【摘要】 胰腺癌的化療效果不理想主要原因與腫瘤細胞的多藥耐藥有關。胰腺癌細胞多藥耐藥產生的機制目前并未闡明，隨著對多藥耐藥認識的不斷深入，新的逆轉劑已經產生。本文通過近5年文獻資料的回顧復習，對胰腺癌耐藥機制及其抑制劑的研究進展作一綜述。

【關鍵詞】 P-糖蛋白 ; 抑制劑; 多藥耐藥

腫瘤的治療是目前的研究熱點，化療就是目前治療惡性腫瘤的主要手段之一，然而腫瘤細胞對化療藥物的多藥耐藥(MDR)是腫瘤治療的主要障礙，也是多數腫瘤患者預后不佳的主要原因。目前大量的研究表明，腫瘤細胞產生MDR的原因和機制非常復雜，其中多藥耐藥蛋白P-糖蛋白介導的多藥耐藥最主要也最具有代表性，P-糖蛋白抑制劑的研究也成為近幾年的熱點。

1 P-糖蛋白的結構

P -糖蛋白(P-lycoprotein，P-gp)是一種腺苷三磷酸酶(ATP酶)，是能量依賴的膜結合蛋白，屬于三磷酸腺苷結合盒(ABC)轉運子[1]。它由1280 個氨基酸組成，由一條單鏈表達 。這條單鏈分為同源的相等長度的2個亞單位，每個亞單位包括六個跨膜 區和兩個ATP結合區分開并由一個多肽區分隔，其連接器區域的二級結構對于P-gp的兩個亞單位有足夠的協調功能，這種協調功能有可能需要兩個ATP結合部位的相互作用[2]。ATP結合區位于胞漿側，即核苷酸結合折疊，核苷酸結合折疊位于細胞質，為運輸底物通過細胞膜傳遞能量。每一個ATP結合區包含三部分： Walker A，B，and signature C 模體，walker A 模體中的高保守性的賴氨酸殘基直接與ATP結合，WalkerB模體中的高保守性的天冬氨酸殘基與Mg2+相結合，人類p-gp需Mg2+--ATP結合和水解功能才能成為藥物轉運器[3]。鎂也許在穩定ATP結合位點中扮演重要角色。Signature C 模體可能以化學過渡態的相互作用的形式參與加速ATP水解，也可能參與了由于細胞膜整環的構象改變需要底物易位，所以Signature C 模體還可能參與了ATP水解的能量轉導[4]。和 Walker A模體的ATP結合區限制ATP結合位點不同的是，許多底物結合部位能夠被p-gp的整個跨膜區(transmembrane，TM)鑒別。主要的藥物結合位點位于TM6 and TM12及其附近，除此之外，TM1，TM4，TM10，and TM11也有藥物結合位點，TM1的氨基酸類化合物參與藥物結合口的構成并在決定合適的底物大小中扮演重要角色，而TM 2 and 3的甘氨酸殘基在決定底物特異性中起重要作用。兩個亞基的TM2/ TM11 and TM5/TM8區的相似性提示這些區域在p-gp的細胞質側封閉了藥物結合口，這就為循環周期的構象變化提供了“鏈條”[4，18]。除此之外，TM區，細胞內環路甚至ATP結合區都有藥物結合位點，p-gp的這兩個TM區由6個長的α-螺旋段組成，每一個TM區的5個α單環呈假雙倍對稱聯接，而第6個α單環打破了這種對稱，這兩個α單環位于分子的中心而且最靠近(假)對稱軸因此看起來是聯在一起的。P-gp 有氨基和羧基末端，最初一直都認為，ATP結合區的氨基末端有所有的ATP水解必需的殘基而且與ATP結合區的羧基末端沒有相互作用[7]，但是現在普遍認為：氨基和羧基末端ATP位點都能水解ATP，然而還沒有證據顯示ATP能同時被這兩個位點水解[4]。這就為我們以后的進一步研究提供了思路。

2 P-糖蛋白的功能及其產生耐藥的機制

P-gp介導的外向通量是一種復雜的，ATP依賴的，能產生滲透梯度的并且在滲透方面敏感的運輸。藥物外向通量的第一步是P-gp通過ATP結合和水解作用對藥物的識別，主要的藥物結合部位位于TM6，TM12，TM1，TM4，TM10和TM11及其附近，結合口的結構在決定P-gp適合的底物/藥物大小及底物特異性中扮演重要角色[8]。這一過程釋放的能量被用于底物通過中央孔流出細胞膜，大約0. 6～3的ATP分子用于水解每一個運輸到細胞外的藥物分子[5]，相反的，Sauna and Ambudkar[9]的研究表明，這兩種ATP分子的水解被用于每一個底物分子的轉運，一種用于底物轉運，一種用于下一次催化性循環中所需的泵的構想變化。ADP從核苷酸結合部位的釋放結束了第一次催化性循環，并且引發了構象變化，這種構象變化降低了底物和核苷酸的親和力，第二次催化性循環的開始是通過另一個ATP分子的水解和能量釋放使蛋白質適應其天然構象，隨后的ADP釋放結束了另一次催化性循環，并使P-gp回到最初的狀態，再次結合底物和核苷酸開始下一次循環[10]。

P-gp的異物排出機制的研究已經很多，然而，底物相互作用的確切部位還沒有很好的解決[11]，目前流行的模型包括孔模型，外轉酶模型和疏水真空吸塵器模型[4]。在這些模型中，由于P-gp能識別嵌入質膜小葉內部的底物并能通過蛋白通道轉運底物，疏水真空吸塵器模型得到了廣泛的認可，其作用機制類似于“疏水真空吸塵器”是因為當藥物進入質膜時被識別和排出[12]，“疏水”是因為目前發現的疏水的大多數P-gp底物有二維的環形系統并在生理pH值下傳遞正電荷，然而，不帶電的，親水的和擁有二維環形系統的其他物質例如秋水仙堿也能被排出，提示還有其他機制在起作用。跨膜電位和pH值的變化也可能在這一過程中起作用。Rosenberg等指出P-gp通過細胞內核苷酸結合區域結合核苷酸來實現構象的變化，由于底物易位的需要，在細胞膜整環中，Signature C 模體可能參與了ATP水解能量的轉導以及產生構象的變化[13]。

孔模型存在一種貫穿整個細胞膜的跨膜區域的核苷酸結合的重組，這種重組方式開放了中央孔，并以某種方式允許疏水藥物(或底物)直接通過脂質雙分子層到達中央孔的轉運蛋白[14]。然而，近來也有報道稱，藥物底物首先以彌散的方式通過脂質雙分子層到達藥物結合口，穿過由位于藥物結合口任一端的TM段構成的“門”，然后通過中央孔的轉運蛋白將底物排出細胞膜外[15]。另一種假說是P-gp實質上是一種外轉酶，這種外轉酶能夠識別細胞膜內部的小葉上的藥物并將其轉運到外部的小葉(以這種方式彌散到細胞外)或者直接進入細胞外隙。當親脂藥物通過類脂膜時，P-gp阻斷其通過，并將親脂藥物從內部的小葉“外轉”到外部的小葉和特殊的細胞介質[16]。

3 P-糖蛋白抑制劑的研究進展

Tsuruo等在上世紀八十年代首次報道了MDR的藥理學逆轉，Tsuruo等認為，鈣通道阻滯劑維拉帕米和鈣調素拮抗劑三氟拉嗪極大地提高了長春新堿的抗增殖能力，并在多藥耐藥的鼠類白血病細胞系的體內和體外研究中產生一種增強的長春新堿的細胞堆積[17]，最初的觀察顯示，在各種細胞系和體內腫瘤模型中許多化合物表現出對MDR的抵抗性，隨后，許多P-gp抑制劑如PSC-833，MS-209，XR9576和NSC73306相繼被發現能與P-gp相互作用并逆轉P-gp介導的抗藥性。基于年代學的發展和對P-gp的特異性和(或)親和力，將P-gp抑制劑的發展分為了三代[10，18]。

3. 1 第一代P-gp抑制劑 第一代P-gp抑制劑是藥理學化合物，這類化合物原是用于其它適應癥，但是這類化合物能夠抑制P-gp。許多擁有不同結構和功能的，能抑制P-gp的因子已經被鑒定出來，這些因子包括鈣通道阻滯劑如維拉帕米，免疫抑制劑如環孢素A，抗高血壓藥如利血平，奎尼丁，育亨賓和抗雌激素類藥如他莫昔芬，托瑞米芬。長春新堿能抑制P-gp 95%的功能，這比已經通過模擬實驗的蒽環類抗生素的作用更強[19]。由于抑制P-gp的功能需要很高的藥物血清濃度，而高劑量的此類藥物具有毒性，因此第一代化合物作用力較弱和非選擇性，限制了此類藥物的應用。而且，許多第一代化學感受器本身就是P-gp的底物，需要與其他底物競爭MDR泵才能流出，因此，要產生足夠的細胞內濃度就需要這類化學感受器的高血清濃度。第一代P-gp抑制劑的臨床實驗之所以失敗就歸因于上述原因，因此，研究人員把目光轉向能直接明確抑制P-gp的第二代和第三代抑制劑[20]。

3. 2 第二代P-gp抑制劑 構成第二代P-gp抑制劑的因子缺乏第一代化合物的藥理學活性但是擁有更高的P-gp親和力。屬于此類的因子包括PSC 833，右維拉帕米，比立考達(VX-710)，GF120918和MS-209 [10，20]。雖然這些化合物具有低毒性的優點，但是仍然具有限制其臨床應用的特性，在體內可耐受劑量下，第二代P-gp抑制劑的親和力太低而不足以產生明顯的抑制作用，大多數第二代化學感受器也是CYP 3A4的底物，因此，抗腫瘤因子和影響CYP 3A4活性的MDR調節劑之間的競爭將會對藥物代謝動力學造成不可預知的干擾，影響新陳代謝和清除機制。抗腫瘤藥物的濃度的增加將導致很強的副作用，迫使劑量降到中毒標準以下[21]。此外，這些化合物對非靶點轉運蛋白的抑制也會增強抗腫瘤藥物的不良反應[22]。

3. 3 第三代P-gp抑制劑 構效關系和組織化學的方法促進了第三代P-gp抑制劑的發展，最初的目的是為了提高多藥耐藥腫瘤的治療效果和抑制P-gp的高度特異性和毒性。第三代P-gp抑制劑既不是由CYP 3A4引起代謝，也不會改變抗腫瘤藥物的血漿藥代動力學。第三代P-gp抑制劑如LY335979，OC144093和XR9576經鑒定是具有較強作用力和高選擇性的P-gp抑制劑，其作用力是第一代和第二代P-gp抑制劑的10倍以上[10，18]，臨床上也沒發現第三代P-gp抑制劑能引起其他抗腫瘤藥物的藥代動力學的變化，因此，這種從各種藥物逐漸發展起來的化合物使癌癥治療得到了極大地發展，目前正應用在已使用不同的抗腫瘤藥物的幾種不同類型的癌癥身上進行臨床實驗[23]，Tariquidar將此類藥物應用于已使用紫杉酚和長春瑞濱的卵巢癌患者，第一和第二階段的研究已經成功，第三階段的實驗已經開始，R101933和ONT-093經過試驗表明能抑制P-gp泵，并對多西紫杉醇和紫杉酚的藥代動力學沒有影響，Eli Lilly公司開發的藥物LY335979能競爭性抑制長春堿和P-gp的結合，由Glaxosmithkline公司開發的GF-120918能抑制P-gp和乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)，并與多柔比星沒有藥代動力學的相互作用。臨床實驗顯示第三代P-gp抑制劑能增加有P-gp表達的腫瘤細胞中的其他抗腫瘤藥物的細胞內濃度，第三代P-gp抑制劑的進一步研究的目標是癌癥患者的長期存活率。然而，第三代P-gp抑制劑的第三階段試驗并沒有成功，在P-gp抑制和提高生存率方面并沒有獲得顯著的成效[22，23]。

近年來出現一類新的P-gp抑制劑，是一種制藥輔藥和以草本類作為補充的混合物[10，24]，其作為制藥輔藥的成分能對P-gp底物產生作用并提高生物可利用率，從成分的角度看，這些“惰性的”制藥輔藥的成分是一種很好的選擇，但是由于這些成分能改變藥物在體內的分布并造成嚴重的副反應，因此有很大的局限性。

另一類引起廣泛關注的P-gp抑制劑是草本類成分，由于其無毒性和自身沒有藥理學活性，因此被作為理想的P-gp抑制劑。在一段連續的較長的歷史時間里草藥被大量的應用于日常飲食中，其安全性得到了肯定，由于草藥成分能增強生物可利用率，提高組織穿透力(如血腦屏障)，減少膽汁排泄，因此被認為是理想的MDR抑制因子，這類P-gp抑制劑將會成為以后研究的熱點，并在逆轉多藥耐藥中發揮重要的作用。

4 小結和展望

本文綜述了P-gp的結構，功能，產生耐藥的機制及P-糖蛋白抑制劑的研究進展，由于P-gp結構的特殊性，其功能和產生耐藥的機制十分復雜，尚待進一步研究，以逆轉腫瘤MDR的臨床試驗結果尚不理想，多種方法的聯合應用是今后逆轉腫瘤MDR的研究熱點 。解決MDR的根本途徑還在于全面深入地研究和闡明MDR產生的機制，以尋求從根本上逆轉MDR的對策。隨著對P-gP抑制劑作用機制研究的不斷深入。檢測及逆轉方法的不斷改進，具有巨大潛能的P-gp抑制劑將在該領域發揮愈來愈大的作用。