逆转肿瘤耐药性的策略研究进展

刘天宇， 张 玲， 张 涛， 路宏朝*

(1.陕西理工大学 生物科学与工程学院， 陕西 汉中 723000；2.黄石市中医医院， 湖北 黄石 435000)

化疗被认为是肺癌患者临床治疗技术发展过程中可以广泛采用的主要治疗手段，然而，多药耐药性(multidrug resistance，MDR)的产生是可能导致化疗失败和肿瘤复发的主要因素。MDR主要是指某些肿瘤细胞不仅对某种类型化疗常用药物产生多药耐药性，同时也对其他多种化疗药物产生交叉耐药性，从而大大降低了肿瘤细胞对化疗药物的敏感性[1]。因此，克服MDR是不断提高肿瘤化疗临床效果，最终治疗恶性肿瘤的关键。事实上，在肿瘤联合治疗中的MDR产生的机制仍然是相对复杂的，研究表明，克服MDR主要有两种有效途径：第一种是寻找克服MDR的免疫抑制剂与新型抗肿瘤药物联合应用，提高MDR肿瘤对抗肿瘤药物的敏感性；第二种则是通过开发一种无交叉耐药，甚至对MDR肿瘤细胞更敏感的新型抗肿瘤药物，避免联合用药带来的治疗成本和药物耐受性等方面的问题[2-3]。此外，中药具有低毒性和低副作用，能够作用于多个靶点和信号通路逆转肿瘤MDR，是潜在的MDR抑制剂。基于此，本文综述了近年发展出的逆转肿瘤多药耐药性的策略以及相关抑制剂的最新研究成果。

1 抑制耐药蛋白逆转MDR

许多耐药相关蛋白可以参与和介导肿瘤MDR的产生，包括腺苷三磷酸结合盒耐药转运蛋白(ATP-binding cassette transporters，ABC)超家族和肺耐药蛋白(lung resistance protein，LRP)两类，其中ABC超家族的成员主要包括P-糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)、多药耐药性相关蛋白1(multidrug resistance related protein1，MRP1)和乳腺癌耐药相关蛋白(breast cancer resistance protein，BCRP)等3类[4]。

1.1 ABC转运蛋白及相关抑制剂

ABC转运蛋白是一种跨膜转运蛋白，由4个结构域共同组成，即两个高度疏水的跨膜结构域(transmembrane domain，TDM)和两个核苷酸结合域(nucleotide-binding domain，NBD)[5]。ABC转运蛋白主要利用水解ATP产生的能量对于水溶质中的多种生物蛋白质分子进行跨膜转运，转运的底物分子包括葡萄糖、氨基酸、药物等[6]。与MDR有关的ABC转运蛋白的过量表达可能会导致一些进入肿瘤细胞内的抗肿瘤化疗药物被转运至细胞外，从而导致这些药物在肿瘤细胞内的有效浓度大幅降低，产生多药耐药性[2]。因此，研究并设计一种针对于ABC转运蛋白的小分子抑制剂，与其他抗肿瘤化疗药物进行联合用药，可维持肿瘤细胞内的化疗药物的有效浓度并达到逆转MDR的目的。

1.1.1 P-gp抑制剂

由P-gp介导的肿瘤MDR的机制是目前研究较为清晰的。P-gp是一种重要的肿瘤细胞耐药性蛋白，它可将多种化疗药物直接泵出肿瘤细胞外。在许多具有耐药性的肿瘤中，P-gp的表达水平普遍相对较高[7]。目前已开发出了三代针对P-gp的MDR抑制剂：第一代抑制剂主要包括酯类环孢菌素A和维拉帕米等，其作用机制是通过竞争性抑制作用，阻止其他化疗药物的泵出，但由于没有特异性的靶点，且不良反应明显，所以这类抑制剂无法发挥临床研究和应用的价值[8]；第二代抑制剂主要包括环孢菌素右旋维拉帕米(dexvera-pamil)[9]、环孢菌素A维拉帕米衍生物伐司扑达(evalspodar-psc833)[10]、哌啶类环孢菌素衍生物biricodar(vx-710)[11]等，虽然这些抑制剂逆转MDR的活性已有一定程度的改善和提高，且其副作用也较低，但是当与其他化疗药物进行联合治疗时会直接抑制体内细胞色素P450代谢酶的活性，从而影响化疗过程中药物的药动学性质，且大大增加了药物在体内的毒性[12]；第三代抑制剂主要包括elacridar(gf120918)[13]、tariquidar(xr9576)[13]、zosuquidar(ly335979)[14]等，这些抑制剂在体外实验和动物实验中均明显地表现出其特异性和较高的抑制活性，而且对细胞色素P450代谢酶的活性无显著影响，因此存在一定的临床应用价值[15]。

1.1.2 MRP1抑制剂

MRP1(multidrug resistance associated protein1，MRP1)属于MRP家族成员，是一种由1531个氨基酸结合组成的蛋白质，有两个核苷酸结合域和三个核苷酸跨越域，主要分布于胞浆中，少量跨越域分布在肿瘤细胞膜上[16]。研究结果表明，MRP1只是转运与谷胱甘肽结合后的阿霉素类药物，即在谷胱甘肽与核苷酸转移复合酶的相互作用下，抗肿瘤阿霉素类药物与GSH结合后，由MRP1转运到肿瘤细胞外[17]，因此通过抑制MRP1也可抑制MDR。此外研究人员还发现，特异性地抑制MRP1的活性，可恢复阿霉素耐药的人髓性白血病K562/ADMRP1癌细胞对阿霉素的敏感性，达到治疗癌症的目的[18]。

1.1.3 BCRP抑制剂

BCRP又名ABCG2，属于ABC转运蛋白超家族成员，由655个氨基酸组成，分布于细胞膜上，可介导卵巢癌的肿瘤耐药性，与传统的P-gp和MRP1介导的肿瘤细胞耐药性机制类似，即通过主动的细胞外排作用，降低药物在肿瘤细胞内的浓度从而产生MDR[19]。传统的抑制剂对BCRP引起的MDR均无明显的抑制作用。霉菌毒素FTC(fumitremorginc，FTC)对于BCRP有特异性抑制作用，但是对MRP1介导的耐药性无效。由于霉菌毒素FTC对于人体有很强的中枢神经和化学毒性，所以不能广泛用于动物临床的研究。随后人们对霉菌毒素FTC类似物进行了改造，得到一些低毒的霉菌和FTC类似物，如ko134、ko143等[20]。ko143是目前世界上已知活性最强、毒性最低的霉菌和BCRP耐药性抑制剂，动物实验结果表明，在有效逆转耐药性的高浓度下，该抑制剂未显示细胞毒性作用。

近年来，虽然已成功研制出许多针对ABC转运蛋白的小分子抑制剂，但是这些抑制剂作用对象仍然比较单一，而且可能存在一些明显的毒副作用，在与其他化疗药物联合使用时，会加重药物的副作用。尽管抑制ABC转运蛋白可在一定程度下逆转MDR，维持化疗药物的有效浓度，增加化疗效果，但其与化疗药物的副作用的叠加效应限制了其使用。因此未来针对ABC转运蛋白的小分子抑制剂的研发需要着重考虑降低其副作用，并避免与化疗药物联合使用时可能产生的副作用的叠加效应，使其发挥更大的逆转MDR的作用。

1.2 LRP蛋白及相关抑制剂

LRP及其介导的MDR是顺铂耐药的重要形成原因，由于其最早在肺癌患者的细胞中被发现，故将其命名为肺癌顺铂耐药转运蛋白[21]。与MRP、P-gp不同，LRP不属于ABC转运蛋白家族成员，主要分布在血脑屏障、巨噬细胞和其他内分泌性器官中[22]。LRP可以通过核孔直接进入细胞核，减少化疗药物在细胞核内的作用浓度从而直接导致耐药性的发生[23]。因此，抑制肿瘤细胞LRP的表达可在一定程度上有效克服肺腺癌细胞的MDR。研究人员在对浙贝母碱对抑制肺癌耐药肿瘤细胞株A549/DDP的MDR的研究表明，浙贝母碱可以有效抑制肺癌细胞A549/DDP细胞株的MDR，其作用机制可能与肿瘤细胞LRP的表达有关[24]。张善锋等[25]通过利用小干扰RNA转染技术，沉默了肺腺癌细胞紫杉醇耐药株A549/TXL20的LRP基因，探讨其对A549/TXL20细胞中LRP基因表达的影响，发现了利用转染小干扰RNA技术可以有效沉默A549/TXL20细胞中LRP基因的表达，能提高肺腺癌细胞对紫杉醇的敏感性。

尽管LRP不同于ABC转运蛋白，但其介导的MDR机制与后者较为相似，即都是通过降低化疗药物在肿瘤细胞内的有效作用浓度从而导致MDR的发生。目前针对于化疗中LRP抑制剂的研究较为有限，相关的药物副作用亦不十分明确，因此未来需要深入研究，鉴定其毒副作用，开发更多的LRP抑制剂，并降低其副作用以有效逆转肿瘤MDR。

2 阻滞异常细胞存活通路逆转MDR

许多类型的细胞毒性化疗药物都通过间接地抑制肿瘤细胞周期或直接地诱导肿瘤细胞凋亡，然而，肿瘤细胞内的一些异常细胞存活通路的激活可避免细胞毒性药物诱导的肿瘤细胞死亡，导致耐药性的产生[26]。因此，阻滞肿瘤细胞的异常存活通路，可以有效地逆转MDR。ZHOU等[27]研究Apoptin衍生肽对顺铂耐药胃癌细胞系的影响，结果发现Apoptin衍生肽不仅可抑制胃癌细胞的侵袭和迁移，而且可通过抑制PI3K/AKT/ARNT信号通路从而降低胃癌细胞的耐药性，促进顺铂耐药胃癌细胞凋亡。CHONG等[28]采用模型系统探讨卵巢癌的耐药性，结果表明，紫杉醇耐药的卵巢癌细胞系的纺锤体组装检验点相关基因CCNB1和BUB1显著下调。由于紫杉醇是一种有效的微管作用药物，并通过调节纺锤体组装检验点发挥诱导肿瘤细胞凋亡作用，因此恢复纺锤体检验点相关基因的功能，可在一定程度上恢复肿瘤细胞的药敏性。

许多异常细胞存活通路可诱导肿瘤MDR的发生，阻滞这些通路可在一定程度上逆转MDR。但目前已知的异常的细胞存活通路有限，而且需要实验进行验证，因此应寻找和发掘更多的异常细胞存活通路，并及时进行体内、外实验验证，为未来的研究提供参考。

3 中药逆转MDR

虽然很多药物具有可观的逆转肿瘤MDR的作用，然而，由于药物的毒性和副作用限制了它们的临床使用。相对而言，中药具有较低的药物毒性和副作用，可作用于多个靶点并通过多种方式逆转肿瘤MDR[29](图1)。

图1 中药逆转MDR

藤黄酸(gambogicacid，GA)是藤黄的主要生物活性成分，可诱导耐药肿瘤细胞凋亡，逆转MDR[30]。研究结果表明，GA可有效下调肿瘤细胞P-gp、Bcl-2蛋白表达，增强耐药肿瘤细胞对顺铂的敏感性，促进肿瘤细胞凋亡[31]。此外，据研究证实，GA还可通过上调Bax蛋白表达，抑制JNK信号通路从而增强耐药胃癌SGC7901/DDP细胞系对顺铂的敏感性[32]。丹参提取物丹参酮(tanshinone)ⅡA具有良好的抗肿瘤效果[33]。袁源等[34]的研究结果揭示，丹参酮ⅡA的应用可有效降低P-gp、BCRP及MRP1在胃癌细胞中的表达，同时可增强紫杉醇耐药的胃癌细胞对紫杉醇的药敏性。陈璐等[35]研究发现，丹参酮ⅡA的应用能够降低阿霉素耐药的胃癌细胞系MCSNU-638中MRP1的表达，并激活细胞自噬信号，诱导耐药胃癌细胞的自噬，逆转胃癌细胞的耐药性。姜黄素(Curcumin，CUR)是从姜黄中提取的一种具有生物活性和药理活性的天然黄色酚类化合物[36]。LU等[37]研究报道CUR可通过下调长春碱耐药结肠癌细胞株HCT-8/VCR中P-gp的表达，进而逆转MDR。槲皮素(Quercetin，Que)是一种自然界分布最广的植物源性黄酮类化合物，具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化等多种药理作用[38]。KIM等[39]在MS-SA/Dx5细胞系中使用槲皮素-戊二氧甲基偶联物逆转了P-gp介导的MDR，抑制了肿瘤细胞增殖。此外，还有许多其他中药也具有逆转肿瘤MDR的作用[40-41]，如人参皂苷和川芎嗪等。虽然中药副作用较低，可逆转肿瘤MDR，但其成分较为复杂，种类繁多，在与化疗药物联用时是否会导致更大的副作用并不明确。此外，中药逆转肿瘤MDR的临床数据十分有限，因此未来需要鉴定中药与化疗药物联合使用产生的副作用，同时加大研究力度，进入临床实验。

4 结论与展望

截至目前，化疗仍被认为是肿瘤早期治疗的手段之一，但肿瘤MDR的产生不仅严重阻碍了化疗的效果，而且对肿瘤患者的生存率和生活质量也带来了很大的影响。随着对肿瘤耐药性问题研究的不断深入，已经发展出了一些抑制MDR的策略，但这些策略及抑制剂都存在自身的局限性和副作用，因此应在改进策略的同时，开创新的方法抑制MDR，未来可从以下几个方面进行改进和探究：寻找更为精细的药物作用靶点，提高化疗效率并降低毒副作用；中药作为耐药性抑制剂具有很大的潜力，未来可深入广泛研究，使其更好地发挥抑制MDR的效用；肿瘤MDR机制尚未完全阐明，需要继续探索；探究新的逆转MDR的方法和思路。