食管鱗癌多藥耐藥機制及逆轉策略的研究進展

崔艷艷，張璐玉，劉艷霞，許汝，高楓，植清雪，張彥婷，關方霞, 2

(1鄭州大學生命科學學院，鄭州450001；2鄭州大學第一附屬醫院)

食管鱗癌(ESCC)是一種常見的消化道惡性腫瘤。由于較難診斷，大部分ESCC患者發現時已為中晚期，常伴有淋巴結轉移，只能采取以手術為主、放化療為輔的綜合治療，尤其是化療已成為ESCC的主要治療方法。多藥耐藥(MDR)是指腫瘤細胞對不同化學結構和作用方式的多種抗腫瘤藥物具有交叉耐藥性，通過影響藥物的生物利用度使化療療效變差。MDR產生機制十分復雜，單個腫瘤細胞內MDR的產生可能同時由多種因素介導，涉及增加藥物外排、藥物活性的失活、改變藥物靶點、通過各種酶代謝解毒、藥物性損傷修復、DNA甲基化和逃避凋亡等多種因素。本文對ESCC耐藥機制及逆轉的研究進展綜述如下。

1 食管鱗癌的耐藥機制

1.1 細胞膜轉運蛋白表達異常 研究表明，ESCC細胞能夠通過跨膜轉運蛋白減少藥物內流或增加藥物外排，從而減少細胞內藥物的有效濃度，導致ESCC細胞產生MDR。外排蛋白主要為ATP轉運蛋白超家族成員，它可以利用ATP釋放的能量將細胞內的化療藥物泵到細胞外，從而降低細胞內化療藥物的有效濃度而產生耐藥。在紫杉醇耐藥的ESCC細胞中，P-gp表達量明顯上調[1]，并且經研究發現ABCG2的表達水平與ESCC耐藥性呈正相關， ABCG2它可作為多藥轉運體影響這些藥物的吸收、分布和有效濃度而導致ESCC的耐藥。此外，另一類細胞膜轉運蛋白--內流蛋白，主要為溶質載體轉運蛋白家族，它們參與吸收不同底物以及各種藥物進入細胞，在細胞中其表達水平降低會導致細胞對化療藥物不敏感從而發生耐藥。有機陽離子轉運體1(OCT1)是SLC22A家族的一員，Lin等[2]研究發現長期暴露于順鉑的ESCC細胞中，OCT1基因甲基化程度明顯升高，使其表達量下降，導致細胞耐藥。

1.2 細胞內酶系統異常 細胞內的酶系統對維持細胞的正常生長代謝至關重要，谷胱甘肽-s-轉移酶(GST)能夠催化藥物與谷胱甘肽(GSH)相結合形成一種高水溶性的結合物，使藥物從膽汁或腎臟中排泄從而產生耐藥。GST-π在紫杉醇耐藥的ESCC細胞中表達量顯著增加[1]，在ESCC細胞中敲除GST-π能夠逆轉細胞對順鉑的耐受性。丙酮酸激酶M2(PKM2)可通過促進葡萄糖進入戊糖磷酸途徑(PPP)調節ESCC細胞對化療藥物的反應。體外實驗表明，抑制PKM2可通過抑制PPP途徑恢復細胞對順鉑的敏感性[3]。DNA聚合酶ζ的催化亞基REV3L在ESCC組織中的表達明顯高于臨近正常組織，REV3L通過調節細胞周期和細胞凋亡使ESCC細胞對5-FU產生耐藥性[4]。

1.3 凋亡相關基因表達異常 腫瘤細胞凋亡是一個復雜的多分子通路參與的過程，包括抑癌基因p53突變或缺失、凋亡抑制因子Bcl-2及凋亡促進因子Bax等凋亡相關因子表達失衡等。過表達的Bcl-2通過與Bax形成異源二聚體影響Bax等促凋亡因子作用，從而激活并賦予細胞對各種化療藥物的耐藥性。突變型p53可誘導ESCC耐藥，其機制主要包括增強藥物外排和代謝、促進生存、抑制細胞凋亡、促進DNA修復、抑制自噬、提高微環境抗性和誘導干細胞樣表型[5]。

1.4 微環境的異常 腫瘤細胞獲取能量的主要方式是有氧糖酵解途徑并產生乳酸，從而導致低氧酸性微環境。缺氧作為一種應激源會導致腫瘤細胞產生MDR。在ESCC中，缺氧微環境通過誘導HIF-1a蛋白表達，進而上調MRP1表達量，并增強ESCC細胞抗凋亡能力，使ESCC細胞耐藥性增強。此外，腫瘤微環境中的多種因子和細胞組分也是造成癌細胞耐藥的主要驅動力之一。Qiao等[6]研究發現，腫瘤相關成纖維細胞產生的IL-6能通過上調癌細胞中的CXCR7表達，導致ESCC細胞化療耐受性的產生。Tanaka等[7]將ESCC細胞置于miR-27a/b過表達的成纖維細胞上清液中培養，發現癌細胞對順鉑敏感性明顯下降。研究發現miR-27a/b可誘導正常成纖維細胞轉化為一種與癌相關成纖維細胞并增加轉化生長因子β的生成，但在ESCC細胞中miR-27a/b過表達則對細胞化療敏感性無影響。

1.5 自噬作用異常 研究表明，自噬同樣參與了腫瘤MDR的發生。在自噬發生的過程中，mTOR信號通路是其重要的上游調節通路，與自噬的激活密切相關。自噬是耐藥食管癌細胞經順鉑治療時的一種保護機制，可維持細胞克隆生存能力；自噬的激活需要ATG5和ATG7的參與，抑制自噬可增強耐藥食管癌細胞對順鉑的敏感性。Yu等[8]研究證實ESCC順鉑耐藥細胞株可通過抑制mTORC1活性誘導自噬發生，而抑制化療藥物誘導產生的自噬，可促進腫瘤細胞凋亡，提高ESCC細胞對順鉑的敏感性。

1.6 信號轉導通路異常 多種不同信號轉導通路參與了ESCC的MDR。Elkabets等[9]研究發現在ESCC中酪氨酸激酶受體(AXL)能夠通過激活EGFR/PKC/mTOR通路介導持續的mTOR激活從而使細胞產生MDR。Chen等[10]使ESCC中過表達NHE9，發現Src/Akt/β-catenin通路激活和Bcl-2的表達上調，進一步誘導了ESCC細胞對放化療的耐受性。

1.7 miRNA表達異常 miRNA通過參與ESCC細胞內復雜的細胞生物學過程而調節MDR，miRNA失調是常見的ESCC耐藥性機制。研究發現，miRNA在ESCC耐藥細胞株或組織中發生異常表達。Hummel等[11]通過qRT-PCR分別在順鉑和5-FU耐藥ESCC細胞株中篩選到了多個差異表達miRNA。此外，經研究發現miR-193a-3p能夠通過下調PSEN1蛋白的表達而增加ESCC細胞對放化療的敏感性；miR-200c通過介導AKT信號通路參與ESCC對化療藥物的耐藥性。

1.8 其它耐藥機制 Zhu等[12]研究發現參與代謝和細胞保護的應激反應基因激活轉錄因子4(ATF4)通過直接結合STAT3啟動子來激活STAT3的表達，從而導致ESCC細胞對化療藥物產生耐藥性，并且在ATF4過表達的細胞中Bcl-2和MRP1蛋白表達水平明顯升高。在另一項研究中發現Cav-1在ESCC中通過調節P-gp和MRP1的表達促進MDR的發生，并發現在ESCC組織中Cav-1的表達水平高于癌旁正常組織。此外，也有研究表明YB-1蛋白在ESCC中可促進腫瘤形成并抑制順鉑化療敏感性，YB-1基因沉默時通過調節P-gp增強藥物對ESCC的細胞毒性。STMN1通過促進微管解聚和抑制微管蛋白異二聚體聚合調節微管動力學，研究發現STMN1基因過表達將細胞阻滯于G2期并增強ESCC細胞對紫杉醇等抗微管藥物的耐藥性[13]。在另一項研究中發現，在ESCC細胞中有絲分裂檢查點蛋白BubR1高表達時對抗微管藥物紫杉醇不敏感，而下調BubR1表達可恢復ESCC細胞對紫杉醇的敏感性。Yang等[14]研究表明真核翻譯起始因子5A2(EIF5A2)過表達能夠誘導ESCC細胞干性并增強對5-FU和紫杉醇的化療耐藥性。

2 逆轉策略

2.1 聯合用藥逆轉 單藥治療ESCC的療效有限且易產生耐藥性，將作用機制不同的抗腫瘤藥物聯合使用可顯著提高療效，但聯合用藥并不是各種藥物的簡單組合。趙麗等將青蒿琥酯聯合阿霉素應用于ESCC，結果表明ESCC細胞的凋亡率明顯高于單獨使用阿霉素，青蒿琥酯單獨應用于ESCC時細胞凋亡率無明顯改變，但可使ABCG2表達減少，表明青蒿琥酯可能通過抑制ABCG2蛋白表達，減少抗癌藥的外排從而提高ESCC細胞凋亡率。也有研究表明，雙氫青蒿素可以增強順鉑對ESCC的殺傷力、降低干性基因ALDH1A1和Sox2的表達，并提高順鉑對腫瘤干細胞的殺傷力，從而逆轉耐藥。Zhang等[15]將β-胡蘿卜素和5-FU聯合作用于ESCC，顯示β-胡蘿卜素能夠在體內外增強5-FU對ESCC增殖的抑制作用，促進癌細胞凋亡。

2.2 免疫治療逆轉 腫瘤免疫治療是通過激活機體免疫系統產生抗腫瘤作用。最先使用的有抑制藥物輸出泵的單克隆抗體，經改進研發出了抗CD3/抗P-gp微型雙功能抗體，此外還有免疫檢查點療法。為了取得更好的臨床療效，免疫療法可與多種藥物聯合使用。Lorenzen等[16]使用西妥昔單克隆抗體聯合5-FU、順鉑治療62例晚期ESCC患者，疾病控制率達到75%，可見聯合西妥昔單克隆抗體后抗腫瘤療效明顯優于單純化療組，且毒副反應未增加。

2.3 中藥逆轉 多種中藥成分具有逆轉ESCC MDR的作用，在發揮作用時具有多靶點、多途徑、多機制的特點，對腫瘤MDR的多種機制均可進行有效的逆轉，可作為低毒高效的逆轉劑。有研究表明漢防己甲素可以通過下調MRP1增強順鉑的細胞毒性從而逆轉ESCC耐藥性，具有輔助治療ESCC的潛力。綠茶成分表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)和ADM共同作用時，ESCC細胞死亡率和胞內ADM濃度均高于單獨使用ADM組，EGCG能夠誘導細胞凋亡，降低ABCG2蛋白表達從而增加癌細胞內的抗癌藥物濃度以逆轉MDR[17]。

2.4 其它逆轉策略 氧載體或抗缺氧藥物屬于一類緩解腫瘤缺氧的新型調節劑。Lee等研究了一種新型氧載體YQ23用于耐藥性ESCC細胞系，結果表明YQ23通過改變腫瘤細胞含氧量，降低HIF-1α水平，進而增強ESCC對5-FU和順鉑的敏感性。YQ23和化療增敏劑類似，也能夠通過減小腫瘤體積和浸潤細胞數量來提高ESCC對藥物的敏感性。Chen等研究發現在ESCC耐藥細胞株中使用自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤聯合放療，可有效抑制自噬，增加細胞凋亡，并提高腫瘤對放化療的敏感性。

總之，MDR是一個多因素調節的過程，了解其潛在的分子機制是研發克服耐藥新策略的關鍵。對于MDR機制的研究不能僅限于ESCC細胞系，還應考慮到ESCC不同的亞型和高程度的分子異質性，進一步的研究需要全譜明確的原代細胞系、組織標本和體內模型。目前對于分子靶向治療、新型化療藥物、新輔助化療的多模式治療以及與中藥聯合用藥治療ESCC的研究逐漸增多，但仍多處于實驗室階段，尚無有效的耐藥逆轉策略。未來通過使用現代生物技術根據個體差異的異質性而進行個性化治療、精確性治療和聯合治療是克服MDR的關鍵。