骨肉瘤化疗及耐药分子机制的研究进展△

范璐，臧俊亭，冯娜，王鑫众

1吉林大学第一医院骨关节外科，长春 130021

2吉林省人民医院运动医学关节外科，长春 130021

骨肉瘤又称为成骨肉瘤，具有高度侵袭性，在15～25岁青少年中的发病率较高，且患者多为男性。及时、有效的治疗是改善骨肉瘤患者预后的关键。手术是治疗骨肉瘤最基础、最传统的方式，但仅实施手术治疗，患者的生存率较低，而化疗联合手术的综合治疗方法可明显提高骨肉瘤患者的生存率，但是，随着化疗次数的增加，部分骨肉瘤患者可能会出现对化疗药物耐药的现象，导致患者对化疗药物的反应下降，进而影响患者的治疗效果和预后。本文就骨肉瘤的化疗情况及耐药分子机制作一综述，以期为今后深入研究新的骨肉瘤化疗给药方法和途径、提高骨肉瘤的化疗效果提供新的思路。

1 骨肉瘤概述

骨肉瘤主要从间质细胞系发展而来，一般情况下肿瘤能够在短时间内迅速生长，主要原因是在肿瘤生长过程中，肿瘤经软骨阶段可快速形成肿瘤骨样组织及骨组织。近年来，骨肉瘤的发病率和病死率均较高，发生部位以股骨远端和胫骨近端为主，好发于儿童和青少年[1-3]。骨肉瘤患者的临床表现主要为局部渐进性疼痛、肿胀、跛行、发热、体重下降和贫血等。

20世纪70年代前，对于未发生转移的肢体骨肉瘤，一般采取截肢手术进行治疗，虽然截肢手术对控制患者的病情起到了一定的作用，但其创伤较大，对患者身心健康及生活质量的影响均较大，患者的生存率仍较低[4]。随着化疗技术的不断发展，术前行新辅助化疗—择期手术—术后行辅助化疗的模式已逐渐应用于骨肉瘤的临床治疗中，对于提高患者的生存率具有重要意义[5]。然而，化疗耐药现象的出现往往是造成骨肉瘤患者化疗失败的重要原因，其通常与多药耐药（multidrug resistance，MDR）机制关系密切。MDR现象主要是指肿瘤细胞长期接触某一种化疗药物后，不仅对此种化疗药物产生耐药性，而且对其他化学结构和作用机制完全不同的多种抗肿瘤药物也产生交叉耐药的现象[6]。MDR现象是肿瘤细胞免受化疗药物攻击的常见防御机制，也是影响骨肉瘤患者化疗效果的重要因素。肿瘤MDR性的产生是一个多阶段、多因素参与的复杂过程，肿瘤细胞可通过多种途径导致MDR性的产生，如化疗药物在细胞内有效蓄积量的减少、机体内药物代谢酶含量或活性的改变、细胞凋亡相关调控基因的异常表达等均为目前已经明确的MDR现象发生的作用机制。

2 骨肉瘤的化疗情况

2.1 辅助化疗和新辅助化疗

多柔比星、氨甲蝶呤等化疗药物的应用明显提高了骨肉瘤术后患者的临床疗效[7]。标准的辅助化疗主要是指骨肉瘤患者于行截肢术后1周左右、行保肢术后2～3周开始接受的预定方案化疗[8]。辅助化疗在提高骨肉瘤患者的无病生存率方面起到一定的作用[9]。但是，近年来，骨肉瘤患者经辅助化疗后，其生存率已达到平台期。

新辅助化疗是指在实施局部治疗方法（如手术或放疗）前所进行的全身化疗，其主要目的在于缩小肿瘤体积，并将看不见的转移细胞尽早杀灭，以利于后续的手术、放疗等治疗[10]。新辅助化疗目前已成为骨肉瘤的标准治疗方式，具有以下优点：①可对患者术前的化疗效果进行评估，且有利于调整术后化疗方案；②可早期进行全身化疗，尽早杀灭微小的亚临床转移病灶；③可控制原发病灶，有利于保肢术的开展；④能够根据术前化疗效果对患者的预后情况进行判断；⑤可借助肿瘤滋养动脉给药、高温隔离肢体灌注等方法提高肿瘤细胞的坏死率，从而提高保肢术的安全性。Rosen等[11]研究结果显示，接受异环磷酰胺、氨甲蝶呤（T7）方案进行化疗后，骨肉瘤患者的无瘤生存率约为74%；肿瘤细胞坏死率大于90%的骨肉瘤患者的骨肉瘤组织对术前化疗的反应良好，预后较佳。Bramwell等[12]也证实了骨肉瘤组织对术前化疗的反应与骨肉瘤患者预后的关系，即骨肉瘤组织对术前化疗的反应越强，患者的预后越理想。然而，Goorin等[13]的研究发现，新辅助化疗并未提高转移性骨肉瘤患者的远期生存率。因此，肿瘤细胞坏死率对判断骨肉瘤患者的疗效及预后具有重要价值。虽然，目前临床上对于新辅助化疗能否提高骨肉瘤患者的远期生存率仍存在较大的争议，但该疗法在控制骨肉瘤的原发病灶、提高保肢术的成功率及安全性等方面已取得肯定的效果。

2.2 术前化疗药物的给药途径

化疗药物的给药途径较多，主要包括静脉给药、动脉给药、双途径给药、高温局部隔离灌注、面部动脉给药灌注和术后面部缓释疗法等[14]。其中，术前肿瘤滋养动脉内给药有利于提高原发病灶内的药物浓度，约为静脉给药的6倍[15]，可增强局部化疗效果，并促进保肢术的顺利进行。Hugate等[16]采用动脉给药、静脉给药联合化疗的方法对高级别骨肉瘤进行治疗，结果发现，患者的无瘤生存率为79%。Katagiri等[17]对1例巨大骨肉瘤患者实施重复动脉内化疗结合放射治疗，治疗效果良好，随访未见复发。但也有不同的研究得出相反的结论，如李昕等[18]对术前顺铂动脉灌注化疗在改善骨肉瘤患者无瘤生存方面的价值进行了探讨，其中，12例ⅡB期膝关节周围骨肉瘤患者实施顺铂动脉灌注联合表柔比星静脉化疗，12例ⅡB期膝关节周围骨肉瘤患者实施单纯静脉化疗，结果显示，两组患者的无瘤生存率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），提示术前顺铂动脉灌注化疗不能改善骨肉瘤患者的无瘤生存，相反，不良反应的发生率和治疗费用均较高，因此，多药联合静脉化疗仍是骨肉瘤的首选治疗方法。

高温隔离灌注化疗作为骨肉瘤新辅助化疗的重要组成部分，可明显提高肿瘤原发灶的局部药物浓度，同时还可在高温的作用下尽可能地杀灭肿瘤细胞，且全身不良反应较小，安全性较高。孙平等[19]对52例Ⅱb期肢体软组织恶性肿瘤患者给予了高温动脉隔离灌注化疗，结果发现，化疗后，患者的局部复发率较低（46.2%）。提示高温动脉隔离灌注化疗可导致肢体恶性肿瘤瘤体坏死，肿瘤侵犯区域缩小，从而达到提高保肢率、降低复发率的目的。但目前关于这方面的研究较少，对于高温动脉隔离灌注化疗是否能够明显提高骨肉瘤患者的远期生存率，仍需进一步研究加以论证。

3 骨肉瘤化疗的耐药分子机制

3.1 MDR 相关蛋白

肿瘤MDR是导致骨肉瘤化疗失败的重要原因[20]，恶性肿瘤对化疗的耐药性可分为先天性耐药和获得性耐药。先天性耐药现象发生于化疗前，又称天然性耐药，患者自身即可出现耐药现象；获得性耐药发生于化疗后。MDR蛋白过表达是肿瘤产生MDR性的一种机制，MDR蛋白可对细胞内的药物进行转运，促使药物自细胞内转运至细胞外，降低药物在细胞内的蓄积含量[21]。研究显示，MDR蛋白还可抑制促细胞凋亡关键分子的活性，从而抑制肿瘤化疗药物介导的细胞凋亡[22]。P糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）是首个被发现的MDR蛋白，也是一种腺苷三磷酸依赖性膜转运体，具有较强的能量依赖性药物外排泵的功能，可导致细胞内的药物浓度下降，使肿瘤细胞出现耐药性。基于此，临床上逐渐将抑制骨肉瘤耐药中P-gp的表达作为提高细胞内药物浓度、逆转肿瘤耐药性的关键。Baldini等[23]研究发现，P-gp高表达骨肉瘤患者的生存率低于P-gp低表达骨肉瘤患者（P＜0.05）。随着研究的逐渐深入，其他耐药相关蛋白亦逐渐被发现，这些蛋白均可通过与药物结合，促使蛋白结构发生改变，从而减少细胞内药物的蓄积，如多药耐药相关蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP）位于细胞的外侧基底细胞膜，能够加速药物的吸收和分解，并能够减少细胞内药物的蓄积。有研究指出，骨肉瘤细胞对化疗药物的敏感性与MDR1蛋白的表达水平呈负相关，即MDR1蛋白的表达水平越高，骨肉瘤细胞对化疗药物的敏感性越低，耐药性越强[24]。此外，Trpsl转录因子与肿瘤细胞的耐药性亦存在密切的关系，可能能够作为逆转骨肉瘤化疗耐药性的有效分子靶点。

3.2 细胞内解毒系统

药物代谢是细胞解毒机制的重要组成部分，其主要涉及Ⅰ相药物代谢酶和Ⅱ相药物代谢酶。谷胱甘肽是细胞内解毒系统的重要成分，该物质在谷胱甘肽S转移酶的作用下，能够与部分抗肿瘤药物形成复合物，从而形成MRP1的底物，与MRP1结合，然后逐渐被转运出细胞，使细胞内化疗药物的浓度下降。人谷胱甘肽S转移酶可有效阻止药物代谢产物、突变剂和抗肿瘤药物等进入细胞[25]。人谷胱甘肽S转移酶的过表达与MDR关系密切，其能够通过丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号途径特异性地抑制c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）的活性，从而调控真核细胞的凋亡、增殖、分化和应激。这是因为顺铂、多柔比星等所致的细胞DNA损伤可阻断JNK、胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路磷酸化，而人谷胱甘肽S转移酶可调节这些信号通路在骨肉瘤细胞中的活性，进而影响骨肉瘤细胞对化疗的反应。

3.3 信号转导通路干扰

分子信号通路的激活是介导耐药机制的主要途径，分子信号通路的激活能够抑制细胞的凋亡，并可促进细胞的增殖，从而逆转化疗及靶向药物对细胞的抑制作用。其中，雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，MTOR）信号通路是常见的一种分子信号通路，MTOR是一种磷酯酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K），可对细胞内的mRNA及蛋白的翻译过程发挥抑制作用，并参与细胞的生长及代谢[26]。包括骨肉瘤在内的多种肿瘤中均存在MTOR信号通路改变的现象。西罗莫司可通过抑制骨肉瘤HOS细胞、KH0S/NP细胞中MTOR信号通路的激活，从而抑制骨肉瘤细胞的生长。有研究显示，MTOR/p70核糖体蛋白S6激酶（p70 ribosomal protein S6 kinase，p70S6K）转导通路与骨肉瘤患者的预后有关，可作为治疗骨肉瘤的有效靶点[27]。

3.4 自噬相关耐药

高迁移率族蛋白B-1（high mobility group box-1，HMGB1）是一种核内DNA结合蛋白，表达于多种细胞中，参与DNA的复制、重组和转录。在骨肉瘤化疗耐药性的形成过程中，HMGB1以分泌的形式发挥免疫调节的作用。同时，HMGB1还可促进骨肉瘤细胞的增殖和侵袭，抑制骨肉瘤细胞的凋亡。有研究显示，HMGB1可通过介导自噬的方式在骨肉瘤化疗耐药性的产生中发挥重要的作用，因此，临床上可将抑制HMGB1的表达作为逆转骨肉瘤化疗耐药的重要机制[28]。此外，巨噬细胞迁移抑制因子也可影响化疗药物的耐药性，而新型的雄烯二酮衍生物可通过抑制巨噬细胞的迁移，从而调节细胞自噬，减轻肿瘤对化疗药物的耐药性。

4 小结与展望

骨肉瘤是高度恶性的骨肿瘤，化疗是骨肉瘤常用的治疗手段，其在改善骨肉瘤患者预后中具有重要意义。化疗疗效是影响骨肉瘤患者预后的重要因素，新辅助化疗、个体化化疗等均是提高骨肉瘤化疗疗效的重要措施。化疗药物的耐药性是骨肉瘤临床治疗中的主要问题。了解骨肉瘤化疗耐药的分子机制对逆转骨肉瘤化疗耐药现象、提高骨肉瘤治疗效果具有重要价值。然而，现阶段，临床上对于骨肉瘤化疗耐药分子机制的研究仍处于初期阶段，临床上仍需展开更加深入的分析与研究。