肺癌多藥耐藥性作用機(jī)制研究進(jìn)展課件

概述肺癌流行病學(xué)：

“治療的瓶頸”（therapeuticglassceiling），這一狀況與肺癌的多藥耐藥性密切相關(guān)，肺癌的多藥耐藥性是肺癌術(shù)后復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移的主要原因概述

腫瘤耐藥性：腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的不敏感性

多藥耐藥性（multidrugresistance，MDR）腫瘤細(xì)胞對(duì)一種化療藥產(chǎn)生耐藥現(xiàn)象后對(duì)非同類結(jié)構(gòu)、細(xì)胞靶點(diǎn)和作用機(jī)制迥然不同的其他化療藥物產(chǎn)生交叉耐藥。

耐藥性：

先天性耐藥（naturalresistance）

獲得性耐藥（acquiredresistance）

耐藥譜：

原藥耐藥（primarydrugresistance，PDR）：只對(duì)誘導(dǎo)的原藥產(chǎn)生耐藥，而對(duì)其它藥物不產(chǎn)生產(chǎn)交叉耐藥

多藥耐藥（multidrugresistance，MDR）：是由一種藥物誘發(fā)，但同時(shí)又對(duì)其它多種結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制迥異的抗癌藥物產(chǎn)生交叉耐藥腫瘤細(xì)胞多藥耐藥性作用機(jī)制主要有以下幾個(gè)方面①發(fā)生在細(xì)胞膜水平的藥物攝取減少和外排增多，引起細(xì)胞內(nèi)藥物的絕對(duì)濃度降低，（如：MDR1基因編碼的pglycoprotein，P-gp引起的耐藥性）②發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器水平的藥物亞細(xì)胞分布的改變，使藥物無法接近其作用靶點(diǎn)，引起藥物有效濃度降低，如由多藥耐藥性相關(guān)蛋白（multidrugresistanceassociatedprotein，MRP）引起的耐藥性③肺耐藥性相關(guān)蛋白（Lungresistancerelatedprotein，LRP）和乳腺癌耐藥性蛋白（breastcancerresistanceprotein，BRCP）對(duì)化療藥物的胞吐作用腫瘤細(xì)胞多藥耐藥性作用機(jī)制④細(xì)胞解毒系統(tǒng)和修復(fù)系統(tǒng)功能加強(qiáng),使藥物迅速滅活，藥物引起的腫瘤細(xì)胞DNA損傷得以及時(shí)修復(fù),如與GST有關(guān)的耐藥性⑤藥物靶點(diǎn)在質(zhì)和量上的改變，主要指拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ（TOPⅡ）表達(dá)降低，并發(fā)生點(diǎn)突變，活性降低，減弱了以TOPⅡ?yàn)榘悬c(diǎn)的藥物的細(xì)胞毒性⑥PKC活性升高，促進(jìn)P-gp及拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的磷酸化⑦抗凋亡基因Bcl-2表達(dá)增高及凋亡基因Fas、Bax的降低等一mdr1基因和Pgp介導(dǎo)的MDR

（一）mdr1基因及其表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)

mdr1基因?qū)儆趍dr1基因組成員人類為mdr1和mdr2

小鼠為mdr3、mdr1和mdr2(或mdr1a、mdr1b、mdr2)。人類mdr1和mdr2在位點(diǎn)上相鄰近，位于7ｑ21.1。Mdr1基因全長(zhǎng)330kb，共28個(gè)外顯子

mdr1基因表達(dá)的蛋白產(chǎn)物屬于ABC(ATPbindingcassette)，超家族成員，是一種跨膜蛋白，稱為Pgp，由1280個(gè)氨基酸殘基組成，氨基端與羧基端兩段氨基酸序列對(duì)稱，同源性達(dá)65%，每個(gè)部分各有6個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)和2個(gè)胞內(nèi)ATP結(jié)合點(diǎn)（二）Pgp的功能Pgp具有較復(fù)雜的膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能，與其結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合并水解供能，從而引起構(gòu)象的改變或其他機(jī)制將胞質(zhì)內(nèi)的化療藥物泵出到細(xì)胞間隙，使胞質(zhì)內(nèi)的藥物濃度降低，從而避免了化療藥物對(duì)細(xì)胞的毒性作用，表現(xiàn)出耐藥性。Pgp被稱為能量依賴性藥物外排泵。它對(duì)天然的疏水性抗腫瘤藥物（長(zhǎng)春花堿、蒽環(huán)類、泊苷[如依托泊苷]類、放線菌素Ｄ及紫杉醇等）有較強(qiáng)的外泵作用。對(duì)合成藥物米托蒽醌也有較強(qiáng)的外泵作用

(三)

mdr1基因在腫瘤組織中的表達(dá)幾乎在所有腫瘤類型中都有表達(dá)，包括癌、肉瘤、白血病和淋巴瘤等。mdr1基因表達(dá)：NSCLC中所占比例較大，腺癌>鱗癌

SCLC中表達(dá)水平接近正常組織肺腺癌中mdr1基因的表達(dá)與組織分化程度有相關(guān)性，腺癌中mdr1基因的高表達(dá)主要在高分化類，部分在中分化類，低分化腺癌無mdr1基因的高表達(dá)。

產(chǎn)生機(jī)制：可能是在化療藥物的作用下，能夠高度表達(dá)mdr1基因的肺癌細(xì)胞得以優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)或化療藥物可以直接激活腫瘤細(xì)胞中的啟動(dòng)子，通過調(diào)控的轉(zhuǎn)錄及翻譯，實(shí)現(xiàn)的mdr1基因過表達(dá)，出現(xiàn)MDR表型

不同觀點(diǎn)：mdr1基因過表達(dá)與肺癌的臨床耐藥特性無直接關(guān)系，這種耐藥機(jī)制不是導(dǎo)致肺癌耐藥性的主要機(jī)制，還有非Pgp介導(dǎo)的多藥耐藥性機(jī)制存在二多藥耐藥相關(guān)蛋白（MRP）

MRP被稱為非Pgp介導(dǎo)的MDR，在不表達(dá)Ｐg(shù)p

的多藥耐藥細(xì)胞（H69AR對(duì)阿霉素高度耐藥）中可以檢測(cè)出MRP

（一）MRP的基因結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)為8.8ｋｂ，其開放閱讀框?yàn)?.5KBMRP基因編碼蛋白為由1531氨基酸組成的糖蛋白，MRP與Pgp在一級(jí)結(jié)構(gòu)上有15%的同源性，也屬于聯(lián)結(jié)ATP盒（ABC）超家族成員。人類MRP基因家族至少含有6個(gè)成員(MRP1-6)，MRP3和MRP1同源性最高，MRP1、MRP2和MRP3均為有機(jī)陰離子盒多種藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。（一）ＭＲＰ的基因結(jié)構(gòu)MRP由3個(gè)疏水的跨膜區(qū)(memberancespanningdomain，MSD)和2個(gè)核苷酸結(jié)合功能區(qū)(nucleotidebindingdomain，NBD)組成，第1個(gè)MSD包含有5個(gè)穿膜結(jié)構(gòu)，末端位于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，第2個(gè)MSD包含6個(gè)穿膜結(jié)構(gòu)，末端位于細(xì)胞膜外側(cè)，第3個(gè)MSD包含6個(gè)穿膜結(jié)構(gòu)。MRP的NBD的與Pgp不同，Pgp的2個(gè)NBD結(jié)構(gòu)相似，功能相近，而MRP的2個(gè)NBD結(jié)構(gòu)有很大的差異，這種差異可能對(duì)ATP的結(jié)合、水解和底物轉(zhuǎn)運(yùn)有重要的意義MRP在正常細(xì)胞中大多數(shù)位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和胞質(zhì)運(yùn)輸囊泡等內(nèi)膜系統(tǒng)上，少數(shù)位于細(xì)胞膜，但在腫瘤細(xì)胞中則相反，主要定位于細(xì)胞膜上（二）MRP的功能作用與Pgp相似依賴于ＡＴＰ的藥物外排泵，主要通過轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)陰離子如GSX復(fù)合物及參與胞質(zhì)囊泡運(yùn)輸介導(dǎo)多柔比星（阿霉素，ＡＤＭ）、長(zhǎng)春新堿等的耐藥性，雖然MRP與Pgp的作用底物有一些重疊，但與Pgp不同的是，MDR引起的藥物外排需谷胱甘肽參與，細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的水平和谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶的活化與MRP介導(dǎo)的MDR有關(guān)。MRP引起的MDR不僅由MRP基因擴(kuò)增和表達(dá)引起，而且也與MRP在細(xì)胞內(nèi)的分布有關(guān)通過改變細(xì)胞內(nèi)的藥物分布產(chǎn)生耐藥性（可能）。在MRP過度表達(dá)的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)蒽環(huán)類化療藥物主要集聚于細(xì)胞核周圍區(qū)域和胞質(zhì)囊泡中，胞核內(nèi)很少。而在藥物敏感細(xì)胞中，藥物分布有很高的核漿比。MRP的生理功能與細(xì)胞內(nèi)解毒、氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥等有關(guān)，在化學(xué)致癌物質(zhì)侵襲時(shí)對(duì)機(jī)體有保護(hù)作用（三）

MRP在腫瘤組織中的表達(dá)多種正常組織和腫瘤細(xì)胞表達(dá)MRP慢性淋巴細(xì)胞白血病中呈高表達(dá)食管癌、非小細(xì)胞肺癌和急性髓性白血病中偶爾呈高水平表達(dá)

軟組織肉瘤、黑色素瘤、前列腺癌、乳腺癌、腎癌、膀胱癌、睪丸癌、卵巢癌和結(jié)腸癌等腫瘤中MRP的表達(dá)水平與正常組織相似Wright等檢測(cè)了未經(jīng)治療的SCLC和NSCLC患者中MRP的表達(dá)水平，NSCLC（87%）、SCLC（56%）（大部分非小細(xì)胞肺癌患者存在固有性耐藥）Oshika等對(duì)107例非小細(xì)胞肺癌患者的表達(dá)情況進(jìn)行了檢測(cè)，43.9%（47/107）MRP陽性，26例MRP陽性患者的化療效果較MRP陰性差，認(rèn)為MRP的高表達(dá)引起的耐藥性影響非小細(xì)胞肺癌患者的預(yù)后。三肺癌耐藥性相關(guān)蛋白（LRP）LRP是Scheper于1993年在人NSCLC陰性的多藥耐藥細(xì)胞系SW1573/2Ｒ120中發(fā)現(xiàn)的（一）LRP的結(jié)構(gòu)LRP基因cDNA全長(zhǎng)2.8kb，含896個(gè)氨基酸，95%的LRP位于細(xì)胞質(zhì)中，5%位于核膜的胞質(zhì)面和核膜孔附近。LRP與MVP(MajorVault

protein，MVP)高度同源，而MVP是構(gòu)成穹隆小體（Vault）的主要成分從大鼠肝臟中純化的穹隆小體包括4個(gè)部分，分別為3個(gè)蛋白、1個(gè)RNA（二）LRP的分布及功能主要分布于機(jī)體與外界相通的體腔上皮、血腦屏障、巨噬細(xì)胞和分泌性器官中(如血管上皮、消化道上皮、近端腎小管、巨噬細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)和角化細(xì)胞)功能：可能與Pgp和MRP相似，主要是清除外源性生物活性物質(zhì)，使機(jī)體免受這些物質(zhì)的損害（二）LRP的功能作用機(jī)制：LRP在腫瘤MDR中的作用也是依賴ATP能量，使藥物外排，使胞內(nèi)藥物濃度降低，減少細(xì)胞毒作用阻止某些以細(xì)胞核為效應(yīng)點(diǎn)的藥物通過核膜孔進(jìn)入細(xì)胞核，并將進(jìn)入細(xì)胞核的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中的藥物可被轉(zhuǎn)運(yùn)到運(yùn)輸囊泡中，從而隔絕藥物作用，并以胞吐的方式排到細(xì)胞外（三）LRP在腫瘤組織中的表達(dá)在腫瘤組織中的表達(dá)率與表達(dá)水平明顯高于正常組織不同的腫瘤其表達(dá)水平也不盡相同LRP陽性腫瘤耐藥細(xì)胞耐藥譜廣泛，介導(dǎo)以DNA為靶點(diǎn)的化療藥物，如卡鉑、順鉑等Dingemans對(duì)SCLC和中的表達(dá)情況進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)NSCLC中的表達(dá)明顯高于SCLC

，但LRP的表達(dá)與耐藥和預(yù)后無明顯相關(guān)性Berger檢測(cè)了16株NSCLC細(xì)胞、永生化肺支氣管上皮細(xì)胞和胚胎肺成纖維細(xì)胞中LRP的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞均表達(dá)LRPmRNA，而LRP蛋白的表達(dá)水平從無到高表達(dá)不盡相同，柔紅霉素和博來霉素增強(qiáng)LRP在細(xì)胞中的表達(dá)，順鉑的增強(qiáng)作用較小，而長(zhǎng)春花堿無增強(qiáng)作用，認(rèn)為L(zhǎng)RP的表達(dá)與順鉑耐藥性有明顯關(guān)系

p53基因與肺癌耐藥是迄今為止發(fā)現(xiàn)與人類腫瘤密切相關(guān)的基因之一參與細(xì)胞周期的調(diào)控與肺癌等惡性腫瘤的耐藥性相關(guān)

依立替康和CDDP與野生型p53基因轉(zhuǎn)染聯(lián)合治療對(duì)NSCLC逆轉(zhuǎn)有效拓?fù)洚悩?gòu)酶（Topo）與肺癌耐藥DNATopo是一種能催化DNA超螺旋結(jié)構(gòu)局部構(gòu)型改變的核酶，有TopoⅠ和TopoⅡTopoⅡ介導(dǎo)的MDR是以細(xì)胞內(nèi)藥物聚積障礙和對(duì)所有抗TopoⅡ藥物交叉耐藥為特征以TopoⅡ?yàn)樽饔冒悬c(diǎn)的藥物：蒽環(huán)類藥物、喜樹堿、鬼臼毒類藥物等拓?fù)洚悩?gòu)酶（Topo）與肺癌耐藥作用機(jī)制：TopoⅡ基因的點(diǎn)突變或缺失TopoⅡ的磷酸化水平提高TopoⅡ酶水平降低TopoⅡαβ同工酶比值發(fā)生改變特