張曉麗 ,李海峰,李建鋒,劉開揚#,馬燕娜,杜,張鑫雨(.河北北方學院生命科學研究中心,河北張家口 07509;.河北北方學院法醫(yī)教研室,河北張家口 07509;.河北北方學院大學生科協(xié),河北 張家口07509)
化學治療是乳腺癌綜合性治療的一部分,目前紫杉醇(Taxol,T)聯(lián)合阿霉素(Adriamy,A)方案在臨床有比較廣泛的應(yīng)用,而療效高低報道不一致,臨床普遍認為癌細胞對藥物的敏感性與生物學特性有關(guān)。本試驗通過免疫組化染色及原代癌細胞培養(yǎng)技術(shù),觀察并分析了83例乳腺癌中DNA修復酶O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT)的表達與癌細胞對TA方案敏感率的關(guān)系。
表1 乳腺癌MGMT表達率及其他乳癌對TA方案的敏感率Tab 1 MGMT expression rate of breast carcinoma and susceptibility rate of breast cancer to TA scheme
表2 MGMT表達與TA方案敏感率的關(guān)系Tab 2 Relationship between MGMT expression and high sensitivity of TA scheme
收集2004年9月-2006年7月河北北方學院第一附屬醫(yī)院乳腺癌切除標本83例,均為女性,年齡31~73歲,平均49.3歲。
5430型全自動二氧化碳(CO2)孵箱;DG-3022型酶標檢測儀(λ=490 nm);雙人超凈工作臺;96孔無菌培養(yǎng)板。
RPMI 1640培養(yǎng)液(美國GIBCOBRL公司);小牛血清(上海伯奧生物科技公司);二苯基溴化四氮唑鹽(美國SIGMA公司);二甲基亞砜(DMSO)??拱┧幬铮篢A方案(紫杉醇+阿霉素)。藥物使用的終濃度取臨床藥物血漿峰濃度的1/10(藥物濃度(μg·mL-1)=60×D/5000÷50%×103。式中,D為臨床用藥劑量,單位為mg·kg-1;60為平均成人體重,單位為kg;50%為血細胞體積,單位為mL;乘以103后將mg換算為μg),計算得每毫升紫杉醇為960 μg,阿霉素為1.5 μg。免疫組化藥物:兔抗人MGMT多克隆抗體和SABC((Strept avidin-biotin complex))試劑盒(武漢博士德生物技術(shù)公司);DAB顯色劑(北京中杉金橋公司)。
將乳腺癌組織標本置1640培養(yǎng)液送檢,2 h內(nèi)開始試驗,分離癌細胞并計數(shù),取含5×105個/100 μL的癌細胞懸液放入37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)4 h,加入化療藥物作用24 h后,每孔加入MTT 20 μL,4 h后棄上清液,每孔加DMSO 100 μL,10 min后檢測光密度(OD)值,波長選擇490 nm,并計算抑制率(IR):
IR=1-(加藥OD-不加藥OD)/不加藥OD×100%
免疫組化染色程序按試劑盒規(guī)程操作,微波進行抗原修復。陽性對照為已知陽性切片,陰性對照以PBS緩沖液代替Ⅰ抗。
參考其他研究[1],IR>50%者為高敏感病例;IR為30%~50%者為敏感病例;IR<30%者為不敏感病例;(高敏感病例+敏感病例)/總病例×100%=總敏感率。MGMT陽性物為棕黃色,分布于細胞質(zhì)。在一張切片上取10個低倍視野。其中,陽性細胞>15%為陽性病例,<15%為陰性病例。
采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析,組間比較采用χ2檢驗。相關(guān)性分析采用四格聯(lián)列表法。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
在乳腺癌中MGMT陽性(+)率為55.42%(46/83),TA方案敏感率為42.17%(35/83)。在不同病理類型中MGMT的表達組間比較無顯著性差異(P>0.05),MGMT表達與淋巴結(jié)是否發(fā)生轉(zhuǎn)移有相關(guān)性,MGMT高表達與TA方案的敏感率呈低度相關(guān)(r=0.23)。MGMT表達率及乳腺癌對TA方案敏感率和MGMT高表達與TA方案敏感率的關(guān)系詳見表1、表2。
烷化劑是環(huán)境中普遍存在的一種致突變和致癌物質(zhì),其作用于DNA后,形成O6-烷基鳥嘌呤化合物。如果組織中MGMT異常,不能發(fā)揮正常作用或作用不足時,O6-甲基鳥嘌呤不能被及時移走,在DNA復制中,該化合物與胸腺嘧啶錯配,發(fā)生G:C→A:T突變(鳥嘌呤:胞嘧啶錯配為腺嘌呤:胸腺嘧啶),導致癌基因激活和抑癌基因失活,進一步導致腫瘤發(fā)生[2,3]。人類MGMT基因定位于10q26上,全長約170 kb,是一種普遍存在的DNA修復酶,可將烷化劑在鳥嘌呤O6位形成的加合物移除,使存在DNA損傷的細胞不再增殖,從而保持基因組的完整性[4],所以MGMT表達陽性的患者對烷化劑類化療藥物敏感。提示MGMT的檢測對于臨床化療藥物的選擇具有指導意義。本試驗中MGMT的陽性率為55.42%(46/83),并有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組MGMT的陽性表達率明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組(P<0.01),但在不同病理類型組中,MGMT表達無顯著性差異(P>0.05)。
烷化劑的藥理作用是通過釋放活潑的烷化基團,使DNA鳥嘌呤第6位氧原子烷基化,O6-AG不能與胞嘧啶配對,而與胸腺嘧啶共價結(jié)合,形成具有高度細胞毒性的DNA交鏈,影響DNA復制,導致細胞死亡。而MGMT可使6-RG的烷基基團轉(zhuǎn)移到自身的半胱氨酸殘基上,對烷化劑導致的DNA損傷具有修復作用,影響了烷化劑類化療藥物療效。在腫瘤治療方面,MGMT拮抗藥能明顯逆轉(zhuǎn)腫瘤對烷基類藥物的耐藥性,增加烷基類藥物療效。如何調(diào)控MGMT表達以達到最佳化療效果,是目前腫瘤治療中較感興趣的問題。MGMT基因多態(tài)性與腫瘤發(fā)生及治療、預后的關(guān)系也將是今后該領(lǐng)域研究另一重要方向。
紫杉醇是1963年從太平洋西岸的短葉紫杉樹中發(fā)現(xiàn)對許多腫瘤細胞有細胞毒性作用的天然物質(zhì)。紫杉醇是一種新型抗微管藥物,其作用機制主要是促進微管蛋白的聚合,抑制微管的解聚,阻斷細胞周期M期和G期,從而阻止腫瘤細胞的增殖。近年來臨床研究[5~8]報道用紫杉醇單藥治療乳腺癌、肺癌、胃癌等,取得了良好成效。阿霉素為蒽環(huán)抗菌類化療藥物,對增殖細胞各期和G0期細胞都有作用,為細胞周期非特異性抗腫瘤藥物(CCNSA)。阿霉素抑制DNA合成的作用機制為:與DNA結(jié)合,作用于有絲分裂前期,從而抑制核酸合成和有絲分裂,誘導細胞死亡;自由基生成;與金屬離子結(jié)合;與細胞膜結(jié)合[9,10]。TA聯(lián)合方案,不僅使癌細胞分裂受阻,而停滯在G2期和M期,同時阿霉素阻斷(或抑制)DNA復制和RNA轉(zhuǎn)錄作用,導致細胞增殖停滯[11,12],起到抗腫瘤作用。
本試驗顯示,乳腺癌患者對TA方案的總敏感率為42.17%(35/83),在46例MGMT陽性患者中,有24例對TA化療方案敏感,22例患者不敏感,通過四格聯(lián)列表法可知MGMT高表達與TA方案抑制率呈低度相關(guān)(r=0.23),提示檢測MGMT在乳腺癌中的表達可以預測TA方案的敏感率。
本研究結(jié)果表明,乳腺癌細胞中MGMT的表達水平可以預測TA方案對乳腺癌的治療效果。因此,檢測乳腺癌中MGMT的表達狀況對于臨床化療方案的選擇有一定指導意義。
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