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1、奥沙利铂治疗肿瘤耐药相关机制研究进展?综述与讲座?中瘤预防与治疗2011年第24卷第3期奥沙利铂治疗肿瘤耐药相关机制研究进展饶媚,于芝颖综述,李小平审校(北京大学人民医院,北京100044)关键词奥沙利铂;耐药;核苷酸切除修复;谷胱甘肽s转移酶;Fas相关磷酸酶.1中图分类号R730.53文献标识码Adoi:10.3969/j.issn.1674-0904.201l1.03.019奥沙利铂(LOHP)是第三代铂类抗癌药物,化学名为左旋反式二氨基环己烷草酸铂,分子式C8H14N204Pt,分子量397.33,为白色晶体粉末,微溶于水,难溶于甲醇,不溶于乙醇及丙酮.该药由法国SanofiWinth
2、rop公司开发,于1996年首次在法国上市.研究表明,L-OHP的药理学特性与其它铂类药物相似,均以DNA为靶点.奥沙利铂与DNA形成的加合物也主要为PtGG和PtAG链内交联体,并可形成链间交联及DNA蛋白质交联,从而阻断DNA的复制及转录,抑制肿瘤细胞分裂,从而诱导肿瘤细胞凋亡.虽然奥沙利铂对许多耐顺铂或卡铂的细胞株或瘤株具有活性,并且在抗癌活性及毒副作用等多方面表现出明显的优势.但由于个体遗传差异,患者对奥沙利铂的敏感性有很大差异,奥沙利铂的耐药问题也成为困扰临床医生的一大难题.目前对铂类的耐药机制表述不一,主要为DNA损伤修复,药物解毒增加,药物积聚减少等;另外肿瘤干细胞假说也日益成为
3、肿瘤耐药研究的热点.现就奥沙利铂耐药相关机制做一综述.1DNA损伤修复机制:核苷酸切除修复(NER)相关因子奥沙利铂主要通过与细胞内DNA结合,形成铂.DNA加合物,引起DNA损伤,从而导致细胞死亡.因此,个体DNA修复能力是影响药物疗效的重要因素,其中核苷酸切除修复系统(NER)是细胞DNA损伤修复的一条重要途径,此途径是一个包括多种酶参与的复杂体系,能够移除广泛的DNA损伤,是机体修复化疗药物所致DNA损伤,尤其是铂一收稿日期201012-21修回日期20110316作者简介饶媚(1982一),女,福建省龙岩人,大学本科,临床药师,研究方向:肿瘤药理学.通讯作者李小平,副主任医师,硕士生导
4、师.DNA加合物损伤的主要机制.ERCC1,ERCC2,ERCC5和XRCC1是参与NER的重要因子.1.1切除修复交叉互补基因1(ERCC1)ERCC1(excisionrepaircrosscomplementati0ngroup1)是NER的关键基因之一,在NER系统中起着损伤修复和核酸内切酶的双重功能,表达水平代表NER系统的活性.ERCC1位于染色体19q13.2l3.3,基因全长15bpX10bp,含l0个外显子,编码含297个氨基酸的ERCC1蛋白质,表观分子量为32.5kDa(道尔顿).ERCC1基因总共有四种分子量的mRNA,但只有分子量为11kb的mRNA表达出分子量为39
5、10的蛋白时,才表现出对LOHP的耐药.ERCCI过表达可使停滞在G2/M期的损伤DNA迅速得到修复,导致其对L.OHP耐药.ERCC1与XPF(DNA修复酶缺乏互补基因F)组成的核酸内切酶参与同源重组(homologohsrecombination,HR)是修复DNA链问交联损伤的关键角色.Par6等l1J对126例晚期大肠癌患者一线给予奥沙利铂联合5一氟尿嘧啶治疗,研究其耐药或敏感的原因,研究结果表明,ERCC1的过表达与大肠癌对奥沙利铂耐药有关.同样,Lenz等【2J的研究也表明铂类药物的疗效与ERCC1的表达相关(P=0.015).但Kim等【3J的研究却显示了相反的结果,治疗效果与E
6、RCC1的表达没有显着联系.1.2切除修复交叉互补基因2(ERCC2)ERCC2(excisionrepaircrosscomplementationgroup2)又称为着色性干皮病基因D(XPD),XPD基因位于19q1313,含有23个外显子,长约5413kb.XPD是参与受损DNA核苷酸切除修复(NER)过程的一种重要的酶,其活性直接影响铂类药物的化疗效果.ERCC2存在多个单核苷酸多态性(SNP),最常见的SNP导致第751位密码子由赖氨酸(Lys)变为谷氨酰胺(Gin),此多态性影响奥沙利铂(LOHP)的治疗效果.Lai4J等通过研究188例晚期结直肠癌患者给予奥沙利铂为主的一线化疗
7、,中瘤预防与治疗2011年第24卷第3期观察其客观缓解率,比较不同基因型(XPD/ERCC2Gln751和XPD/ERCC2Lys751)与化疗效果的关系,结果携带XPD/ERCC2Gln751等位基因的患者表现出更低的有效率(36.7%VS58.2%,P=0.03)和总生存率(14个月VS22个月;P<0.01),两者之间的差异有统计学意义.表明XPD/ERCC2Lys751Gin基因多态性与晚期结直肠癌患者接受奥沙利铂一线化疗后的临床疗效有关.LeMorvan等l5j的研究结果也表明ERCC2基因多态性可作为奥沙利铂一线化疗敏感性的重要预测因子之一.但仍需较大样本的研究以支持这一观点
8、.1.3切除修复交叉互补基因5(ERCC5)ERCC5(excisionrepaircrosscomp1ementationgroup5)又称为人着色性干皮病G组(XPG),是核苷酸切除修复途径的关键因子之一,参与铂类药物引起的DNA损伤修复过程.ERCC5是一种结构特异性核酸酶,在哺乳动物核酸切除修复中负责3端内切,其基因定位于人类染色体13q33,大小为30kb,包含l5个外显子和14个内含子.ERCC5存在多个SNPs,其中第46位点cT的突变为无义突变(都编码精氨酸),但却可以影响XPG蛋白的修复能力而影响奥沙利铂的疗效,研究表明ERCC5在多种肿瘤组织中有表达,并且表达的强弱程度与铂
9、类药物的化疗敏感性相关.一项以42例接受LOHP一线化疗的晚期大肠癌患者为研究对象,分析疗效与多个修复基因SNP位点的相关性的研究发现ERCC5Hys46Hys位点与大肠癌LOHP疗效相关J,Kweekel等【7j以9l例接受LOHP一线化疗的晚期结直肠癌患者为研究对象,分析无疾病生存期,总体生存期以及化疗毒性与ERCC5SNP的相关性,研究发现纯合体型的无疾病生存期低于杂合体型,而总体生存期和化疗毒性则无明显差别.另一项旨在研究ERCC5SNPs(一1415C>T,一763A>G,一413C>T,+25A>G,+202C>T,+372C>T)与奥沙利铂为基
10、础的化疗疗效关系的试验,发现一763GG基因型的有效率(72.7%)明显高于其他基因型(AA22.2%,P=0.008;AG37.2%,P=0.046).+25AA基因型的有效率(75%)明显高于其他基因型(GG24.1%,P=0.004;AG35.7%,P:0.022%),说明ERCC5基因多态性可以作为LOHP治疗结直肠癌患者疗效的预测指标l.但都是小样本的研究,且研究的内容还有待深入,目前仍需多中心,大样本,随机对照的试验.1.4X射线损伤交叉互补蛋白1(XRCC1)XRCC1(Xrayrepaircross-complementaryprotein1)是目前研究较多的一种DNA修复基因
11、,在碱基切除修复中起整体作用,是一种与碱基切除修复/单链断裂修复直接相关的重要蛋白质,人类XRCCI基因位于人l9号染色体的长臂区(19q13.213.3).其基因组大小约31.9kb.XRCC1基因的cDNA全长2.2kb,包括l7个外显子,编码1个由633个氨基酸组成的70kD的蛋白质,它至少包括3种常见的基因多态性,导致不同个体间修复能力的差异,从而影响对铂类药物的敏感性.研究发现,XRCC1第399位密码子G_A的多态导致ArgGln的替代,改变了对DNA损伤修复的效能,可能影响奥沙利铂治疗的疗效9,0l.Huang等研究了102例接受LOHP为主的联合化疗方案治疗的胃癌患者,结果发现
12、XRCC1的Arg399Gin多态性与化疗效果明显相关,由此可见,XRCC1及其基因多态性与奥沙利铂的疗效及耐药关系密切.2药物解毒增加机制谷胱甘肽S转移酶(glutahionestransferase,GSTs)是一组由同一基因家族编码的,主要参与代谢外来化学物质的多功能药物代谢酶,参与解毒和致癌物质的代谢灭活.现已发现的谷胱甘肽S转移酶,按其分布的不同可分为细胞质型和细胞膜结合型两大类,细胞质型在人群中具有广泛遗传多态性,包括GST,盯,盯,0,(1)6种酶.其中GST一叮r家族在细胞的解毒功能上起重要作用,还可促进DNA的修复,从而使细胞产生耐药.GSTP1是GST一1T的成员之一,GS
13、TP1广泛存在于人体肿瘤组织中,该酶能催化亲电子物质与GSH结合,并可与亲脂性细胞毒药物结合,增强其水溶性,促进药物排泄而降低抗癌药的作用,烷化剂和铂类药物均可通过这一途径解毒.Hong12J等通过研究52例转移性结直肠癌患者应用奥沙利铂联合替吉奥(S一1)双周方案作为一线化疗方案的疗效和安全性,及其遗传多态性与疗效的关系.结果显示:奥沙利铂联合S一1双周化疗方案是有效的,相对于其他氟尿嘧啶加奥沙利铂的化疗方案,该方案具有更好的耐受性.GSTP1llel05Val单核苷酸多态性与转移性结直肠癌患者对L-OHP的疗效相关,携带A/G或G/G基因型患者的中位无疾病进展时间优于携带A/A基因型的患者
14、(8.3个月VS6.1个月,P=0.04).Lil13J等应用TapManMGB探针等位基因分型技术检测GSTP1基因Ilel05Val的多态性,通过分析进展期胃癌患者GSTP1基因多态性与应用奥沙利铂联合5.Fu方案?206?化疗后疗效的关系,结果显示:其中(105)Ile/(105)Ile基因型占52%,(105)Ile/(105)Val基因型占41%,(105)VaL/(105)Val基因型占7%.携带(105)Ile/(105)Ile和至少携带一个(105)Val基因型的患者,疾病控制率分别为39%和71%(P=0.026);中位进展时间分别为4.0个月和7.0个月(P=0.002);
15、中位总生存时间分别为7.0个月和9.5个月(P=0.002).研究还发现,(105)Ile/(105)Val基因型神经毒性发生率相对较高(P=0.005),由此可推断出:在进展期胃癌患者中,至少携带一个(105)Val等位基因的患者采用奥沙利铂联合5一Fu方案的化疗敏感性与GSTP1的基因多态性相关,由于研究样本量有限,相关研究尚需深入.3Fas相关磷酸酶.1与奥沙利铂耐药FAP一1(Fasassociatedphosphatase.1,Fas相关磷酸酶.1)属于蛋白酪氨酸磷酸酶家族,是一种Fas系统的负调控因子,与Fas受体羧基端负调节域相互作用,阻断Fas信号传导过程.从而可抑制FasL介
16、导的肿瘤细胞凋亡.FAPl在结肠癌,胃癌,胰腺癌,肝癌,乳腺癌,卵巢癌等多种恶性肿瘤中有表达.anessa等l【4J报道结肠癌对奥沙利铂的耐药可能与MMP7和FAS/FASL系统的相互作用有关.而Mend也在报道了奥沙利铂可促进结肠癌细胞Norch.1的表达,从而增加结肠癌对化疗的耐药l15l.Xiao等l16用奥沙利铂处理结肠癌SW480细胞,用MTr法评价其细胞增殖能力,以RTPCR法评价FAP一1mRNA表达水平.结果奥沙利铂化疗仅能一定程度上抑制结肠癌SW480的增殖,但随作用时问的延长,SW480细胞仍能继续增殖.经过奥沙利铂化疗FAPl的表达上调.该试验推测部分患者对奥沙利铂化疗不
17、敏感,可能与奥沙利铂化疗可引起FAP一1表达的上调,增强肿瘤细胞对抗Fas诱导的细胞凋亡,从而抑制肿瘤细胞的凋亡有关,这可能与结肠癌对奥沙利铂化疗耐药有关.目前,对FAP一1与奥沙利铂耐药相关研究还很少,需要进一步的研究以支持这一观点.4与奥沙利铂耐药的其他相关机制积极外排异物是细胞适应外界环境的主要机制,由MDR1基因编码的P一糖蛋白(PgP),是一种ATP酶活性的跨膜泵或换位酶,将摄人细胞内的药物泵出,促使其外流而维持细胞内化学药物的低肿瘤预防与治疗2011年第24卷第3期浓度水平,但目前尚没有Pgp与奥沙利铂耐药相关的文献报道,奥沙利铂耐药是否与Pgp的外排泵作用相关,还有待研究.肿瘤干
18、细胞理论认为肿瘤是一种干细胞疾病,肿瘤干细胞增殖形成异常组织,与肿瘤恶性生物学行为关系密切,在肿瘤形成,生长,浸润,转移和复发耐药起着关键作用.奥沙利铂耐药与肿瘤干细胞的关系也有待研究证明.5存在的问题与展望肿瘤治疗的最终目标是通过对肿瘤患者的基因检测,在获得药物效应相关基因型和表型资料的基础上,充分考虑到化疗药物的反应性和毒性,实施个体化治疗.由于上述基因在奥沙利铂耐药中扮演如此重要的角色,它们也成为了肿瘤治疗中有价值的基因,以ERCCI为例,目前为解决调控ERCC1表达逆转耐药的策略,已经广泛开展了以ERCC1为靶点的基因和药物靶向治疗研究,并取得了一定的收获.5.1基因封闭基因封闭是通过
19、反义RNA,核酸RNA干扰等多种技术抑制目的基因的表达.Chang17J等根据ERCC1序列设计了两条SiRNA(sinailinterferingRNA),将其导人人宫颈癌细胞株HeLaS3,人乳腺癌细胞株MCF27,人结肠癌细胞株HCT116,24小时后以实时定量RTPCR检测ERCC1mRNA的表达,证实封闭效果分别达66%,73%和60%一64%,而细胞DNA修复能力下降,与对照组相比,细胞对顺铂的敏感性增高.有研究发现ll8J应用反义RNA封闭ERCC1的表达,则吉西他滨与顺铂的协同作用下降,且下降趋势与DNA修复能力的下降平行,故有人推测,吉西他滨可能具有一定调节ERCC1作用,并
20、通过这个途径提高细胞对顺铂的敏感性.5.2ERCC1的拮抗剂一些药物以ERCC1为靶点,通过干扰ERCC1的表达,从而影响其功能,达到靶向治疗而提高药物对肿瘤的敏感性.Guichard等ll9J检测经伊立替康与草酸铂作用的结肠癌细胞株,发现伊立替康能减慢早期PtDNA造成DNA损伤,此时ERCC1mRNA表达也下调70%.Fautrel等l2oJ发现环孢素A(CSA)调节ERCC1表达,可能是通过抑制cfos基因,影响AP一1调节通路实现的.抗肿瘤耐药是一个复杂的问题,涉及基础和临床研究的许多方面,细胞耐药机制依所用药物种类和肿瘤类型而异,克服铂类药物耐药的许多实验都是针对顺铂而言,这些克服耐
21、药策略是否适用于奥肿瘤预防与治疗2011年第24卷第3期沙利铂耐药,目前尚无法定论,因此,研究奥沙利铂耐药机制及其策略仍是医务工作者需要深人研究的内容.参考文献1Par6L,MareuclloE,Ah6sA,eta1.Pharmacogeneticpredictionofclinicaloutcomeinadvancedcolorectalcancerpatientsreceivingoxaliplatin/5一fluorouracilasfirst?-linechemotherapyJ.BrJCancer,2008,99(7):10501055.2HJLenz,WZhang,MMShi,et
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