骨肉瘤化疗耐药机制及中医药逆转化疗耐药的研究进展△

浦飞飞，陈凤霞，夏平，冯晶

1武汉市中西医结合医院（武汉市第一医院）骨科，武汉 430022

2武汉大学中南医院肿瘤放化疗科，武汉 430071

3武汉市中心医院骨科，武汉 430014

骨肉瘤是儿童和青少年常见的恶性骨肿瘤，随着新辅助化疗的实施，化疗联合保肢手术已成为骨肉瘤的主要治疗手段[1]。但部分骨肉瘤患者可因为化疗耐药导致新辅助化疗失败或晚期挽救性化疗失败，最终导致患者因肿瘤复发或远处转移而死亡[2]。化疗耐药是目前骨肉瘤临床治疗的难点，也是骨肉瘤患者治疗成功的关键，亟需全面深入地了解骨肉瘤的化疗耐药机制，寻找能够逆转化疗耐药的治疗方案，以提高患者的治疗效果。导致化疗耐药的机制较为复杂，与药物外排、细胞解毒、DNA损伤修复、细胞凋亡、细胞自噬等相关[3]。中医药逆转耐药成效突出，中药及其活性成分可通过阻止药物外排、减少胞内药物清除等多个途径干预化疗耐药[4]。本文针对骨肉瘤化疗耐药机制和中医药逆转化疗耐药的相关研究进行综述，为中医药逆转骨肉瘤化疗耐药的研究和临床应用提供思路。

1 骨肉瘤多药耐药机制

1.1 药物外排增加

P-糖蛋白（permeability glycoprotein，P-gp）是广谱药物外排泵，通过腺嘌呤腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）结合位点耗能，将药物外排至细胞外，恢复与药物亚基的结合能力，这能够降低细胞中的药物浓度，从而减少细胞毒性[5]。P-gp在骨肉瘤中高表达，是骨肉瘤化疗耐药的重要因素[6]。研究显示，P-gp在骨肉瘤化疗耐药患者肿瘤组织中的阳性表达率为83.3%，在化疗敏感患者肿瘤组织中的阳性表达率为38.5%，结果表明，P-gp表达可能与骨肉瘤化疗耐药存在相关性[7]。研究显示，P-gp水平与骨肉瘤患者顺铂的疗效相关，P-gp水平越高，骨肉瘤细胞对顺铂的耐药性就越强，下调或抑制P-gp的表达可使骨肉瘤细胞恢复对顺铂的敏感性[5]。针对P-gp调控化疗耐药的具体机制，Liu等[8]发现，miRNA-221可以通过激活信号转导及转录激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）通路，上调骨肉瘤细胞P-gp和B细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）的表达，促进表柔比星耐药。

1.2 细胞解毒作用

细胞的解毒作用也会影响肿瘤细胞的化疗耐药，谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase，GST）是同源二聚体酶超基因家族成员之一，有θ、μ、α、π等多种同工酶，GST的解毒作用是肿瘤细胞化疗耐药的关键[9]。大部分化疗药物通过GST-π催化，与谷胱甘肽（glutathione，GSH）结合，形成GSH-药物复合物，被P-gp泵出体外，从而减少化疗药物在体内的作用时间，降低了药物的抗肿瘤效果，还会导致肿瘤细胞耐药[10]。研究表明，过氧化物酶体增殖物活化受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）的激动剂吡格列酮通过下调 P-gp的表达，逆转骨肉瘤来源的原位异种移植模型对表柔比星的耐药性[11]。此外，谷胱甘肽S-转移酶P1（glutathione S-transferase P1，GSTP1）的基因多态性及表达水平也与骨肉瘤患者的化疗疗效和预后相关[12]。

1.3 DNA损伤修复

大部分化疗药物是通过破坏DNA结构来促进肿瘤细胞凋亡，因此，DNA损伤修复增强是肿瘤细胞耐药的重要因素之一[13]。与化疗耐药相关的DNA损伤修复包括核苷酸切除修复（nucleotide excision repair，NER）、碱基切除修复（base excision repair，BER）和同源重组修复（homologous recombination repair，HRR）。DNA修复途径中的纠正修复交叉互补基因1（excision repair cross complement-ing 1，ERCC1）rs11615多态性在骨肉瘤的化疗反应和总生存中发挥了重要作用[14]。纠正修复交叉互补基因 2（excision repair cross complementing 2，ERCC2）rs1799793和尼伯林（nibrin，NBN）rs1805794多态性与骨肉瘤发生风险增加相关，这表明NER和HRR通路参与了骨肉瘤的发生[15]。一项研究评估NER和BER通路相关的DNA修复相关因子作为骨肉瘤潜在治疗靶点的价值，结果显示，相关因子在顺铂耐药变异体中比亲代细胞株表达更高，可能间接参与了DNA损伤修复过程[16]。

1.4 细胞凋亡

肿瘤细胞凋亡是化疗药物发挥抗肿瘤作用的重要途径，因此，细胞凋亡的异常改变是化疗耐药的关键机制[17]。Bcl-2基因是导致细胞凋亡的重要原癌基因，Bcl-2蛋白介导的细胞凋亡与骨肉瘤患者的总生存期相关，蛋白活性与骨肉瘤组织学恶性程度呈正相关[18]。p53基因作为抑癌基因，对肿瘤细胞增殖起负调控作用，能诱导细胞凋亡。p53基因突变的骨肉瘤患者术前化疗敏感性和生存情况均明显差于p53基因未突变患者[19]。转染野生型p53可以通过抑制人骨肉瘤细胞胰岛素样生长因子 1受体（insulin-like growth factor 1 receptor，IGF-1R）的表达或通过增加促凋亡蛋白p21和Bcl-2相关X蛋白（Bcl-2-associated X protein，BAX）的表达来提高化疗敏感性[20]。此外，细胞外基质也可通过抑制p53的表达，诱导人骨肉瘤细胞对表柔比星的耐药，从表观遗传角度阐释了细胞外基质诱导的p53功能丧失对化疗耐药的影响[21]。

1.5 细胞自噬

多种化疗药物能诱导骨肉瘤细胞自噬，但产生的效应具有两面性，有的会增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，有的会导致肿瘤化疗抵抗和耐药[22]。研究表明，化疗药物通过诱导肿瘤细胞自噬，降低了肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，抑制自噬可提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，促使细胞凋亡和坏死，提高化疗效果[23]。Tao等[24]研究发现，激活WNT/β-catenin信号通路可以减弱Beclin-1介导的骨肉瘤MG63细胞的自噬，逆转肿瘤细胞对吉西他滨的耐药。马丽丽等[25]也发现，骨肉瘤细胞耐药后自噬激活，抑制自噬后细胞凋亡明显增强，肿瘤细胞对顺铂的敏感性也增强，说明自噬对骨肉瘤细胞化疗耐药发挥了重要作用。

1.6 铁死亡

铁死亡是新发现的细胞程序性死亡方式，诱导铁死亡会促进脂质过氧化物和活性氧簇的过量蓄积，逆转肿瘤细胞的化疗耐药[26]。在耐药状态下，诱导铁死亡可以抑制肿瘤细胞生长，增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，提示铁死亡在肿瘤化疗耐药中发挥了重要作用[27]。一项针对骨肉瘤对顺铂敏感性的研究表明，诱导骨肉瘤细胞铁死亡会增加靶细胞对顺铂的化疗敏感性。铁死亡激动剂处理骨肉瘤顺铂耐药细胞株会显著下调铁死亡负调控因子水平，上调铁死亡相关因子水平，增强细胞对顺铂的敏感性[28]。表明铁死亡能够为改善骨肉瘤的化疗耐药提供新思路。

2 骨肉瘤多药耐药的中医病因病机

中医从整体观念出发，认为肿瘤发病以正气亏虚为基础，加以外感六淫或内伤七情，导致气滞、血瘀、痰湿、邪毒内生，留于骨骼而生肿物，日久则成骨瘤。肿瘤多药耐药机制复杂，中医对骨肉瘤多药耐药的病因病机认识仍在不断完善。周仲瑛教授根据肿瘤化疗耐药治疗的临床经验提出脾气虚弱、湿毒瘀结的基本病机[29]。李琦教授认为湿热是肿瘤化疗耐药的病理因素，湿性重浊、黏质，与热邪博结，可导致病变反复，缠绵难愈[30]。陈信义教授发现肿瘤的耐药性和难治性与中医“痰”“瘀”病因病机密不可分[31]。周岱翰教授提出“顽痰生百病”，肿瘤化疗耐药与痰邪作祟不可分割[32]。由此可见，癌毒作为一类特殊的毒邪，既是病理因素，也是病理产物，其性更加暴烈且黏滞不化，易与痰浊瘀血胶结，形成癌毒、瘀毒与痰毒的复合状态，此为癌毒交互，蕴于体内，缠绵难消，使肿瘤细胞能够躲避药物的杀伤作用而形成耐药性。中医药具有多通路、多靶点协同的特点，针对骨肉瘤不同发病时期的多向治疗，在逆转多药耐药方面展现出高效低毒的独特优势。

3 中医药对骨肉瘤多药耐药的逆转作用

3.1 中药组方

中医认为邪毒瘀结是骨肉瘤的主要病机，但其本质是本虚标实，证型复杂多变。杜敏东等[33]针对骨肉瘤热毒血瘀互结，自拟抑瘤汤（白花蛇舌草30 g，扶芳藤、生薏苡仁、石斛各20 g，斑蝥0.03 g，甘草6 g）辅助骨肉瘤化疗，结果显示，与单纯化疗相比，化疗联合自拟抑瘤汤治疗骨肉瘤的疗效更佳，保肢术后肢体功能更优，化疗不良反应发生率更低，临床预后更好。既往研究表明，活血中药具有逆转多种肿瘤耐药的功效，可明显提高肿瘤的化疗疗效。有研究发现，单纯榄香烯具有抑制耐药骨肉瘤细胞增殖的作用，与表柔比星联合可明显增强化疗疗效，具有协同作用，但榄香烯在体外并未改变多重耐药表达率，其具体机制尚需进一步研究[34]。在补肾健脾活血法上，广东省中医院院内协定方——骨癌通泰方（组方包括骨碎补、补骨脂、薏苡仁、白花蛇舌草、莪术、黄芪、全蝎等）具有补肾健脾活血的作用，能明显下调成人骨肉瘤耐药细胞多重耐药基因的表达，为骨肿瘤化疗减毒增效的深入研究提供了理论依据[35]。

3.2 中成药

体外实验证实，片仔癀可以抑制骨肉瘤表柔比星耐药细胞增殖，通过激活磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinases，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称AKT）信号通路促进磷酸酶与张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）的表达，抑制AKT蛋白磷酸化，进而导致多腺苷二磷酸核糖聚合酶[poly（ADP-ribose）polymerase，PARP]蛋白裂解，最终诱导耐药细胞凋亡[36]。片仔癀与表柔比星联用可以降低骨肉瘤耐药细胞对表柔比星的化疗抵抗，通过Bcl-2/BAX通路诱导耐药细胞凋亡[37]。石宇熊等[38]发现，参麦注射液处理过的骨肉瘤多药耐药细胞内柔红霉素积聚能力明显提高，表明参麦注射液通过增加耐药细胞株内化疗药物的浓度逆转其化疗耐药性，进而提高化疗药物对骨肉瘤细胞的杀伤作用，这可能与参麦注射液益气养阴、生津扶正的作用相关。

3.3 中药单体

蟾毒灵是从蟾酥中提取的一种毒性配基，作为强心苷类物质属于细胞拓扑异构酶Ⅱ抑制剂。蟾毒灵可明显诱导骨肉瘤氨甲蝶呤耐药细胞株凋亡，其机制可能与热休克蛋白27表达下调介导的肿瘤细胞凋亡相关[39]。另有研究表明，蟾毒灵能将骨肉瘤氨甲蝶呤耐药细胞的细胞周期阻滞于G2/M期，同时能促进p53和BAX的表达，抑制Bcl-2的表达，从而诱导细胞凋亡[40]。姜黄素作为中草药姜黄根茎的活性提取物，是美国国家癌症研究所承认的广谱抗肿瘤药物，其作用机制包括调控相关蛋白的表达、上皮-间充质转化分子标志物、肿瘤干细胞识别标志物、相关信号通路、细胞自噬和相关因子。姜黄素通过抑制骨肉瘤顺铂耐药细胞MG-63的自噬激活，促进顺铂诱导的骨肉瘤多药耐药细胞凋亡[41]。进一步研究发现，姜黄素通过下调P-gp的表达并抑制P-gp外排，逆转骨肉瘤氨甲蝶呤耐药细胞的化疗抵抗[42]。三氧化二砷是中药砒霜的主要成分，被认为是多种肿瘤治疗的有效药物。三氧化二砷联合表柔比星可以通过上调BAX的表达、下调P-gp和Bcl-2的表达，抑制骨肉瘤耐药细胞增殖，诱导细胞凋亡[43]。有研究发现，三氧化二砷能够激活骨肉瘤耐药细胞自噬，而自噬又可以抑制细胞凋亡，对于化疗敏感的骨肉瘤细胞，三氧化二砷能激活自噬并诱导凋亡[44]。晚期骨肉瘤患者通常会对化疗药物耐药，临床研究证实了三氧化二砷的临床疗效，研究表明，三氧化二砷联合吉西他滨及多西他赛二线治疗骨肉瘤肺转移患者的近期疗效较佳[45]。榄香烯作为莪术提取物，可以抑制骨肉瘤细胞GST-π的表达，缓解肿瘤细胞对表柔比星的耐药性，逆转肿瘤细胞的多药耐药[46]。朱夏等[47]对化疗疗效不佳的骨肉瘤患者进行临床疗效观察，结果发现，榄香烯辅助治疗化疗耐药的骨肉瘤患者，能够减轻化疗不良反应，提高治疗效果。研究表明，肉苁蓉可以下调多药耐药相关蛋白1（multidrug resistance associated protein 1，MRP1）和p53的表达，逆转骨肉瘤的化疗耐药性[48]。此外，还有多种中药单体，如熊果酸、白藜芦醇、苦皮酮B等，均可通过各种途径对骨肉瘤多药耐药产生一定的逆转作用，中药单体可辅助增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，具有良好的应用前景[49-51]。

4 小结与展望

骨肉瘤化疗耐药机制复杂，中医药对逆转化疗耐药展现出了疗效优势。但目前也存在诸多问题，如目前临床对中药单体的研究较多，而对中药复方的研究较少，事实上中医治疗是建立在辨证论治的基础上，强调整体作用。因此，在后续的研究中，应该强调体内研究，重视在整体观念的基础上辨证论治，关注中医临床疗效，为逆转骨肉瘤化疗耐药提供新思路，从而为骨肉瘤中西医结合治疗提供新策略。