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编号:10211628
P-gp介导的多药耐药性与钙离子通道阻滞剂
http://www.100md.com 《重庆医学》 1999年第3期
     作者:史曦凯 张翼军

    单位:史曦凯 综述 张翼军 审校 第三军医大学西南医院血液科 (400038)

    关键词:

    重庆医学CHONGQING MEDICAL JOURNAL1999年 第28卷 第3期 Vol 肿瘤化疗失败主要原因之一是肿瘤细胞本身对药物产生耐药性,多药耐药性(Multidrug Resistance,MDR)又是耐药类型中十分重要的一种类别。MDR是指肿瘤细胞接触了一种药物后,不但对该药物产生耐药性,而且对其它结构和作用机制不同的药物也产生耐药性。MDR产生的机制主要有(1)药物转运:P-gp糖蛋白、MDR相关蛋白(MRP)、肺抗性蛋白(LRP)的膜转运作用。(2)药物代谢:谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)的解毒作用。(3)药物靶标:作为化疗药物靶酶的DNA拓朴异构酶2活性下降。(4)细胞凋亡:P-53、C-myc、Bcl-2基因参予控制的细胞凋亡受抑制。其中,P-gp介导的MDR被称为典型MDR。本文仅就P-gp介导的MDR发生机制、特点,钙离子通道阻滞剂(Calcium-channel block,CCB)作为MDR逆转剂的作用机制、各种及效果评价方法作一综述。
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    P-gp介导的MDR

    1970年,Biedler利用中国仓鼠肺细胞与放线菌D接触后,发现该细胞同时对放线菌D及结构不同的柔红霉素和长春花碱均耐药,其称之为交叉耐药(acrossresistance)[1]。此实际就是被后续研究所证实的肿瘤细胞的多药MDR。1976年,Juliano应用秋水仙碱诱导中国仓鼠卵巢细胞产生MDR,首次发现在MDR细胞膜上,存在一种分子量约170kd的糖蛋白,命名为P-glycoprotein(P-gp),并检测到细胞内药物浓度下降。[2]进一步研究表明,这种糖蛋白是一种依赖ATP酶的膜转运蛋白。P-gp可使ATP水解生成ADP,释放能量,并在镁离子的参予下与细胞内抗肿瘤药物结合,将其“泵”出细胞外,使细胞内药物浓度下降,减少药物对肿瘤的毒性作用,导致产生MDR[3]。P-gp药泵转运药物具有饱和性,通过对MDR细胞系KB8-5的药泵动力学研究发现,在细胞内柔红霉素浓度较高时,药物转运达到饱和(Km值为1microM)[4]。利用P-gp介导的MDR细胞系MCF-7/Adr研究发现,调亡相关基因Bcl-2mRNA、蛋白产物均有减少,产生对药物诱导凋亡的抵抗,应用P-gp抑制剂环胞菌素A、异博定可以改善凋亡的诱导。这说明P-gp介导MDR与肿瘤细胞对抗药物诱导凋亡也有关系[5]
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    编码P-gp的基因属mdr多基因家族。利用细胞瘤杂交、RT-PCR及P-gp单抗MRK16标记的方法发现,MRK16(+)杂交瘤均与MDR细胞系CEM/A7的7号染色体遗传相联系,提示mdr基因可能定位于7号染色体[6]。mdr基因有两类:mdr1和mdr2。mdr1编码P-gp导致MDR。对鼠及人乳腺癌mdr1基因研究发现,mdr1b较mdr1a表达更强,提示这两类密切关联的基因在编码P-gp时的不同调节[7]。mdr2对P-gp表达也有作用,选择MDR细胞系U87-MG进行研究,mdr2可诱导mdr1表达增强、P-gp量增多,应用mdr2抑制剂oligonucleotides则也抑制mdr1的表达,表明mdr2可介导mdr1表达增强及P-gp量增多[8]。肿瘤进展期P-53基因突变及Ras原癌基因对mdr1具有刺激作用,导致P-gp过表达[9]。蛋白激酶C(PKC)与P-gp表达有关。应用抗P-gp免疫沉淀反应,研究P-gp与PKC相互作用的关系,发现相互作用存在酶特异性,PKC-alpha,-beta,-gamma,-epsilin,-phi共同与P-gp产生沉淀反应,P-gp是PKC的作用底物,PKC使P-gp磷酸化加速[10]。MDR细胞系常存在表皮生长因子(EGFR)的过表达,EGFR可通过活化磷脂酶(PLC)使P-gp磷酸化加速[11]。肿瘤坏死因子-α,白细胞介素-3对P-gp表达也有促进作用[12]。MDR白血病细胞CD34(+)CD33(+)组P-gp表达较强,CD34(+)CD33(-)组P-gp表达中等,CD34(-)CD33(-)组P-gp表达较弱[13]。某些毒性T淋巴细胞因子,如Thy1+CD4 CD3T细胞介导的细胞毒因子,可直接以P-gp为靶标,使P-gp表达下降[14]。总之,P-gp产生及调节因素较复杂,有许多具体机制也不十分清楚。
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    Ling体外实验发现P-gp表达与耐药细胞耐药性呈正相关[15]。临床研究也支持此结果:Beck检测28例初治的All、22例首次复发和10例多次复发的All的P-gp表达,多次复发组P-gp表达较初治组和首次复发组明显增高[16]。Basara测定了40例初诊成人AML的P-gp表达,27例阳性,P-gp表达率在完全缓解组为1/18,难治性组为9/11,早期死亡组为7/11,这表明P-gp表达与治疗缓解率之间呈负相关,是预后不良因素[17]。有研究表明,CD34(+)、P-gp(+)白血病完全缓解率仅20%,CD34(-)、P-gp(-)完全缓解率近100%,CD34、P-gp仅一项阳性者,完全缓解率介于两者之间[18]。还有观察发现,P-gp(+)CD34(+)白血病患者中数生存数仅6个月,而其它白血病组为15个月。(P=0.003)[19]。 Linn对50例乳腺癌患者P-53突变及P-gp表达相关分析发现,在肿瘤进展期,二者常同时存在于同一病人,这类病人生存期较短,多因素分析表明P-53突变及P-gp表达并存是预后不良的因素。(P=0.004)[20]
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    CCB对P-gp介导的MDR的抑制途径

    1981年Tsuruo首先报道CCB对MDR有逆转作用。他进一步用放射性同位素标记异搏定(verapomil,VRP)的定位实验方法发现,白血病耐药细胞系K562/ADM的胞浆中存在分子量为170至180kd的糖蛋白,这种糖蛋白与标记VRP产生沉淀反应,而敏感细胞K562/S不存在这种沉淀反应[21];Safe应用多克隆抗体检测长春新碱(VCR)和钙拮抗剂二氢吡啶类似物三氢艾查多平(3H-azidopine)作用于MDR细胞细胞膜的反应,发现VCR能与胞膜上分子量为150至180kd的糖蛋白质结合,而三氢艾查多平抑制这种结合,证实这种糖蛋白既是抗肿瘤药物VCR的受体,也是二氢艾查多平的受体[22]。Muller的研究还发现CCB可抑制MDR1基因的翻译,使P-gp成减少,活性下降[23]

    大量研究表明CCB主要通过竞争性抑制P-gp外排药物的功能而逆转MDP,对P-gp的合成及活性也有负调节作用。此外,CCB本身可改变膜电位水平而阻滞药物外流,直、间接抑制钙调蛋白或扩张肿瘤组织血管,使化疗药物摄入增加,这些因素与耐药逆转也可能存在一定关系。
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    CCB作为MDR逆转剂的研究进展

    自1972年Tsuruo首次报道VRP逆转肿瘤细胞的MDR后,人们对CCB作为逆转剂的种类、体外逆转MDR强度、临床应用疗效作了大量的研究,CCB已成为目前应用最广泛、效果最肯定的一类MDR逆转剂。

    VRP及其光学异构体:Daltan报道体外VRP浓度100ng/ml,可以逆转MDR瘤细胞的耐药性[24]。Timcheva应用VRP联合化疗治疗11例3期乳腺癌患者,每日口服剂量为1280~2560mg,完全缓解2例,部分缓解4例,稳定3例,临床疗效肯定[25]。VRP逆转MDR与剂量呈正相关,体内往往需要大剂量(120~240mg/6h1次)才有效,而大剂量带来的毒性限制了它的临床应用。Lampidis的研究发现,VRP及钙通道激活剂Bay K8644均能使MDR细胞内Rho-123浓度增高[26]。Rho-123是比柔红霉素更敏感的荧光染料,这证明CCB钙拮抗活性强弱与DMR逆转作用无相关性。Toffoli观察了14种VRP异构体逆转LoVo-R肿瘤细胞系的MDR,发现gollopamil,R-VRP和nor-VPR具有很强的逆转活性,(分别为52.3+/-7.2 38.9+/-6.4 35.4+/-4.3倍)而且R-VRP和nor-VRP还表现出比VRP更弱的CCB活性[27]。尤其是R-VRP钙离子通道阻滞作用很小,血液细胞毒性作用较低,体外试验逆转作用能力较强[28],曾应用于临床显示出一定效果,推荐常规剂量600mg/m2/d,最大耐受剂量900mg/m2/d[29]
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    双氢吡啶类化合物:1994年Sonneld应用尼莫地平作为逆转剂治疗ALL,有效率达60%,体外试验表明,新的双氢吡啶类化合物RAK-200在5mmol/L浓度时逆转效果是VRP的50倍,而钙通道阻滞作用比其低5倍,对P-gp也有较强的抑制作用[30]。Linn用双氢吡啶类化合物卞丙咯(bepridil)逆转1例晚期结肠癌病人MDR,采用静脉持续滴注,化疗期间保持其血浆浓度>2mmol/L,缓解期长达8个月,其复发后单用化疗无效,再联用卞丙咯又获缓解[31]。Sumizawa研究发现,吡啶类化合物PAK-104P对表达P-gp的KB-3-1细胞系和表达MRP的C-A120细胞系MDR均有逆转作用,这表明RAK-104P不仅可以抑制P-gp,对MRP的膜转运功能也有作用[32]

    中草药类:多种中草药具有钙拮抗剂活性,国内有人应用汉防已甲素中药处理红白血病耐药细胞系(K562/ADM),使耐药细胞内柔红霉素外排减少,显示出竞争抑制P-gp,逆转MDR的效果[33]。田晖等研究了3种双卞基异喹啉生物碱逆转耐药活性,发现轮状藤碱,海岛轮环藤碱和海岛环藤酚碱均能显著增加MDR细胞系MCF-/Adr细胞内阿霉素的积聚,轮状藤碱,海岛轮环藤碱逆转能力强于VRP[34]。他们的研究还发现,汉防已甲素,蝙蝠葛碱,多种双卞基异喹啉生物碱钙通道阻滞活性较VRP低,逆转能力强于VRP[35]。由于中草药毒性作用低,很有临床研究推广价值。
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    今后,主要是寻找高逆转效力、低钙通道阻滞活性、低毒性的CCB。对于CCB逆转效果的判断,Yang建议用相对逆转效率来评价逆转程度[36]

    其计算方法:

    相对逆转效率=(IC50A-IC50B)/IC50A-IC50C)

    IC50A:耐药细胞化疗药单用时的IC50

    IC50B:耐药细胞化疗药与逆转剂合用时的IC50

    IC50C:亲本敏感细胞化疗药单用时的IC50

    该计算方法避免了传统单用逆转倍数(IC50A/IC50B)所带来的计算结果较实际值低的缺陷,更能反映逆转的真实程度。

    参考文献
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    1 Biedler JL,et.Cancer Res,1970,30:1174

    2 Juliano RI,et.Biochimica et Biophysica Acta,1976;455:152

    3 Gottesman MM,et.Ann Rev of Biochemistry,1993,62:385

    4 Ghauharali RI,et.Biochim Biophys Acta,1996,1278:213

    5 Ogretmen B,et.Int J Cancer,1996,67:608

    6 de Silva M,et.Br J Cancer,1996,73:169

    7 Zhang F,et.Lab Invest,1996,75:413
, http://www.100md.com
    8 Konod S,et.Br J Cancer,1996,74:1263

    9 Nooter K,et.Leuk Res,1994,18:233

    10 Yang JM,et.Cancer Res,1996,56:3490

    11 Yang JM,et.Biochem Pharmacol,1997,53:1597

    12 Bailly JD,et.Leukemia,1995,9:1718

    13 Takeshita A,et.Br J Haematol,1996,93:18

    14 Azuma E,et.Eur J Haematol,1997,59:14
, http://www.100md.com
    15 Ling V.Cancer,1992,60:2062

    16 Beck J,et.Leukemia,1996,10:839

    17 Basara N,et.Eur J Haematol,1995,55:83

    18 Campos L,et.Blood,1992,79:473

    19 te Boekhorst PA,et.Leukemia,1995,9:1025

    20 Linn SC,et.Br J Cancer,1996,74:63

    21 Tsuruo T,et.Cancer Res,1989,49:152

, 百拇医药     22 Safe AM,et.J Biol Chem,1986,261:6137

    23 Muller C,et.Molecular Pharmacol,1995,47:51

    24 Dalton WS,et.Hem-onc-cli of Nor Ame,1992,6:388

    25 Timchea CV,et.J chemother,1996,8:295

    26 Lampidis TJ,et.Leukemia,1997,11:1156

    27 Toffoli G,et.Biochem Pharmacol,1995,50:1245

    28 Schelthauer W,et.Anticancer Drugs,1994,5(Suppll):62
, 百拇医药
    29 Sonoda Y,et.Prol Natl Acad Sci USA,1988,85:4360

    30 Kiyoshi N,et.Cancer Res,1992,52:3655

    31 Linn SC,et.J clin oncol,1994,12:812

    32 Sumizawa T,et.Mol Pharmacol,1997,51:399

    33 Yang P,et.Anticancer Drugs,1994,5:35

    34 Tian H,et.Acta Pharmacol Sinica,1997,18:455

    35 Pan QC,et.Chin Sci Bull 1996,41:410

    36 Yang JM,et.Cancer Res,1994,54:730, 百拇医药