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      腫瘤細(xì)胞體外藥敏試驗(yàn)臨床研究進(jìn)展

      2012-04-09 03:12:22段國辰杜錦波牛占叢
      河北醫(yī)藥 2012年21期
      關(guān)鍵詞:敏感性淋巴細(xì)胞耐藥

      段國辰 杜錦波 牛占叢

      惡性腫瘤是目前危害人類健康最嚴(yán)重的一類疾病,近年來其發(fā)病率和病死率都有明顯的增高趨勢[1]。惡性腫瘤治療包括手術(shù)治療、放射治療、化學(xué)治療和生物治療。其中化療可以殺死血液里的腫瘤細(xì)胞,作為全身治療已成為腫瘤治療的不可替代的方法。但化療存在主要問題是腫瘤細(xì)胞對化療藥物不敏感,抗癌藥物的毒副作用。目前臨床使用的抗癌藥物均有不同程度的毒副作用,這是目前由于抗癌藥物對腫瘤細(xì)胞的選擇性不強(qiáng),在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)對正常組織細(xì)胞也有損傷作用,產(chǎn)生毒副作用。這些是腫瘤化療失敗的主要原因,也是腫瘤化療急需解決的難題。在化療前準(zhǔn)確選用有效的化療藥物進(jìn)行個(gè)體化療是解決這一難題的根本途徑。因此進(jìn)行抗腫瘤藥物敏感試驗(yàn)已成為當(dāng)今癌癥研究的主攻課題之一,多年來人們一直努力尋找簡便、準(zhǔn)確、又切實(shí)可行的藥物敏感實(shí)驗(yàn),本文旨在通過個(gè)體化療,提高療效,減少毒副作用。就腫瘤體外藥敏實(shí)驗(yàn)臨床研究進(jìn)展作一綜述。

      1 腫瘤細(xì)胞體外藥敏實(shí)驗(yàn)的意義

      化療在惡性腫瘤以手術(shù)為主的綜合治療中占有重要地位,其在惡性腫瘤的治療中越來越受到重視?;煘槿碇委煟梢杂行У臍⑺滥[瘤細(xì)胞,提高遠(yuǎn)期生存率及生活質(zhì)量。但目前術(shù)前和術(shù)后的化療也逐漸顯露出很多問題:術(shù)前化療有可能無法取得患者的病理類型、術(shù)后患者雖然取得確切的病理類型然而個(gè)體間存在明顯的差異性,相同病理類型的患者對同一種化療藥物的敏感性不同,這些因素都可能影響治療效果。目前的經(jīng)典化療方案來源于大樣本、多地區(qū)的統(tǒng)計(jì)資料,缺乏個(gè)體化。有些腫瘤患者病理類型甚至臨床分期都相同,卻對化療藥物的敏感性有很大的不同,使得這些患者的療效和生活質(zhì)量存在較大的差異性。目前,應(yīng)用腫瘤的原代細(xì)胞對臨床常用的化療藥物做體外藥敏試驗(yàn)進(jìn)而指導(dǎo)腫瘤患者的個(gè)體化化療的研究越來越受到重視[2,3]。不論術(shù)前、術(shù)后,腫瘤原代細(xì)胞的藥物敏感性研究都將為患者個(gè)體化化療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論指導(dǎo)。日本衛(wèi)生部早在1999年就將腫瘤藥敏試驗(yàn)正式批準(zhǔn)為一種“先進(jìn)的臨床醫(yī)學(xué)技術(shù)”在各大醫(yī)院中廣泛的應(yīng)用,此后藥敏實(shí)驗(yàn)在日本得到了迅猛的發(fā)展[4]。Nakamura等[5]做了大量的胃癌患者的原代細(xì)胞對化療藥物的敏感實(shí)驗(yàn),以胃癌患者的3年生存率作為判斷指標(biāo),最后得出胃癌患者的腫瘤原代細(xì)胞化療藥物敏感組的3年生存率比傳統(tǒng)化療組、和不接受化療組的明顯提高。檢測藥物敏感性有很多方法,其中四氮唑鹽(MTT)比色法是一種為腫瘤患者篩選化療藥物的經(jīng)典方法,它使用了96孔板使得操作半自動化,使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程簡單、快速、能夠處理大樣本,減少因操作時(shí)間長而導(dǎo)致的可能污染[6]。MTT法被廣泛用于腫瘤細(xì)胞的抗癌藥物敏感實(shí)驗(yàn)及其篩選最佳的化療藥物組合為個(gè)體化化療提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)[7],在很大程度上避免耐藥性的發(fā)生,減少了盲目性用藥,減少了腫瘤的復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,提高了5年生存率[8]。MTT比色分析法為腫瘤患者的個(gè)體化化療提供了一條可行的、有效的、精確的實(shí)驗(yàn)手段。MTT比色分析法能夠用于人體多種腫瘤細(xì)胞,其應(yīng)用范圍十分廣泛。早在20世紀(jì)80年代初已經(jīng)采用MTT法作為急性白血病臨床篩選化療藥物的實(shí)驗(yàn)依據(jù),并且療效顯著。直腸癌原代細(xì)胞進(jìn)行MTT比色分析法得出的最佳化療組合與臨床經(jīng)典的化療方案不完全一致,MTT敏感組的近期臨床有效率及3年生存率明顯高于對照組與MTT不敏感組。不同化療方案對同一個(gè)肝癌患者的療效不同,即敏感性有顯著差異。不同的肝癌患者雖然病理類型,臨床分期相同但對同一種化療藥物的敏感性亦不同。應(yīng)用MTT敏感的化療藥物其臨床緩解率明顯高于經(jīng)典化療方案對肝癌患者的緩解率。有報(bào)道:已將MTT藥敏試驗(yàn)作為臨床腦腫瘤化療藥物篩選的一種可靠方法[9]。劉毅等[10]以MTT比色分析法結(jié)合流式細(xì)胞儀分別檢測細(xì)胞抑制率和細(xì)胞凋亡率,以這兩個(gè)指標(biāo)為基礎(chǔ)篩選出適合患者的化療藥物,避免了用藥的盲目性,避免了耐藥性的發(fā)生,使卵巢癌患者的緩解率較經(jīng)驗(yàn)化療組明顯提高。因此通過MTT比色分析法來進(jìn)行原代細(xì)胞的藥物敏感試驗(yàn)將對化療藥物的選擇提供實(shí)驗(yàn)手段,并且能夠幫助預(yù)測患者的預(yù)后,為患者遠(yuǎn)期療效提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[8]。總之,將體外藥敏實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用于腫瘤患者的化療將大幅提高患者的生活質(zhì)量和遠(yuǎn)期存活率。然而MTT比色分析法在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨著諸多問題:首先MTT法在應(yīng)用中尚未形成一套嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),各國、各研究人員依靠著不同的實(shí)驗(yàn)依據(jù)而采用的化療藥物濃度、MTT濃度、腫瘤原代細(xì)胞的濃度、化療藥物與腫瘤細(xì)胞作用時(shí)間、MTT與腫瘤細(xì)胞作用時(shí)間等關(guān)鍵性的步驟均有所不同,在很大程度上限制了MTT法的臨床應(yīng)用,不利于各研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。魏文清等[11]經(jīng)過研究證實(shí):不同系統(tǒng)的腫瘤、應(yīng)該采用不同的細(xì)胞濃度。腫瘤細(xì)胞與化療藥物的作用時(shí)間一般以48 h為宜。MTT與腫瘤細(xì)胞作用時(shí)間以6 h為宜。在這樣的條件下,實(shí)驗(yàn)效果較好。所以MTT比色分析法仍需要發(fā)展與完善,使其能夠更加科學(xué)的應(yīng)用于腫瘤患者的個(gè)體化化學(xué)治療中,從而最大程度的發(fā)揮其不可替代的作用,應(yīng)推廣腫瘤原代細(xì)胞藥敏技術(shù)、并將其規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,其對臨床有著無可估量的應(yīng)用價(jià)值,能夠篩選出完全適合患者的化療藥物,對傳統(tǒng)化療藥物的改革、新藥的開發(fā)與應(yīng)用都有著非常重要的實(shí)際意義,也為腫瘤患者的個(gè)體化治療提供理論依據(jù),對腫瘤患者的個(gè)體化治療具有重要的意義[12,13]。

      2 外周血淋巴細(xì)胞替代腫瘤細(xì)胞行體外藥敏試驗(yàn)的可行性

      臨床上經(jīng)常遇到以下問題:由于各種原因無法取得腫瘤標(biāo)本;隨著化療次數(shù)的增加敏感藥物可能也會有所改變;腫瘤細(xì)胞難以純化、非腫瘤成分多容易干擾藥敏結(jié)果;腫瘤組織污染較重,明顯影響藥敏結(jié)果,上述情況臨床上又需要及時(shí)、準(zhǔn)確的獲得藥敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。有研究證實(shí),不同患者對化療藥物所表現(xiàn)出的敏感性差異與其遺傳有很大關(guān)系,同一個(gè)體的不同體細(xì)胞與突變的腫瘤細(xì)胞在基因組上是完全相同的,外周靜脈血淋巴細(xì)胞同腫瘤細(xì)胞一樣具有耐藥基因的表達(dá)[14]。盡管由于不同條件的存在使得具有相同基因組的不同細(xì)胞、不同組織在生物特性上有著較為明顯的差異,但面對相同外界打擊的條件下,所表現(xiàn)出的抗打擊反應(yīng)潛能是相似的[15]。所以用腫瘤患者外周靜脈血淋巴細(xì)胞替代腫瘤細(xì)胞進(jìn)行藥物敏感試驗(yàn)來篩選化療藥物在理論上是可行的。艾軍等[16]報(bào)道:外周靜脈血淋巴細(xì)胞同腫瘤細(xì)胞在體外對同一種化療藥物在敏感性上具有良好的一致性,并且這兩種細(xì)胞在抗癌藥物作用下所表現(xiàn)出的平均抑制率為正相關(guān)。王艷萍等[17]以MTT方法為基礎(chǔ)測定了74例肺癌患者癌細(xì)胞及其自身外周血淋巴細(xì)胞對臨床上常用的15種化療藥物的敏感性,結(jié)果肺癌細(xì)胞與自身外周血淋巴細(xì)胞對其中12種化療藥物的敏感性有著良好的正相關(guān)性,且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。袁淑蘭等[18]通過MTT法檢測神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者腫瘤細(xì)胞和外周血淋巴細(xì)胞對臨床常用化療藥物的敏感性,結(jié)果為腫瘤細(xì)胞與自身外周血淋巴細(xì)胞對化療藥物的敏感性有良好的正相關(guān)性。所以對于由于失去手術(shù)機(jī)會,無法獲得腫瘤組織的患者,或多次化療可能產(chǎn)生耐藥性的患者,用其外周靜脈血淋巴細(xì)胞代替腫瘤細(xì)胞進(jìn)行化療藥物的藥敏試驗(yàn),進(jìn)而對化療藥物篩選是可行的。

      3 腫瘤細(xì)胞體外藥敏差異性的可能發(fā)生機(jī)制

      相同病理類型的患者對同一種化療藥物的藥物敏感性差異與其耐藥相關(guān)蛋白的表達(dá)水平有很大的關(guān)系。鉑類藥物(包括順鉑、卡鉑等)是非小細(xì)胞肺癌化學(xué)治療中最常用的藥物之一,它通過與DNA結(jié)合,形成鉑-DNA加合物從而導(dǎo)致DNA的交鏈反應(yīng),進(jìn)而干擾DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,通過此機(jī)制來抑制腫瘤細(xì)胞的分裂、生長起到殺死腫瘤細(xì)胞的作用。研究證實(shí)切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因1(excision repair cross-complementation group 1,ERCC1)在人類多種臟器惡性腫瘤細(xì)胞中均有表達(dá)[19,20],ERCC1的表達(dá)水平與鉑類化療敏感性的差異關(guān)系緊密,ERCC1可以修復(fù)化療藥物鉑類導(dǎo)致的DNA損傷,從而進(jìn)一步致使腫瘤對鉑類的耐藥,ERCC1高表達(dá)者會導(dǎo)致鉑類耐藥,所以ERCC1可較好的作為鉑類化學(xué)治療敏感性的預(yù)測基因[21]。Olaussen等[22]對761個(gè)非小細(xì)胞肺癌患者的腫瘤組織進(jìn)行ERCC1的檢測,并進(jìn)行鉑類藥物的化學(xué)治療,結(jié)果發(fā)現(xiàn):ERCC1表達(dá)陰性的患者較陽性患者對鉑類藥物敏感。近來也有報(bào)道,ERCC1的表達(dá)與腫瘤細(xì)胞對鉑類的耐藥有關(guān)[23]。

      肺癌耐藥蛋白(lung cancer resistance protein,LRP),在形成NSCLC的耐藥機(jī)制中受到越來越多的重視。LRP是腫瘤多藥耐藥(multi-drug resistance,MDR)性中的一個(gè)重要蛋白。LRP蛋白被國內(nèi)外很多專家認(rèn)為可以預(yù)測化療敏感性[24]。LRP蛋白的作用機(jī)制與藥物的外排作用和溶酶體的作用有關(guān)。通過藥物外排作用而很大程度上減少化療藥物的積累,以降低化療藥物的絕對濃度。另外LRP對細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)的運(yùn)輸有重要作用,它通過改變化療藥物在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中的分布比例,而達(dá)到降低藥物的有效作用濃度。通過以上作用機(jī)理導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞內(nèi)有效的化療藥物濃度下降,當(dāng)化療藥物濃度低于治療濃度的閾值便會進(jìn)而引起耐藥性的發(fā)生。很多研究證實(shí)LRP的表達(dá)與腫瘤的病理類型有關(guān),一般為LRP在腺癌中的表達(dá)水平明顯高于鱗癌,但LRP的表達(dá)水平與性別,年齡、是否抽煙、腫瘤分化程度、淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移無相關(guān)性[25,26]。人類多種臟器腫瘤中均有LRP的表達(dá),并且LRP的表達(dá)水平和這些腫瘤對化療藥物的敏感性差異緊密相關(guān),LRP在腫瘤組織中高表達(dá)者化療療效差,預(yù)后也較低表達(dá)者差[27-29]。Berger等[30]對 16 例非小細(xì)胞肺癌進(jìn)行體外研究證實(shí),LRP蛋白表達(dá)陽性的肺癌細(xì)胞耐藥性強(qiáng),對化療藥物不敏感。LRP蛋白為人類穹隆體主蛋白,通過藥物的外排作用導(dǎo)致細(xì)胞對許多化療藥產(chǎn)生耐藥性,如絲裂霉素、烷化劑和順鉑等[30]。

      胸苷磷酸化酶(Thymidine phosphorylase,TP)是一種由2條多肽鏈所構(gòu)成的二聚體,TP與腫瘤的化學(xué)治療有著緊密的關(guān)系,它能增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對5-氟尿嘧啶(5-Fu)的敏感性,提高化療效果,從而改善患者的預(yù)后。TP的表達(dá)水平與腫瘤內(nèi)的微血管密度有良好的正相關(guān)性。TP一般表達(dá)于細(xì)胞膜,而且周圍正常組織內(nèi)TP的密度明顯低于腫瘤組織內(nèi)的密度。研究認(rèn)為TP是嘧啶核苷代謝過程中的一個(gè)關(guān)鍵酶,TP能夠催化5-Fu前體藥在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的激活,從而提高腫瘤細(xì)胞內(nèi)的5-Fu的濃度,從而增加5-Fu的化學(xué)治療效果。腫瘤細(xì)胞內(nèi)高TP活性能保持細(xì)胞內(nèi)5-Fu的高濃度從而才能最大程度的抑制腫瘤[31]。Meropol等[32]通過免疫組織化學(xué)染色技術(shù)將直腸癌中TP的表達(dá)水平與化療敏感性和生存期之間的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果證實(shí),TP的表達(dá)水平同化療敏感性和生存期均有明顯正相關(guān)性,即TP表達(dá)水平越高則對化學(xué)治療越敏感、生存期也就越長,預(yù)后也就越好。所以檢測腫瘤中TP表達(dá)水平可以很好的預(yù)測化療是否有效。而且也有研究證實(shí):TP表達(dá)水平與腫瘤的轉(zhuǎn)移及患者的預(yù)后有關(guān)系[33]。但關(guān)于TP表達(dá)水平與預(yù)后的關(guān)系也有不一致的報(bào)道。惡性腫瘤的生長是伴隨新生血管的生長而生長的。在沒有新的血供條件下,一般腫瘤只能長到2mm3左右。新生血管往往是不連續(xù)的,發(fā)育也不完全,很多新生的血管基底膜也不完整,腫瘤的轉(zhuǎn)移很可能是通過不完整的血管基底膜進(jìn)入血液循環(huán)的。在非小細(xì)胞肺癌、胃癌等許多腫瘤中TP的表達(dá)水平與腫瘤自身的微血管的形成有著密切關(guān)系[34]。目前也有研究證實(shí)TP表達(dá)越強(qiáng)則腫瘤的侵襲性越強(qiáng),預(yù)后也越差。

      綜上所述,腫瘤的體外藥敏實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫刂笇?dǎo)臨床工作,外周血淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞在體外藥物敏感性上有著良好的正相關(guān)性。當(dāng)由于各種原因無法獲得腫瘤細(xì)胞時(shí),可以用淋巴細(xì)胞來替代腫瘤細(xì)胞進(jìn)行體外藥物敏感試驗(yàn)從而有針對性的選擇化療藥物。但體外藥物敏感試驗(yàn)仍有不足之處,體外實(shí)驗(yàn)無法考慮細(xì)胞毒性,無法科學(xué)的評估化療藥物對人體正常細(xì)胞的作用。體外藥敏試驗(yàn)只是偏重于腫瘤細(xì)胞的個(gè)體化,但體外和體內(nèi)還存在許多差異。體內(nèi)藥物主要通過肝、腎來修飾和代謝,另外體內(nèi)還有一定的內(nèi)環(huán)境,這些因素均可能改變藥物的療效,而體外實(shí)驗(yàn)則藥物直接作用于細(xì)胞,無法真正模擬體內(nèi)環(huán)境。腫瘤細(xì)胞具有異質(zhì)性,隨著腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,藥物的敏感性可能會有改變。ERCC1、LRP、TP在NSCLC耐藥性的產(chǎn)生、化學(xué)治療的療效及預(yù)后等方面具有重要的參考價(jià)值。不同患者耐藥相關(guān)蛋白表達(dá)水平的差異導(dǎo)致了即時(shí)具有相同病理類型的腫瘤細(xì)胞對同一種化療藥物的敏感性具有很大的差異性。然而耐藥相關(guān)蛋白的調(diào)控機(jī)制十分復(fù)雜,各國、各研究機(jī)構(gòu)對于耐藥相關(guān)蛋白如何產(chǎn)生耐藥性的機(jī)制仍不十分明確。耐藥相關(guān)蛋白是否有協(xié)同作用也不清楚,需要更多的致力于體外藥敏實(shí)驗(yàn)的研究,并找到藥敏差異性的分子機(jī)制,這樣才能更好地為腫瘤患者的個(gè)體化治療提供理論指導(dǎo)。

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