MGMT、TopoⅡα、P-g p在膠質瘤組織中的表達變化及意義

霍海波

(安陽市人民醫院神經外科,河南 安陽 455000)

膠質瘤是起源于外胚層的最常見惡性腫瘤，其細胞學起源、生物學結構以及其臨床特征均存在特殊性，在顱內腫瘤中比例約為35%～61%。膠質瘤的特殊性質，使其呈浸潤性生長模式，與周圍健康腦組織間接線并不明顯，手術治療方式很難將其區分，治療效果不佳〔1，2〕。現階段，對于惡性腫瘤、膠質瘤等表達甲基鳥嘌呤-DNA-甲基轉移酶(MGMT)、P-糖蛋白(P-g p)、拓撲異構酶(Topo Ⅱ)等蛋白的研究內容相對豐富，但是三者間相互關系、對患者預后影響、多重耐藥與其三種蛋白共同表達的相關性以及三者之間的相關性大小等的研究相對較少〔3〕。本文研究MGMT、TopoⅡα；P-g p在腦膠質瘤細胞內表達的相關性大小及膠質瘤細胞耐藥性的生物學原理，以期對選擇臨床化療藥物提供有益指導，并最終對膠質瘤患者的治療進行有效改善，提高患者生存質量，延長其生存時間。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2009年3月至2013年9月在本院治療的腦膠質瘤患者100例，其中男51例，女49例；年齡21～78〔平均(45±2.3)〕歲。入選標準〔4〕：為經臨床表現、影像學資料、病理生理學檢測結果等確診為膠質瘤，并知情同意。研究對象均采用手術治療方式，并在手術過程中切除膠質瘤組織作為生物學資料。患者臨床特點為原發性膠質瘤，且手術前未經過任何方式的治療，病理學資料在手術切片后確診為膠質瘤。按照WHO在2007年對膠質瘤分級標準：膠質瘤Ⅰ級6例、Ⅱ級37例、Ⅲ級32例、Ⅳ級25例。對照組為20例正常腦組織，均取自腦外傷進行顱腦外科手術時腦組織切片，經病理學檢測后證實無膠質瘤。

1.2MGMT、Topo Ⅱ α、P-g p檢測方法 對研究對象采樣后切片處理，并用免疫組化二步法進行染色處理，二氨基聯苯胺(DAB)顯色，蘇木素進行復染，用中性樹脂封片后采用顯微鏡進行觀察。陽性標志是在光鏡觀察，可見組織細胞內有明顯棕黃色或是棕褐色顆粒，此外還可以隨機選擇高倍鏡視野10個，分別對其進行500個細胞計數，然后計算陽性細胞百分比，陰性標準為陽性細胞百分比<25%，陽性標準為陽性細胞百分比>25%。

1.3統計學方法 應用SPSS18.0統計軟件進行分析，組間比較采用χ2檢驗，相關性比較采用Spearman相關分析法。

2 結 果

2.1MGMT、Topo Ⅱα、P-g p蛋白的表達 在研究對象中所有人腦膠質瘤Ⅲ～Ⅳ級患者中，MGMT、Topo Ⅱα、P-g p蛋白表達呈陽性的患者比例分別為71.93%(49/57)、47.37%(27/57)、66.67%(38/57)，膠質瘤Ⅰ～Ⅱ級患者中三者表達比例分別為27.91%(12/43)、32.56%(14/43)、37.56%(16/43)；對照組中該比例均為0(0 /20)。膠質瘤各級分別與正常組織比較差異顯著(P<0.01)。

2.2膠質瘤中MGMT、Topo Ⅱα、P-g p蛋白表達的關系 MGMT與Topo Ⅱα之間不存在相關性(r=0.192，P>0.05)；Topo Ⅱα、MGMT與 P-g p均呈正相關(r=0.192,0.482,均P<0.05)。

3 討 論

多重耐藥性(MDR)是若一種化療藥物使某一種惡性腫瘤細胞對其產生耐藥性后，該腫瘤組織對其他藥理機制不同、化學結構不同的化療藥物均會產生交叉耐藥性〔5〕。惡性腫瘤疾病化療失敗的主要原因在于MDR基因及其相關蛋白在組織內表達。目前，研究進展表明存在多種DNA修復基因性質與耐藥性基因相似，后被證實與惡性腫瘤的耐藥性具有相關性，最典型的耐藥性基因為MGMT，其機制研究較為深入。目前，MGMT已被確認為烷化劑耐藥基因，其耐藥機制主要是：DNA鳥嘌呤O6上的烷基加合物可以與MGMT相結合，并且MGMT可以將烷基轉移至其第145號半胱氨酸活性位點上，這一過程可以修復DNA烷基化損傷，后MGMT失去活性，這一過程將DNA交鏈過程阻斷，從而使得機體對化療藥物存在的耐藥性增強。臨床上最為常用的膠質瘤化療藥物主要是亞硝脲類烷化劑，該類烷化劑的主要生物學特點是可以與DNA鏈上鳥嘌呤O6相結合，然后可以和對應的核苷酸結合，從而形成的DNA交鏈具有極強的細胞毒性，抗腫瘤性主要由此體現。MGMT對亞硝脲類烷化劑耐藥的主要原理在于其可以將DNA分子異常的O6甲基轉移，修復化療藥物對堿基的損傷。因此，若患者MGMT表達陽性率較高，不應選擇鹽酸嘧啶亞硝脲(ACNU)等亞硝脲類烷化劑來進行化療〔6〕。

本研究結果表明烷化劑類化療藥在治療膠質瘤過程中可能會出現較高耐藥性。為解決此類問題，烷化劑替莫唑胺(TMZ)是一種可以治療膠質瘤的新藥，可以很好地解決MGMT耐藥性的問題，其主要機制在于其可以不經肝臟循環直接穿透血腦屏障，對MGMT的活性進行有效抑制，從而更好地殺滅腫瘤細胞。因此，在化療前對患者體內膠質瘤的MGMT水平進行檢測有利于選擇耐藥性更低的化療藥物。

Topo-Ⅱα與P-g p都是與膠質瘤病理分級相關性較強的一類蛋白〔7〕。Topo-Ⅱα是存在于S～M期細胞核內的重要核酶，在ATP催化后發揮其生物學活性。DNA、Topo-Ⅱα之間會形成易斷復合物，對機體膠質瘤進行化療藥物可以與這種易斷復合物結合，從而對Topo-Ⅱα引導下的DNA再連接反應進行有效干擾，使得DNA單鏈或雙鏈發生斷裂反應，造成細胞殺傷，達到治療目的。耐藥機制〔8〕主要為：(1)基因突變〔9〕或表達缺失、酶活性降低或是酶量減少，導致抗癌化療藥物作用靶點喪失；(2)與其他耐藥性基因調控機制相似，從而對其他耐藥基因產生調控作用，使其他耐藥基因發生表達。P-g p表現為能量依賴性藥泵的特點，其耐藥性的特點在于可以將細胞內化療藥物清除，轉移到細胞外，導致腫瘤細胞產生耐藥性。簡而言之，若是可以預防或修復化療藥物對機體細胞中造成的DNA損傷，則該基因的表現性狀為耐藥性〔10〕。若膠質瘤患者組織細胞中Topo-Ⅱα表達率較高，則表明該患者體內腫瘤組織增殖活性較高，但也表明化療藥物，如鬼臼毒素、胺丫睫等對膠質瘤患者較為敏感，化療效果較好〔11〕。本研究表明膠質瘤病理分級越高，其采用自身突變等方式從而達到控制Topo-Ⅱα表達率，導致藥物作用位點數量下降，由化療藥物引導產生的DNA斷裂得到控制，藥物對腫瘤細胞產生的毒效應也相應降低，若相關藥物，如胺丫睫、鬼臼毒素等以Topo-Ⅱα作為重要作用位點，則其作用無法發揮。膠質瘤病理分級越高，Topo-Ⅱα表達較強的患者，其治療方案應該對以Topo-Ⅱα作為藥用位點的藥物選擇持謹慎態度。

綜上，MGMT、P-g p和Topo-Ⅱα在正常腦組織中均不能表達，但在膠質瘤組織中三種蛋白均出現表達現象，這表明三種蛋白的高表達可能與膠質瘤具有一定相關性〔12〕。同時P-g p蛋白與Topo-Ⅱα、MGMT之間相關性較強。不同蛋白對應耐藥機制，另外對相應的化療藥物不盡相同，但聯合檢測多種耐藥蛋白在膠質瘤中的表達，可能對預測患者的耐藥及指導臨床合理用藥有重要意義。

4 參考文獻

1Paus C，Murat A，Stupp R，etal.Role of MGMT and clinical applications in brain tumours〔J〕.J Bull Cancer，2007;94(9)：769-73.

2Hegi ME，Liu L，Herman JG，etal.Correlation of O6-methylguanine methyltransferase(MGMT) promoter methylation with clinical outcomes in glioblastoma and clinical strategies to modulate MGMT activity〔J〕.J Clin Oncol， 2008;26(25)：4189-99.

3Rittieerodt M，Harada K.Repetitive doxorubicin treatment of glioblastoma enhances the P-g p expression：a special role for endothelial cells〔J〕.Exp Toxicol Pathol，2003;55(1)：39-41.

4孫彥輝，張亞卓，王忠誠，等.MGMT在腦膠質瘤組織中的表達及其與患者生存期的關系〔J〕.癌癥，2004;23(9)：1052-5.

5Tanaka S，Kamitani H，Amin MR，etal.Preliminary individual adjuvant therapy for gliomas based on the results of molecular biological analysis for drug-resistance genes〔J〕.Neurooncol，2000;46(2)：157-71.

6Schilsky RL，Dolan ME，Bertucci D，etal.Phase 1 clinical and pharmacological study of O6-benzylguanine followed by carmustine in patients with advanced cancer〔J〕.Clin Cancer Res，2000;6(8)：3025-31.

7Koriolo poulou P，Patsouris E，Konastantinidou AE,etal.Mitosin and DNA topoisomerase Ⅱ alpha：two novel proliferation marlers in the prognostication of diffuse astrocytoma patient survival〔J〕.Appl Immunohistochem Mol Morphol,2001；9(3)：207-14.

8Esteller M，Garcia-Foncillas J，Andion E，etal.Inactivation of the DNA-repair gene MGMT and the clinical res ponse of gliomas to alklating agents〔J〕.N Engl J Med，2003;343(19)：1350-4.

9Dolan ME，Schilsky RL.Silence is golden：gene hypermethylation and survival in large-cell lymphoma〔J〕.J Nat CancerIns，2002;94(1)：6-7.

10Bredel M，Zentener J.Brain-tumour drug resistance：the bare essentials〔J〕.Lancet Oncol，2002;3(7)：397-406.

11Bredel M，Piribauer M，Marosi C，etal.High expression of DNA topoisomerase alpha and Ki-67 antigen is associated with prolonged survival in glioblastoma patients〔J〕.Eur J Cancer，2002;38(10)：1343-7.

12孫春明，王之敏，周幽心，等.腦膠質瘤中LRP、GST-n和MGMT的表達及臨床意義〔J〕.江蘇醫藥，2009;35(3)：272-4.