胞死亡率和胞内ADM浓度均高于单独使用ADM组，EGCG能够诱导细胞凋亡，降低ABCG2蛋白表达从而增加癌细胞内的抗癌药物浓度以逆转MDR[17]。

2.4 其它逆转策略 氧载体或抗缺氧药物属于一类缓解肿瘤缺氧的新型调节剂。Lee等研究了一种新型氧载体YQ23用于耐药性ESCC细胞系，结果表明YQ23通过改变肿瘤细胞含氧量，降低HIF-1α水平，进而增强ESCC对5-FU和顺铂的敏感性。YQ23和化疗增敏剂类似，也能够通过减小肿瘤体积和浸润细胞数量来提高ESCC对药物的敏感性。Chen等研究发现在ESCC耐药细胞株中使用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤联合放疗，可有效抑制自噬，增加细胞凋亡，并提高肿瘤对放化疗的敏感性。

总之，MDR是一个多因素调节的过程，了解其潜在的分子机制是研发克服耐药新策略的关键。对于MDR机制的研究不能仅限于ESCC细胞系，还应考虑到ESCC不同的亚型和高程度的分子异质性，进一步的研究需要全谱明确的原代细胞系、组织标本和体内模型。目前对于分子靶向治疗、新型化疗药物、新辅助化疗的多模式治疗以及与中药联合用药治疗ESCC的研究逐渐增多，但仍多处于实验室阶段，尚无有效的耐药逆转策略。未来通过使用现代生物技术根据个体差异的异质性而进行个性化治疗、精确性治疗和联合治疗是克服MDR的关键。