骨肉瘤化療及耐藥分子機制的研究進展△

范璐，臧俊亭，馮娜，王鑫眾

1吉林大學第一醫(yī)院骨關(guān)節(jié)外科，長春 130021

2吉林省人民醫(yī)院運動醫(yī)學關(guān)節(jié)外科，長春 130021

骨肉瘤又稱為成骨肉瘤，具有高度侵襲性，在15～25歲青少年中的發(fā)病率較高，且患者多為男性。及時、有效的治療是改善骨肉瘤患者預(yù)后的關(guān)鍵。手術(shù)是治療骨肉瘤最基礎(chǔ)、最傳統(tǒng)的方式，但僅實施手術(shù)治療，患者的生存率較低，而化療聯(lián)合手術(shù)的綜合治療方法可明顯提高骨肉瘤患者的生存率，但是，隨著化療次數(shù)的增加，部分骨肉瘤患者可能會出現(xiàn)對化療藥物耐藥的現(xiàn)象，導致患者對化療藥物的反應(yīng)下降，進而影響患者的治療效果和預(yù)后。本文就骨肉瘤的化療情況及耐藥分子機制作一綜述，以期為今后深入研究新的骨肉瘤化療給藥方法和途徑、提高骨肉瘤的化療效果提供新的思路。

1 骨肉瘤概述

骨肉瘤主要從間質(zhì)細胞系發(fā)展而來，一般情況下腫瘤能夠在短時間內(nèi)迅速生長，主要原因是在腫瘤生長過程中，腫瘤經(jīng)軟骨階段可快速形成腫瘤骨樣組織及骨組織。近年來，骨肉瘤的發(fā)病率和病死率均較高，發(fā)生部位以股骨遠端和脛骨近端為主，好發(fā)于兒童和青少年[1-3]。骨肉瘤患者的臨床表現(xiàn)主要為局部漸進性疼痛、腫脹、跛行、發(fā)熱、體重下降和貧血等。

20世紀70年代前，對于未發(fā)生轉(zhuǎn)移的肢體骨肉瘤，一般采取截肢手術(shù)進行治療，雖然截肢手術(shù)對控制患者的病情起到了一定的作用，但其創(chuàng)傷較大，對患者身心健康及生活質(zhì)量的影響均較大，患者的生存率仍較低[4]。隨著化療技術(shù)的不斷發(fā)展，術(shù)前行新輔助化療—擇期手術(shù)—術(shù)后行輔助化療的模式已逐漸應(yīng)用于骨肉瘤的臨床治療中，對于提高患者的生存率具有重要意義[5]。然而，化療耐藥現(xiàn)象的出現(xiàn)往往是造成骨肉瘤患者化療失敗的重要原因，其通常與多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）機制關(guān)系密切。MDR現(xiàn)象主要是指腫瘤細胞長期接觸某一種化療藥物后，不僅對此種化療藥物產(chǎn)生耐藥性，而且對其他化學結(jié)構(gòu)和作用機制完全不同的多種抗腫瘤藥物也產(chǎn)生交叉耐藥的現(xiàn)象[6]。MDR現(xiàn)象是腫瘤細胞免受化療藥物攻擊的常見防御機制，也是影響骨肉瘤患者化療效果的重要因素。腫瘤MDR性的產(chǎn)生是一個多階段、多因素參與的復(fù)雜過程，腫瘤細胞可通過多種途徑導致MDR性的產(chǎn)生，如化療藥物在細胞內(nèi)有效蓄積量的減少、機體內(nèi)藥物代謝酶含量或活性的改變、細胞凋亡相關(guān)調(diào)控基因的異常表達等均為目前已經(jīng)明確的MDR現(xiàn)象發(fā)生的作用機制。

2 骨肉瘤的化療情況

2.1 輔助化療和新輔助化療

多柔比星、氨甲蝶呤等化療藥物的應(yīng)用明顯提高了骨肉瘤術(shù)后患者的臨床療效[7]。標準的輔助化療主要是指骨肉瘤患者于行截肢術(shù)后1周左右、行保肢術(shù)后2～3周開始接受的預(yù)定方案化療[8]。輔助化療在提高骨肉瘤患者的無病生存率方面起到一定的作用[9]。但是，近年來，骨肉瘤患者經(jīng)輔助化療后，其生存率已達到平臺期。

新輔助化療是指在實施局部治療方法（如手術(shù)或放療）前所進行的全身化療，其主要目的在于縮小腫瘤體積，并將看不見的轉(zhuǎn)移細胞盡早殺滅，以利于后續(xù)的手術(shù)、放療等治療[10]。新輔助化療目前已成為骨肉瘤的標準治療方式，具有以下優(yōu)點：①可對患者術(shù)前的化療效果進行評估，且有利于調(diào)整術(shù)后化療方案；②可早期進行全身化療，盡早殺滅微小的亞臨床轉(zhuǎn)移病灶；③可控制原發(fā)病灶，有利于保肢術(shù)的開展；④能夠根據(jù)術(shù)前化療效果對患者的預(yù)后情況進行判斷；⑤可借助腫瘤滋養(yǎng)動脈給藥、高溫隔離肢體灌注等方法提高腫瘤細胞的壞死率，從而提高保肢術(shù)的安全性。Rosen等[11]研究結(jié)果顯示，接受異環(huán)磷酰胺、氨甲蝶呤（T7）方案進行化療后，骨肉瘤患者的無瘤生存率約為74%；腫瘤細胞壞死率大于90%的骨肉瘤患者的骨肉瘤組織對術(shù)前化療的反應(yīng)良好，預(yù)后較佳。Bramwell等[12]也證實了骨肉瘤組織對術(shù)前化療的反應(yīng)與骨肉瘤患者預(yù)后的關(guān)系，即骨肉瘤組織對術(shù)前化療的反應(yīng)越強，患者的預(yù)后越理想。然而，Goorin等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，新輔助化療并未提高轉(zhuǎn)移性骨肉瘤患者的遠期生存率。因此，腫瘤細胞壞死率對判斷骨肉瘤患者的療效及預(yù)后具有重要價值。雖然，目前臨床上對于新輔助化療能否提高骨肉瘤患者的遠期生存率仍存在較大的爭議，但該療法在控制骨肉瘤的原發(fā)病灶、提高保肢術(shù)的成功率及安全性等方面已取得肯定的效果。

2.2 術(shù)前化療藥物的給藥途徑

化療藥物的給藥途徑較多，主要包括靜脈給藥、動脈給藥、雙途徑給藥、高溫局部隔離灌注、面部動脈給藥灌注和術(shù)后面部緩釋療法等[14]。其中，術(shù)前腫瘤滋養(yǎng)動脈內(nèi)給藥有利于提高原發(fā)病灶內(nèi)的藥物濃度，約為靜脈給藥的6倍[15]，可增強局部化療效果，并促進保肢術(shù)的順利進行。Hugate等[16]采用動脈給藥、靜脈給藥聯(lián)合化療的方法對高級別骨肉瘤進行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患者的無瘤生存率為79%。Katagiri等[17]對1例巨大骨肉瘤患者實施重復(fù)動脈內(nèi)化療結(jié)合放射治療，治療效果良好，隨訪未見復(fù)發(fā)。但也有不同的研究得出相反的結(jié)論，如李昕等[18]對術(shù)前順鉑動脈灌注化療在改善骨肉瘤患者無瘤生存方面的價值進行了探討，其中，12例ⅡB期膝關(guān)節(jié)周圍骨肉瘤患者實施順鉑動脈灌注聯(lián)合表柔比星靜脈化療，12例ⅡB期膝關(guān)節(jié)周圍骨肉瘤患者實施單純靜脈化療，結(jié)果顯示，兩組患者的無瘤生存率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），提示術(shù)前順鉑動脈灌注化療不能改善骨肉瘤患者的無瘤生存，相反，不良反應(yīng)的發(fā)生率和治療費用均較高，因此，多藥聯(lián)合靜脈化療仍是骨肉瘤的首選治療方法。

高溫隔離灌注化療作為骨肉瘤新輔助化療的重要組成部分，可明顯提高腫瘤原發(fā)灶的局部藥物濃度，同時還可在高溫的作用下盡可能地殺滅腫瘤細胞，且全身不良反應(yīng)較小，安全性較高。孫平等[19]對52例Ⅱb期肢體軟組織惡性腫瘤患者給予了高溫動脈隔離灌注化療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，化療后，患者的局部復(fù)發(fā)率較低（46.2%）。提示高溫動脈隔離灌注化療可導致肢體惡性腫瘤瘤體壞死，腫瘤侵犯區(qū)域縮小，從而達到提高保肢率、降低復(fù)發(fā)率的目的。但目前關(guān)于這方面的研究較少，對于高溫動脈隔離灌注化療是否能夠明顯提高骨肉瘤患者的遠期生存率，仍需進一步研究加以論證。

3 骨肉瘤化療的耐藥分子機制

3.1 MDR 相關(guān)蛋白

腫瘤MDR是導致骨肉瘤化療失敗的重要原因[20]，惡性腫瘤對化療的耐藥性可分為先天性耐藥和獲得性耐藥。先天性耐藥現(xiàn)象發(fā)生于化療前，又稱天然性耐藥，患者自身即可出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象；獲得性耐藥發(fā)生于化療后。MDR蛋白過表達是腫瘤產(chǎn)生MDR性的一種機制，MDR蛋白可對細胞內(nèi)的藥物進行轉(zhuǎn)運，促使藥物自細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運至細胞外，降低藥物在細胞內(nèi)的蓄積含量[21]。研究顯示，MDR蛋白還可抑制促細胞凋亡關(guān)鍵分子的活性，從而抑制腫瘤化療藥物介導的細胞凋亡[22]。P糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）是首個被發(fā)現(xiàn)的MDR蛋白，也是一種腺苷三磷酸依賴性膜轉(zhuǎn)運體，具有較強的能量依賴性藥物外排泵的功能，可導致細胞內(nèi)的藥物濃度下降，使腫瘤細胞出現(xiàn)耐藥性?；诖?，臨床上逐漸將抑制骨肉瘤耐藥中P-gp的表達作為提高細胞內(nèi)藥物濃度、逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥性的關(guān)鍵。Baldini等[23]研究發(fā)現(xiàn)，P-gp高表達骨肉瘤患者的生存率低于P-gp低表達骨肉瘤患者（P＜0.05）。隨著研究的逐漸深入，其他耐藥相關(guān)蛋白亦逐漸被發(fā)現(xiàn)，這些蛋白均可通過與藥物結(jié)合，促使蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而減少細胞內(nèi)藥物的蓄積，如多藥耐藥相關(guān)蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP）位于細胞的外側(cè)基底細胞膜，能夠加速藥物的吸收和分解，并能夠減少細胞內(nèi)藥物的蓄積。有研究指出，骨肉瘤細胞對化療藥物的敏感性與MDR1蛋白的表達水平呈負相關(guān)，即MDR1蛋白的表達水平越高，骨肉瘤細胞對化療藥物的敏感性越低，耐藥性越強[24]。此外，Trpsl轉(zhuǎn)錄因子與腫瘤細胞的耐藥性亦存在密切的關(guān)系，可能能夠作為逆轉(zhuǎn)骨肉瘤化療耐藥性的有效分子靶點。

3.2 細胞內(nèi)解毒系統(tǒng)

藥物代謝是細胞解毒機制的重要組成部分，其主要涉及Ⅰ相藥物代謝酶和Ⅱ相藥物代謝酶。谷胱甘肽是細胞內(nèi)解毒系統(tǒng)的重要成分，該物質(zhì)在谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶的作用下，能夠與部分抗腫瘤藥物形成復(fù)合物，從而形成MRP1的底物，與MRP1結(jié)合，然后逐漸被轉(zhuǎn)運出細胞，使細胞內(nèi)化療藥物的濃度下降。人谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶可有效阻止藥物代謝產(chǎn)物、突變劑和抗腫瘤藥物等進入細胞[25]。人谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶的過表達與MDR關(guān)系密切，其能夠通過絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號途徑特異性地抑制c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）的活性，從而調(diào)控真核細胞的凋亡、增殖、分化和應(yīng)激。這是因為順鉑、多柔比星等所致的細胞DNA損傷可阻斷JNK、胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信號通路磷酸化，而人谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶可調(diào)節(jié)這些信號通路在骨肉瘤細胞中的活性，進而影響骨肉瘤細胞對化療的反應(yīng)。

3.3 信號轉(zhuǎn)導通路干擾

分子信號通路的激活是介導耐藥機制的主要途徑，分子信號通路的激活能夠抑制細胞的凋亡，并可促進細胞的增殖，從而逆轉(zhuǎn)化療及靶向藥物對細胞的抑制作用。其中，雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，MTOR）信號通路是常見的一種分子信號通路，MTOR是一種磷酯酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K），可對細胞內(nèi)的mRNA及蛋白的翻譯過程發(fā)揮抑制作用，并參與細胞的生長及代謝[26]。包括骨肉瘤在內(nèi)的多種腫瘤中均存在MTOR信號通路改變的現(xiàn)象。西羅莫司可通過抑制骨肉瘤HOS細胞、KH0S/NP細胞中MTOR信號通路的激活，從而抑制骨肉瘤細胞的生長。有研究顯示，MTOR/p70核糖體蛋白S6激酶（p70 ribosomal protein S6 kinase，p70S6K）轉(zhuǎn)導通路與骨肉瘤患者的預(yù)后有關(guān)，可作為治療骨肉瘤的有效靶點[27]。

3.4 自噬相關(guān)耐藥

高遷移率族蛋白B-1（high mobility group box-1，HMGB1）是一種核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白，表達于多種細胞中，參與DNA的復(fù)制、重組和轉(zhuǎn)錄。在骨肉瘤化療耐藥性的形成過程中，HMGB1以分泌的形式發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的作用。同時，HMGB1還可促進骨肉瘤細胞的增殖和侵襲，抑制骨肉瘤細胞的凋亡。有研究顯示，HMGB1可通過介導自噬的方式在骨肉瘤化療耐藥性的產(chǎn)生中發(fā)揮重要的作用，因此，臨床上可將抑制HMGB1的表達作為逆轉(zhuǎn)骨肉瘤化療耐藥的重要機制[28]。此外，巨噬細胞遷移抑制因子也可影響化療藥物的耐藥性，而新型的雄烯二酮衍生物可通過抑制巨噬細胞的遷移，從而調(diào)節(jié)細胞自噬，減輕腫瘤對化療藥物的耐藥性。

4 小結(jié)與展望

骨肉瘤是高度惡性的骨腫瘤，化療是骨肉瘤常用的治療手段，其在改善骨肉瘤患者預(yù)后中具有重要意義?；煰熜怯绊懝侨饬龌颊哳A(yù)后的重要因素，新輔助化療、個體化化療等均是提高骨肉瘤化療療效的重要措施?；熕幬锏哪退幮允枪侨饬雠R床治療中的主要問題。了解骨肉瘤化療耐藥的分子機制對逆轉(zhuǎn)骨肉瘤化療耐藥現(xiàn)象、提高骨肉瘤治療效果具有重要價值。然而，現(xiàn)階段，臨床上對于骨肉瘤化療耐藥分子機制的研究仍處于初期階段，臨床上仍需展開更加深入的分析與研究。