多药耐药基因与大肠癌
作者：郑绍光
单位：广西柳州地区人民医院病理科
关键词：
医学文选9906108
大肠癌是最常见的恶性肿瘤之一[1]，化疗是中晚期大肠癌的主要治疗措施，而肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性又是肿瘤化疗失败的重要原因[2，3]。自1970年Bielder和Tiehm首次描述肿瘤细胞的多药耐药性(MDR)表型及交叉耐药性以来，利用检测MDR1的表达，并结合患者对化疗药物的反应，探讨其与临床化疗的相关性，建立一种敏感、特异及适用于临床应用的检测手段，已成为临床化疗的一项监测和判断预后的指标，并可为逆转及克服多药耐药性的应用提供依据[4，5]。现就MDR与大肠癌的有关研究现状综述如下。
1 MDR的分子结构和功能
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人类基因组中有两个MDR基因，即MDR1和MDR2基因。现已表明，只有MDR1基因的表达水平与人体肿瘤耐药有关[6]。在MDR细胞膜上有一种分子量为170KD的膜糖蛋白，是MDR基因的一种产物，并称之为P-糖蛋白(P-glycop-rotein, P-gp)。研究发现，该蛋白的表达水平与细胞膜的通透性、细胞内药物浓度以及细胞耐药程度有关[7]，各种P-gp跨膜结构具有能量依赖性“药泵”功能，P-gp有与抗癌药物结合的位点，也有与ATP结合的位点，ATP主要是提供能量，能使细胞内药物转运出细胞外，造成细胞内药物浓度下降，细胞毒作用降低或完全消失，细胞产生耐药。P-gp是细胞产生MDR表型的分子基础，具有MDR的肿瘤细胞其MDR表达水平与耐药程度成正比[8，9]。
2 P-gp在正常组织中的表达
目前通过对人体各种组织的检测显示，P-gp在许多人体正常细胞表达，如：肝细胞的胆管面、胰导管、小肠和大肠的腔膜面、皮肤的汗腺、肾脏的近曲小管、肾上腺细胞、脑和睾丸的毛细血管上皮、淋巴细胞、早幼细胞、胎盘等，这说明P-gp并非一种异常蛋白，而是有一定的生理功能。这些正常组织中P-gp表达的主要作用可能与拮抗外源性毒素、化解产物的排泄、甾类激素的转化以及细胞吞噬的调节有关。可以认为，MDR基因及其产物P-gp是人体的一种防御系统，它可将进入细胞内的化学有害物质排出细胞外，使细胞免遭伤害。如血脑屏障的P-gp可阻止抗癌药物的毒性进入中枢神经系统，以保护中枢神经系统不受外来有害物质的伤害，具有重要的生理意义[10]。当然，正常组织中P-gp蛋白的表达也有不利的一面。这些正常组织和器官所发生的肿瘤也往往有较高的MDR基因表达，且多为天然性耐药，临床上常常表现为化疗不敏感而失去一种有效的治疗机会[10]。
, 百拇医药
3 P-gp在大肠癌中的表达
自从MDR基因克隆成功和发现一些正常组织中表达之后，人们热衷于在恶性肿瘤中表达的研究。约50%的肿瘤在治疗前即有MDR1基因表达，治疗后复发的比例更多[11]。大肠癌属于化疗前高表达的肿瘤。由于正常结肠组织存在P-gp表达，所以结肠癌相对有较高的P-gp表达，Cordon -cardo等[12]报道为82%(9/11)、Sinicrope[13]为85%(44/52)。我们应用JSB1单克隆抗体检测52例术前未经化疗的大肠腺癌标本，P-gp阳性率为84.5%(43/52)。P-gp表达与大肠癌其它预后因素的关系各家报道不一，Sinicrope等[13]认为P-gp表达与肿瘤复发有关，而与肿瘤细胞的DNA含量、肿瘤局部浸润及病理分型无关；Weinstein等认为P-gp的表达与肿瘤局部浸润性和血管侵犯有关。肿瘤边缘的浸润性细胞的P-gp阳性率与淋巴结转移呈明显正相关。国内陈立军等[4]的研究认为，MDR/B2m的比值高低与临床患者接受化学药物治疗密切相关，对化疗方案的选择及判断预后有重要的临床意义。以上结果说明P-gp在大肠腺癌组织中的表达及临床意义仍需进一步深入研究。
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4 耐药性逆转及MDR1基因治疗
许多研究表明，MDR1基因和P-gp表达增高是肿瘤产生耐药的重要原因，它不仅是耐药性指标，而且也是肿瘤细胞的一个生物学指标。随着癌的转移和血管侵袭总伴有P-gp水平的增高。肿瘤化疗的最大障碍是肿瘤细胞的耐药性，克服此障碍，肿瘤化疗将取得决定性突破。用抗P-gp的单克隆抗体MRK-16封闭P-gp药泵功能，可部分逆转肿瘤细胞的耐药性[5]。人大肠癌细胞HT-29具有长春新碱抗性，将此细胞移植小鼠后，再给予长春新碱的同时局部附加MRK-16，发现其生存期比只给长春新碱的对照组小鼠的生存期显著延长[14]。P-gp药泵功能需有钙离子参与，因此钙调蛋白拮抗剂可使耐药细胞恢复对化疗药物的敏感性[5]。近年来有人将抗肿瘤药物与蛋白、多肽等载体交联，或包入脂质体毫微粒，可以克服药物外排，达到逆转MDR的目的[15]。这是目前逆转效果较好的一种方法。
, 百拇医药 肿瘤化疗中令人头痛的另一个障碍是药物对人体正常组织尤其是造血系统的损伤。研究发现，表达人MDR1基因的转基因小鼠的骨髓细胞具有典型的多向耐药性。将此具有多向耐药性的骨髓细胞移植到对抗癌药敏感的近交系小鼠，该小鼠的骨髓细胞也具有多向耐药性。而其它组织器官仍对抗癌药敏感[16]。这个结果提示可以将对抗癌药敏感的肿瘤病人的骨髓细胞在体外导入MDR1基因，然后再回输到病人体内，使病人的骨髓细胞免受抗癌药的损伤。可以给病人较大剂量的抗癌药，以达到化疗的目的。在体外成功地将MDR1基因的逆转病毒导入骨髓细胞后，可使其获得多向抗药性。预计不久的将来，这项研究必将应用于临床。
参考文献
1 陈忠年，沈铭昌，郭幕良，主编.实用外科病理学.上海医科大学出版社，1997：364
2 Weinstein Rs, Kuszak JR, Kluskens LF, et al. P-glycoproteins in pathology: the multidrug resistance gene family in humans. Hum pathol,1990,21(1):34
, 百拇医药
3 Bak M, Efferth T, Mickisch G, et la. Detection of drug resistance and Pglycoprotein expression in human renal cell carcinomas. Eur Urol, 1990,17(1):72
4 陈立军，宋迁惠，蒋彦永，等.多药耐药基因在大肠癌中的检测及临床意义.癌症，1995，14(6)：409
5 高振强 ，高志萍.多向耐药基因研究进展.中华病理学杂志，1996，25(3)：185
6 纪小龙，施作霖，主编.诊断免疫组织化学.北京：军事医学科技出版社，1997：251
7 施作霖.多药耐药基因免疫组织研究近况.诊断病学杂志，1997，4(2)：122
, http://www.100md.com
8 Hsu SIH, Cohen D, Kirschner LS, et al. Structural analysis of the mouse MDR (P-glycoprotein) promoter reveals the basis for differential 8transcript heterogeneity in multidrug resistant J 744 2cells. Mol cell Biol, 1990;10:3596
9 Chen CJ, Chin JE, ueda K, et al. internal duplication and homologywithbacterial transport proteins in the MDR1 (P-glycoprotein) gene from multidrug-resistant human cells. cell, 1986,47:381
10 施作霖，陈 冰，陈梓甫，等.P糖蛋白和谷胱甘肽-s-转移酶在肾细胞癌中的表达.临床与实验病理学杂志，1998，14(2)：132
, http://www.100md.com
11 高振强，高志萍，张晓滨.人肺癌MDR1表达及其临床意义.基础医学研究.北京：中国人事出版社，1995：578～581
12 Cordorn-cardo C, O'Brien JP. The multidrug resistance phenotype in human cancer. lmportant Adr oncol, 1991,19:38
13 Sinicrope FA, Hart J, Basitus TA, et al. Relationship of Pglycoprotein andcarcinoembryonic antigen expression in human colon Carcinoma to local invasion, DNA ploidy, and disease relapse. Cancer, 1994,74:2908
14 Sugawara I, KataKa L, Morishita Y, et al. The effect of amti-Pglycoprotein antibody on resistance in colon Cancer. Cancer Res, 1993,48:1926
15 徐希明，张钧寿.新型多耐药逆转剂-载体讫药系统.国外医学肿瘤学分册，1999，26(1)：10
16 Gottesman MM. How cancer cells evacle chemotherapy. cancer Res, 1993,53:747, http://www.100md.com
单位：广西柳州地区人民医院病理科
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医学文选9906108
大肠癌是最常见的恶性肿瘤之一[1]，化疗是中晚期大肠癌的主要治疗措施，而肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性又是肿瘤化疗失败的重要原因[2，3]。自1970年Bielder和Tiehm首次描述肿瘤细胞的多药耐药性(MDR)表型及交叉耐药性以来，利用检测MDR1的表达，并结合患者对化疗药物的反应，探讨其与临床化疗的相关性，建立一种敏感、特异及适用于临床应用的检测手段，已成为临床化疗的一项监测和判断预后的指标，并可为逆转及克服多药耐药性的应用提供依据[4，5]。现就MDR与大肠癌的有关研究现状综述如下。
1 MDR的分子结构和功能
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人类基因组中有两个MDR基因，即MDR1和MDR2基因。现已表明，只有MDR1基因的表达水平与人体肿瘤耐药有关[6]。在MDR细胞膜上有一种分子量为170KD的膜糖蛋白，是MDR基因的一种产物，并称之为P-糖蛋白(P-glycop-rotein, P-gp)。研究发现，该蛋白的表达水平与细胞膜的通透性、细胞内药物浓度以及细胞耐药程度有关[7]，各种P-gp跨膜结构具有能量依赖性“药泵”功能，P-gp有与抗癌药物结合的位点，也有与ATP结合的位点，ATP主要是提供能量，能使细胞内药物转运出细胞外，造成细胞内药物浓度下降，细胞毒作用降低或完全消失，细胞产生耐药。P-gp是细胞产生MDR表型的分子基础，具有MDR的肿瘤细胞其MDR表达水平与耐药程度成正比[8，9]。
2 P-gp在正常组织中的表达
目前通过对人体各种组织的检测显示，P-gp在许多人体正常细胞表达，如：肝细胞的胆管面、胰导管、小肠和大肠的腔膜面、皮肤的汗腺、肾脏的近曲小管、肾上腺细胞、脑和睾丸的毛细血管上皮、淋巴细胞、早幼细胞、胎盘等，这说明P-gp并非一种异常蛋白，而是有一定的生理功能。这些正常组织中P-gp表达的主要作用可能与拮抗外源性毒素、化解产物的排泄、甾类激素的转化以及细胞吞噬的调节有关。可以认为，MDR基因及其产物P-gp是人体的一种防御系统，它可将进入细胞内的化学有害物质排出细胞外，使细胞免遭伤害。如血脑屏障的P-gp可阻止抗癌药物的毒性进入中枢神经系统，以保护中枢神经系统不受外来有害物质的伤害，具有重要的生理意义[10]。当然，正常组织中P-gp蛋白的表达也有不利的一面。这些正常组织和器官所发生的肿瘤也往往有较高的MDR基因表达，且多为天然性耐药，临床上常常表现为化疗不敏感而失去一种有效的治疗机会[10]。
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3 P-gp在大肠癌中的表达
自从MDR基因克隆成功和发现一些正常组织中表达之后，人们热衷于在恶性肿瘤中表达的研究。约50%的肿瘤在治疗前即有MDR1基因表达，治疗后复发的比例更多[11]。大肠癌属于化疗前高表达的肿瘤。由于正常结肠组织存在P-gp表达，所以结肠癌相对有较高的P-gp表达，Cordon -cardo等[12]报道为82%(9/11)、Sinicrope[13]为85%(44/52)。我们应用JSB1单克隆抗体检测52例术前未经化疗的大肠腺癌标本，P-gp阳性率为84.5%(43/52)。P-gp表达与大肠癌其它预后因素的关系各家报道不一，Sinicrope等[13]认为P-gp表达与肿瘤复发有关，而与肿瘤细胞的DNA含量、肿瘤局部浸润及病理分型无关；Weinstein等认为P-gp的表达与肿瘤局部浸润性和血管侵犯有关。肿瘤边缘的浸润性细胞的P-gp阳性率与淋巴结转移呈明显正相关。国内陈立军等[4]的研究认为，MDR/B2m的比值高低与临床患者接受化学药物治疗密切相关，对化疗方案的选择及判断预后有重要的临床意义。以上结果说明P-gp在大肠腺癌组织中的表达及临床意义仍需进一步深入研究。
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4 耐药性逆转及MDR1基因治疗
许多研究表明，MDR1基因和P-gp表达增高是肿瘤产生耐药的重要原因，它不仅是耐药性指标，而且也是肿瘤细胞的一个生物学指标。随着癌的转移和血管侵袭总伴有P-gp水平的增高。肿瘤化疗的最大障碍是肿瘤细胞的耐药性，克服此障碍，肿瘤化疗将取得决定性突破。用抗P-gp的单克隆抗体MRK-16封闭P-gp药泵功能，可部分逆转肿瘤细胞的耐药性[5]。人大肠癌细胞HT-29具有长春新碱抗性，将此细胞移植小鼠后，再给予长春新碱的同时局部附加MRK-16，发现其生存期比只给长春新碱的对照组小鼠的生存期显著延长[14]。P-gp药泵功能需有钙离子参与，因此钙调蛋白拮抗剂可使耐药细胞恢复对化疗药物的敏感性[5]。近年来有人将抗肿瘤药物与蛋白、多肽等载体交联，或包入脂质体毫微粒，可以克服药物外排，达到逆转MDR的目的[15]。这是目前逆转效果较好的一种方法。
, 百拇医药 肿瘤化疗中令人头痛的另一个障碍是药物对人体正常组织尤其是造血系统的损伤。研究发现，表达人MDR1基因的转基因小鼠的骨髓细胞具有典型的多向耐药性。将此具有多向耐药性的骨髓细胞移植到对抗癌药敏感的近交系小鼠，该小鼠的骨髓细胞也具有多向耐药性。而其它组织器官仍对抗癌药敏感[16]。这个结果提示可以将对抗癌药敏感的肿瘤病人的骨髓细胞在体外导入MDR1基因，然后再回输到病人体内，使病人的骨髓细胞免受抗癌药的损伤。可以给病人较大剂量的抗癌药，以达到化疗的目的。在体外成功地将MDR1基因的逆转病毒导入骨髓细胞后，可使其获得多向抗药性。预计不久的将来，这项研究必将应用于临床。
参考文献
1 陈忠年，沈铭昌，郭幕良，主编.实用外科病理学.上海医科大学出版社，1997：364
2 Weinstein Rs, Kuszak JR, Kluskens LF, et al. P-glycoproteins in pathology: the multidrug resistance gene family in humans. Hum pathol,1990,21(1):34
, 百拇医药
3 Bak M, Efferth T, Mickisch G, et la. Detection of drug resistance and Pglycoprotein expression in human renal cell carcinomas. Eur Urol, 1990,17(1):72
4 陈立军，宋迁惠，蒋彦永，等.多药耐药基因在大肠癌中的检测及临床意义.癌症，1995，14(6)：409
5 高振强 ，高志萍.多向耐药基因研究进展.中华病理学杂志，1996，25(3)：185
6 纪小龙，施作霖，主编.诊断免疫组织化学.北京：军事医学科技出版社，1997：251
7 施作霖.多药耐药基因免疫组织研究近况.诊断病学杂志，1997，4(2)：122
, http://www.100md.com
8 Hsu SIH, Cohen D, Kirschner LS, et al. Structural analysis of the mouse MDR (P-glycoprotein) promoter reveals the basis for differential 8transcript heterogeneity in multidrug resistant J 744 2cells. Mol cell Biol, 1990;10:3596
9 Chen CJ, Chin JE, ueda K, et al. internal duplication and homologywithbacterial transport proteins in the MDR1 (P-glycoprotein) gene from multidrug-resistant human cells. cell, 1986,47:381
10 施作霖，陈 冰，陈梓甫，等.P糖蛋白和谷胱甘肽-s-转移酶在肾细胞癌中的表达.临床与实验病理学杂志，1998，14(2)：132
, http://www.100md.com
11 高振强，高志萍，张晓滨.人肺癌MDR1表达及其临床意义.基础医学研究.北京：中国人事出版社，1995：578～581
12 Cordorn-cardo C, O'Brien JP. The multidrug resistance phenotype in human cancer. lmportant Adr oncol, 1991,19:38
13 Sinicrope FA, Hart J, Basitus TA, et al. Relationship of Pglycoprotein andcarcinoembryonic antigen expression in human colon Carcinoma to local invasion, DNA ploidy, and disease relapse. Cancer, 1994,74:2908
14 Sugawara I, KataKa L, Morishita Y, et al. The effect of amti-Pglycoprotein antibody on resistance in colon Cancer. Cancer Res, 1993,48:1926
15 徐希明，张钧寿.新型多耐药逆转剂-载体讫药系统.国外医学肿瘤学分册，1999，26(1)：10
16 Gottesman MM. How cancer cells evacle chemotherapy. cancer Res, 1993,53:747, http://www.100md.com