多藥耐藥性

中文名: 多藥耐藥性

英文名:MDR，multiple drug resistance

: ，多重抗藥性，多重耐藥性

多藥耐藥性是導致抗感染藥物治療和腫瘤化療失敗的重要原因之一，2010年出現的“超級細菌”也是多藥耐藥性的一種。

腫瘤的發病率及其死亡率呈逐年上升趨勢，美國癌症協會估計，90%以上腫瘤患者的死亡在不同程度上受到耐藥影響[1]。腫瘤耐藥的產生可分為原發性耐藥和獲得性耐藥，根據腫瘤細胞的耐藥特點，其獲得性耐藥可分為原藥耐藥（primary drug resistance，PDR）和多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）兩大類。PDR 是指僅對誘導藥物產生交叉耐藥；而 MDR 是指腫瘤細胞對一種抗腫瘤藥物產生抗藥性的同時，對結構和作用機制不同的抗腫瘤藥物產生交叉耐藥性，又稱多向性耐藥（pleiotropic drug resistance）。MDR 是腫瘤化療失敗的主要原因，也是困擾腫瘤治療的一大難題[2]。因此，克服腫瘤細胞 MDR，提高抗癌藥物療效已成為腫瘤治療亟待解決的關鍵性課題。MDR 的形成機制相當複雜，腫瘤細胞可通過不同途徑導致 MDR 的產生，同時，單個 MDR 細胞可同時存在多種抗藥性的機制，不同腫瘤耐藥機制不同，同一腫瘤不同細胞株也不盡相同，任何一種或多種機制聯合均可導致 MDR 的產生。從天然藥物中尋找高效、低毒、作用靶點廣泛的腫瘤 MDR 逆轉劑（reverse agents，RRA）或改造己知 RRA 的化學結構以降低其毒性己成為目前的研究熱點。

腫瘤細胞的多藥耐藥可以分為天然耐藥（在化療開始時就存在的耐藥性）和獲得性耐藥（在化療過程中由一種化療藥物誘導產生）。

目前認為多藥耐藥的發生與多種因素有關，如多藥耐藥基因（MDR1）及其編碼的糖蛋白（P-GP）介導的耐藥，多藥耐藥相關蛋白（MRP）、肺耐藥蛋白（LRP）表達增加，谷胱甘肽轉移酶（GST）活性增強，DNA修復和複製酶、DNA拓樸酶活性改變和鈣離子濃度的改變等。

多藥耐藥性的產生是由於細胞解除藥物活性的分子發生變異或過度表達。

細菌的多藥耐藥性主要與內酰胺酶的變異引起的，而腫瘤細胞的多藥耐藥性是由於細胞膜上過度表達外排抗腫瘤藥物的蛋白引起的，如P-糖蛋白的過度表達。

有幾種逆轉和克服耐藥性的策略

1. 使用沒有交叉耐藥性的藥物

2. 抑制引起多藥耐藥性蛋白的功能，克服耐藥性

3.用維拉帕米逆轉耐藥性（腫瘤細胞）

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1、 MDR基因及P-糖蛋白（P-glycoprotein, P-gp）

MDR基因在人類有二種：MDR1和MDR2，其中MDR1與腫瘤的多藥耐藥有關，MDR2的功能不清楚，但MDR1和MDR2基因序列具有較高的同源性。人類MDR1基因位於第7號染色體長臂上，含有28個外顯子，內含子與外顯子交界符合經典的APG配對，全長為4.5kb,含有一個開放讀框，編碼1280個氨基酸多肽，經糖基化後形成170kU的P-gp。它屬於ATP結合盒轉運蛋白超家族成員之一，由兩個同源部分組成，每個部分都包含6個疏水跨膜區和1個具有高度保守ATP結合位點的親水區，親水區可能含有2個核苷酸結合位點，而疏水區則含有多個與MDR有關的藥物結合位點。P-gp還具有能量依賴性“藥泵”功能，其能將細胞內帶陽性電荷的親脂類化療藥物逆濃度泵至細胞外，使得細胞內化療藥物達不到有效作用濃度而產生耐藥性。這種由P-gp介導的多藥耐藥稱為典型多藥耐藥。

何楊等研究發現P-gp的過度表達可能參與了乳腺癌的原發耐藥機制。MDR1基因及蛋白表達產物P-gp高表達臨牀上與腫瘤化療耐藥復發和預後密切相關。現在認為P-gp作用機制是：當抗癌藥進入胞漿膜，被識別並外排，當具有疏水結構域的抗癌藥彌散通過胞漿膜時，遇到兩側擴散來的多藥耐藥運載體，運載體利用兩個ATP結合位點上的能量將藥物泵出細胞外，包膜漿中產生的疏水代謝產物作為轉運體的潛存底物，且這種通路不止一條。化療及其他藥物單一的長期治療激活了P-gp的功能，使得藥物在細胞內積蓄減少，從而產生了腫瘤的多藥耐藥。

2、 拓撲異構酶（topoiso2merase,Tope）

DNA拓撲異構酶（Topo）是在DNA複製、轉錄和染色體分離中起重要作用的核酶。許多化療藥物以Topo II為靶點，干擾基因正常的斷裂重接過程，導致基因破壞和靶細胞的死亡。腫瘤細胞內Topo II表達水平下降，使腫瘤對抗腫瘤藥物敏感性下降，可引起腫瘤細胞的耐藥。在對93例SCLC化療者進行的III期臨牀研究中，研究者用免疫組織化學法對支氣管鏡活檢組織中拓撲異構酶—II的表達情況進行了分析，發現拓撲異構酶—II的表達水平與化療有效率有關，高表達的肺癌患者生存率明顯高於低度或中度表達者。李佔文等採用免疫組化法對78例術前未行化療患者的乳腺癌組織切片中Topo II的表達進行分析，發現Topo II的陽性表達率為73.1%，據此認為Topo II的表達與乳腺癌MDR有一定關係。乳腺癌組織的原發MDR與Topo II的表達有關，化療前對它們進行檢測可為化療藥物的選擇及預後判斷提供參考依據。

3、 細胞凋亡（programmed cell death）

腫瘤細胞對凋亡的耐受是MDR的重要機制之一，進來研究表明多數細胞毒製劑通過誘導凋亡來殺傷細胞治療腫瘤，研究發現細胞凋亡相關基因如bc1-2，突變P53等的過度表達與腫瘤的發生有關，細胞凋亡相關基因為耐藥的靶分子，可與其他途徑共同介導。

4、 多藥耐藥相關蛋白基因（multidrug resistance associate protein, MRP）

Cole等在研究小細胞肺癌耐藥株H69AR（對阿黴素耐藥）過程中發現MRP基因。近年來Kruh等從白血病耐藥細胞株HL60R中獲得的MRP2cDNA裝入到人pCEV27噬菌體質粒嵌合體中，再轉染NIHP3T3細胞，用MTT法檢測發現阿黴素50%抑制濃度IC50在轉染後的細胞較轉染前升高2.7倍，對與阿黴素結構不同的長春鹼、足葉乙甙也產生耐藥，可知MRP直接參與MDR。楊波等通過檢測MRP蛋白的表達，發現SACC/DDP細胞的細胞漿中以及細胞膜上MRP蛋白的表達率很高可能是涎腺腺樣囊性癌細胞產生多藥耐藥的機制所在。目前研究認為MRP耐藥與mdr-1的基因3擴增、mRNA和p-170膜蛋白（p-gp）表達升高有關，MRP可識別化療藥物，並與之形成耦合物，導致細胞內藥物濃度降低或分佈改變，而發生腫瘤耐藥。

5、 蛋白激酶C（proteinkinaseC, PKC）

PKC是一種鈣磷脂依賴性蛋白激酶，參與細胞內生物信息傳遞，表達與P-gp的功能有密切關係。具有MDR表型的腫瘤細胞中，PKC可通過促進P-gp的磷酸化增強其藥泵功能，導致MDR的產生。最近研究發現PKC抑制劑可以抑制胃癌細胞中P-gp的表達和逆轉其耐藥性，促進腫瘤細胞的凋亡，可能對MDR1表達有調節作用。

6、 caveolin

caveolin是細胞膜呈歐米伽（Ω）樣內陷的微結構，直徑約為50~100nm。caveolin可以從細胞膜上分離出來，形成細胞質內的膜小體。caveolin是特化的細胞膜微結構域，它由其特異性的被覆蛋白caveolin及多種脂類分子和膜蛋白組成，在細胞外分子的內化、信號的跨膜轉導和膽固醇的轉運過程中起着重要的作用。新近的研究表明，caveolin及其某些組成成分在腫瘤多藥耐藥細胞中表達上調，並有可能參與了腫瘤細胞多藥耐藥的形成。研究顯示，長春鹼誘導耐藥的卵巢癌細胞skvlbl和紫杉醇誘導耐藥的肺癌細胞A549-T24顯著上調了caveolin-1的表達。’

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1、 MDR化學逆轉劑

具有抑制藥物轉運泵功能，MDR逆轉劑的應用無疑是解決MDR的一種常見方法。

（1）P-gp抑制劑

P-gp抑制劑作為逆轉的一種方法，已經廣泛深入的研究了二十多年，根據它們的特點，可將其分為三代。研究者們運用結構-活性關係和組合化學的方法，針對特異性機制，開發出了在低於抑制P-gp的濃度下，具有逆轉活性的逆轉劑。

（2）環孢黴素A及其類似物

無免疫抑制作用的環孢黴素A衍生物西羅莫司（SDZPSC833）在體內外能夠逆轉MDR1基因的表達，阻止MDR克隆的形成，國外已將該藥用於難治性白血病和實體瘤的臨牀研究。趙春亭在國內首先用環孢黴素A臨牀逆轉一例難治性急性髓細胞白血病患者的多藥耐藥，使患者獲完全緩解，MDR細胞消失，説明MDR逆轉成功。初步研究發現環孢黴素A可提高該患者白血病細胞內柔紅黴素的濃度，繼而將CsA與人白血病MDR細胞系K_（562）/AO₂共同培養，細胞內藥物濃度的動態觀察提示，K_（562）/AO₂細胞與CsA共同培養後，可使DNR進入增多、排出減少，DNR的細胞內濃度提高，K_（562）/AO₂細胞對DNR的敏感性提高了3.2倍。環孢黴素類藥物逆轉耐藥的機理不完全清楚，比較公認的是P170-MDR學説：多數學者認為環孢黴素類藥物是一種高度親脂類藥物，它與抗癌藥競爭P170的結合位點，從而抑制其跨膜泵作用，使抗癌藥的外排降低，提高細胞內抗癌藥濃度而逆轉耐藥。

（3）蛋白激酶抑制劑

蛋白激酶（PKC）可以改變藥物在MDR細胞中的蓄積，在一些MDR的腫瘤細胞PKC的活性增加，推測抑制PKC的活性可以對抗MDR的發生。

2、 基因治療逆轉MDR

近年來，國內外開始將反義技術應用於腫瘤耐藥性逆轉的研究。根據鹼基互補原理，設計出能特異地同相應靶基因結合的RNA或DNA，影響靶基因的轉錄和翻譯，以達到特異抑制靶基因表達的基因調控技術，包括反義RNA（antisense RNA）技術，反義DNA（antisense DNA）技術，又稱核酶（ribozyme）技術。

報道比較多的技術有MDR1基因的反義寡聚脱氧核糖核酸（AOD）,MDR1基因的反義RNA，切割MDR1 mRNA的核酶外源性基因植入等技術。近幾年，siRNA介導的基因干擾技術又為多藥耐藥基因治療研究提供了一個全新的技術平台。siRNA可以通過特異性抑制MDR1編碼的Mrna,使得P-gp的表達水平下調，從而達到耐藥逆轉的效果。樸瑛等構建ZNRD1基因的小干擾RNA載體並將其轉導入HL-60/VCR細胞，研究發現小干擾RNA真核表達載體能在一定程度上逆轉白血病細胞的耐藥性。彭智等對具有典型多藥耐藥特徵的慢性髓樣白血病急變細胞系細胞進行研究並設計了3條siRNA,研究結果表明3條siRNA都有不同程度的逆轉多藥耐藥的作用。上述結果肯定了特異性siRNA能夠有效抑制MDR-1編碼的糖蛋白的表達，提示siRNA有望成為逆轉耐藥的有效手段。根據腫瘤細胞多藥耐藥的機制，還可針對其他許多耐藥途徑設計siRNA,但仍在研究和論證之中。

腫瘤壞死因子-α具多種生物學效應，能直接抑制或殺滅多種腫瘤細胞，並能通過抑制mdr-1基因的機制逆轉MDR,但其具有的嚴重廣泛的毒性作用大大限制了它的臨牀應用。郭偉劍採用基因治療的方法，將外源性Tnf-a基因導入腫瘤細胞，使腫瘤局部高濃度持續表達外源性Tnf-a基因，局部發揮其生物學效應，則可解決這一問題，其採用逆轉錄病毒介導Tnf-a基因轉染耐藥細胞，觀察外源性Tnf-a基因的導入對耐藥細胞的抑制及耐藥性逆轉作用。基因治療目前尚處於實驗室研究階段，在進入臨牀試驗前尚需解決許多問題。

目前多數化學藥逆轉劑往往只針對單一的耐藥機制，且逆轉劑本身不良反應較大，制約着臨牀的使用。中醫藥治療惡性腫瘤有其獨特的優勢，在臨牀上亦取得了可喜的成績，越來越多的中藥抗癌藥物正在被挖掘、被究、被使用。中藥治療疾病具有多途徑、多環節、多靶點的特點，能明顯提高化療藥物對腫瘤的細胞毒作用。目前中醫藥逆轉腫瘤 MDR 的研究已取得了一定成績，無論是從耐藥機制上，還是從藥物研究上，都取得一定的突破，但腫瘤耐藥機制複雜，目前研究仍然存在諸多問題。目前對於耐藥機制的研究多數集中在MDR 基因及其編碼的P-gp 的經典機制，而對於 GST、Topo II、PKC 等非經典機制的研究則相對較少；此外，對於中藥逆轉劑的研究多數為體外實驗研究，而對於體內及臨牀研究則相對較少；中藥研究主要偏向單體的研究，對複方製劑研究則相對較少；有些實驗研究較為成功的逆轉劑臨牀療效不確定；中藥雖然具有低毒性、多靶點的優勢，但也存在着作用弱、靶向性差的問題；某些中藥逆轉機制尚不清楚，或存在多種逆轉機制，尤其是分子機制尚缺乏深入研究。與此同時，也應相信隨着科學理論和技術的發展，惡性腫瘤 MDR 機制必將得到全面揭示，應更多地重視臨牀研究，加強和加深研究的層次，中醫藥一定能在逆轉 MDR 方面作出更大的貢獻，從而造福於廣大的腫瘤患者 ^[3]  [3]。