結腸癌細胞耐藥的研究現狀

蘇建偉+++周喜漢

【關鍵詞】結腸癌；多藥耐藥性；轉運蛋白；中藥逆轉劑

中圖分類號：R735.3+5文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2017.01.024

腫瘤細胞為了自我保護會改變質膜上、細胞質或細胞核內的功能結構及作用機制，降低其對化療藥物的敏感性，從而產生耐藥[1]。結腸癌細胞化療耐藥是影響結腸癌患者化療效果的主要原因，也是化療失敗的重要因素，引起化療藥物耐藥的主要原因是結腸癌細胞群為了在人體內長期生存而排斥化療藥物。多藥耐藥性（MDR）是指癌癥細胞對一種藥物作用發生耐藥反應后，對與其作用和結構類似的其他藥物也產生耐藥性的現象[2]，它是結腸癌細胞耐藥性最常見的一種。臨床上，針對MDR及其逆轉劑的研究是大多數腫瘤專家和學者關注的熱點，關于MDR的產生機制不同學者的研究結果不同，目前認為可能有以下幾種機制：（1）細胞調控基因的異常表達；（2）轉運蛋白的異常；（3）耐藥相關酶表達的改變。人們根據結腸癌細胞對化療藥物的多藥耐藥機制，先后應用多種化學藥物作為結腸癌細胞耐藥性的逆轉劑，如噻吩嗪類化合物、維拉帕米及其衍生物、黃體酮、甲地孕酮等，但是由于這些藥物的毒副作用使得它們在臨床上并沒有得到廣泛應用[3]。中藥與化學藥物相比有價格低、毒副作用小的優點，在我國醫學史上有重要地位。近年來越來越多的專家學者將中藥作為腫瘤藥物耐藥性的逆轉劑，取得了良好的效果。因此，筆者就結腸癌細胞MDR的機制及其逆轉劑的研究現狀進行綜述。

1結腸癌細胞多藥耐藥的機制

由于不同患者的病情不同，因此使用化療藥物的種類也不同。不同種類的化療藥物會與靶標相互影響，使結腸癌細胞形成不同的耐藥表型。MDR是多種因素共同作用的結果，其產生機制極其復雜，現在國內外大多數的研究主要有以下幾個方面：耐藥相關酶的異常變化、細胞調控基因的異常表達、轉運蛋白的異常等。

1.1耐藥相關酶活性及含量的變化

1.1.1谷胱甘肽S轉移酶（GST）

GST主要存在于胞液內，是谷胱甘肽（GSH）結合反應的關鍵酶，它可以催化親核性的谷胱甘肽與各種親電子外源化學物質結合反應。細胞內非蛋白肽主要是GST、GSH及活性增強的GSH。一方面，GST會促使化學藥物與GSH結合，從而使化療藥物的毒副作用降低。另一方面，隨著GSH活性的增強及數量的增加，化療藥物對結腸癌患者細胞的毒性也隨之降低，使細胞對DNA損傷的修復能力逐漸增強，從而使結腸癌細胞產生耐藥性。

1.1.2DNA拓撲異構酶Ⅱ（TopoⅡ）活性的異常

作為催化DNA拓撲異構體相互轉換的酶，TopoⅡ是化療藥物作用的主要靶酶[4]。結腸癌化療藥物主要是TopoⅡ抑制劑，常常會使酶的活性或者功能發生改變，從而增加DNA斷裂的可能，使抗癌藥物的功能充分發揮。但是一旦TopoⅡ的活性和表達下降，可使通過TopoⅡ發生介導作用的DNA下降斷裂，結腸癌細胞耐藥性隨之產生。

1.1.3葡萄糖神經酰胺合成酶（GCS）的表達異常

結腸癌患者細胞中相應的靶蛋白能夠被神經酰胺調節，使信號通路被激活，促進細胞的凋亡。GCS是葡萄糖基轉移酶之一，它可以促進神經酰胺與葡萄糖結合，引起神經酰胺在細胞內的含量減少，使細胞的凋亡現象減少。GCS的高表達是結腸癌患者癌細胞產生多藥耐藥性的重要機制，HCT8/VCR是結腸癌患者的耐藥細胞株，通過對大量產生化療藥物耐藥性結腸癌患者的回顧性分析發現，GCS在結腸癌患者的耐藥細胞耐藥株中的表達較高，在GCS的水平有所降低后，結腸癌患者的耐藥性也隨之變弱。另外有學者研究認為[5]，GCS可能與P糖蛋白（Pgp）存在關聯，Pgp的表達水平降低可能是由于沉默GCS基因造成。

1.2轉運蛋白的異常

目前MDR產生機制研究最為廣泛的是ATP家族介導的藥物外排泵機。ATP結合轉運蛋白通常在細胞跨膜區形成一個通道，ATP的結合區在胞漿內面，Mg2+會影響ATP的水解，使跨膜通道的構象發生改變，從而將帶有疏水性的底物泵出細胞外。在化療過程中，這種ATP能量依賴的方式同樣會使抗結腸癌藥物泵出，減少細胞內的藥物蓄積，降低藥物的跨細胞擴散效率，從而減弱腫瘤化療的療效。

1.2.1腫瘤細胞耐藥

主要原因是Pgp的過度表達而引起MDR，它是一種典型的多藥耐藥機制[5]。Pgp定位在細胞膜上，是一種能量依賴性“藥物泵”，可以與結腸癌細胞內的藥物結合，并將其泵出細胞外，化療藥物的外排能力隨著Pgp的高表達而增強，使細胞對應增加，降低了對結腸癌細胞的毒性，使結腸癌細胞產生耐藥。

1.2.2多藥耐藥相關蛋白（MRP）

MRP蛋白最早在1992年被發現，它的結構與Pgp十分相似，同時也是對ATP有依賴性的一種藥物運輸泵[6]。MRP造成多藥耐藥性主要原因在于結腸癌患者服用的化療藥物會在體內與GSH及GST結合，ATP進行水解會產生能量，MRP運用這些能量將進行結合過的藥物逆濃度梯度泵出細胞內。

1.2.3乳腺癌耐藥蛋白（BCRP）

BCRP最早出現于Doyle 1998年發表的文獻中，它是轉運蛋白家族中的成員之一，與多藥耐藥性的產生緊密相關[7]。不過與家族其他成員結構不同的是，BCRP的功能域由一個結構域組成，在這個結構域中存在1個ATP結合區和6個跨膜區。而且只有BCRP形成兩個及以上的聚體時才會進行藥物轉運，BCRP的藥物轉運方式與MRP類似，都是ATP進行水解產生能量，這些能量將進行結合過的藥物逆濃度梯度泵出細胞內。近年來的試驗證明[8～9]，BCRP中的表達質粒對結腸癌患者耐藥細胞羥基喜樹堿具有一定的逆轉效果，表明了BCRP對結腸癌多藥耐藥性起到了一定作用。

1.3細胞凋亡調控基因表達異常

結腸癌化療藥物產生效果的機制是干擾細胞克隆增生受到藥物的影響發生異常，誘導細胞凋亡，從而達到抑制甚至殺滅癌癥細胞的目的。在細胞凋亡過程中，細胞凋亡調控基因表達異常會引起化療藥物效能減低，MDR隨之產生，其中Bcl2蛋白家族尤其突出。Bcl2蛋白家族與腫瘤細胞耐藥聯系密切，其又被稱為“長壽基因”，常位于內質網膜、線粒體膜及核膜上[10]。Bcl2蛋白的產物可以抑制結腸癌化療藥物引起的細胞凋亡，使細胞可以穩定生存，促進基因的代謝。Bcl2蛋白的過度表達可誘導多種腫瘤細胞凋亡，產生耐藥。

2結腸癌細胞多藥耐藥的逆轉劑研究進展

2.1維拉帕米及其異構體

以往學者研究發現[11～12]，化療的同時使用維拉帕米可以有效抑制結腸癌患者的多藥耐藥性，而且使用藥量較多的患者，其多藥耐藥逆轉效果明顯大于使用藥量少的患者。但是使用維拉帕米過多會給患者帶來毒副作用，造成其他方面傷害，使藥物的實際應用受到限制。因此根據患者的實際情況可適當加大維拉帕米的服用劑量，一般來說每6小時110～230 mg是最佳的選擇。Toffoli[13]指出維拉帕米異體結構阿替洛爾（norVer）和右旋維拉帕米（RVer）與維拉帕米有相同作用，可以有效逆轉結腸癌患者的多藥耐藥性，且其毒副作用更小。

2.2依他尼酸（EA）

EA最早作為利尿藥應用于臨床，但是隨著學者的深入研究發現，EA對于谷胱甘肽S轉移酶引起的多藥耐藥性有逆轉作用，對01活性有顯著的抑制作用，能夠使01介導的藥物消失程序發生斷裂，逆轉細胞對化療藥物的耐藥性。

2.3反義寡核苷酸

結腸癌患者的細胞耐藥性與其細胞凋亡過程緊密相關，若要對抗因細胞凋亡導致的多藥耐藥性就要調節凋亡過程，反義寡核苷酸對抗凋亡基因9BN85表達有明顯的抑制作用。通過反義寡核苷酸的抑制使9BN85蛋白的形成受到阻礙，使細胞凋亡，逆轉結腸癌患者細胞對化療藥物的耐藥性。

2.4其他逆轉劑

藥物在結腸癌患者多藥耐藥細胞中的蓄積量可以被蛋白激酶（PKC）所改變，在過去的多次研究中[14]，研究人員均發現PKC的活性在某些多藥耐藥的結腸癌細胞中增加，因此大膽推測對PKC的活性進行抑制能夠逆轉細胞的多藥耐藥性。另一種逆轉劑環孢霉素A衍生物西羅莫司逆轉多藥耐藥的機制尚未明確，但就目前的研究來看，它能夠在癌癥患者的體內外使MDR1基因的表達得到逆轉，從而使MDR克隆形成受到阻礙。還有一種得到大多數學者肯定的說法是作為高度親脂類藥物，環孢霉素類藥物會就P170的結合位點與抗癌藥產生激烈的“爭奪”[15]，從而導致抗癌藥的排出率大大降低，抗癌藥濃度在患者細胞中的濃度也提高，發生逆轉作用。

2.5中藥逆轉劑

化療藥物耐藥性問題一直是困擾醫生和學者的重大難題，而且這種耐藥性常常表現為對多種藥物的耐藥性，這也增大了治療的難度。臨床中發現，多數結腸癌患者因出現耐藥性，不得不停用某種藥或者與其類似的其他化療藥物，而當結腸癌患者服用其他無毒副作用的化療藥物或者中醫藥進行調理后，對患者再次使用同種化療藥物，大多數人并沒有之前的耐藥現象，化療也得到了令人滿意的效果。通過分析發現，零毒化療方法和中醫藥使用可能使結腸癌患者細胞的耐藥性得到消除。中藥與西藥相比有價格低、毒性小、高效等優點優勢，其作為癌癥化療藥物耐藥性逆轉劑的研究也漸漸成為各個醫院的主要課題，中藥逆轉劑研究進展在近年來取得了重要突破。通過對大量中西醫結合治療結腸癌患者的臨床資料分析，我們發現中醫醫院通常是用小劑量藥物進行化療，在療效和患者生存狀況與西醫并沒有顯著差別。因而學者對研究的方向進行了改變，著重對中國傳統醫藥在結腸癌的治療進行深入的研究。經過若干年的不懈堅持，他們發現了一系列可以用來逆轉或降低結腸癌化療阻力的中藥，其中有些藥物在結腸癌患者靶向化療的過程中，取得了良好的臨床療效。

2.5.1苦參堿（Ma）

Ma是一種從我國傳統中藥廣豆根和苦參中提取的生物堿[16]。mRNA表達水平對藥物耐藥性的產生有重要影響，而在苦參堿的作用下其表達水平降低，促使細胞膜上合成逐漸減少，從而減少抗結腸癌藥物外排。有研究顯示[17]，結腸癌患者K562/Vin細胞對長春新堿的耐受性可以被苦參堿逆轉。另一方面，苦參堿在抑制K562/Vin和K562細胞生長、抑制端粒酶逆轉錄酶表達以及誘導耐藥細胞凋亡方面也有顯著作用。前期研究表明其具有抗結腸癌作用，能夠使hTERT表達水平降低，抑制端粒酶活性與結腸癌細胞SW1116的增殖，誘導細胞凋亡，也有研究表明[18]苦參堿有逆轉多種腫瘤（如膀胱癌、胃癌、乳腺癌等）化療耐藥的作用。

2.5.2復方藤梨根制劑（FFTLG）

一些學者的研究發現[19]，由虎杖根、藤梨根、白術、黨參、水楊梅根等組成的復方藤梨根制劑可以減少阿霉素（ADR）的外排，增加細胞內ADR的積聚量，從而實現對化療的增敏作用，對K562/ADR及K562/VCR等耐藥細胞有逆轉作用。

2.5.3川芎嗪（TMP）

TMP是從中藥川芎提取的一種生物堿，對治療心腦血管疾病有重要意義，是心腦血管疾病患者的常用藥[20]。TMP還可以阻礙鈣通道活性，因此也被用于治療結腸癌患者的耐藥性，其能夠逆轉結腸癌細胞抗藥性的原因在于TMP導致MRP的陽性表達率降低，使結腸癌患者細胞內的抗癌藥物濃度增加，從而達到逆轉細胞耐藥性的作用。

2.5.4貝母

貝母是一種草本植物，具有藥用價值的主要是其鱗莖。研究顯示，浙貝母中富含生物堿，尤其是貝母甲素和貝母乙素，對腫瘤細胞的耐藥性有逆轉作用[21]。以往實驗中，對抗癌藥物產生耐藥性的患者給予少量對細胞沒有顯著毒副作用的浙貝母提取藥物，患者產生耐藥性細胞的活性出現了明顯的逆轉，表明貝母作為耐藥逆轉劑有顯著效果。浙貝母中的生物堿與其他逆轉劑相比較對依賴阿霉素的敏感細胞殺傷影響作用小，對多藥耐藥性細胞的敏感性有顯著作用，從而使腫瘤患者對化療藥物的耐藥性得到逆轉。

3總結與展望

隨著廣大醫務工作者和專家們的不懈努力，結腸癌細胞的耐藥性研究取得了重大進展，越來越多的多藥耐藥逆轉劑不斷被發現，為結腸癌患者的恢復奠定了重要基礎。但是大多數的結腸癌逆轉劑存在副作用，給患者的身體帶來其他傷害，因此還不能被應用于臨床上。上述可知多種中藥也有逆轉MDR的作用，且由于中藥毒性低，有一定的臨床研究價值。目前，尋找高效、低毒、價廉的腫瘤逆轉劑仍是腫瘤專家和醫藥學者的艱巨任務，也是攻克腫瘤的有效途徑。隨著分子生物學和相關學科的飛速發展，基因克隆策略和技術的不斷更新，利用有效的基因克隆技術，發現新的結腸癌多藥耐藥相關基因已成為可能。

參考文獻

[1]宋敏，潘瓊，張莉，等.JNK信號轉導通路與結腸癌多藥耐藥關系的研究進展[J].中國實用醫刊，2014，41（9）：108109.

[2]丁旭貝，陳愛軍.大腸癌多藥耐藥機制的研究進展[J].西部醫學，2010，22（9）：17261728.

[3]趙小琴，符立梧.腫瘤干細胞耐藥機制研究進展[J].中國藥理學通報，2012，28（12）：16371642.

[4]袁斐，白鋼鋼，苗筠杰，等.中藥逆轉腫瘤細胞多藥耐藥的研究進展[J].中草藥，2014，45（6）：857863.

[5]Lespine A，Ménez C，Bourguinat C，et al.Pglycoproteins and other multidrug resistance transporters in the pharmacology of anthelmintics：Prospects for reversing transportdependent anthelmintic resistance[J].International Journal for Parasitology Drugs & Drug Resistance，2012（2）：5875.

[6]牛建花，劉萍，李靜，等. MRP超家族成員在結腸癌耐藥及耐藥逆轉過程中的作用[J].山東醫藥，2012，52（13）：6062.

[7]田彥璋，趙浩亮，賀杰峰，等.GCS基因與MDR1基因在肝癌細胞多藥耐藥中的相關性研究[J].中國藥物與臨床，2012，12（11）：13971399.

[8]張芳，徐春蕾，邱鄭.中藥逆轉腫瘤細胞多藥耐藥研究進展[J].中國實驗方劑學雜志，2013，19（24）：342348.

[9]Kim HJ，Lee KY，Kim YW，et al.Pglycoprotein confers acquired resistance to 17DMAG in lung cancers with an ALK rearrangement[J].Bmc Cancer，2015，15：553.

[10]宋敏，韓雪，任秀花，等.GCS通過影響bcl2的表達介導結腸癌細胞的多藥耐藥[J].世界華人消化雜志，201624，（11）：17081713.

[11]巫翟，夏忠勝.結腸癌多藥耐藥機制的研究進展[J].新醫學，2015，46（1）：16.

[12]李金鵬，劉昊，于皆平，等.結腸癌阿霉素不敏感與上皮細胞間質細胞樣轉化的關系[J].世界華人消化雜志，2014，22（20）：29002904.

[13]Binkhathlan Z，Lavasanifar A.Pglycoprotein Inhibition as a Therapeutic Approach for Overcoming Multidrug Resistance in Cancer：Current Status and Future Perspectives[J].Current Cancer Drug Targets，2013，13（3）：326346.

[14]郭旭輝，張娜，李林森.苦參堿對腫瘤細胞多藥耐藥性的逆轉作用研究[J].時珍國醫國藥，2012，23（10）：25002501.

[15]劉立偉，鄧磊，鄧曉臣，等.腫瘤細胞多藥耐藥機制的研究進展[J].河北化工，2012，35（6）：1517.

[16]肖海娟，許建華，孫玨，等.中醫藥逆轉腫瘤多藥耐藥機制研究進展[J].中國中醫藥信息雜志，2012，19（6）：108110.

[17]張久聰，王彪猛，常宗宏，等.ABC細胞膜轉運蛋白及其介導的細胞多藥耐藥研究進展[J].生物技術通訊，2014，25（6）：862866.

[18]趙雋，韓宇.microRNA與腫瘤細胞耐藥的研究進展[J].中國醫學創新，2012，9（29）：155157.

[19]王宇亮，周向東.腫瘤細胞內藥物濃度與鉑類藥物耐藥的研究進展[J].腫瘤防治研究，2013，40（9）：894898.

[20]張芳，徐春蕾，邱鄭.中藥逆轉腫瘤細胞多藥耐藥研究進展[J].中國實驗方劑學雜志，2013，19（24）：342348.

[21]徐葉峰，劉云霞，沈敏鶴，等.中醫藥逆轉腫瘤多藥耐藥的策略及研究進展[J].中國中西醫結合雜志，2015（7）：891896.

（收稿日期：2016-09-01修回日期：2016-10-09）

（編輯：潘明志）