環氧化酶-2及其抑制劑與腫瘤耐藥的研究進展

韓惠 張卿

環氧化酶-2及其抑制劑與腫瘤耐藥的研究進展

韓惠 張卿

近年來，惡性腫瘤的死亡率逐年增加，這與抗癌藥物長期作用所繼發的多藥耐藥(MDR)密切相關，腫瘤耐藥性的產生是導致化療失敗、疾病進展的重要原因。環氧化酶-2(COX-2)是催化花生四烯酸生成各種前列腺素的關鍵酶，在多種腫瘤中表達并參與腫瘤耐藥性的發生，從而降低化療療效。COX-2抑制劑有抑制腫瘤細胞生長，降低耐藥蛋白表達等抗腫瘤作用，因此，為逆轉腫瘤細胞耐藥性、增強腫瘤患者對抗腫瘤藥物的敏感性，進而提高治療效果，對COX-2抑制劑與化療藥物聯合抗腫瘤作用的研究成為了熱點。

環氧化酶-2抑制劑；腫瘤；多藥耐藥

在2013年召開的第22屆亞太抗癌大會上，大會主席郝希山院士介紹，全世界每年大約新增1 100萬癌癥病例，每年死于癌癥的患者高達700萬。近30年來，中國每年新發癌癥病例312萬，因癌癥死亡人數為270萬，其中，肺癌、肝癌、胃癌、食管癌、結直腸癌、宮頸癌、乳腺癌和鼻咽癌這8種癌癥死亡人數約占中國癌癥總死亡人數的80%以上。雖然腫瘤治療方案在不斷改進，但抗癌藥物耐藥性的產生依舊是臨床腫瘤化療失敗最常見和最難克服的問題之一，亦是復發、轉移的主要原因。現已證實環氧化酶-2(COX-2)不僅參與腫瘤的發生、浸潤與轉移，且可通過多種機制參與腫瘤的耐藥性，COX-2抑制劑可通過抑制COX-2及其產物前列腺素的合成而起到預防及治療腫瘤的作用。目前，選擇性COX-2抑制劑已成為腫瘤治療方案的新靶點。

1 腫瘤多藥耐藥的機制

多藥耐藥是指腫瘤細胞對一種抗腫瘤藥物產生耐藥的同時，對結構和作用機制完全不同的其他多種抗腫瘤藥物產生交叉耐藥的現象，這種腫瘤細胞的多藥耐藥是腫瘤化療失敗的主要原因之一。多項研究表明，腫瘤的多藥耐藥性可能是多種基因參與的，通過不同機制共同作用的結果，這些機制包括降低細胞內藥物蓄積、增強DNA損傷修復功能、增強細胞解毒功能、抑制細胞凋亡、形成異常血管等[1]。

目前，研究較多的耐藥蛋白有：P-糖蛋白(P-gp)、多藥耐藥相關蛋白(MRP)、肺耐藥蛋白(LRP)、乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)等，這些耐藥蛋白在化療藥物產生耐藥后表達增加，通過改變對藥物的排除和攝取，降低腫瘤細胞內的藥物含量，使其達不到有效藥物濃度，從而產生耐藥性。谷胱甘肽轉移酶-π(GST-π)與機體解毒相關，可與親脂性細胞毒物相結合增加其水溶性，促進其代謝，降低抗癌藥物的細胞毒性從而產生耐藥性。另外，DNA拓撲異構酶Ⅱ(ToPoⅡ)可使腫瘤細胞快速修復受損DNA，進而逃避化療藥物的殺傷作用，導致耐藥。這些因子被認為是腫瘤多藥耐藥的基礎，它們共同參與了腫瘤的多藥耐藥，并與腫瘤的化療效果及預后相關。

2 COX-2在腫瘤中的表達及其對腫瘤耐藥的影響

2.1 COX-2在腫瘤中的表達及作用 COX是催化花生四烯酸生成各種前列腺素的關鍵酶，可將花生四烯酸代謝為各種前列腺產物來維持機體的各種病理生理過程。目前已知COX至少有兩種同工酶，結構型COX-1和誘導型COX-2，當細胞受到各種刺激時，誘導型COX-2可迅速合成表達，誘導炎癥并參與腫瘤的發生發展。近年來的多項研究發現，COX-2在甲狀腺癌[2]、子宮內膜癌[3]、肺癌、結腸癌等多種腫瘤中過度表達，并參與了多種腫瘤的發生發展。

我們的前期研究顯示[4]，COX-2在非小細胞肺癌(NSCLC)中過度表達，尤其在腺癌中顯著，并參與NSCLC的侵襲性、淋巴結轉移、臨床分期等。隨后，Gu S[5]與LI F[6]也通過相關實驗得出了與我們相似的結果，并發現COX-2的表達還與腫瘤的大小、術后病理和低氧誘導因子的表達呈正相關。Roelofs HM研究發現COX-2的mRNA在80%的大腸腫瘤中過度表達[7]，在結腸癌相關的纖維母細胞中，COX-2信號的激活可以顯著促進結腸癌上皮細胞的增殖與侵襲[8]。Jana D[9]通過實驗得出COX-2在組織學級別高的、大的及有淋巴結轉移的乳腺惡性腫瘤組織中，表達率分別為78.6%，59.5%和90.5%的結果。Ji B等研究表明COX-2在甲狀腺腺癌中表達，并可促進甲狀腺腺癌的發生和轉移[10]。此外，COX-2在子宮內膜癌[3]以及胰腺癌組織中亦顯著增多，同樣參與了腫瘤的發生發展[11-12]。

2.2 COX-2對腫瘤多藥耐藥的影響 多種腫瘤中COX-2的過度表達參與了腫瘤的發生、浸潤及轉移，也涉及到腫瘤耐藥性的產生。研究表明，在腫瘤的多藥耐藥形成過程中，耐藥蛋白P-gp、MRP、LRP、GST-π等共同發揮了作用，而COX-2與多藥耐藥基因及基因產物的表達密切相關，COX-2表達的增強可以上調多種耐藥蛋白的表達，從而增加腫瘤的耐藥性。

在COX-2表達陽性的NSCLC組織中，P-gp、MRP的陽性表達率均明顯高于COX-2表達陰性的組織，肺癌cox-2的表達與耐藥蛋白P-gp及MRP的表達呈顯著正相關，共同參與肺癌的多藥耐藥[13-14]。Li B，Liu Y[15]對52例肝癌組織和20例正常肝組織進行了研究，得出COX-2基因可能通過調節P-gp而參與肝癌細胞的多藥耐藥。Li Y，Tan BB收集并研究了胃癌術后的56例原發腫瘤標本和成對淋巴結轉移組織，發現COX-2和耐藥蛋白P-gp、GST-π在轉移性淋巴組織中明顯高于原發性腫瘤，在原發性腫瘤中COX-2和GST-π的表達呈正相關，在轉移性淋巴組織中COX-2和耐藥蛋白P-gp的表達呈正相關[16]。此外，Saikawa Y等[17]研究發現COX-2的過度表達可誘導增加MRP1在結腸癌細胞系TR-5中的表達，導致了結腸癌細胞對順鉑的耐藥，同時還證實了用選擇性COX-2抑制劑JTE-522預處理TR-5細胞，可以恢復這些細胞對順鉑的敏感性。多項研究表明，COX-2的表達可上調多種耐藥蛋白的表達，從而增強腫瘤對化療藥物的耐藥性，降低腫瘤對化療藥物的敏感性，導致化療的失敗。這些研究均提示COX-2的抑制劑可能對腫瘤的預防及治療方面起到良好的作用。

3 COX-2抑制劑的抗腫瘤作用及其與化療藥物聯合應用對腫瘤多藥耐藥的影響

3.1 COX-2抑制劑對腫瘤的抑制作用 COX-2抑制劑在動物實驗及臨床實驗中，主要是通過抑制腫瘤細胞的增生和腫瘤血管的生成以及誘導腫瘤細胞凋亡、降低腫瘤細胞侵襲力等機制來抑制多種腫瘤如肺癌、肝癌、胃癌、乳腺癌[18]、子宮內膜癌[19]、胰腺癌[20]、卵巢癌等的發生、浸潤與轉移等。

選擇性COX-2抑制劑塞來昔布及尼美舒利在體內外均可顯著抑制肺癌細胞增殖，促進肺癌細胞的凋亡[21]，同時抑制移植瘤中COX-2的表達，且這種抑制作用呈明顯的時間、劑量依賴性[22]。選擇性COX-2抑制劑可以有效地抑制COX-2的表達，將乳腺癌MCF-7和mda-mb-231細胞的細胞周期阻止在G0/G1期，使S期的細胞明顯減少，抑制腫瘤細胞的增生[23]；可抑制肝癌細胞的自我更新和藥物泵功能，耗盡CD44+/CD133和肝癌干細胞(HCSC)，亦可通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ，從而抑制Akt和擾亂HCSC擴張，以達到治療肝癌作用[24]；也可通過P13K/Akt信號通路誘導胃癌細胞SGC-7901的凋亡與自噬等[25]，以上的這些研究通過不同的機制證明了COX-2抑制劑對多種腫瘤的抑制作用，為抗腫瘤的治療開發了新途徑。

3.2 COX-2抑制劑聯合化療藥物對腫瘤多藥耐藥的影響 研究已證明，選擇性COX-2抑制劑可通過多種途徑抑制多種腫瘤的發展，并可與多種化療藥物聯合應用共同發揮抗腫瘤作用。COX-2可促進MDR表達，推測COX-2的抑制劑可能通過調節多藥耐藥蛋白來降低腫瘤的耐藥性，從而增強化療藥物的抗腫瘤作用。

在Kang HK等的研究中發現，COX-2與MRP1在肺癌A549細胞中呈高度表達，且COX-2抑制劑塞來昔布可以以COX-2非依賴途徑下調MRP1蛋白在肺癌A549細胞中的表達，從而增加化療藥物的細胞毒性，降低藥物對腫瘤產生的耐藥性[26]；塞來昔布與5-氟尿嘧啶聯合使用后，可通過抑制MDR1的表達起到調節直腸癌細胞對5-氟尿嘧啶的化療敏感性[27]；與抗癌藥阿霉素聯用可以通過依賴COX-2的途徑下調MDR1的表達，進而增加了抗癌藥阿霉素在肝癌細胞中的累積，同時增強了腫瘤細胞對藥物的敏感性，進一步研究發現轉錄因子AP-1參與了塞來昔布對耐藥蛋白的下調[28]，塞來昔布亦可降低COX-2的蛋白表達，抑制P-gp的過度表達，進而扭轉人類乳腺癌耐藥細胞的耐藥性[29]。

此外，COX-2抑制劑羅非昔布可能通過降低耐藥蛋白MRP和GST-pi在胃癌中的表達，增加胃癌細胞對各種抗癌劑如順鉑(DDP)和依托泊苷的敏感性[30]。聯合應用COX-2抑制劑依托度酸和紫杉醇后，在子宮內膜癌耐藥細胞中呈正相關表達的COX-2和MDRmRNA均明顯下降[31]。另外，應用順鉑和(或)多西紫杉醇同時聯合COX-2抑制劑，可增加卵巢癌細胞內鉑類藥物濃度，同時對耐順鉑的細胞株研究亦發現同樣結果[32]。

以上研究結果說明不同的選擇性COX-2抑制劑與化療藥物聯合使用后，可通過降低多種腫瘤耐藥蛋白的表達，進而減輕腫瘤的耐藥性，起到部分逆轉耐藥的作用，從而增強化療藥物的療效，改善患者預后。

4 結語

以上的多項研究表明，選擇性COX-2抑制劑可通過抑制腫瘤細胞的增生，誘導腫瘤細胞凋亡和降低癌細胞侵襲能力等多種機制抑制多種腫瘤的發展，且與化療藥物聯合應用后可減少耐藥性的產生，進而增強化療藥物對腫瘤的敏感性，但腫瘤的耐藥是一個多因素參與的復雜過程，現階段還沒有能夠有效逆轉腫瘤耐藥的藥物上市，因此，為進一步提高化療藥物的抗腫瘤作用，對逆轉腫瘤耐藥性的研究已成為目前抗腫瘤研究中的熱點，相信在各界研究人員的不斷努力下，選擇性COX-2抑制劑與化療藥物的聯合應用會為解決化療的耐藥問題作出貢獻。

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In recent years，the malignant tumor mortality rate has increased year by year，which is closely related to the subsequent multidrug resistance caused by the long-term effect of anti-cancer drugs.The emergence of tumor drug resistance is an important cause resulting in failure of chemotherapy and the progress of the disease.Cyclooxygenase-2(COX-2)is a key enzyme catalyzing arachidonic acid to generate a variety of prostaglandins，which expresses in a wide variety of tumors and participate in the occurrence of tumor drug resistance，thus reduces the efficacy of chemotherapy.COX-2 inhibitors can inhibit the growth of tumor cells，and reduce the expression of drug resistance proteins.Therefore，to reverse drug resistance of tumor cells，enhance the sensitivity of antitumor drugs in tumor patients，and to improve the treatment effect，the research on anti-tumor effect of COX-2 inhibitors in combination with chemotherapeutic drugs has become a focus.

Cyclooxygenase-2 inhibitors；Tumour；Multidrug resistance

2014-12-01)

1005-619X(2015)04-0360-04

10.13517/j.cnki.ccm.2015.04.009

010010 內蒙古醫科大學附屬醫院

內蒙古醫科大學第一附屬醫院重大科研項目資助(NYFY ZD 2012001)

張卿