放射抵抗与化疗耐药相互关系的研究进展

1、放射抵抗与化疗耐药相互关系的研究进展【关键词】 放射抵抗;化学疗法;抗药性,肿瘤;综述 目前，放化疗综合治疗在临床上应用越来越多。对肿瘤采用合理的、有计划的放化疗综合治疗，提高肿瘤局部控制率及预防和消除转移,从而提高病人的长期生存率是肿瘤治疗亟待解决的难题。放化疗综合治疗可采取序贯【关键词】 放射抵抗;化学疗法;抗药性,肿瘤;综述 目前，放化疗综合治疗在临床上应用越来越多。对肿瘤采用合理的、有计划的放化疗综合治疗，提高肿瘤局部控制率及预防和消除转移,从而提高病人的长期生存率是肿瘤治疗亟待解决的难题。放化疗综合治疗可采取序贯放化疗、交替放化疗和同步放化疗等多种形式，其中序贯法比较常用。目前，临床

2、序贯治疗的观点不一，有些观点认为应先放疗后化疗，因为放疗可以减低肿瘤负荷降低耐药细胞的比例，降低耐药机会。有些观点认为先化疗后放疗，放疗使血液供应减少，导致化疗敏感性下降。影响放化疗序贯治疗疗效的因素很多，多药耐药与放射抗拒是其中重要的因素之一。放疗后能否产生耐药性，化疗之后放疗敏感性是否改变，是决定放化疗序贯方式的重要因素之一，是影响治疗疗效和提高病人生存质量的难点和热点问题之一。而目前关于放射抗拒与化疗耐药性的关系的文献不多，意见也不一致。本文就放射抵抗与化疗耐药相互关系的研究进展综述如下。 1 化疗耐药的机制 影响化疗效果进一步提高的因素很多,其中耐药性是影响疗效的最重要因素之一。肿瘤细

3、胞耐药分为内在性(未接触药物时原已存在的)和获得性(接触药物后产生的)两大类。近年发现在培养中接触某种化疗药物而产生的细胞株，对其他结构物上无关且作用机制不同的药物也产生耐药，这种广谱耐药现象称为“多药耐药性(MDR)”。化疗耐药相关因素主要有以下几种12。特殊的膜糖蛋白的增加，细胞排出药物增多。如P糖蛋白(PgP)、多药耐药相关蛋白(MRP)、肺耐药相关蛋白(LRP) 和乳癌耐药蛋白。细胞解毒系统活性增强。如谷胱甘肽S转移酶(GST)活性增强，金属硫蛋白(MT)增加。药物作用靶点减少。如药物作用靶分子DNA拓扑异构酶活性降低或含量减少。细胞损伤后自我修复能力增强。如参与核苷酸切除修复途径核苷

4、酸切除修复的DNA切除修复交叉互补基因1 表达增加，修复DNA的碱基错配修复缺陷。癌细胞凋亡调节机制改变。如p53基因突变、bc12基因过表达，凋亡抑制因子Survivin的表达。另外，信号传导中有关因子介导的耐药，如蛋白激酶C下调、PI3K/Akt活性增强、NFB活化等。 2 放射抵抗机制 目前对肿瘤多药抗性的发生机制已有较深刻的认识，相比之下对肿瘤放射抵抗的机制至今知之甚少，缺乏深入和全面的认识。肿瘤的放射敏感性是多因素决定的。临床放射生物学的研究，提出了在临床放射治疗过程中经常应用的四个生物学因素：亚致死损伤和潜在致死损伤与修复、细胞再增殖、细胞周期再分布和再氧合(简称4R)。另外不同的

5、细胞亚群间还存在内在敏感性的差异,其中DNA损伤与修复过程和细胞凋亡起主要作用，前者还包括基因点突变和DNA双链断裂。具体影响因素有以下几种:癌基因，如ras家族、cmyc家族;抑癌基因如p53基因;协同基因包括DNA损伤及修复一系列基因;细胞凋亡相关的蛋白、酶及基因;细胞周期信号转导通路如酪氨酸激酶受体等。 3 放射抵抗与肿瘤耐药的研究现状 3.1 化疗耐药对放射敏感性的影响 这方面的研究主要集中于化疗敏感细胞与耐药细胞模型放射敏感性的比较。SLIVA等3研究LRP在头颈部鳞癌放射治疗中与预后的关系，结果显示，LRP升高在全组中与局部复发相关，在舌癌亚组中与预后显著相关，而在扁桃体亚组中，与

6、预后无关。CHORNA等4用1.54.5 Gy的X线分别照射化疗敏感细胞MCF7(wt)和阿霉素耐药细胞MCF7(DOX/R)，并检测照射前后bax、bad、bcl2蛋白表达，结果MCF7(wt)中bax及bad表达增加，且其表达量随照射剂量的增加而增加，bcl2表达减少，差异有显著性意义;而MCF7(DOX/R)照射前后各指标无明显变化，并检测到MCF7(DOX/R)中DNA修复增加，凋亡减少，推测可能由此导致放射抗拒。冷卫东等5分别对Tca 8113和Tca 8113/CBDEA细胞进行2、4、6、8、10 Gy的放疗处理，应用MTT法测定Tca 8113和Tca 8113/CBDEA细胞

7、的放疗成活曲线，结果显示，Tca 8113/CBDEA对放疗的ID50是Tca 8113的1.24倍，得出耐药的舌鳞癌细胞表现放疗耐受性。总体来说，目前大部分研究结果倾向于耐药细胞放射敏感性相对降低。但较早期的研究也有相反的结论，如MAZZANTI等6报道，NIH 3T3细胞系通过转染MDRL基因获得MDR表型后放射敏感性提高，并认为可能原因为NIH 3T3细胞系转染MDRL基因后提高了对氧自由基的易感性，从而提高了电离放射对细胞的间接毒性。 3.2 放射对细胞化疗耐药的影响 目前关于放射可能导致多药耐药性的研究可分为对耐药基因mRNA及蛋白水平的检测，主要是MDR1和其编码蛋白PgP的过度表

8、达的研究，也有其他少数耐药蛋白的研究。目前推测，放射可能导致那些直接或间接调控PgP的MDR1结构修饰或其他的细胞成分的改变。放射如何诱导MDR1和PgP过度表达，其机制目前还不清楚。并且，对放射后的一些肿瘤细胞模型的研究发现，放射后肿瘤PgP表达增加没有伴随的基因扩增或与PgP表达一致的mRNA合成增加，初步表明PgP的翻译和翻译后的调控是可变的。放射与肿瘤多药耐药性的关系从基因调控水平、蛋白水平及基因水平都有文献报道。 3.2.1 放射与基因调控的关系 NURIA等7发现紫外线照射可激活MDR1启动子的转录活性，紫外线刺激可以使mdr1 启动子活化，使PgP表达增强。紫外线损伤识别蛋白UV

9、DRP与紫外线诱导的6,4光合物高度特异型结合，在顺铂耐药株中活性增强。 3.2.2 放射与耐药基因和(或)相关蛋白的关系 早在上世纪90年代国外就有涉及这方面的研究。HILL等8对不同细胞和不同照射方法的研究结果显示，PgP的表达增高但MDR1的表达不增高。HARVE等9对人白血病细胞进行体外射线照射，结果出现MRP的过度表达。随着越来越多的放化疗综合应用，这方面的研究又重新成为热点。国内做的比较多的是头颈部癌。卜俊国等10对鼻咽癌CNE1细胞单次4 Gy外照射，鼻咽癌CNE1细胞射线照射前MDRL基因及其编码蛋白PgP不表达，照射后较长时间内MDRL基因、PgP均明显表达，对柔红霉素的摄取

10、较射线照射前低。王若雨等11模拟人体常规分割放射照射总剂量10Gy/(5 d5 f)对CNE1细胞进行X射线照射，检测照射前、照射开始后第7、14、21、28和35天 MDR1、MRP基因、PgP和 MRP表达变化，照射后35 d内耐药基因及蛋白表达均显著增高(P0.05)，同时CNE1细胞对顺铂产生抵抗，得出和卜俊国等相似结论。HENNESS等12采用X射线对小细胞肺癌H69细胞分割照射8个月，总剂量37.5 Gy，照射后的细胞株命名为H69/R38细胞株，照射后MRP1、MRP2和Topo增加，GST、 bcl2减少;再予4 Gy的照射后MRP在H69细胞中60%下降，在H69/R38中无

11、变化; Topo在H69/R38细胞株增加5倍，在H69中增加1.5倍。总之大部分研究结果倾向于放射后耐药基因和(或)耐药蛋白表达增高。但也有一些相反的结论，如HILL13研究发现，对细胞使用低到中等剂量的外照射即可降低细胞耐化疗、耐凋亡基因的表达，其结果是使其后的化疗更加敏感。 4 存在问题及发展趋势 放射抗拒与化疗耐药及两者如何相互影响的问题，是临床制定综合治疗方案的主要依据之一。关于放化疗时序的临床试验目前仍然没有一个确定的结论，有待开展更大规模的随机对照临床试验进一步探讨4 存在问题及发展趋势 放射抗拒与化疗耐药及两者如何相互影响的问题，是临床制定综合治疗方案的主要依据之一。关于放化疗

12、时序的临床试验目前仍然没有一个确定的结论，有待开展更大规模的随机对照临床试验进一步探讨;而从基础机制方面探讨放射抗拒与化疗耐药及两者相互影响的问题，需要进行体外实验研究证实。但目前关于该方面的研究甚少，更没有一个确定的结论。对于放射产生耐药性的研究只有通过大量基础与临床实验，才能找到不同种类射线对于不同研究对象、不同治疗方式产生耐药基因和耐药蛋白表达的差别，才能找到放疗导致耐药性基因的转录、翻译和蛋白的表达及调控的机制以及耐药蛋白影响放射敏感性的机制。 【参考文献】 1徐志渊,李德锐. 肿瘤化疗多药耐药研究新进展J. 中国肿瘤, 2006,15(6):382386. 2王玲玲,娄杰. 肺癌多药

13、耐药机制的研究现状J. 实用肿瘤学杂志, 2008,22(1):7982. 3SLIVA P, SLEVIN N, SLOAN P, et al. The role of lung resistance protein in radiation treated head and neck carcinomaJ. Clin Otolaryngol, 2006,31:247. 4CHORNA , DATSYUK L O, STOIKA R S, et al. Expression of Bax,Bad and Bcl2 proteins under Xradiation effect toward

14、s human breast cracinoma MCF7 cells and their doxorubicinresistant derivativesJ. Exp Oncol, 2005,27(3):196201. 5冷卫东,王大章. 放疗对舌鳞癌Tca 8113细胞及其耐药细胞株耐药性的影响J. 实用口腔医学杂志, 2006,22(5):615619. 6MAZZANTI R, FANTAPPIE O, FABRIZIO P, et al. Conferring drug resistance by MDR1 Gene transfection increases susceptibi

15、lity to irradiation and lipid peroxidation in 3T3 Cell lineJ. Free Radic Biol Med, 1996,20(4):601606. 7NURIA E, VILABOAT, CALAN A, et al. Regulation of multidrug resistance1 (MDRI)/Pgpycoprotein gene expression and activity by heatshock transcription factor 1 (HSF 1)J. Bio Chem, 2000,275(32):2497024

16、976. 8HILL B T. Evidence of diffferential regulation of PGPcoprotein overexpressing in drugresistance tumer cells selected by exposure to Xirradiation as opposed to antiumour drugJ. Onkologie, 1996,19(Suppl 1):69. 9HARVIE R M, DAVEY M W, DAVEY R A, et al. Increased MRP expression is associated with

17、resistance to radiatinon，anthracycliens and etoposide in cells treated with fracitonated gammaradiaitonJ. Int J Cancer, 1997,73(1):164167. 10卜俊国,袁亚维,陈俊. X射线照射后鼻咽癌细胞多药耐药基因的表达J. 第一军医大学学报, 2004,24(6):646649. 11王若雨,隋晓梅,朱勤伟,等. X射线照射对人鼻咽癌细胞株耐药基因及蛋白表达的影响J. 中国肿瘤, 2007,16(11):929932. 12HENNESS S, DAVEY M W, HARVIE R M, et al. Fractionated irradiation of H69 smallcell lung cancer cells causes stable radiation and drug resistance with increased MRP1, MRP2, and topoisomerase a