肺癌多藥耐藥性作用機制研究進展課件

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)胞對化療藥物的不敏感性

多藥耐藥性（multidrugresistance，MDR）腫瘤細(xì)胞對一種化療藥產(chǎn)生耐藥現(xiàn)象后對非同類結(jié)構(gòu)、細(xì)胞靶點和作用機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）：只對誘導(dǎo)的原藥產(chǎn)生耐藥，而對其它藥物不產(chǎn)生產(chǎn)交叉耐藥

多藥耐藥（multidrugresistance，MDR）：是由一種藥物誘發(fā)，但同時又對其它多種結(jié)構(gòu)和作用機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制主要有以下幾個方面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，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）對化療藥物的胞吐作用腫瘤細(xì)胞多藥耐藥性作用機制④細(xì)胞解毒系統(tǒng)和修復(fù)系統(tǒng)功能加強,使藥物迅速滅活，藥物引起的腫瘤細(xì)胞DNA損傷得以及時修復(fù),如與GST有關(guān)的耐藥性⑤藥物靶點在質(zhì)和量上的改變，主要指拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ（TOPⅡ）表達降低，并發(fā)生點突變，活性降低，減弱了以TOPⅡ為靶點的藥物的細(xì)胞毒性⑥PKC活性升高，促進P-gp及拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的磷酸化⑦抗凋亡基因Bcl-2表達增高及凋亡基因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在位點上相鄰近，位于7ｑ21.1。Mdr1基因全長330kb，共28個外顯子

mdr1基因表達的蛋白產(chǎn)物屬于ABC(ATPbindingcassette)，超家族成員，是一種跨膜蛋白，稱為Pgp，由1280個氨基酸殘基組成，氨基端與羧基端兩段氨基酸序列對稱，同源性達65%，每個部分各有6個跨膜螺旋結(jié)構(gòu)和2個胞內(nèi)ATP結(jié)合點（二）Pgp的功能Pgp具有較復(fù)雜的膜轉(zhuǎn)運功能，與其結(jié)合位點結(jié)合并水解供能，從而引起構(gòu)象的改變或其他機制將胞質(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。它對天然的疏水性抗腫瘤藥物（長春花堿、蒽環(huán)類、泊苷[如依托泊苷]類、放線菌素Ｄ及紫杉醇等）有較強的外泵作用。對合成藥物米托蒽醌也有較強的外泵作用

(三)

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

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

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

不同觀點：mdr1基因過表達與肺癌的臨床耐藥特性無直接關(guān)系，這種耐藥機制不是導(dǎo)致肺癌耐藥性的主要機制，還有非Pgp介導(dǎo)的多藥耐藥性機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Ｐg(shù)p

的多藥耐藥細(xì)胞（H69AR對阿霉素高度耐藥）中可以檢測出MRP

（一）MRP的基因結(jié)構(gòu)全長為8.8ｋｂ，其開放閱讀框為4.5KBMRP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個成員(MRP1-6)，MRP3和MRP1同源性最高，MRP1、MRP2和MRP3均為有機陰離子盒多種藥物轉(zhuǎn)運蛋白。（一）ＭＲＰ的基因結(jié)構(gòu)MRP由3個疏水的跨膜區(qū)(memberancespanningdomain，MSD)和2個核苷酸結(jié)合功能區(qū)(nucleotidebindingdomain，NBD)組成，第1個MSD包含有5個穿膜結(jié)構(gòu)，末端位于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，第2個MSD包含6個穿膜結(jié)構(gòu)，末端位于細(xì)胞膜外側(cè)，第3個MSD包含6個穿膜結(jié)構(gòu)。MRP的NBD的與Pgp不同，Pgp的2個NBD結(jié)構(gòu)相似，功能相近，而MRP的2個NBD結(jié)構(gòu)有很大的差異，這種差異可能對ATP的結(jié)合、水解和底物轉(zhuǎn)運有重要的意義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)運有機陰離子如GSX復(fù)合物及參與胞質(zhì)囊泡運輸介導(dǎo)多柔比星（阿霉素，ＡＤＭ）、長春新堿等的耐藥性，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基因擴增和表達引起，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)侵襲時對機體有保護作用（三）

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

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的表達水平與正常組織相似Wright等檢測了未經(jīng)治療的SCLC和NSCLC患者中MRP的表達水平，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107例非小細(xì)胞肺癌患者的表達情況進行了檢測，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2.8kb，含896個氨基酸，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個部分，分別為3個蛋白、1個RNA（二）LRP的分布及功能主要分布于機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)，使機體免受這些物質(zhì)的損害（二）LRP的功能作用機制：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)點的藥物通過核膜孔進入細(xì)胞核，并將進入細(xì)胞核的藥物轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中進入細(xì)胞質(zhì)中的藥物可被轉(zhuǎn)運到運輸囊泡中，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在腫瘤組織中的表達率與表達水平明顯高于正常組織不同的腫瘤其表達水平也不盡相同LRP陽性腫瘤耐藥細(xì)胞耐藥譜廣泛，介導(dǎo)以DNA為靶點的化療藥物，如卡鉑、順鉑等Dingemans對SCLC和中的表達情況進行了研究，發(fā)現(xiàn)NSCLC中的表達明顯高于SCLC

，但LRP的表達與耐藥和預(yù)后無明顯相關(guān)性Berger檢測了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的表達水平，發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞均表達LRPmRNA，而LRP蛋白的表達水平從無到高表達不盡相同，柔紅霉素和博來霉素增強LRP在細(xì)胞中的表達，順鉑的增強作用較小，而長春花堿無增強作用，認(rèn)為LRP的表達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)藥物聚積障礙和對所有抗TopoⅡ藥物交叉耐藥為特征以TopoⅡ為作用靶點的藥物：蒽環(huán)類藥物、喜樹堿、鬼臼毒類藥物等拓?fù)洚悩?gòu)酶（Topo）與肺癌耐藥作用機制：TopoⅡ基因的點突變或缺失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