肿 瘤 耐 药 机 制 的 研 究 进 展

秦佳，黄余良

[摘  要]  尽管当今社会医学科技发达，恶性肿瘤仍然威胁着人们的健康。化疗是治疗恶性肿瘤，尤其是晚期肿瘤及复发肿瘤的重要手段之一，然而，肿瘤细胞的耐药常常最终导致化疗失败，肿瘤的耐药机制非常复杂，与减少药物胞内积累、DNA损伤修复增加、凋亡失活、EMT激活等密切相关，近年来发现，调节miRNA的异常表达、细胞自噬及肿瘤改善微环境可能改善肿瘤细胞耐药性，本文主要在此三个方面综述肿瘤耐药机制的进展。

[关键词]  肿瘤耐药，miRNA，细胞自噬，肿瘤微环境

[前  言]  近年来，肿瘤发病率呈逐年上升的趋势^[1]。在恶性肿瘤的临床治疗中，化疗具有十分重要的地位，但在治疗过程中，许多肿瘤对化疗药物产生耐药，目前仅有不到50%的肿瘤对化疗药物敏感^[2]，使得肿瘤耐药成为化疗一大难题。肿瘤耐药机制是一个复杂的过程，其影响因素较多，主要包括减少药物胞内积累、DNA损伤修复增加、凋亡失活、EMT激活^[3]等。而目前，在MiRNA的异常表达、细胞自噬及肿瘤微环境三个方面更是受到关注，本文即从以上三个方面对肿瘤耐药可能的机制进行阐述。

肿瘤耐药可能相关的机制

1  miRNA的异常表达

miRNA（microRNA） 是一种长约18~25个核苷酸的非编码RNA, 研究表明mi RNA与很多生理过程有关系^[4]。根据 miRNA 对肿瘤细胞生长作用的影响，可将其分为致癌类 miRNA 以及抑癌类 miRNA。致癌类 miRNA 可下调肿瘤基因表达水平，促进肿瘤细胞迅速生长；而抑癌类 miRNA 可抑制原癌基因表达，抑制肿瘤细胞生长^[5]。许多关于不同类型癌症的研究表明，miRNAs促进了对多种癌症治疗的抗药性。在非小细胞肺癌的研究中，Dong Z 等人证明在肺癌中miR-31能够通过调节药物转运蛋白ABCB9的表达抑制顺铂诱导的NSCLC细胞凋亡, 从而导致肿瘤顺铂耐药^[6]。与此同时，miR-96及miR-182的过表达均被证明促进肿瘤耐药的发生^[7][8]。而在宫颈癌细胞中，miR-211 则被认为通过影响PI3K/Akt信号转导通路，从而降低宫颈癌细胞对吉非替尼的敏感性^[9]。部分 miRNA 可作用于药物外排泵分子、凋亡调节蛋白和周期调控蛋白等，从而改变肿瘤细胞对药物的敏感性^[10,11]。例如，在 MDR-1（multidrug resistance gene-1）、Bcl-2（B-cell lymphoma-2）、ABCC（ATP-binding cassette and subfamily C）等基因表达中，miRNA可结合这些基因的 3’非翻译端，调节 BCRP（breast cancer resistance protein）、MRP（multi-drug resistance-associated protein）以及 P-糖蛋白的表达，从而导致耐药性^{[12, 13]}。由于miRNAs在很大程度上促进了对靶向治疗的获得性耐药，它们可以被认为是治疗靶点，从而研发新的抗癌药物^[14]，同时也可考虑将其作为化疗预后和生存的生物标志物^[15]。

2  细胞自噬

自噬是一种保守的代谢过程，用于降解和回收受损的细胞器或错误折叠的蛋白质，负责维持细胞内的平衡，并适应细胞内及周围环境的变化和刺激^[16]。越来越多的证据表明自噬在癌症的发生、发展和治疗中起着至关重要的作用。国外研究者Nadj A利用果蝇作为研究对象, 发现自噬活性对肿瘤治疗有影响, 在抗肿瘤药物中某些可激活自噬保护性反应的药物与自噬抑制剂在抗肿瘤效果方面具有协同作用, 且能增加治疗过程中耐药细胞对治疗的敏感性^[17]。因此,抑制自噬可增加肿瘤对化疗药物的敏感。SCHONEWOL等^[18，19]研究表明, 放化疗能诱导CRC细胞自噬, 用氯喹抑制自噬后, 细胞对放化疗可增敏;KRAS突变在CRC细胞中普遍发生, 与EGFR耐药密切相关, ALVES等^[20]研究表明, KRAS突变通过激活MEK/ERK通路诱导自噬, 抑制KRAS或自噬能促进携带KRAS突变的细胞凋亡;ZHANG等^[21]研究表明, B细胞易位基因1 (BTG1) 是miR-22的新靶标, miR-22能通过BTG1调节CRC细胞自噬, 其过表达可抑制CRC细胞自噬并促进细胞凋亡, 增加CRC细胞对5-氟尿嘧啶 (5-FU) 的敏感性;TAN等^[22]研究表明, miR-409-3p能抑制结肠癌细胞的增殖, 奥沙利铂耐药癌细胞的自噬活性升高, miR-409-3p可通过抑制自噬蛋白Beclin-1介导的细胞自噬使耐药癌细胞增敏。Pattingre等研究发现, 自噬可以增加HER2阳性乳腺癌对曲妥珠单抗的耐药性, 当利用shRNA沉默LC3的表达后, 耐药细胞对曲妥单抗的敏感性增强^[23]。崔侨等通过冬凌草甲素诱导人宫颈癌HeLa细胞, 发现自噬和凋亡的特征同时存在, 当用自噬特异性抑制剂3-MA预处理后, 自噬相关蛋白的表达下调, 而凋亡的程度则明显增加^[24]。以上研究表明自噬可以促进肿瘤细胞的生存并提高抗肿瘤药的耐药性。自噬概念的提出丰富了细胞死亡的内容, 自噬、自噬诱导剂以及抑制剂的应用, 可能会为肿瘤的临床治疗带来新的希望。自噬具有促存活及促死亡的双重作用, 靶向自噬具有很高的研究价值。

3 肿瘤微环境

   长期以来, 肿瘤被认为是孤立的肿块, 在器官特定的部位独立存在。直到肿瘤学家发现肿瘤微环境,它由多种类型的细胞 (如肿瘤细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞、免疫细胞和周细胞等) 以及细胞外成分 (如细胞因子、生长因子和细胞外基质等) 组成。肿瘤生长至直径达1~2mm时, 就需要建立适于自己生长的外部组织环境。这时微环境中细胞相互接触, 细胞因子相互作用, 各成分之间发生精细而复杂的交流, 通过诱导血管生成等途径, 不断构建新的营养代谢网络, 从而促进肿瘤进一步生长。此外, 肿瘤微环境具有低氧、糖酵解、低p H值、营养相对缺乏和间质高压等特性^【25】。微环境中各成分对肿瘤耐药均有不同程度的影响。在胸腺癌中，胸腺内皮细胞在多柔比星处理后, 能分泌IL-6和基质金属蛋白酶抑制剂-1 (TIMP-1) , 产生耐药的微环境, 帮助少量残存癌细胞存活^[26]。除此之外，有研究表明,肌纤维母细胞或癌相关成纤维细胞（CAFs） 分泌人分泌型卷曲相关蛋白2 (SFRP2) 促进WNT16B蛋白刺激耐药经典Wnt信号通路激活导致其耐药^[27]。肿瘤细胞和CAFs可通过自分泌或旁分泌的方式, 分泌IL-8、IL-1β、VEGF、肿瘤坏死因子 (TNF) -α, IL-17、IL-6等, 可以缓解细胞循环的进程, 影响肿瘤细胞的复制;常规化疗时, 上述因子就会激活下游蛋白, 从而调控细胞的生存和耐药^[28]。在头颈部鳞状细胞癌中, CAFs可引起肿瘤细胞对西妥昔单抗的耐受^[29]。在微环境中，细胞因子对于肿瘤耐药同样有促进作用。有研究表明, 骨髓瘤细胞中激活的IL-6受体可激活Jak2-Stat3通路, 诱导抗凋亡基因Bcl-xl过表达, 导致耐药^[30];在卵巢癌细胞中, IL-6通过上调耐药相关基因, 如多药耐药基因 (MDRl) 、谷胱甘肽转移酶 (GST) -π;凋亡抑制基因, 如bcl-2、bcl-xL、X连锁凋亡抑制蛋白 (XIAP) 的表达, 活化Ras/MEK/ERK和P1/Akt信号传导通路等诱导化疗耐药^[31];VEGF过表达可诱导软组织肉瘤对化疗药物的耐受^[32]]。在慢性淋巴瘤B细胞中, VEGF可直接与信号传导及STAT1和STAT3相互作用, 通过上调抗凋亡的髓细胞白血病基因 (Mcl) -1和XI-AP等的表达抑制细胞死亡。HGF介导阿法替尼原发耐药可能是通过激活Met/P1/Akt、Me/MAPK/ERK信号通路及参与上皮-间质转化 (EMT) 进程^[33] 也通过可刺激c-Met磷酸化, 诱导对化疗敏感的两种人肺癌细胞PC-9和H292对吉非替尼产生耐药^[34]。TME的重要作用日渐凸显, 如何改变微环境因素似乎可以成为影响肿瘤耐药的新治疗方法。

[展 望]

化疗是肿瘤治疗中重要的方式之一，而耐药往往导致患者化疗失败。已有大量研究表明肿瘤多药耐药的产生与miRNA异常表达、细胞自噬及肿瘤微环境密切相关，在肿瘤治疗中，化疗占据重要的位置，而肿瘤耐药成为化疗失败最主要原因，如何调控miRNA及细自噬，如何改变微环境因素似乎可以成为影响肿瘤耐药的新治疗方法。不断深入对miRNA、细胞自噬及肿瘤微环境与肿瘤多药耐药相关关系 的研究，以及三者之间的关系，将增强对肿瘤生物学的本质及特性的认识，为肿瘤多 药耐药的有效预防及治疗提供新的见解及方法。从药学角度来看，改变药物剂型，研制新型纳米抗肿瘤药物可以改变部分抗肿瘤药物耐药性问题。将药物制成纳米制剂可降低药物副作用，提高药物的靶向性。但目前大部分纳米制剂仍限于实验室研究，仅有小部分纳米制剂在国外研制成功^[35]，并且药物价格昂贵，超出大部分患者的承担能力。从病理学角度来看，在当前科学迅速发展的环境下，寻找更加精细的药物作用靶点成为治疗肿瘤耐药的新方向。免疫疗法是基于人体免疫系统特点，定点靶向肿瘤中的作用位点。在药物研发中应力求靶向精准，减少药物不良反应和耐药性，但后续治疗给机体带来的改变难以预测。为了解决这些耐药问题，目前临床已尝试使用 ICI 联合疗法，如 ICI 联合应用免疫增强剂（疫苗）、靶向制剂（VEGF 抑制剂、EGFR 抑制剂）、表观遗传修饰物（组蛋白脱乙酰酶抑制剂、低甲基化剂）等^[36]。近年来，CRISPR/Cas9 基因编辑技术从基因水平修复缺陷细胞^[37]为肿瘤免疫治疗研究带来了新的发展机遇。期待基因编辑技术的进一步改进和完善，为临床患者带来新希望。

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