多药耐药基因的临床意义与检测方法

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1、肿瘤细胞对化疗药物的多药耐受性(MDR1)是癌症治疗的主要障碍之一。所谓多药耐药(multidrugresistance,MDR)是由一种药物诱发而同时对其它多种结构和作用机制完全不同的抗癌药物产生的交叉耐药，既对广泛的结构和功能不相同的抗肿瘤药物产生的耐药，导致某些联合化疗方案失败。尽管各种新的化疗药物和治疗方案不断地产生及应用，并在某些恶性肿瘤的治疗上取得成功，但在大多数最常见的恶性肿瘤中却收获不大。临床上许多肿瘤在经历了最初有效的化疗后，又再复发，多发癌化疗者效果差其主要原因是肿瘤细胞对化疗的耐受性。肿

2、瘤耐药原因很多，目前公认最主要是多药耐药基因的过渡表达，克服此障碍，肿瘤化疗将取得决定性突破。1　MDR的概念　　肿瘤细胞耐药性可分为内在性耐药(intrinsicdrugresistance)和获得性耐药(acquireddrugresistance)两类，既原发地存在于某些肿瘤中，称内在性耐药；继发于化疗后，称获得性耐药。　　根据耐药谱可分为原药耐药(primarydrugresistance,PDR)和多药耐药(multidrugresistance,MDR)。PDR只对诱导的原药产生耐药，而对其它药物

3、不产生交叉耐药。而MDR是一种药物诱发，而同时对其它多种结构和作用机制完全不同的抗癌药物产生交叉耐药。内在性耐药的原因仍不清楚，而获得性耐药是由于变异的耐药肿瘤细胞亚群过渡生长所致。内在性耐药与获得性耐药作为一种独特的耐药现象是成功地治疗肿瘤的关键性难题，因而成为近几年国内外研究和探索的热点。2　MDR的耐药机制　　1970年Biedler和Riehm首先描述了MDR表型：一种药物诱导产生的耐药细胞株可用对其它多种化学结构和功能完全不同的化疗药物产生耐药。他们发现对放线菌D耐药的细胞，同时也对多种抗肿瘤抗生素

4、如柔红霉素等，以及结构与作用机制迥异的植物碱类抗肿瘤药如长春新碱等交叉耐药。1976年，Juliano等最先在耐药的中国苍鼠卵巢细胞中发现一种新的与耐药程度呈数量关系的高分子量的细胞膜糖蛋白，命名为P糖蛋白(p-glycopratain,p-gp)。因其分子量为170kda，又名pgp170，认为此蛋白可降低细胞膜对药物的通透性而引起耐药。后来又陆续研究发现在不同来源的多药耐药细胞中这种P糖蛋白的分子量范围在130～180kda，主要集中在150～180kda，它由多药耐药基因MDR编码。近十几年，国外已从耐

5、药肿瘤细胞株中分离出耐药基因MDR1和它的表达P糖蛋白。1986年chen等克隆了编码P糖蛋白的cDNA［2］。2.1　MDR基因家族　　在哺乳动物，MDR基因是一较小的相对保守的基因家族。在人类基因组中，它含有两个基因MDR1和MDR2，在啮齿类由三个基因组成：MDR1，MDR2，MDR3。2.2　MDR基因　　基因图谱的研究表明人类MDR两种基因定位于第7号染色体的q21.1带的330kb中。含有28个外显子，28个外显子序列与cDNA完全一致，cDNA全长4.5kb。在不同的细胞系中MDR1启动子显示的

6、活性不同，其增加子的活性亦不同，因此MDR1表达呈组织特异性。2.3　MDR基因表型　　MDR基因表型是与其基因产物P糖蛋白有关的。许多研究表明，MDR表型表现为MDR基因的过度表达伴有或不伴有基因扩增。研究发现，在耐药程度低的耐药细胞系，可无MDR基因扩增，只有MDR基因的表达增加(即mRNA的表达增加，P糖蛋白的功能增强)。此时低度耐药细胞P糖蛋白的功能的增加是由于mRNA转录水平增高，而非基因拷贝增加所致。　　MDR表型最突出的特点是其编码P糖蛋白功能增加而导致产生了多药耐药性。因此P糖蛋白是MDR基因

7、的表型标志。2.4　P糖蛋白　　MDR基因编码的P糖蛋白是分子量约为170Kda的胞膜蛋白，由1280个氨基酸组成，同源双链，每条链有6个跨膜疏水区，其构成三个跨膜孔有一个细胞内核苷糖连接点可能与ATP连接并发生水解作用。通常认为，P糖蛋白具有一种能量依耐的跨膜药物外输泵功能，当肿瘤细胞与抗癌药物接触时，脂溶性药物浓度梯度进入细胞，而P糖蛋白则结合药物分子，同时其ATP结合位点连上ATP，ATP水解后释放能量将药物从胞内泵出胞外，药物在胞内浓度不断下降，其细胞毒作用因而减弱甚至丧失，出现耐药现象。　　人类MD

8、R1和MDR2两种基因分别编码了两种结构相似，功能不同的P糖蛋白，MDR1和MDR2两种基因及其所编码的两种P糖蛋白具有高度同源性，其同源性达80%，然而这两种基因产物的表达却呈组织特异性而且有不同的生理功能。MDR1的表达产物可将亲脂类化疗药泵出细胞外，因而有耐药特性；MDR2的表达产物则主要分布在骨骼肌纤维上，可将肌纤维的代谢产物，如激素等转运到膜外，无转运亲脂类药物功能，故不具多药耐药性的作用