多藥耐藥基因的臨床意義與檢測方法

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1、腫瘤細胞對化療藥物的多藥耐受性(MDR1)是癌癥治療的主要障礙之一。所謂多藥耐藥(multidrugresistance,MDR)是由一種藥物誘發(fā)而同時對其它多種結(jié)構(gòu)和作用機制完全不同的抗癌藥物產(chǎn)生的交叉耐藥，既對廣泛的結(jié)構(gòu)和功能不相同的抗腫瘤藥物產(chǎn)生的耐藥，導(dǎo)致某些聯(lián)合化療方案失敗。盡管各種新的化療藥物和治療方案不斷地產(chǎn)生及應(yīng)用，并在某些惡性腫瘤的治療上取得成功，但在大多數(shù)最常見的惡性腫瘤中卻收獲不大。臨床上許多腫瘤在經(jīng)歷了最初有效的化療后，又再復(fù)發(fā)，多發(fā)癌化療者效果差其主要原因是腫瘤細胞對化療的耐受性。腫瘤耐藥原因很多，目前公認最主要是多藥耐藥基因的過渡

2、表達，克服此障礙，腫瘤化療將取得決定性突破。1　MDR的概念　　腫瘤細胞耐藥性可分為內(nèi)在性耐藥(intrinsicdrugresistance)和獲得性耐藥(acquireddrugresistance)兩類，既原發(fā)地存在于某些腫瘤中，稱內(nèi)在性耐藥；繼發(fā)于化療后，稱獲得性耐藥。　　根據(jù)耐藥譜可分為原藥耐藥(primarydrugresistance,PDR)和多藥耐藥(multidrugresistance,MDR)。PDR只對誘導(dǎo)的原藥產(chǎn)生耐藥，而對其它藥物不產(chǎn)生交叉耐藥。而MDR是一種藥物誘發(fā)，而同時對其它多種結(jié)構(gòu)和作用機制完全不同的抗癌藥物產(chǎn)生交叉耐藥

3、。內(nèi)在性耐藥的原因仍不清楚，而獲得性耐藥是由于變異的耐藥腫瘤細胞亞群過渡生長所致。內(nèi)在性耐藥與獲得性耐藥作為一種獨特的耐藥現(xiàn)象是成功地治療腫瘤的關(guān)鍵性難題，因而成為近幾年國內(nèi)外研究和探索的熱點。2　MDR的耐藥機制　　1970年Biedler和Riehm首先描述了MDR表型：一種藥物誘導(dǎo)產(chǎn)生的耐藥細胞株可用對其它多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能完全不同的化療藥物產(chǎn)生耐藥。他們發(fā)現(xiàn)對放線菌D耐藥的細胞，同時也對多種抗腫瘤抗生素如柔紅霉素等，以及結(jié)構(gòu)與作用機制迥異的植物堿類抗腫瘤藥如長春新堿等交叉耐藥。1976年，Juliano等最先在耐藥的中國蒼鼠卵巢細胞中發(fā)現(xiàn)一種新的與耐

4、藥程度呈數(shù)量關(guān)系的高分子量的細胞膜糖蛋白，命名為P糖蛋白(p-glycopratain,p-gp)。因其分子量為170kda，又名pgp170，認為此蛋白可降低細胞膜對藥物的通透性而引起耐藥。后來又陸續(xù)研究發(fā)現(xiàn)在不同來源的多藥耐藥細胞中這種P糖蛋白的分子量范圍在130～180kda，主要集中在150～180kda，它由多藥耐藥基因MDR編碼。近十幾年，國外已從耐藥腫瘤細胞株中分離出耐藥基因MDR1和它的表達P糖蛋白。1986年chen等克隆了編碼P糖蛋白的cDNA［2］。2.1　MDR基因家族　　在哺乳動物，MDR基因是一較小的相對保守的基因家族。在人類基因

5、組中，它含有兩個基因MDR1和MDR2，在嚙齒類由三個基因組成：MDR1，MDR2，MDR3。2.2　MDR基因　　基因圖譜的研究表明人類MDR兩種基因定位于第7號染色體的q21.1帶的330kb中。含有28個外顯子，28個外顯子序列與cDNA完全一致，cDNA全長4.5kb。在不同的細胞系中MDR1啟動子顯示的活性不同，其增加子的活性亦不同，因此MDR1表達呈組織特異性。2.3　MDR基因表型　　MDR基因表型是與其基因產(chǎn)物P糖蛋白有關(guān)的。許多研究表明，MDR表型表現(xiàn)為MDR基因的過度表達伴有或不伴有基因擴增。研究發(fā)現(xiàn)，在耐藥程度低的耐藥細胞系，可無MDR

6、基因擴增，只有MDR基因的表達增加(即mRNA的表達增加，P糖蛋白的功能增強)。此時低度耐藥細胞P糖蛋白的功能的增加是由于mRNA轉(zhuǎn)錄水平增高，而非基因拷貝增加所致?！　DR表型最突出的特點是其編碼P糖蛋白功能增加而導(dǎo)致產(chǎn)生了多藥耐藥性。因此P糖蛋白是MDR基因的表型標志。2.4　P糖蛋白　　MDR基因編碼的P糖蛋白是分子量約為170Kda的胞膜蛋白，由1280個氨基酸組成，同源雙鏈，每條鏈有6個跨膜疏水區(qū)，其構(gòu)成三個跨膜孔有一個細胞內(nèi)核苷糖連接點可能與ATP連接并發(fā)生水解作用。通常認為，P糖蛋白具有一種能量依耐的跨膜藥物外輸泵功能，當(dāng)腫瘤細胞與抗癌藥物接

7、觸時，脂溶性藥物濃度梯度進入細胞，而P糖蛋白則結(jié)合藥物分子，同時其ATP結(jié)合位點連上ATP，ATP水解后釋放能量將藥物從胞內(nèi)泵出胞外，藥物在胞內(nèi)濃度不斷下降，其細胞毒作用因而減弱甚至喪失，出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象?！　∪祟怣DR1和MDR2兩種基因分別編碼了兩種結(jié)構(gòu)相似，功能不同的P糖蛋白，MDR1和MDR2兩種基因及其所編碼的兩種P糖蛋白具有高度同源性，其同源性達80%，然而這兩種基因產(chǎn)物的表達卻呈組織特異性而且有不同的生理功能。MDR1的表達產(chǎn)物可將親脂類化療藥泵出細胞外，因而有耐藥特性；MDR2的表達產(chǎn)物則主要分布在骨骼肌纖維上，可將肌纖維的代謝產(chǎn)物，如激素等轉(zhuǎn)運

8、到膜外，無轉(zhuǎn)運親脂類藥物功能，故不具多藥耐藥性的作用