頭頸癌多藥耐藥性的研究進展*

陳 虎 綜述，農曉琳 審校

(廣西醫科大學口腔醫學院口腔頜面外科，南寧 530021)

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頭頸癌多藥耐藥性的研究進展*

陳 虎 綜述，農曉琳△審校

(廣西醫科大學口腔醫學院口腔頜面外科，南寧 530021)

頭頸腫瘤；化療；多藥耐藥性；機制

頭頸癌指發生在唇、口腔、上頜竇、咽(鼻咽、口咽、喉咽)、唾液腺、喉和甲狀腺的惡性腫瘤，從世界范圍看，頭頸癌發病率位居全身惡性腫瘤的第6位。Ferlay等[1]報道，2012年全球年新發病例數約占全身惡性腫瘤發病率的4.9%，年死亡病例數約占全身惡性腫瘤病死率的4.6%。臨床對頭頸癌強調以手術為主放療及化療為輔的三聯療法，化療主要用于配合手術治療或作為姑息治療，以順鉑為基礎的聯合化療是治療轉移性頭頸部鱗癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)的常用方案。但順鉑治療卻易誘發多藥耐藥性(multidrug resistance,MDR)。MDR指腫瘤細胞如果對一種化療藥物產生耐藥性，其對未接觸過的、結構不同、作用機制各異的化療藥物也產生交叉耐受的現象，它是多因素、多機制共同作用的結果。本文主要介紹頭頸癌多藥耐藥的相關機制及前景較好的逆轉劑。

1 頭頸癌多藥耐藥的機制

1.1 ATP結合盒(ATP-binding cassette,ABC)膜轉運泵的過表達 ABC轉運蛋白超家族是人類最大的轉運蛋白基因家族，目前，已發現至少有48個人類ABC轉運蛋白，共分為7個亞家族，從ABCA到ABCG，與腫瘤多藥耐藥密切相關的為ABCB、ABCC、ABCG亞家族，其中最重要的藥物相關ABC轉運蛋白包括P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多藥耐藥相關蛋白家族(multidrug resistance-associated proteins,MRPs) 和乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resistance protein,BCRP)。ABC轉運蛋白超家族成員具有藥泵功能，這些轉運蛋白以主動轉運方式完成多種分子的跨膜轉運，將化療藥泵出腫瘤細胞外，減少胞內藥物蓄積從而產生耐藥[2]。

1.1.1 P-gp介導的多藥耐藥 P-gp是ABC轉運蛋白家族成員之一，是ABCB1基因的編碼產物，又稱為MDR1，是最早發現的與MDR相關的蛋白。P-gp是細胞膜上相對分子質量為1.7×105的糖蛋白，是一種依賴ATP供能的藥物外排泵，在多種MDR細胞系中均高表達，其表達水平與耐藥程度相關。Aissat等[3]研究雷帕霉素對HNSCC細胞系的抗增殖作用時發現：在無B細胞淋巴瘤-白血病因子2和P-gp表達的細胞中雷帕霉素顯示出更好的抗增殖及凋亡誘導作用。用shRNA技術靶向沉默喉癌細胞LSC-1/TAX中P-gp的表達能部分逆轉耐藥細胞的MDR，并增加細胞對紫杉醇的化療敏感性[4]。

1.1.2 MRPs介導的多藥耐藥 MRPs屬于ABCC亞家族，人類MRPs目前已發現7個成員(MRP1-MRP7)。其中MRP1能轉運陰離子藥物，如甲氨蝶呤及能與谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、硫酸鹽等酸性配體形成共軛物的中性藥物。現已證明，MRP1是谷胱甘肽-S-共軛物(GS-X)轉運泵，其降低化療藥物對細胞的毒性作用需要谷胱甘肽共同參與。張福軍等[5]發現MRP1的表達水平在多藥耐藥口腔腺樣囊性癌ACC-3/DDP細胞中顯著升高。MRP2是MRPs中第二個被發現的成員，又稱為小管多特異性有機陰離子轉運體，其底物為大范圍的有機陰離子，如谷胱甘肽、膽紅素葡萄糖醛酸等，其導致的化療耐藥譜與MRP1相似。研究表明，MRP2的表達水平能嚴重影響食管鱗癌患者以順鉑為基礎的化療方案的療效[2]。MRP3也是有機陰離子轉運體，其對葡糖糖醛酸螯合物有高親和力，而對谷胱甘肽螯合物親和力較差。MRP4、MRP5則主要介導核苷類似物耐藥。

1.1.3 BCRP介導的多藥耐藥 BCRP屬于ABCG亞家族，又稱為ABCG2，在排出多種內源性及外源性胞內底物過程中發揮重要生理功能[6]。Shen等[6]在研究HNSCC及其相應細胞系中BCRP的表達及功能時發現4個HNSCC細胞系中BCRP的表達水平均與細胞對米托蒽醌的化療敏感性密切相關，在4種細胞系中加入BCRP特異性抑制劑煙曲霉菌C能不同程度增加米托蒽醌的胞內蓄積，表明BCRP的外排泵功能可以介導多藥耐藥性的產生。Warta等[7]在研究Ⅳ期HNSCC患者腫瘤組織中藥物轉運蛋白的表達時通過聚類分析發現銅轉運蛋白1、MRP2、BCRP同時高表達，預示HNSCC患者生存率較低。

1.2 肺耐藥相關蛋白(lung resistance-related protein,LRP)的高表達 LRP是相對分子質量為1.1×105的多藥耐藥蛋白，LRP的分布表明其與囊泡/溶酶體結構密切相關，在核-質轉運中發揮重要作用。最近研究阿糖胞苷與順鉑聯用對耐藥鼻咽癌細胞的生長及凋亡的影響時發現，順鉑耐藥的鼻咽癌細胞TW03/DDP中LRP的表達顯著高于其親本細胞[8]。

1.3 銅轉運蛋白1(copper transport protein 1,CTR1)表達升高 CTR1是主要的銅離子內轉運蛋白，在維持細胞內銅離子穩態中發揮重要作用，現已證實它也能轉運順鉑及其類似物，在人類細胞中，銅離子與鉑類化療藥都通過CTR1進入細胞內。人類CTR1蛋白相對分子質量為2.7×104，分子中缺少ATP水解基序，表明在銅離子運輸過程中無能量供應。研究表明，順鉑耐藥的口腔鱗癌細胞系H-1R中CTR1表達高于其親本細胞H-1[9]。

1.4 酶系統介導的多藥耐藥

1.4.1 谷胱甘肽(glutathione,GSH)和谷胱甘肽S轉移酶(glutathione S-transferase,GST)的升高 GSH是一種保護性三肽，在維持細胞氧化還原內環境及清除自由基過程中起重要作用，能防止外源性物質對細胞的損傷。Tonigold等[10]在研究攜帶p53胞質突變基因的耐順鉑的HNSCC細胞系耐藥基因時發現，順鉑耐藥細胞中GSH水平顯著升高，與細胞抵御由順鉑治療引起的細胞毒氧化作用的功能相一致。Sobhakumari等[11]發現同時抑制GSH和硫氧還蛋白的代謝通路將誘導HNSCC細胞系的氧化應激及克隆性殺傷。GST能催化順鉑與GSH結合形成共軛物從而阻斷順鉑與胞內其他分子結合，促進順鉑從胞內排出避免對細胞產生損傷，GST共分為4種類型：GST-α、GST-μ、GST-π及GST-θ，其中，GST-π的表達升高與HNSCC患者順鉑耐藥及不良預后密切相關[12]。

1.4.2 其他酶介導的多藥耐藥 胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是DNA生物合成的關鍵酶，它是氟尿嘧啶類藥物的關鍵靶標。Ijichi等[13]發現HNSCC耐藥細胞系中TS的蛋白表達水平與親本細胞相比顯著升高，從而認為TS的蛋白表達水平升高可能與5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)的獲得性耐藥產生有關。α-烯醇化酶是糖酵解系統成員之一，能為腫瘤細胞生長提供能量。最近比較頭頸癌順鉑敏感細胞系、順鉑獲得性耐藥細胞系、順鉑原發性耐藥細胞系及5-FU獲得性耐藥細胞系的蛋白差異表達發現，α-烯醇化酶是順鉑化療耐藥的新指標[14]。

1.5 DNA損傷修復機制介導的多藥耐藥 核苷酸切除修復交叉互補基因1(excision repair cross complementationgroup 1,ERCC1)是單鏈DNA核酸內切酶，它和另一個核苷酸切除修復蛋白ERCC4/XPF共同構成ERCC1-XPF異源二聚體，這種二聚體是核苷酸切除修復中5′到3′端的DNA限制性核酸內切酶，此外在DNA連接修復與鏈間交聯修復中也發揮重要作用。ERCC1表達水平升高，可通過增強腫瘤細胞DNA修復能力進而影響順鉑的化療敏感性。順鉑預處理HNSCC細胞中ERCC1的mRNA及蛋白表達水平升高，細胞化療耐藥性增強[15]。Hsu等[16]認為，轉錄抑制因子Snail與ERCC1在HNSCC患者組織中共表達與順鉑耐藥及不良預后密切相關。

1.6 細胞凋亡抑制介導的多藥耐藥

1.6.1 生存素(survivin)介導的多藥耐藥 survivin是凋亡抑制蛋白家族成員之一，通過抑制胱天蛋白酶的活化發揮抗凋亡效應；順鉑治療過程中，細胞通過活化PI3K/Akt/survivin信號通路而逃離順鉑誘導的凋亡[12]。Kumar等[17]發現順鉑耐藥的HNSCC細胞系的survivin表達顯著高于其親本細胞，且經體內外實驗研究發現，survivin的小分子抑制劑YM155能通過降低survivin的表達逆轉HNSCC細胞的順鉑耐藥性，增加順鉑的療效。Khan等[18]證實survivin通過抑制細胞凋亡在HNSCC細胞紫杉醇耐藥過程中發揮關鍵作用，奧沙利鉑與紫杉醇聯用能通過下調survivin的表達增加HNSCC細胞對紫杉醇的化療敏感性。

1.6.2 B細胞淋巴瘤-白血病因子2(B cell lymphoma-leukemia-2,Bcl-2)介導的多藥耐藥 Bcl-2是Bcl-2蛋白家族抗凋亡成員，在細胞應激狀態下防止細胞凋亡。Moreno-Galindo等[19]檢測41例接受過順鉑與5-FU聯合誘導化療的原發性喉/下咽鱗狀細胞癌患者癌組織中Bcl-2的表達發現，Bcl-2的陽性表達對化療反應敏感性有重要的預測價值。

2 頭頸癌多藥耐藥的逆轉

2.1 RNA干擾(RNAi)技術逆轉MDR RNAi作為一項新的基因阻斷技術，具有特異、有效的基因沉默效應，能夠簡單、高效地阻抑特定基因的表達，它不僅是研究基因功能的一種有力工具，而且為特異性基因治療提供新的技術手段。RNAi在逆轉頭頸癌MDR的研究中已有不少文獻報道。Tonigold等[10]利用RNAi技術靶向抑制BCRP的功能，并結合ABC膜轉運泵抑制劑MK571，能顯著增強耐藥的頭頸癌細胞對順鉑的化療敏感性。最近體內外研究表明，shRNA靶向沉默葡萄糖基神經酰胺合酶后能通過下調P-gp的表達及活化凋亡前體蛋白而使耐藥的頭頸癌細胞對順鉑的敏感性增加[20]。Khan 等[21]用靶向survivin的siRNA干擾survivin的表達后能顯著抑制HNSCC細胞的增殖，并增加HNSCC細胞對順鉑治療的敏感性。

2.2 中藥逆轉MDR 理想的逆轉劑應該有效、低毒且不干擾抗腫瘤藥物的藥代動力學，中藥具有多靶點、多階段作用的特點，可針對腫瘤多藥耐藥的多種機制進行有效的逆轉。因此，在開發高效、低毒、多靶點的頭頸癌MDR逆轉劑中，中藥具有廣闊的應用前景。研究發現，絞股藍提取物絞股藍皂苷糖苷配基-H6與長春新堿聯合應用，能明顯增強耐藥的口腔癌κB/VCR細胞對長春新堿的化療敏感性。進一步實驗發現，H6可下調P-gp、MRP1和BCRP的RNA轉錄水平，它通過活化P-gp ATP酶抑制P-gp的功能，并通過阻斷STAT3的磷酸化下調MRP1的表達水平，使胞內化療藥物蓄積增加從而增強長春新堿的療效，表明H6是一個多靶點且毒副作用低的高效逆轉劑[22]。Kumar等[23]發現一種新的姜黃類似物-H-4073能顯著逆轉耐藥的HNSCC細胞系對順鉑的耐藥性，H-4073在體外通過抑制JAK/STAT3、FAK、Akt及VEGF等信號通路發揮抗腫瘤效應；在頭頸癌SCID小鼠移植瘤模型中，H-4073可顯著增強順鉑的抗腫瘤及抗血管生成效應，H-4073通過阻斷腫瘤細胞產生的VEGF并直接抑制內皮細胞的功能從而抑制腫瘤的血管形成。

2.3 其他 此外有學者提出去甲基化藥物逆轉頭頸癌MDR，有學者發現去甲基化藥物地西他濱能恢復順鉑對耐藥的舌癌細胞系的化療敏感性；在舌癌移植瘤模型中地西他濱與順鉑聯合用藥可顯著抑制腫瘤的生長，提高順鉑的療效[24]。傳統化療藥物的衍生物作為頭頸癌MDR的逆轉劑也有少量報道。Mouawad 等[25]發現，依托泊苷的衍生物F14512分子中的精胺部分可與腫瘤細胞中的拓撲異構酶Ⅱ結合，并增強拓撲異構酶Ⅱ的細胞毒性，因此，F14512與順鉑聯合用藥具有協同效應，可明顯提高HNSCC細胞對順鉑的藥物敏感性。

3 結 語

化療在頭頸癌治療中具有關鍵作用，但由于腫瘤細胞MDR的產生往往嚴重影響化療藥的療效，頭頸癌患者5年生存率仍較低。目前，頭頸癌MDR產生的機制尚未完全闡明，只有深入了解腫瘤耐藥相關機制，才能研究出針對特定耐藥指標的靶向治療策略，從而達到克服化療耐藥，提高頭頸癌化療療效并減輕其毒副作用的目標。中藥具有多靶點、多階段作用的特點，可針對腫瘤多藥耐藥的多種機制進行有效的逆轉，因此，在開發高效、低毒、多靶點的頭頸癌MDR逆轉劑中，中藥具有廣闊的前景，深入研究頭頸癌MDR的中藥逆轉劑對提高患者的治愈率具有重要作用。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.29.040

國家自然科學基金資助項目(81360404)；廣西自然科學基金資助項目(2013GXNSFAA019231)。 作者簡介：陳虎(1989-)，在讀碩士，主要從事頭頸部腫瘤研究。△

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1671-8348(2016)29-4147-04

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