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：

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

腫瘤耐藥性：腫瘤細胞對化療藥物的不敏感性

多藥耐藥性（multidrugresistance，MDR）腫瘤細胞對一種化療藥產生耐藥現(xiàn)象后對非同類結構、細胞靶點和作用機制迥然不同的其他化療藥物產生交叉耐藥。

耐藥性：

先天性耐藥（naturalresistance）

獲得性耐藥（acquiredresistance）

耐藥譜：

原藥耐藥（primarydrugresistance，PDR）：只對誘導的原藥產生耐藥，而對其它藥物不產生產交叉耐藥

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構和作用機制迥異的抗癌藥物產生交叉耐藥腫瘤細胞多藥耐藥性作用機制主要有以下幾個方面①發(fā)生在細胞膜水平的藥物攝取減少和外排增多，引起細胞內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)生在細胞質和細胞器水平的藥物亞細胞分布的改變，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蛋白（multidrugresistanceassociatedprotein，MRP）引起的耐藥性③肺耐藥性相關蛋白（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胞多藥耐藥性作用機制④細胞解毒系統(tǒng)和修復系統(tǒng)功能加強,使藥物迅速滅活，藥物引起的腫瘤細胞DNA損傷得以及時修復,如與GST有關的耐藥性⑤藥物靶點在質和量上的改變，主要指拓撲異構酶Ⅱ（TOPⅡ）表達降低，并發(fā)生點突變，活性降低，減弱了以TOPⅡ為靶點的藥物的細胞毒性⑥PKC活性升高，促進P-gp及拓撲異構酶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介導的MDR

（一）mdr1基因及其表達產物的結構

mdr1基因屬于mdr1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個跨膜螺旋結構和2個胞內ATP結合點（二）Pgp的功能Pgp具有較復雜的膜轉運功能，與其結合位點結合并水解供能，從而引起構象的改變或其他機制將胞質內的化療藥物泵出到細胞間隙，使胞質內的藥物濃度降低，從而避免了化療藥物對細胞的毒性作用，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基因的肺癌細胞得以優(yōu)勢生長或化療藥物可以直接激活腫瘤細胞中的啟動子，通過調控的轉錄及翻譯，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系，這種耐藥機制不是導致肺癌耐藥性的主要機制，還有非Pgp介導的多藥耐藥性機制存在二多藥耐藥相關蛋白（MRP）

MRP被稱為非Pgp介導的MDR，在不表達Ｐgp

的多藥耐藥細胞（H69AR對阿霉素高度耐藥）中可以檢測出MRP

（一）MRP的基因結構全長為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在一級結構上有15%的同源性，也屬于聯(lián)結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運蛋白。（一）ＭＲＰ的基因結構MRP由3個疏水的跨膜區(qū)(memberancespanningdomain，MSD)和2個核苷酸結合功能區(qū)(nucleotidebindingdomain，NBD)組成，第1個MSD包含有5個穿膜結構，末端位于細胞膜內側，第2個MSD包含6個穿膜結構，末端位于細胞膜外側，第3個MSD包含6個穿膜結構。MRP的NBD的與Pgp不同，Pgp的2個NBD結構相似，功能相近，而MRP的2個NBD結構有很大的差異，這種差異可能對ATP的結合、水解和底物轉運有重要的意義MRP在正常細胞中大多數(shù)位于內質網、高爾基體和胞質運輸囊泡等內膜系統(tǒng)上，少數(shù)位于細胞膜，但在腫瘤細胞中則相反，主要定位于細胞膜上（二）MRP的功能作用與Pgp相似依賴于ＡＴＰ的藥物外排泵，主要通過轉運有機陰離子如GSX復合物及參與胞質囊泡運輸介導多柔比星（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，細胞內谷胱甘肽的水平和谷胱甘肽轉硫酶的活化與MRP介導的MDR有關。MRP引起的MDR不僅由MRP基因擴增和表達引起，而且也與MRP在細胞內的分布有關通過改變細胞內的藥物分布產生耐藥性（可能）。在MRP過度表達的細胞中發(fā)現(xiàn)蒽環(huán)類化療藥物主要集聚于細胞核周圍區(qū)域和胞質囊泡中，胞核內很少。而在藥物敏感細胞中，藥物分布有很高的核漿比。MRP的生理功能與細胞內解毒、氧化應激反應和炎癥等有關，在化學致癌物質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胞表達MRP慢性淋巴細胞白血病中呈高表達食管癌、非小細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%）（大部分非小細胞肺癌患者存在固有性耐藥）Oshika等對107例非小細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，認為MRP的高表達引起的耐藥性影響非小細胞肺癌患者的預后。三肺癌耐藥性相關蛋白（LRP）LRP是Scheper于1993年在人NSCLC陰性的多藥耐藥細胞系SW1573/2Ｒ120中發(fā)現(xiàn)的（一）LRP的結構LRP基因cDNA全長2.8kb，含896個氨基酸，95%的LRP位于細胞質中，5%位于核膜的胞質面和核膜孔附近。LRP與MVP(MajorVault

protein，MVP)高度同源，而MVP是構成穹隆小體（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、巨噬細胞、腎上腺皮質和角化細胞)功能：可能與Pgp和MRP相似，主要是清除外源性生物活性物質，使機體免受這些物質的損害（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，使胞內藥物濃度降低，減少細胞毒作用阻止某些以細胞核為效應點的藥物通過核膜孔進入細胞核，并將進入細胞核的藥物轉運到細胞質中進入細胞質中的藥物可被轉運到運輸囊泡中，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陽性腫瘤耐藥細胞耐藥譜廣泛，介導以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的表達與耐藥和預后無明顯相關性Berger檢測了16株NSCLC細胞、永生化肺支氣管上皮細胞和胚胎肺成纖維細胞中LRP的表達水平，發(fā)現(xiàn)所有細胞均表達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，認為LRP的表達與順鉑耐藥性有明顯關系

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的基因之一參與細胞周期的調控與肺癌等惡性腫瘤的耐藥性相關

依立替康和CDDP與野生型p53基因轉染聯(lián)合治療對NSCLC逆轉有效拓撲異構酶（Topo）與肺癌耐藥DNATopo是一種能催化DNA超螺旋結構局部構型改變的核酶，有TopoⅠ和TopoⅡTopoⅡ介導的MDR是以細胞內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、鬼臼毒類藥物等拓撲異構酶（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