頭頸癌多藥耐藥性的研究進展*

陳 虎 綜述，農(nóng)曉琳 審校

(廣西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔頜面外科，南寧 530021)

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頭頸癌多藥耐藥性的研究進展*

陳 虎 綜述，農(nóng)曉琳△審校

(廣西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔頜面外科，南寧 530021)

頭頸腫瘤；化療；多藥耐藥性；機制

頭頸癌指發(fā)生在唇、口腔、上頜竇、咽(鼻咽、口咽、喉咽)、唾液腺、喉和甲狀腺的惡性腫瘤，從世界范圍看，頭頸癌發(fā)病率位居全身惡性腫瘤的第6位。Ferlay等[1]報道，2012年全球年新發(fā)病例數(shù)約占全身惡性腫瘤發(fā)病率的4.9%，年死亡病例數(shù)約占全身惡性腫瘤病死率的4.6%。臨床對頭頸癌強調(diào)以手術(shù)為主放療及化療為輔的三聯(lián)療法，化療主要用于配合手術(shù)治療或作為姑息治療，以順鉑為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療是治療轉(zhuǎn)移性頭頸部鱗癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)的常用方案。但順鉑治療卻易誘發(fā)多藥耐藥性(multidrug resistance,MDR)。MDR指腫瘤細胞如果對一種化療藥物產(chǎn)生耐藥性，其對未接觸過的、結(jié)構(gòu)不同、作用機制各異的化療藥物也產(chǎn)生交叉耐受的現(xiàn)象，它是多因素、多機制共同作用的結(jié)果。本文主要介紹頭頸癌多藥耐藥的相關(guān)機制及前景較好的逆轉(zhuǎn)劑。

1 頭頸癌多藥耐藥的機制

1.1 ATP結(jié)合盒(ATP-binding cassette,ABC)膜轉(zhuǎn)運泵的過表達 ABC轉(zhuǎn)運蛋白超家族是人類最大的轉(zhuǎn)運蛋白基因家族，目前，已發(fā)現(xiàn)至少有48個人類ABC轉(zhuǎn)運蛋白，共分為7個亞家族，從ABCA到ABCG，與腫瘤多藥耐藥密切相關(guān)的為ABCB、ABCC、ABCG亞家族，其中最重要的藥物相關(guān)ABC轉(zhuǎn)運蛋白包括P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多藥耐藥相關(guān)蛋白家族(multidrug resistance-associated proteins,MRPs) 和乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resistance protein,BCRP)。ABC轉(zhuǎn)運蛋白超家族成員具有藥泵功能，這些轉(zhuǎn)運蛋白以主動轉(zhuǎn)運方式完成多種分子的跨膜轉(zhuǎn)運，將化療藥泵出腫瘤細胞外，減少胞內(nèi)藥物蓄積從而產(chǎn)生耐藥[2]。

1.1.1 P-gp介導(dǎo)的多藥耐藥 P-gp是ABC轉(zhuǎn)運蛋白家族成員之一，是ABCB1基因的編碼產(chǎn)物，又稱為MDR1，是最早發(fā)現(xiàn)的與MDR相關(guān)的蛋白。P-gp是細胞膜上相對分子質(zhì)量為1.7×105的糖蛋白，是一種依賴ATP供能的藥物外排泵，在多種MDR細胞系中均高表達，其表達水平與耐藥程度相關(guān)。Aissat等[3]研究雷帕霉素對HNSCC細胞系的抗增殖作用時發(fā)現(xiàn)：在無B細胞淋巴瘤-白血病因子2和P-gp表達的細胞中雷帕霉素顯示出更好的抗增殖及凋亡誘導(dǎo)作用。用shRNA技術(shù)靶向沉默喉癌細胞LSC-1/TAX中P-gp的表達能部分逆轉(zhuǎn)耐藥細胞的MDR，并增加細胞對紫杉醇的化療敏感性[4]。

1.1.2 MRPs介導(dǎo)的多藥耐藥 MRPs屬于ABCC亞家族，人類MRPs目前已發(fā)現(xiàn)7個成員(MRP1-MRP7)。其中MRP1能轉(zhuǎn)運陰離子藥物，如甲氨蝶呤及能與谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、硫酸鹽等酸性配體形成共軛物的中性藥物?，F(xiàn)已證明，MRP1是谷胱甘肽-S-共軛物(GS-X)轉(zhuǎn)運泵，其降低化療藥物對細胞的毒性作用需要谷胱甘肽共同參與。張福軍等[5]發(fā)現(xiàn)MRP1的表達水平在多藥耐藥口腔腺樣囊性癌ACC-3/DDP細胞中顯著升高。MRP2是MRPs中第二個被發(fā)現(xiàn)的成員，又稱為小管多特異性有機陰離子轉(zhuǎn)運體，其底物為大范圍的有機陰離子，如谷胱甘肽、膽紅素葡萄糖醛酸等，其導(dǎo)致的化療耐藥譜與MRP1相似。研究表明，MRP2的表達水平能嚴(yán)重影響食管鱗癌患者以順鉑為基礎(chǔ)的化療方案的療效[2]。MRP3也是有機陰離子轉(zhuǎn)運體，其對葡糖糖醛酸螯合物有高親和力，而對谷胱甘肽螯合物親和力較差。MRP4、MRP5則主要介導(dǎo)核苷類似物耐藥。

1.1.3 BCRP介導(dǎo)的多藥耐藥 BCRP屬于ABCG亞家族，又稱為ABCG2，在排出多種內(nèi)源性及外源性胞內(nèi)底物過程中發(fā)揮重要生理功能[6]。Shen等[6]在研究HNSCC及其相應(yīng)細胞系中BCRP的表達及功能時發(fā)現(xiàn)4個HNSCC細胞系中BCRP的表達水平均與細胞對米托蒽醌的化療敏感性密切相關(guān)，在4種細胞系中加入BCRP特異性抑制劑煙曲霉菌C能不同程度增加米托蒽醌的胞內(nèi)蓄積，表明BCRP的外排泵功能可以介導(dǎo)多藥耐藥性的產(chǎn)生。Warta等[7]在研究Ⅳ期HNSCC患者腫瘤組織中藥物轉(zhuǎn)運蛋白的表達時通過聚類分析發(fā)現(xiàn)銅轉(zhuǎn)運蛋白1、MRP2、BCRP同時高表達，預(yù)示HNSCC患者生存率較低。

1.2 肺耐藥相關(guān)蛋白(lung resistance-related protein,LRP)的高表達 LRP是相對分子質(zhì)量為1.1×105的多藥耐藥蛋白，LRP的分布表明其與囊泡/溶酶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，在核-質(zhì)轉(zhuǎn)運中發(fā)揮重要作用。最近研究阿糖胞苷與順鉑聯(lián)用對耐藥鼻咽癌細胞的生長及凋亡的影響時發(fā)現(xiàn)，順鉑耐藥的鼻咽癌細胞TW03/DDP中LRP的表達顯著高于其親本細胞[8]。

1.3 銅轉(zhuǎn)運蛋白1(copper transport protein 1,CTR1)表達升高 CTR1是主要的銅離子內(nèi)轉(zhuǎn)運蛋白，在維持細胞內(nèi)銅離子穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用，現(xiàn)已證實它也能轉(zhuǎn)運順鉑及其類似物，在人類細胞中，銅離子與鉑類化療藥都通過CTR1進入細胞內(nèi)。人類CTR1蛋白相對分子質(zhì)量為2.7×104，分子中缺少ATP水解基序，表明在銅離子運輸過程中無能量供應(yīng)。研究表明，順鉑耐藥的口腔鱗癌細胞系H-1R中CTR1表達高于其親本細胞H-1[9]。

1.4 酶系統(tǒng)介導(dǎo)的多藥耐藥

1.4.1 谷胱甘肽(glutathione,GSH)和谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase,GST)的升高 GSH是一種保護性三肽，在維持細胞氧化還原內(nèi)環(huán)境及清除自由基過程中起重要作用，能防止外源性物質(zhì)對細胞的損傷。Tonigold等[10]在研究攜帶p53胞質(zhì)突變基因的耐順鉑的HNSCC細胞系耐藥基因時發(fā)現(xiàn)，順鉑耐藥細胞中GSH水平顯著升高，與細胞抵御由順鉑治療引起的細胞毒氧化作用的功能相一致。Sobhakumari等[11]發(fā)現(xiàn)同時抑制GSH和硫氧還蛋白的代謝通路將誘導(dǎo)HNSCC細胞系的氧化應(yīng)激及克隆性殺傷。GST能催化順鉑與GSH結(jié)合形成共軛物從而阻斷順鉑與胞內(nèi)其他分子結(jié)合，促進順鉑從胞內(nèi)排出避免對細胞產(chǎn)生損傷，GST共分為4種類型：GST-α、GST-μ、GST-π及GST-θ，其中，GST-π的表達升高與HNSCC患者順鉑耐藥及不良預(yù)后密切相關(guān)[12]。

1.4.2 其他酶介導(dǎo)的多藥耐藥 胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是DNA生物合成的關(guān)鍵酶，它是氟尿嘧啶類藥物的關(guān)鍵靶標(biāo)。Ijichi等[13]發(fā)現(xiàn)HNSCC耐藥細胞系中TS的蛋白表達水平與親本細胞相比顯著升高，從而認(rèn)為TS的蛋白表達水平升高可能與5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)的獲得性耐藥產(chǎn)生有關(guān)。α-烯醇化酶是糖酵解系統(tǒng)成員之一，能為腫瘤細胞生長提供能量。最近比較頭頸癌順鉑敏感細胞系、順鉑獲得性耐藥細胞系、順鉑原發(fā)性耐藥細胞系及5-FU獲得性耐藥細胞系的蛋白差異表達發(fā)現(xiàn)，α-烯醇化酶是順鉑化療耐藥的新指標(biāo)[14]。

1.5 DNA損傷修復(fù)機制介導(dǎo)的多藥耐藥 核苷酸切除修復(fù)交叉互補基因1(excision repair cross complementationgroup 1,ERCC1)是單鏈DNA核酸內(nèi)切酶，它和另一個核苷酸切除修復(fù)蛋白ERCC4/XPF共同構(gòu)成ERCC1-XPF異源二聚體，這種二聚體是核苷酸切除修復(fù)中5′到3′端的DNA限制性核酸內(nèi)切酶，此外在DNA連接修復(fù)與鏈間交聯(lián)修復(fù)中也發(fā)揮重要作用。ERCC1表達水平升高，可通過增強腫瘤細胞DNA修復(fù)能力進而影響順鉑的化療敏感性。順鉑預(yù)處理HNSCC細胞中ERCC1的mRNA及蛋白表達水平升高，細胞化療耐藥性增強[15]。Hsu等[16]認(rèn)為，轉(zhuǎn)錄抑制因子Snail與ERCC1在HNSCC患者組織中共表達與順鉑耐藥及不良預(yù)后密切相關(guān)。

1.6 細胞凋亡抑制介導(dǎo)的多藥耐藥

1.6.1 生存素(survivin)介導(dǎo)的多藥耐藥 survivin是凋亡抑制蛋白家族成員之一，通過抑制胱天蛋白酶的活化發(fā)揮抗凋亡效應(yīng)；順鉑治療過程中，細胞通過活化PI3K/Akt/survivin信號通路而逃離順鉑誘導(dǎo)的凋亡[12]。Kumar等[17]發(fā)現(xiàn)順鉑耐藥的HNSCC細胞系的survivin表達顯著高于其親本細胞，且經(jīng)體內(nèi)外實驗研究發(fā)現(xiàn)，survivin的小分子抑制劑YM155能通過降低survivin的表達逆轉(zhuǎn)HNSCC細胞的順鉑耐藥性，增加順鉑的療效。Khan等[18]證實survivin通過抑制細胞凋亡在HNSCC細胞紫杉醇耐藥過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，奧沙利鉑與紫杉醇聯(lián)用能通過下調(diào)survivin的表達增加HNSCC細胞對紫杉醇的化療敏感性。

1.6.2 B細胞淋巴瘤-白血病因子2(B cell lymphoma-leukemia-2,Bcl-2)介導(dǎo)的多藥耐藥 Bcl-2是Bcl-2蛋白家族抗凋亡成員，在細胞應(yīng)激狀態(tài)下防止細胞凋亡。Moreno-Galindo等[19]檢測41例接受過順鉑與5-FU聯(lián)合誘導(dǎo)化療的原發(fā)性喉/下咽鱗狀細胞癌患者癌組織中Bcl-2的表達發(fā)現(xiàn)，Bcl-2的陽性表達對化療反應(yīng)敏感性有重要的預(yù)測價值。

2 頭頸癌多藥耐藥的逆轉(zhuǎn)

2.1 RNA干擾(RNAi)技術(shù)逆轉(zhuǎn)MDR RNAi作為一項新的基因阻斷技術(shù)，具有特異、有效的基因沉默效應(yīng)，能夠簡單、高效地阻抑特定基因的表達，它不僅是研究基因功能的一種有力工具，而且為特異性基因治療提供新的技術(shù)手段。RNAi在逆轉(zhuǎn)頭頸癌MDR的研究中已有不少文獻報道。Tonigold等[10]利用RNAi技術(shù)靶向抑制BCRP的功能，并結(jié)合ABC膜轉(zhuǎn)運泵抑制劑MK571，能顯著增強耐藥的頭頸癌細胞對順鉑的化療敏感性。最近體內(nèi)外研究表明，shRNA靶向沉默葡萄糖基神經(jīng)酰胺合酶后能通過下調(diào)P-gp的表達及活化凋亡前體蛋白而使耐藥的頭頸癌細胞對順鉑的敏感性增加[20]。Khan 等[21]用靶向survivin的siRNA干擾survivin的表達后能顯著抑制HNSCC細胞的增殖，并增加HNSCC細胞對順鉑治療的敏感性。

2.2 中藥逆轉(zhuǎn)MDR 理想的逆轉(zhuǎn)劑應(yīng)該有效、低毒且不干擾抗腫瘤藥物的藥代動力學(xué)，中藥具有多靶點、多階段作用的特點，可針對腫瘤多藥耐藥的多種機制進行有效的逆轉(zhuǎn)。因此，在開發(fā)高效、低毒、多靶點的頭頸癌MDR逆轉(zhuǎn)劑中，中藥具有廣闊的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)，絞股藍提取物絞股藍皂苷糖苷配基-H6與長春新堿聯(lián)合應(yīng)用，能明顯增強耐藥的口腔癌κB/VCR細胞對長春新堿的化療敏感性。進一步實驗發(fā)現(xiàn)，H6可下調(diào)P-gp、MRP1和BCRP的RNA轉(zhuǎn)錄水平，它通過活化P-gp ATP酶抑制P-gp的功能，并通過阻斷STAT3的磷酸化下調(diào)MRP1的表達水平，使胞內(nèi)化療藥物蓄積增加從而增強長春新堿的療效，表明H6是一個多靶點且毒副作用低的高效逆轉(zhuǎn)劑[22]。Kumar等[23]發(fā)現(xiàn)一種新的姜黃類似物-H-4073能顯著逆轉(zhuǎn)耐藥的HNSCC細胞系對順鉑的耐藥性，H-4073在體外通過抑制JAK/STAT3、FAK、Akt及VEGF等信號通路發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)；在頭頸癌SCID小鼠移植瘤模型中，H-4073可顯著增強順鉑的抗腫瘤及抗血管生成效應(yīng)，H-4073通過阻斷腫瘤細胞產(chǎn)生的VEGF并直接抑制內(nèi)皮細胞的功能從而抑制腫瘤的血管形成。

2.3 其他 此外有學(xué)者提出去甲基化藥物逆轉(zhuǎn)頭頸癌MDR，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)去甲基化藥物地西他濱能恢復(fù)順鉑對耐藥的舌癌細胞系的化療敏感性；在舌癌移植瘤模型中地西他濱與順鉑聯(lián)合用藥可顯著抑制腫瘤的生長，提高順鉑的療效[24]。傳統(tǒng)化療藥物的衍生物作為頭頸癌MDR的逆轉(zhuǎn)劑也有少量報道。Mouawad 等[25]發(fā)現(xiàn)，依托泊苷的衍生物F14512分子中的精胺部分可與腫瘤細胞中的拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ結(jié)合，并增強拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的細胞毒性，因此，F(xiàn)14512與順鉑聯(lián)合用藥具有協(xié)同效應(yīng)，可明顯提高HNSCC細胞對順鉑的藥物敏感性。

3 結(jié) 語

化療在頭頸癌治療中具有關(guān)鍵作用，但由于腫瘤細胞MDR的產(chǎn)生往往嚴(yán)重影響化療藥的療效，頭頸癌患者5年生存率仍較低。目前，頭頸癌MDR產(chǎn)生的機制尚未完全闡明，只有深入了解腫瘤耐藥相關(guān)機制，才能研究出針對特定耐藥指標(biāo)的靶向治療策略，從而達到克服化療耐藥，提高頭頸癌化療療效并減輕其毒副作用的目標(biāo)。中藥具有多靶點、多階段作用的特點，可針對腫瘤多藥耐藥的多種機制進行有效的逆轉(zhuǎn)，因此，在開發(fā)高效、低毒、多靶點的頭頸癌MDR逆轉(zhuǎn)劑中，中藥具有廣闊的前景，深入研究頭頸癌MDR的中藥逆轉(zhuǎn)劑對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

國家自然科學(xué)基金資助項目(81360404)；廣西自然科學(xué)基金資助項目(2013GXNSFAA019231)。 作者簡介：陳虎(1989-)，在讀碩士，主要從事頭頸部腫瘤研究?！?/p>

R739.8

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1671-8348(2016)29-4147-04

2016-02-20

2016-04-08)