乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,每年新 发病例约140万。化疗是乳腺癌综合治疗的重要 手段,常用药物包括蒽环类、紫杉类、抗代谢 类、环磷酰胺和顺铂等,其中紫杉类被认为是 最有效的化疗药物之一。多西他赛(docetaxel, DTX),又名多烯紫杉醇,为紫杉醇的半合成衍 生物,属第二代紫杉类抗癌药。DTX虽已广泛 应用于乳腺癌的辅助化疗、新辅助化疗和转移性 乳腺癌的治疗,但其并非对所有乳腺癌都有效, 如在转移性乳腺癌中,DTX单药一线治疗有效率 在40%~60%之间,而二、三线治疗有效率降至 20%~30%。因此,深入探讨DTX的耐药机制,对 于临床合理用药具有重要意义。本文就近年来的 研究进展进行了简要概述。
1 药物作用靶点的改变DTX的作用靶点为微管,后者是由两种类型 的微管蛋白亚基即α微管蛋白和β微管蛋白组成的 管状聚合物。低浓度(2~4 nM)时,DTX抑制微 管解聚,增强其动力学稳定性,进而诱导多极纺 锤体的形成,引起畸形有丝分裂和非整倍体,最 终导致细胞坏死;而高浓度(100 nM)时,DTX 增加微管二聚体的数量和聚合速度,促进原纤维 的形成,引起G2/M期阻滞,最终导致细胞凋亡[1]。
β微管蛋白至少包括8种同型(即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳa、Ⅳb、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ),其中Ⅰ型和(或)Ⅲ 型β 微管蛋白同型表达水平可作为DTX疗效预测指标。 研究发现,Ⅲ型表达阳性组乳腺癌DTX治疗有效 率(28%)明显低于阴性组(59%)。在乳腺癌耐 药细胞中,β微管蛋白同型表达水平较亲代细胞有 明显改变,尤其是Ⅰ型和Ⅲ型;同样,在DTX耐药 乳腺癌组织中,Ⅰ型和Ⅲ型mRNA表达水平明显高 于DTX敏感者。如根据Ⅰ型和Ⅲ型表达情况将乳 腺癌患者分为四组,即高Ⅰ/高Ⅲ、低Ⅰ/高Ⅲ、高 Ⅰ/低Ⅲ和低Ⅰ/低Ⅲ组,则高Ⅰ/高Ⅲ组治疗有效率 (15%)明显低于低Ⅰ/低Ⅲ组(75%)[2]。
Kenesin(又名KIF)是真核细胞中沿微管运输 细胞内物质的分子马达。细胞实验证实,KIFC3、 KIFC1、KIF1A和KIF5A与乳腺癌细胞对DTX的敏 感度相关。体内试验表明,DTX新辅助化疗有效 的原发性乳腺癌组织中,上述驱动蛋白mRNA表 达水平明显低于无效组[3]。
Aurora-A是Aurora激酶家族成员之一,主要参 与中心体和微管功能调节。研究发现,94%乳腺癌 中存在Aurora-A过表达,其中ER阴性乳腺癌组织中 Aurora-A mRNA表达水平与DTX疗效呈负相关[2]。
2 解毒酶的激活DTX主要在肝脏经细胞色素P450 3A4(CYP3A4) 代谢。研究发现,CYP3A4阴性组DTX治疗有效率 (63.2%)明显高于CYP3A4阳性组(26.1%)[4], 而且CYP3A4 表达水平与DTX疗效呈负相关。
谷胱甘肽转硫酶P1(GSTP1)是体内生物转 化最重要的Ⅱ相代谢酶之一,其参与DTX的代 谢。研究发现,DTX治疗无效者乳腺癌组织中 GSTP1表达水平明显升高;DTX单药一线治疗 原发性乳腺癌,GSTP1阴性组瘤体缩小率明显高 于阳性组。体外实验表明,转染GSTP1基因的 MCF-7细胞对DTX的敏感度明显降低[5]。上述结果 提示,GSTP1与DTX耐药有关。
3 凋亡相关基因表达异常人表皮生长因子受体2(HER2)是由c-erbB2 基因编码的具有受体酪氨酸激酶活性的跨膜糖蛋 白,在细胞增殖、黏附、凋亡以及血管生成中起 重要作用。约20%~30%的原发性乳腺癌中HER2 过表达,且提示预后不良。体外实验证实,靶向 HER2的单克隆抗体曲妥珠单抗可使MCF-7细胞对 DTX的敏感度增强;体内实验表明,转移性乳腺癌 患者HER2阴性组DTX单药治疗有效率(67%)明 显高于HER2阳性组(31%),联合曲妥珠单抗组 的有效率明显高于DTX单药治疗组[2]。Tiezzi等[6]分 析了Ⅱ和Ⅲ期乳腺癌患者DTX联合表柔比星新辅助 化疗有效率与ER、PR、p53、p21和HER2表达水 平之间的关系,结果发现,唯有HER2过表达与化 疗疗效相关。然而,HER2的检测方法对DTX疗效 的预测有很大影响。Camerini等[7]通过免疫组织化 学和荧光原位杂交(FISH)技术检测了转移性乳 腺癌组织中HER2的表达情况,结果发现,唯有通 过FISH检测HER-2的表达情况才能预测DTX疗效。
乳腺癌易感基因BRCA1和BRCA2在细胞增殖、 凋亡和DNA损伤修复中发挥重要作用。研究发现, BRCA1胚系突变乳腺癌患者,DTX联合多柔比星的 新辅助化疗疗效较差;DTX治疗无效的转移性乳腺 癌中BRCA1的突变率(26.3%)明显高于治疗有效 者(1%~3%);三阴性乳腺癌中BRCA1突变率更高 (71%)[8]。上述结果提示,BRCA1突变与DTX疗效 呈负相关。Egawa等[9]研究表明,BRCA2 mRNA表 达水平与DTX疗效相关;而BRCA1 mRNA表达水平 与DTX疗效无关。此外,有研究分析了凋亡相关基 因Bcl-xL、Bax、Bcl-2、TRAF-1、c-FLIP、cIAP-2、 Mn-SOD和p27等在DTX耐药中的作用,结果发现, 仅Bcl-xL和p27表达水平与DTX耐药相关[10]。
4 DNA甲基化状态DNA甲基化是调节基因转录的一种重要表观遗 传修饰方式。研究表明,DNA 甲基化状态可作为肿 瘤预后、化疗敏感度以及化疗后早期复发和转移的 评估指标。Kastl等[11]建立了DTX诱导耐药乳腺癌细 胞,结果发现,耐药乳腺癌细胞中DNA甲基转移酶 (DNMT)活性,DNMT1和DNMT3b表达水平较亲 本细胞明显降低,但DNMT抑制剂5-氮脱氧胞苷对 不同类型耐药乳腺癌细胞中DNMT活性、DNMT1和 DNMT3b表达水平以及细胞对DTX敏感度的影响不 同。提示,DNA甲基化的改变与乳腺癌DTX耐药有 关,但表遗传学治疗难以克服DTX耐药。
RAS相关区域家族1A基因(RASSF1A)是 一种抑癌基因,其通过抑制Ras/RASSF1/ERK信 号通路调控细胞的增殖、凋亡和维持微管稳定 性。研究发现,DTX治疗无效乳腺癌患者组织中 RASSF1A甲基化平均水平(30.6%)明显高于部分 或完全缓解患者(20.1%)[12]。
5 ATP结合盒(ABC)转运蛋白表达增加ABC转运蛋白是一类ATP依赖性跨膜糖蛋白, 其表达增加被认为是肿瘤多药耐药的主要机制。 目前已知的ABC转运蛋白包括P-糖蛋白(P-gp)、 多药耐药蛋白1(MRP1)和乳腺癌耐药蛋白 (BCRP)等51个成员,其中P-gp可能与DTX耐药 有关。研究发现,乳腺癌P-gp阳性检出率约29%, 但复发性乳腺癌检出率上升到71%[13]。体外实验证 实,120 nM DTX诱导的耐药MCF-7细胞中,P-gp表 达水平较亲本细胞明显升高;长春新碱诱导多药耐 药乳腺癌细胞系MCF-7/VCR中,P-gp过表达,细胞 对DTX耐药,这一效应可被P-gp抑制剂维拉帕米所 消除[2, 14]。然而,体内实验表明,乳腺癌组织中P-gp 表达水平与DTX疗效无关[2, 15]。因此,P-gp表达增 加可能不是乳腺癌DTX耐药的主要机制之一。
6 微小RNA表达异常微小RNA(microRNA)是一种内源性、非编码的 单链小分子RNA,它通过与靶mRNA的3'-UTR互补结 合,诱导其降解或抑制其翻译。研究表明,miR-34a过 表达可能与DTX耐药有关,其机制是miR-34a通过抑 制Bcl-2和Cyclin D1进而抑制DTX诱导的细胞凋亡[16]。
7 其他机制核糖体结合蛋白Ⅱ(RPN2)可能与乳腺癌 DTX耐药有关。研究表明,RPN2基因沉默可下调 Bcl-xL和Bcl-w等凋亡抑制基因的表达水平,并可 抑制P-gp糖基化和膜定位,进而使MCF7-ADR细 胞对DTX的敏感度增强。体内实验证实,RPN2 siRNA联合DTX可显著降低多药耐药乳腺癌细胞裸鼠移植瘤的生长[17]。
最近,有研究发现,肿瘤坏死因子(TNF)信号 通路可能与DTX耐药有关。一定浓度的DTX(3~45 nM)可诱导乳腺癌细胞产生TNF-α并分泌到细胞外 (sTNF-α)。sTNF-α与细胞膜上相应受体(TNFR1或 TNFR2)结合可发挥不同的生物学效应。一般情况 下,sTNF-α与TNFR1结合,促进Caspase 8的激活,进 而诱导细胞凋亡;而在DTX诱导耐药乳腺癌细胞中, TNFR1水平下降,sTNF-α与TNFR2结合,后者激活 NF-κB进而抑制细胞凋亡,导致DTX耐药[18]。
此外,纤维连接蛋白(FN)可能与DTX耐 药有关。研究发现,DTX可激活p38,后者抑制 Survivin,进而导致细胞凋亡。当FN与乳腺癌细胞 表面整合素受体结合后,可激活PI3K/AKT信号通 路,活化的AKT促进ASK1与p38的联结,抑制p38 的活化进而导致DTX耐药[19]。
8 展望DTX自1995年上市以来,已广泛应用于乳腺癌 的临床治疗。然而,天然耐药的存在、获得性耐药 和交叉耐药的产生,严重制约了DTX的临床应用。 虽然学者们对DTX的耐药机制进行了广泛的研究并 探索了相关分子与DTX疗效的关系,但迄今为止, 仅找到了少量的分子标志物,且其临床价值不大。 I?eri等[14]通过cDNA微阵列技术分析了30 nM和120 nM DTX诱导耐药乳腺癌细胞中基因表达情况后发 现,与亲代细胞相比,849个基因包括ABC转运蛋 白超家族成员、药物代谢酶类、微管相关蛋白、凋 亡相关蛋白、ECM相关蛋白、生长因子和细胞因子 等的表达水平在两种耐药细胞中均发生了显著性变 化,提示DTX耐药是一个多因素、多通路相互作用 的结果,通过多种分子标志物进行综合分析可能有 助于DTX疗效的预测。Chang等[20]采用基因芯片对 24名原发性乳腺癌患者活检标本中基因的表达情况 与DTX疗效进行了分析,发现92个基因与DTX治 疗有效率相关。以上述92个基因组成DTX疗效预 测系统,其阳性预测值和阴性预测值分别为92%和 83%。Iwao-Koizumi等[21]应用ATAC-PCR对乳腺癌 活检标本中2 453个基因的表达情况进行了检测, 结果发现,85个基因与DTX疗效相关。以上述85个 基因组成DTX疗效预测系统,其阳性预测值和阴 性预测值分别为73.3%和90.9%。上述研究为实现 DTX个体化治疗奠定了基础。与此同时,随着对乳 腺癌DTX耐药机制的深入研究和了解,人们将找到 更多逆转DTX耐药的途径,更好地提高晚期乳腺癌 患者的治疗效果。
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