骨肉瘤化療及耐藥分子機(jī)制的研究進(jìn)展△

范璐，臧俊亭，馮娜，王鑫眾

1吉林大學(xué)第一醫(yī)院骨關(guān)節(jié)外科，長(zhǎng)春 130021

2吉林省人民醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)關(guān)節(jié)外科，長(zhǎng)春 130021

骨肉瘤又稱(chēng)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(shí)、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(shí)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(huì)出現(xiàn)對(duì)化療藥物耐藥的現(xiàn)象，導(dǎo)致患者對(duì)化療藥物的反應(yīng)下降，進(jìn)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(jī)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(xì)胞系發(fā)展而來(lái)，一般情況下腫瘤能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速生長(zhǎng)，主要原因是在腫瘤生長(zhǎng)過(guò)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(lái)，骨肉瘤的發(fā)病率和病死率均較高，發(fā)生部位以股骨遠(yuǎn)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(jìn)性疼痛、腫脹、跛行、發(fā)熱、體重下降和貧血等。

20世紀(jì)70年代前，對(duì)于未發(fā)生轉(zhuǎn)移的肢體骨肉瘤，一般采取截肢手術(shù)進(jìn)行治療，雖然截肢手術(shù)對(duì)控制患者的病情起到了一定的作用，但其創(chuàng)傷較大，對(duì)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(duì)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(jī)制關(guān)系密切。MDR現(xiàn)象主要是指腫瘤細(xì)胞長(zhǎng)期接觸某一種化療藥物后，不僅對(duì)此種化療藥物產(chǎn)生耐藥性，而且對(duì)其他化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用機(jī)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(xì)胞免受化療藥物攻擊的常見(jiàn)防御機(jī)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(gè)多階段、多因素參與的復(fù)雜過(guò)程，腫瘤細(xì)胞可通過(guò)多種途徑導(dǎo)致MDR性的產(chǎn)生，如化療藥物在細(xì)胞內(nèi)有效蓄積量的減少、機(jī)體內(nèi)藥物代謝酶含量或活性的改變、細(xì)胞凋亡相關(guān)調(diào)控基因的異常表達(dá)等均為目前已經(jīng)明確的MDR現(xiàn)象發(fā)生的作用機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(kāi)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(wú)病生存率方面起到一定的作用[9]。但是，近年來(lái)，骨肉瘤患者經(jīng)輔助化療后，其生存率已達(dá)到平臺(tái)期。

新輔助化療是指在實(shí)施局部治療方法（如手術(shù)或放療）前所進(jìn)行的全身化療，其主要目的在于縮小腫瘤體積，并將看不見(jiàn)的轉(zhuǎn)移細(xì)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(biāo)準(zhǔn)治療方式，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可對(duì)患者術(shù)前的化療效果進(jìn)行評(píng)估，且有利于調(diào)整術(shù)后化療方案；②可早期進(jìn)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(kāi)展；④能夠根據(jù)術(shù)前化療效果對(duì)患者的預(yù)后情況進(jìn)行判斷；⑤可借助腫瘤滋養(yǎng)動(dòng)脈給藥、高溫隔離肢體灌注等方法提高腫瘤細(xì)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(jìn)行化療后，骨肉瘤患者的無(wú)瘤生存率約為74%；腫瘤細(xì)胞壞死率大于90%的骨肉瘤患者的骨肉瘤組織對(duì)術(shù)前化療的反應(yīng)良好，預(yù)后較佳。Bramwell等[12]也證實(shí)了骨肉瘤組織對(duì)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(duì)術(shù)前化療的反應(yīng)越強(qiáng)，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(yuǎn)期生存率。因此，腫瘤細(xì)胞壞死率對(duì)判斷骨肉瘤患者的療效及預(yù)后具有重要價(jià)值。雖然，目前臨床上對(duì)于新輔助化療能否提高骨肉瘤患者的遠(yuǎn)期生存率仍存在較大的爭(zhēng)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(dòng)脈給藥、雙途徑給藥、高溫局部隔離灌注、面部動(dòng)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(dòng)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(qiáng)局部化療效果，并促進(jìn)保肢術(shù)的順利進(jìn)行。Hugate等[16]采用動(dòng)脈給藥、靜脈給藥聯(lián)合化療的方法對(duì)高級(jí)別骨肉瘤進(jìn)行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，患者的無(wú)瘤生存率為79%。Katagiri等[17]對(duì)1例巨大骨肉瘤患者實(shí)施重復(fù)動(dòng)脈內(nèi)化療結(jié)合放射治療，治療效果良好，隨訪(fǎng)未見(jiàn)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(duì)術(shù)前順鉑動(dòng)脈灌注化療在改善骨肉瘤患者無(wú)瘤生存方面的價(jià)值進(jìn)行了探討，其中，12例ⅡB期膝關(guān)節(jié)周?chē)侨饬龌颊邔?shí)施順鉑動(dòng)脈灌注聯(lián)合表柔比星靜脈化療，12例ⅡB期膝關(guān)節(jié)周?chē)侨饬龌颊邔?shí)施單純靜脈化療，結(jié)果顯示，兩組患者的無(wú)瘤生存率比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），提示術(shù)前順鉑動(dòng)脈灌注化療不能改善骨肉瘤患者的無(wú)瘤生存，相反，不良反應(yīng)的發(fā)生率和治療費(fèi)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(shí)還可在高溫的作用下盡可能地殺滅腫瘤細(xì)胞，且全身不良反應(yīng)較小，安全性較高。孫平等[19]對(duì)52例Ⅱb期肢體軟組織惡性腫瘤患者給予了高溫動(dòng)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(dòng)脈隔離灌注化療可導(dǎo)致肢體惡性腫瘤瘤體壞死，腫瘤侵犯區(qū)域縮小，從而達(dá)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(duì)于高溫動(dòng)脈隔離灌注化療是否能夠明顯提高骨肉瘤患者的遠(yuǎn)期生存率，仍需進(jìn)一步研究加以論證。

3 骨肉瘤化療的耐藥分子機(jī)制

3.1 MDR 相關(guān)蛋白

腫瘤MDR是導(dǎo)致骨肉瘤化療失敗的重要原因[20]，惡性腫瘤對(duì)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(chēng)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(guò)表達(dá)是腫瘤產(chǎn)生MDR性的一種機(jī)制，MDR蛋白可對(duì)細(xì)胞內(nèi)的藥物進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，促使藥物自細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外，降低藥物在細(xì)胞內(nèi)的蓄積含量[21]。研究顯示，MDR蛋白還可抑制促細(xì)胞凋亡關(guān)鍵分子的活性，從而抑制腫瘤化療藥物介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[22]。P糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）是首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的MDR蛋白，也是一種腺苷三磷酸依賴(lài)性膜轉(zhuǎn)運(yùn)體，具有較強(qiáng)的能量依賴(lài)性藥物外排泵的功能，可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度下降，使腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)耐藥性。基于此，臨床上逐漸將抑制骨肉瘤耐藥中P-gp的表達(dá)作為提高細(xì)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(dá)骨肉瘤患者的生存率低于P-gp低表達(dá)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(guò)與藥物結(jié)合，促使蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而減少細(xì)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(xì)胞的外側(cè)基底細(xì)胞膜，能夠加速藥物的吸收和分解，并能夠減少細(xì)胞內(nèi)藥物的蓄積。有研究指出，骨肉瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性與MDR1蛋白的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，即MDR1蛋白的表達(dá)水平越高，骨肉瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性越低，耐藥性越強(qiáng)[24]。此外，Trpsl轉(zhuǎn)錄因子與腫瘤細(xì)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(diǎn)。

3.2 細(xì)胞內(nèi)解毒系統(tǒng)

藥物代謝是細(xì)胞解毒機(jī)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(xì)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(yùn)出細(xì)胞，使細(xì)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(jìn)入細(xì)胞[25]。人谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶的過(guò)表達(dá)與MDR關(guān)系密切，其能夠通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號(hào)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(xì)胞的凋亡、增殖、分化和應(yīng)激。這是因?yàn)轫樸K、多柔比星等所致的細(xì)胞DNA損傷可阻斷JNK、胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信號(hào)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(hào)通路在骨肉瘤細(xì)胞中的活性，進(jìn)而影響骨肉瘤細(xì)胞對(duì)化療的反應(yīng)。

3.3 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路干擾

分子信號(hào)通路的激活是介導(dǎo)耐藥機(jī)制的主要途徑，分子信號(hào)通路的激活能夠抑制細(xì)胞的凋亡，并可促進(jìn)細(xì)胞的增殖，從而逆轉(zhuǎn)化療及靶向藥物對(duì)細(xì)胞的抑制作用。其中，雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，MTOR）信號(hào)通路是常見(jiàn)的一種分子信號(hào)通路，MTOR是一種磷酯酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K），可對(duì)細(xì)胞內(nèi)的mRNA及蛋白的翻譯過(guò)程發(fā)揮抑制作用，并參與細(xì)胞的生長(zhǎng)及代謝[26]。包括骨肉瘤在內(nèi)的多種腫瘤中均存在MTOR信號(hào)通路改變的現(xiàn)象。西羅莫司可通過(guò)抑制骨肉瘤HOS細(xì)胞、KH0S/NP細(xì)胞中MTOR信號(hào)通路的激活，從而抑制骨肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。有研究顯示，MTOR/p70核糖體蛋白S6激酶（p70 ribosomal protein S6 kinase，p70S6K）轉(zhuǎn)導(dǎo)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(diǎn)[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(dá)于多種細(xì)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(guò)程中，HMGB1以分泌的形式發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的作用。同時(shí)，HMGB1還可促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，抑制骨肉瘤細(xì)胞的凋亡。有研究顯示，HMGB1可通過(guò)介導(dǎo)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(dá)作為逆轉(zhuǎn)骨肉瘤化療耐藥的重要機(jī)制[28]。此外，巨噬細(xì)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(guò)抑制巨噬細(xì)胞的遷移，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬，減輕腫瘤對(duì)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。化療療效是影響骨肉瘤患者預(yù)后的重要因素，新輔助化療、個(gè)體化化療等均是提高骨肉瘤化療療效的重要措施。化療藥物的耐藥性是骨肉瘤臨床治療中的主要問(wèn)題。了解骨肉瘤化療耐藥的分子機(jī)制對(duì)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(jià)值。然而，現(xiàn)階段，臨床上對(duì)于骨肉瘤化療耐藥分子機(jī)制的研究仍處于初期階段，臨床上仍需展開(kāi)更加深入的分析與研究。