多药耐药基因1与肿瘤关系的研究进展

彭荷玲 综述，李 卫，刘宏涌 审校

（广西医科大学第一附属医院儿科，南宁530021）

多药耐药（multidrug resistance，MDR）基因是一个相对保守的基因家族，人的 MDR基因主要由 MDR1、MDR2和MDR3组成。其中MDR2为动物基因型，MDR3主要在物质转运方面发挥作用，目前在药物耐药方面的研究非常有限。多个不同类型肿瘤的体外实验表明，细胞耐药性主要由MDR1决定，并且MDR1超表达是限制化疗药物疗效的主要因素。人MDR1位于染色体7q21－1，编码相对分子质量为170kb的膜糖蛋白（P－gp）。P－gp在抑制细胞凋亡、促进毒素和代谢产物排出等方面起着重要作用，而且在细胞的药物分布和排泄、对多种结构及作用机制不同抗癌药的耐受中扮演重要的角色［1］。

MDR1基因作为一种生物学标记，其潜在价值正引起人们的注意。大量研究表明，MDR1基因与肿瘤的多种生物学行为密切相关。

1 MDR1在肿瘤组织中的表达

MDR1不仅在肿瘤耐药时呈高水平表达，还广泛存在于人体正常组织和未耐药的肿瘤组织中。He等［2］指出 MDR1基因可在肝脏、肾脏、肠道、大脑等多种组织中表达。Fojo等［3］研究表明，MDR1基因在肾上腺极高表达，在肾脏呈高表达。除肾上腺、肾脏外的大多数正常组织，MDR1表达的上调提示这些正常组织有向肿瘤组织转化的倾向。例如，Lu等［4］发现P－gp在卵巢癌中的表达高于良性卵巢癌和正常卵巢组织。Shi等［5］研究显示，P－gp在恶性组织中的表达率高于正常组织。另外，P－gp在发生明显转移的肿瘤组织中的表达明显升高，且P－gp的表达与临床病理分期密切相关。Mizoguchi等［6］研究表明，在癌变的结直肠组织中，分化程度高的部分较分化中等部分的MDR1表达高，在癌变的胃组织中，分化中等的部分较分化低的部分 MDR1表达高。Tokunaga等［7］通过对病例的分析和归纳得出，P－gp的表达与结直肠癌的组织分化程度相关。以上研究提示，肿瘤组织MDR1／P－gp的表达水平与组织分化程度及临床病理分期密切相关。此外，Zajchowski等［8］对复发性晚期卵巢浆液性癌的研究显示，复发病灶的P－gp表达显著上调。Kurata等［9］发现多发性骨髓瘤（MDS）转化为急性髓细胞性白血病（AML）过程中，MDR1基因的mRNA表达水平较初诊患者明显增高，而在MDS转化为AML后表达减少，表明MDR1基因表达水平的变化与病情的进展密切相关。

2 MDR1与肿瘤细胞增殖凋亡的相关性

细胞增殖与凋亡由多基因严格调控，如Bcl－2家族、caspase家族、癌基因C－myc及抑癌基因P53等。正常情况下，细胞的增殖与凋亡处于动态平衡，该平衡状态对维持细胞的数目及个体的生存非常重要。但当该平衡状态出现失调时，易引发疾病，其中肿瘤的发生与其密切相关。MDR1基因能与细胞增殖凋亡相关的多基因相互作用，引起细胞增殖与凋亡之间的平衡失调。Han等［10］对胃肠道癌变组织化疗敏感性的研究发现，P－gp与Bcl－2的表达明显相关。Chauhan等［11］的研究结果显示，MDR1、MDR相关蛋白1和Bcl－2的表达与成人急性白血病患者对诱导化学治疗的反应有关。Rocco等［12］揭示，在幽门螺旋杆菌相关胃癌中，P－gp和胚胎蛋白一样，通过与Bcl－x（L）相互作用，起着抗凋亡的作用。Chen等［13］研究表明，CacyBP／SIP可通过提高P－gp和Bcl－2水平，增加胰腺癌细胞MDR1表达，从而抑制胰腺癌细胞的凋亡。Wang等［14］证实，对尼洛替尼耐药的人白血病细胞株K562－RN的 MDR1表达与caspase－3的表达水平呈负相关。Thévenod等［15］对肾癌致病因素的研究显示，c－myc、细胞周期蛋白D1及 MDR1／ABCB1表达的增高可导致细胞增殖增加，凋亡减少，从而引发肾癌。Wang等［16］通过对硼替佐米逆转白血病耐药的研究发现，通过阻止核转录因子（NF－κB）进入细胞核可下调MDR1和P－gp的表达，细胞内药物蓄积诱导肿瘤细胞凋亡。

正常条件下，原癌基因和抑癌基因处于动态平衡状态，共同控制着细胞的增殖活动。p53作为最常见的抑癌基因，在肿瘤的进展、侵袭、转移和肿瘤耐药中起着非常重要的作用。Chuang等［17］的研究阐明，人肺癌细胞p53基因可被低剂量多西紫杉醇诱导激活，抑制 MDR1基因表达。Cheng等［18］的研究表明，在野生型PTEN基因转染的K562／ADM白血病细胞中，NF－κB、MDR1及Bcl－2的表达下调，而p53及Bax的表达增强，细胞对药物的敏感性增加甚至耐药性得到逆转。Yan等［19］研究表明p53突变后获得的功能与C－myc、MDR1及NF－κB基因的表达增加有关，印证了Cheng等［18］的观点。Qi等［20］的研究表明，腺病毒联合p53能逆转阿霉素耐药的人乳腺癌细胞MCF－7／MDR，其逆转机制为抑制P－gp的表达，诱导细胞凋亡。

3 MDR1与肿瘤的诊断及预后评估

MDR1基因获取简便，可动态观测，及逆转录PCR（RTPCR）、免疫组织化学等各种具有高灵敏度检测方法的应用，结合对不同组织MDR1基因表达水平的认识，MDR1基因检测在肿瘤早期诊断治疗以及评估患者预后中发挥重要作用。如Lü等［21］的研究结果表明，MDR1基因多态性是急性淋巴细胞性白血病（ALL）患者的遗传易感性因素，其中单体型 MDR1可以为临床诊断提供重要参考。Kourti等［22］通过对49例ALL患儿分析得出，ALL患儿MDR1基因表达水平显著高于健康者，且表达水平越高患者预后越差。Amiri－Kordestani等［23］回顾性分析发现，肿瘤中 MDR1高表达提示肿瘤具有更高侵袭性，且患者预后不良。

此外，凋亡抑制蛋白Survivin的过表达和NF－κB活性的失控与人类肿瘤的发生、浸润转移、耐药和预后密切相关。因而Survivin与NF－κB可作为肿瘤耐药的间接诊断指标，为肿瘤的诊断提供新思路。Liu等［24］表示P－gp与Survivin等的过表达与肿瘤的进程密切相关。Survivin的转录与P－gp／MDR1的过表达相关，在人乳腺癌耐药细胞系mcf－7中，PI3K／Akt／NF－κB通路参与了 P－gp／MDR1相关的 Survivin转录活动。Souza等［25］发现高剂量长春新碱可诱导P－gp和Survivin超表达。P－gp和Survivin在细胞质的共定位表明，这两个蛋白通过一个共性机理控制凋亡。P－gp和Survivin对慢性粒细胞白血病MDR有重大影响。Tran等［26］的研究结果表明，在阿霉素耐药的人乳腺癌细胞 MCF－7／adr的治疗中，大叶茜草素可通过抑制cox－2表达和阻断NF－κB信号传导途径以抑制P－gp的表达。Xia等［27］研究证实，在人白血病细胞中，NF－κB／p6表达下调与二烯丙基三硫化物诱导的耐药机制显著相关。

另外，研究人员陆续发现一些新的能快速、准确、灵敏检测MDR1基因的方法。如Barnadas等［28］发现新的高通量方法多路嵌套PCR联合连接酶检测反应－荧光微球测定，可同时检测MDR1耐药相关基因及其突变。Starkey等［29］应用飞秒双波长近红外线双光子成像技术，可高灵敏度及高特异度地区别出被正常细胞包围的癌细胞，结果与细胞MDR1基因表达的蛋白水平相关，当癌细胞中MDR1基因表达增高时，正常细胞中仅存少量的癌细胞也可以被检测到。

4 MDR1在肿瘤治疗中的应用

肿瘤MDR是导致肿瘤低缓解率、高复发率、化疗疗效差、生存期短的主要原因。对MDR1基因与肿瘤治疗关系的研究成为了当前的热点。大量研究证实，对肿瘤MDR1基因进行动态检测，可指导更好地选择及调整治疗方案。Lu等［4］研究表明，P－gp的表达可影响肿瘤患者术后生存时间，对P－gp表达的检测可为卵巢癌患者提供更准确的诊断和更好的化疗方案。Mignogna等［30］研究发现，在肾细胞癌患者中，MDR1基因过表达者，肿瘤侵袭性更强，提示预后不良。Li等［31］研究表明，MDR1基因多态性与胃癌患者接受术后辅助化疗疗效有关。Litviakov等［32］对84例接受新辅助化疗的（术前2～4周期的多柔比星＋CAX／紫杉醇治疗）ⅡA～ⅢC期乳腺癌患者的研究发现，MDR1基因的表达与患者对化疗的反应相关，MDR1基因表达上调的患者对化疗反应减弱。

受到MDR1基因耐药机制的启示，目前更多研究集中在P－gp逆转剂的研发和细胞增殖凋亡与耐药关系等方面的探索。Chen等［33］研究证实K562／A02细胞的 MDR可以部分被伊马替尼或5－溴粉防己碱逆转，逆转机制与MDR1mRNA和P－gp表达下调有关。Lv等［34］发现，作用于肺癌细胞系A549／DDP的酪氨酸激酶活性抑制剂能有效逆转细胞的MDR，并增加细胞对药物的敏感性，其机制与MDR1和人肺耐药蛋白（LRP）表达下调有关。Ascione等［35］发现，具有细胞毒性的强谷胱甘肽转移酶（GST）抑制剂参与杀死 MDR1／Pg－p过表达的AML细胞。Tang等［36］通过对氟尿嘧啶耐药肝癌细胞的研究发现，RNA干扰参与诱导损耗基因增强子人类同源物2，通过下调MDR1的表达，使细胞凋亡增加，同时使细胞停滞在G1／S期。Zhang等［37］证实，肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体通过下调耐药相关基因 MDR1、LRP和GST－Tt的表达，促进化疗后的肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞生长，发挥逆转胃癌细胞MDR的作用。Sun等［38］发现，克力托辛通过下调凋亡抑制基因NF－κB来逆转P－gp相关的 MDR。Cai等［39］研究发现，粉防己碱联合柔红霉素可有效逆转K562／A02耐药，促进肿瘤细胞凋亡，机制与下调Survivin表达有关，Survivin是逆转造血系统恶性肿瘤 MDR的治疗靶标。Ling等［40］研究指出，抗肿瘤药物联合耐药蛋白Survivin负调节剂可增强药物对MDR肿瘤的疗效，调节Survivin表达是增强药物灵敏度及控制肿瘤耐药的重要机制，这种抗肿瘤药联合药物灵敏度调节剂的方法有望为未来临床联合用药提供新的思路。

5 展 望

随着对MDR1和肿瘤相关关系研究的深入，人们认识到肿瘤MDR机制由多种因素共同参与构成。MDR1与细胞增殖凋亡相关关系及各种MDR相关蛋白间的相互作用使MDR1在肿瘤诊断治疗的应用范围得到延伸。但是，研究出更多具有选择性抑制MDR1基因表达、毒性更小、能克服肿瘤化疗后耐药的MDR1逆转剂仍是未来的巨大挑战。

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