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中医药逆转肿瘤多药耐药性的研究进展
时间:2012-12-07 浏览次数:1114次 无忧论文网
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综述文献   肿瘤诱导化疗不易缓解或缓解后极易复发,重要原因是肿瘤细胞的耐药现象———多药耐药性。多药耐药性(multidrug resistance,MDR)是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物产生抗药性的同时,对结构和作用机制不同的抗癌药物产生交叉耐药性。MDR的形成机制十分复杂,肿瘤细胞可通过不同途径导致MDR的产生。同时,单个MDR细胞可同时存在多种抗药性的机制,一种或几种联合作用均可导致MDR的产生。MDR是肿瘤化疗急需解决的难题,对其发生机制的研究和开发逆转多药耐药性的药物是当前肿瘤研究中的重要课题。随着中医药对肿瘤化疗减毒增效及逆转肿瘤多药耐药性研究的深入,寻找开发逆转肿瘤多药耐药性的高效、低毒中医药已成目前中医肿瘤内科研究的重要课题[1]。现对近年来中医在开发逆转肿瘤多药耐药性方面的研究综述如下。   1 多药耐药性产生机制   肿瘤多药耐药性产生的原因和机制十分复杂,细胞可通过多种机制产生多药耐药性,与细胞膜有关的主要因素有P-糖蛋白(P-gp)、多药抗药性相关蛋白(MRP)、肺多药抗药性相关蛋白(LRP)、乳癌耐药性相关蛋白(BCRP)等;与细胞质有关的主要因素有拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡ)、蛋白激酶C(PKC)、谷胱苷肽氧化还原系统等。但最重要的为P-gp介导的多药耐药性,即典型MDR[2,3] 。   抗凋亡机制在肿瘤细胞发生发展及多药耐药性中起很重要作用[4] 。化学结构和作用靶点各异的抗肿瘤药物均可诱导肿瘤细胞凋亡,细胞对化疗药物多药耐药性的产生部分是凋亡受抑制的结果。已发现30多种基因对细胞凋亡起促进或抑制作用,如肿瘤抑制p53基因、抗肿瘤凋亡蛋白bcl-2家族、凋亡蛋白抑制因子IAP家族,但其发生机制仍不完全清楚。另外,癌基因C-jun编码转录激活因子AP-1激活,谓之jun.AP-1。该产物可识别特异基因的启动子,与C-fos基因产物形成异源二聚体后,即可与基因结合并激活其转录,激活的PKC可持续活化jun.AP-1,且其活性增强,对基因转录产生正向调节[5] 。有研究表明MDR细胞株具有凋亡抗性,P-gp能延缓凋亡“瀑布”的出现。P-gp除了作为药物外排泵外,能抑制Caspase-3和Caspase-8的激活,抑制大多数抗肿瘤药物诱导细胞凋亡的核心通路———Caspase依赖性细胞凋亡[6] 。   肿瘤多细胞球体是由多个肿瘤细胞组成的球状聚集体,组织结构与实体瘤相似,和肿瘤单细胞相比,多细胞球体对化疗MDR增加,渗透机制不足以完全解释多细胞球体细胞的多药耐药现象。可能机制有:①多细胞球体细胞周期特异性敏感的细胞数减少;②细胞接触或黏附介导的生存机制,化疗多药耐药部分是凋亡受抑制的结果,细胞接触或黏附可抑制细胞凋亡的发生,这也可能是多细胞球体细胞化疗多药耐药的原因之一;③多细胞球体的生长微环境引起多药耐药相关基因活性变化[7] 。 逆转MDR主要有2种途径,开发对MDR细胞不具有多药耐药性的新抗肿瘤药物及寻找MDR逆转剂与抗肿瘤药物合用,恢复MDR细胞对抗肿瘤药物的敏感性,后者目前已在以下方面开展研究以克服MDR:①使用免疫治疗药物,如单克隆抗体;②使用能抑制P-gp功能的药物;③抑制多药耐药基因表达;④逆转MDR中医药的开发研究。   2 中药复方及临床研究   2.1中药方剂R1的无细胞毒浓度可完全逆转人乳腺癌细胞系(MCF-7adv).阿霉素(ADM)的MDR[8] 。中药R3(补骨脂抽提剂)的无细胞毒浓度可增加MCF-7.ADR对ADM的敏感性,且与异搏定具有协同作用,可完全抑制P-gp的表达,呈时间依赖性,48h后P-gp表达完全消失。提示中药R3可能通过抑制P-gp功能,增加ADM在MCF-7.ADR细胞中浓度,调控MCF-7.ADR的MDR[9] 。   中医药对MDR肿瘤细胞有诱导凋亡作用。研究4种中药提取物GLYC、DLEN、SPES、PC-SPES的提取液对小细胞肺癌H69(敏感株)、H69VP(耐药株)、正常肺上皮细胞BEAS-2作用表明,4种中药提取物组方对肿瘤细胞的细胞毒作用强于对BEAS-2,不同中药组方对细胞作用不同,在GLYC中细胞表现为坏死;在DLEN、SPES、PC-SPES中有凋亡表现,且用原位末端标记法分析确认后三者的表达为细胞凋亡[10] 。   康莱特注射液(KLT)对耐药人白血病细胞K562.adr和K562.vcr的作用实验结果显示:①人白血病耐药细胞对KLT有轻度抗性;②KLT能明显增强MDR细胞对化疗药物的敏感性,其逆转作用呈剂量依赖关系;③KLT能诱导人白血病细胞凋亡[11] 。   2.2晚期恶性肿瘤大多出现转移和MDR。中医学通过辨证论治对晚期恶性肿瘤治疗有独特优势。为观察急性白血病中医辨证分型与P-gp表达及临床疗效关系的研究,苏伟等[12] 对146例急性白血病患者进行了分析总结。结果表明:气血两虚型患者P-gp表达较低,临床缓解率较高,而气阴两虚型与温毒瘀血型患者P-gp表达较高,临床缓解率较低。此研究为今后通过辨证论治改善与MDR相关的中医证候提供了理论依据。   中药制剂拮新康对34例白血病患者进行体外细胞毒性试验,结果显示:长春新碱+拮新康组较长春新碱组细胞毒性明显增加,其中20例为难治与复发的白血病患者对长春新碱已耐药,但加拮新康后细胞毒性作用增强,同时拮新康本身对白血病细胞也有一定的抗肿瘤作用[13] 。   3 单味药   3.1 人参 已证实人参对一些肿瘤细胞有增殖抑制作用,人参中的人参皂甙可抑制肿瘤血管形成及肿瘤转移。人参皂甙Rg3对耐顺铂人肺腺癌细胞系A549DDP逆转呈剂量依赖性、时间依赖性。以Rg3(10μmol)预处理癌细胞A549DDP12、24、36及48h后,耐药相关蛋白MDR1、MRP、mRNA表达减弱,呈时间依赖性,而LRP表达无明显时间依赖性[14] 。人参皂甙Rb1对人肝癌的BEL-7402细胞-天然长春新碱(VCR)耐药对VCR的体外增敏作用有类似维拉帕米(VRP)逆转MDR的作用[10] 。   人参皂苷Rb2的浓度、时间依赖性可抑制子宫内膜癌细胞向再构筑基底膜的浸润。基质金属蛋白酶-2(MMP-2)与基底膜浸润有关,进一步研究发现人参皂苷Rb2可抑制MMP-2的活性[15] 。   3.2 八角金盘 八角金盘具有DNA Topo异构酶抑制剂作用。2种MDR的KB细胞系均对从八角金盘提取物中的提取物产生的细胞毒高敏感。但对 已知的3种成分体外单独研究既不是Topo异构酶Ⅱ抑制剂,又不能产生细胞毒活性。3种成分的混合物似乎通过阻碍细胞对药物聚集的选择性发挥作用。也可能是其他成分或混合物具有抗DNA Topo异构酶Ⅰ的活性[16] 。    3.3 砷剂 砷剂主要是指雄黄[主要成分为硫化砷(AsS)]和砒霜[有效成分为三氧化二砷(As 2 O 3 )]。砷化合物能与组织蛋白质中的巯基(-SH)结合,使多种酶失活。谷胱苷肽S-转移酶(GSTs)酶的催化活性部位有巯基参与,砷剂还可与次巯基结合,部分逆转耐药。三氧化二砷对阿霉素耐药的MCF-7.ADM体外有逆转作用。三氧化二砷在非毒性剂量可增加MCF-7.ADM细胞内ADM的含量,逆转倍数为2.1倍;非毒性、低毒性剂量作用前后CST-π酶活性有显著改变,CST-πmRNA的表达水平也呈不同程度的下调[17] 。   4 中药粗制剂   3种中药“扶正祛邪”类制剂Ams-11、Fw-13、Tul-17临床长期大量使用无毒副作用,在无细胞毒性的剂量范围内,该3种中药粗制剂均能明显增强人卵巢癌多药耐药性细胞株SKVLB(药敏对照株SKOV 3 耐VCR)对抗癌药物VCR的敏感性,且其逆转作用呈剂量依赖关系。Ams-11与细胞SKVLB作用72h在1~4mg.mL的剂量范围内对细胞SKVLB几乎无毒性,0.1μg.mLVCR可致15%细胞死亡,中药Ams-11加入VCR后细胞死亡率提高,二者有显著性差异(P<0.01);3mg.mL Ams-11生药逆转作用与5μg.mLVRP相当(逆转倍数为3.9);Fw-13在12.5~75mg.mL对细胞SKV-LB几乎无毒性,75mg.mL Fw-13生药逆转作用与5μg.mLVRP相当;Tul-17在3~100μg.mL对细胞SKVLB几乎无毒性,60μg.mL Tul-17生药逆转作用与5μg.mL VRP接近。SKVLB细胞P-gp高表达,考虑此3种中药粗制剂能逆转其他肿瘤细胞由P-gp介导的MDR[18] 。   5 中药单体   5.1 具有钙通道阻滞作用的中药单体汉防己甲素(TTD)、巴马汀、小檗碱、丹皮酚、人参皂苷Rb1、蝙蝠葛碱(DRC)、莲心碱、左旋四氢巴马汀、延胡索乙素、左旋千金藤立定、川芎嗪。因钙通道阻滞剂(CCB)能逆转P-gp介导的MDR,故从中药中筛选多类MDR调变剂具有广阔前景。   上述药物都有类似VRP的增效作用,尤其是汉防己甲素、蝙蝠葛碱、莲心碱、左旋四氢巴马汀、人参皂苷Rb1在人肝癌的BEL-7402细胞(天然VCR耐药)对VCR的体外增敏作用,有类似VRP逆转MDR的作用。TTD和DRC能明显增加阿霉素(ADM)对耐阿霉素人乳腺癌细胞(MCF-7.Adr)的细胞毒作用,并能增加ADR在MCF-7.Adr的细胞内的积累,提示TTD和DRC能够阻断MDR细胞的药物外排过程而逆转MDR[19] 。TTD对中国仓鼠细胞系的MDR具逆转作用,可完全逆转阿霉素耐药株的人乳腺癌MCF-7.Adr细胞及VCR耐药株人口腔上皮癌KBv200细胞对阿霉素或长春新碱的抗药性,且对MCF-7.Adr有明显的选择性[20] 。汉防己甲素对细胞周期有明显的作用,能消除DNA损伤诱导的G2期关卡,明显提高化疗、放疗的效果[21] 。川芎嗪能显著增加阿霉素耐受性K562(K562.2ADM)对阿霉素的敏感性。在非细胞毒性剂量下能使K562.ADM对阿霉素和VCR的IC 50 降低,使细胞内阿霉素的浓度升高,但对细胞表面的P-gp却没有影响[22] 。   5.2 姜黄素(Cur)、天花粉蛋白与内酯类 Cur是从姜科植物姜黄中提取的一种酚性色素,具有抗氧化、抗突变、抗促癌等作用。目前对其抗癌作用的研究主要集中在肿瘤化学预防方面,美国国立肿瘤研究所已将其列为第3代癌化学预防药。姜黄素诱导CA46细胞凋亡,使CA46细胞c-myc、bcl-2突变型、p53蛋白和mRNA表达水平显著下降,而Fas蛋白和Mrna表达水平上升[23] 。研究姜黄素1.56~12.5μg.mL与长春新碱合用对KB和KBv200细胞均有增敏作用[24] 。天花粉蛋白对胃癌MDR细胞也有细胞毒和诱导凋亡作用[25] 。MDR肿瘤对番荔枝总内酯、番荔枝内酯单体如Bullata-cin、Atemoyacin和AatemoyacinB十分敏感,Bullatacin不仅对ADM的HL-60.ADR细胞株NADH氧化酶具有同非耐药HL-60细胞同样抑制作用,番荔枝内酯主要作用是抑制线粒体NADH氧化还原酶,抑制线粒体呼吸链传递,使细胞产生能量迅速减少,从而影响P-gp功能。因此,番荔枝内酯有望成为逆转肿瘤MDR的药物[26] 。   5.3 蒽醌类化合物 大黄酸.大黄素、马蔺子素(ANKA)。大黄酸.大黄素与阿霉素、柔红霉素等抗癌药同属蒽醌类化合物,有亲脂性,需通过主动运输进入细胞内。对阿霉素、柔红霉素耐药的细胞在理论上讲对大黄酸.大黄素也应耐药。但胡凯文等[27] 的实验结果恰好相反,对阿霉素、柔红霉素耐药的3个瘤株K562.A02、MCF-7.ADR、HL60.ADR对大黄酸.大黄素仍然敏感。大黄酸.大黄素对所选耐药细胞及其对应敏感细胞的杀伤活性几乎是一样的,说明大黄酸.大黄素杀伤肿瘤细胞的机制与阿霉素、柔红霉素可能不同,可能存在重要的理论和临床应用价值。马蔺子素是乏氧细胞放射增敏剂,且其具有逆转MDR作用。耐顺铂A549细胞对ANKA不耐受,ANKA无毒或低毒浓度明显增加对顺铂的敏感性,无剂量依赖。ANKA可降低耐药细胞谷胱苷肽(GSH)水平及GST-π蛋白表达,干预MRP合成,对TopoⅡ型酶有显著抑制作用[28] 。   5.4 双苄基异喹啉生物碱(BBI) 轮环藤碱(CYC)、海岛轮环藤碱(Insr)、海岛轮环藤酚碱(Insn)、千金藤素和小檗胺,均为双苄基异喹啉生物碱,其化学结构与某些P-gp的光亲和标记物的结构类似,均有膜调节作用,故其逆转MDR的机制很可能与其干扰膜的功能,直接与P-gp结合有关。BBI类药物CYC、Insr、Insn能显著逆转阿霉素在MCF-7.ADR及VCR在KBv200细胞内的耐药,且具有剂量依赖性,它们能通过增加耐药细胞MCF-7.ADR内的ADM积累而调节MDR,且CYC、Insr优于VRP的逆转作用,Insn类似VRP的逆转作用[29] 。汉防己碱(TET)和去甲粉防己碱(FAN)也是双苄基异喹啉生物碱。TET和FAN均可使P-gp表达 阳性的细胞系HCT-15中若丹明123(是P-gp的底物)的蓄积量增加2~2.5倍,但对P-gp表达阴性的细胞SKOV3不起作用,可提高对由P-gp介导的MDR药物的细胞毒性[30] 。TET能显著逆转MDR细胞的凋亡抗性,蝙蝠葛碱也为双苄基异喹啉生物碱,千金藤素和小檗碱也有逆转MDR的作用,且毒性较小[31] 。   6 展望   肿瘤MDR的机制是多因素、多水平、多方面的,是机体和肿瘤细胞及肿瘤生长微环境在机体不同的生理病理状态下共同作用的结果。一方面通过近年来分子生物学发展起来的基因芯片技术、比较基因组杂交技术(CCH)及蛋白组学和功能基因组学在耐药与非耐药细胞株中进行大规模高通量的比较分析,从中寻找到肿瘤MDR基因是大有希望的。另一方面,充分发挥我国中医药治疗肿瘤的优势,立足于辨证论治,从中药尤其是中药复方中筛选MDR逆转剂,在内可改善、纠正机体病理状态下异常的功能基因及蛋白组学,在外可改善肿瘤生物特性,逆转耐药,增强抗病能力。走中西医结合道路,根据患者具体情况、肿瘤病理学及生物学特性、转移倾向性,合理地、有计划地制定综合治疗方案,在提高肿瘤治愈率、延长生存期、提高患者生存质量方面,相信会开辟一条异于西医学的新路,促进肿瘤诊治水平的提高。 【参考文献】   [1] 刘秀云,王恩忠,孙成栋,等.中医药防治肿瘤机制研究进展[J].山东中医药大学学报,2002,26(5):396-398   [2] 张覃沐,许长江,张予.多药抗药性产生机理[J].中国药理学通报,1994,10(4):246-249   [3] Avendano C,Menendez JC.Inhibitors of multidrug resistance to antitumor agents(MDR)[J].Curr Med Chem.2002,9(2):159-193   [4] 张殊.卵巢肿瘤化疗耐药机制及逆转研究的进展[J].国外医学:妇产科学分册,2002,29(4):198-201   [5] Ratnasinghe D,Daschner PJ,Anver MR,et al.Cyclooxygenase-2,P-glycoprotein-170and drug resistance;is chemopreven-tion against multidrug resistance possible?[J].Anticancer Res,2001,21(3C):2141 -2147   [6] Johnstone RW,Cretney E,Smyth MJ.P- glycoprotein protects leukemia cells against caspase-dependent,but not 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