2016, Vol. 30
喉癌是人体头颈部常见的恶性实体肿瘤，主要病理类型为鳞状细胞癌，其发病率约占1%~5%。在喉癌的综合治疗中，化学药物疗法扮演着日益重要的角色，在保全喉功能、改善预后、治疗转移等方面均发挥了一定的作用。但是，多药耐药(multidrug resistance，MDR)的产生成为导致化疗失败的主要原因，多药耐药是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物产生耐药性的同时，对其他结构和作用机制完全不同的抗肿瘤药物也产生交叉耐药性[1]。其机制尤为复杂，自1970年Bielder和Riehm[2]首次文献报道多药耐药现象以来，研究多药耐药的耐药机制及多种耐药基因之间的相互关系已成为各系统肿瘤研究的热点问题。好多学者认为，如果能对肿瘤的耐药性进行预见和检测，则可避免多药耐药型药物导致的获得性多药耐药，故可对喉癌等恶性肿瘤的个体化针对治疗起到极大的推动作用。现就两种起到重要作用的耐药相关基因/蛋白，P-糖蛋白(P-gp/MDR1/ABCB1)、乳腺癌耐药蛋白(ABCG2/ BCRP/MXR/ABCP)的耐药机制、相互作用及相关信号通路综述如下。
1 P-糖蛋白 1.1 简介P-糖蛋白(P-gp/MDR1/ABCB1)是发现较早并且研究较多的一种耐药蛋白，最初是1976年Juliano[3]在耐药的中国仓鼠卵巢细胞中首先发现的。它是一种能量依赖性的跨膜转运蛋白，由mdrl基因编码，分子量为170 kDa。其底物十分广泛，包括：药物、抗生素、染料及亲脂性复合物等。该蛋白可介导一系列抗癌药物的耐药(如阿霉素、紫杉醇、植物碱类)。
1.2 作用机制及相关研究P-gp能将摄入细胞内的药物转运到细胞外，是一种能量依赖性药物排除泵。降低了细胞内药物的浓度，从而减少药物对细胞的损伤，产生耐药性。
很多研究证实，P-gp是多药耐药机制的标志，由它介导的耐药称为经典的耐药途径。李圆等[4]研究中证实，P-gp在喉癌不同病理类型组织中均呈高阳性率、高强度的表达，说明P-gp过度表达是造成喉鳞癌耐药的最主要机制，而且主要表现为原发耐药性。早前国内外学者也有研究证实，以P-gp介导的多药耐药表型与喉癌对化疗耐药性之间存在统计学意义。杨征等[5]研究表明，在喉癌中MDR1(P-gp)表达率较高(56．7％)，与喉癌的分化程度相关。Li等[6]利用紫杉醇诱导出了喉癌耐药细胞株Hep-2T，并检验了它的特性和功能。与亲本细胞Het-2相比，Hep-2T在蛋白和mRNA水平均高表达P-gp，并与多种抗肿瘤药产生交叉耐药，实验证实P-gp在这两种细胞系中不仅引起多药耐药，还与肿瘤的侵袭和凋亡有关，并成功设计出了特异性小干扰RNA的序列[7]。
2 乳腺癌耐药蛋白 2.1 简介乳腺癌耐药蛋白(ABCG2/ BCRP/MXR/ABCP)是最近十几年才发现的一种新的耐药蛋白，其多药耐药功能和肿瘤干细胞分选功能成为新的研究方向。
1998年Doyle曾用一种技术(mRNA指纹技术)在MCF-7/AdrVp中筛选检测到一个2.4 kb的 mRNA，并复制出该mRNA的cDNA，此基因编码655个氨基酸，翻译后的蛋白质为72 kDa大小的跨膜转运蛋白，可以介导多药耐药机制。由于该基因是从乳腺癌细胞中提取获得，因此命名为乳腺癌耐药蛋白(breast cancer resistance protein,BCRP)。
另将这种基因转染非耐药的乳腺癌细胞株，转染细胞获得了与MCF-7/AdrVp相类似的耐药特点，对多种药物(如柔红霉素、阿霉素、甲氨蝶呤、米托蒽醌等)均有不同程度地耐药。另有研究显示：从人的胎盘组织和耐米托蒽醌的人结肠癌细胞中分离提取，并克隆到该乳腺癌耐药蛋白，因此又将其命名为胎盘ABC转运蛋白(placental ABC transporter,ABCP ) 和米托蒽醌耐药蛋白(mitoxantrone-resistant protein,MXR) 。但是基于该蛋白的结构和序列的同源性，人类基因组命名委员会将其命名为ABCG2(ATP-binding cassette superfamily G member 2)。
2.2 作用机制及相关研究早有研究证实，ABCG2已在全身多部位、多系统的肿瘤中有表达。血液系统肿瘤、淋巴瘤、骨髓瘤以及各系统的实体肿瘤的研究均已有涉及。在头颈部肿瘤的相关研究中，2006年Chen等[8]利用ABCG2分选了两种细胞系的侧群细胞(利用流式分选SP细胞的方式分选肿瘤干细胞)，证明了激活表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)可以增加SP细胞的数量。2007年，Lopez等[9]在甲状腺癌中研究发现表皮生长因子受体可以增加ABCG2的表达，因此使用表皮生长因子受体酶抑制剂—吉非替尼(gefitinib)即可以增强治疗药物(阿霉素)的药物作用，从而取得满意的治疗效果。不久后Tsunoda等[10]研究发现，ABCG2在食管癌中提取发现，呈表达增高的状态，从而证实了ABCG2对于食管的恶性肿瘤是不利因素，为其治疗提供依据和方向。随之，Wang等[11]从鼻咽癌细胞系(CNE-2)中分离选择出了侧群细胞，证实了ABCG2不但在肿瘤的多药耐药机制中起作用，降低临床治疗效果，并且在鼻咽部肿瘤的形成和突变过程中也具有不可磨灭的影响。这些研究成果促使后来的研究者思索如何抑制ABCG2的作用，从而为治疗的突破开创先河。2008年Chu等[12]研究发现，由伊马替尼(Imatinib)介导的Akt失活调控了ABCG2的功能，能提高头颈部肿瘤对阿霉素的药物反应，该发现大大提高了头颈肿瘤的药物治疗效果[13]。2012年沈斌等[14]研究证实，ABCG2在下咽癌中也呈高表达状态，并与淋巴结的转移显著相关，因此可以说明ABCG2的表达检测可作为临床预测喉癌转移及预后的参考性指标。
3 P-gp与ABCG2的相互关系ABCG2蛋白作为耐药蛋白与P-gp有类似药理学功能，均可消耗ATP将进入细胞内的化学物质转运至细胞外，从而维持细胞内成分的稳定，使细胞得到一定程度的保护。而且它们在正常组织器官的分布情况相似(比如胎盘、胎儿以及肠道组织)。
目前针对P-gp和ABCG2两种耐药蛋白在人体中表达、作用和相互关系的研究不多，且存在差异。Krishnamurthy等[15]在乳腺肿瘤研究中表明，ABCG2表达与缺氧的肿瘤微环境相关，同时他在既往胰腺癌研究中表明，P-gp亦与缺氧的肿瘤微环境相关，因此两者可能存在相同的调节途径。史博[16]曾研究表明，胰腺癌中ABCG2与P-gp的表达呈正相关，两者的表达一定意义上可能存在相互促进的作用，可能存在相似的调节途径，并且调节方向相同。Cisternino等[17]在研究中发现，在变异mdrla(-/-)小鼠的血-脑脊液屏障中，P-gp的表达量与ABCG2 mRNA的表达量呈正相关。另外还有一些研究报道指出了MRP和P-gp之间截然相反的关系。Stein等[18]在人类结肠癌肿瘤细胞中的研究，发现TNF-α通过相反的方式影响了mrp和lrp基因的表达。同时，亦有报道发现ABCG2与MDR1(P-gp)表达呈正相关性。比如Bark等[19]实验证实，在无毒状态P-gp下调了ABCG2的表达；Poller等[20]研究发现在血-脑脊液屏障中，炎性因子可以增加P-gp和ABCG2的表达和功能；Trock等[21]发现在乳腺癌中ABCG2与P-gp存在部分相同的耐药机制。前不久，孙臻峰等[22]也应用流式细胞仪检测了P-gp和ABCG2抑制剂对于Hep-2喉癌细胞株积累、外排抗肿瘤药物功能以及增敏作用的影响。
4 相关信号通路Carpenter等[23]研究证实，表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)是一种多功能生长因子，通过结合具有酪氨酸酶活性的细胞表面受体发挥作用。EGF受体(EGFR)的激活可以活化多条信号通路，其中包括丝裂原活化蛋白激酶通路(MAPK)。而EGFR在多种肿瘤细胞的凋亡、增殖和血管生成方面发挥着重要作用。
有研究发现[24-25],通过MAPK信号通路，EGF可以增加ABCG2和P-gp在肿瘤内的表达和功能，而酪氨酸酶抑制剂(TKI)和MAPK信号通路抑制剂均可以不同程度地逆转两种耐药蛋白的表达和功能。Graber-Maier等[26]利用RNAi技术在肠Caco-2细胞基础上建立了低表达P-gp和ABCG2的细胞株，发现两种蛋白在排出伊马替尼上都发挥着作用，然而P-gp的功能更明显。
5 结 语多药耐药是喉癌等头颈部肿瘤化疗的主要障碍，严重影响着患者的预后和生存率，而对抗肿瘤多药耐药又是一个极其复杂的问题，涉及基础和临床研究的许多方面。眼前两种耐药基因蛋白P-gp和ABCG2对喉癌不仅分别起着重要的作用，而且两者的相互关系和作用对我们今后的研究和临床应用更显得尤为重要。MAPK信号通路在P-gp和ABCG2的表达和功能研究中已经崭露头角。然而这两种耐药蛋白是通过怎样的机制发挥相互作用，同时抑制这两种耐药蛋白是否会提高肿瘤化疗的效果，MAPK信号通路在这些功能中又起到什么样的作用，这将成为我们下一步研究的重点。
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