修复系统和细胞凋亡因子

一、抗代谢药物

抗代谢药物可导致DNA损伤，由此细胞产生一系列信号，依据损伤的程度，这些信号阻滞细胞增殖，从而诱发细胞程序性凋亡。其调节依赖预凋亡因子，如p53、Bax及相关蛋白和Bcl-2超家族的主要成员之一的抗凋亡因子。

肿瘤细胞凋亡机制的缺陷可能导致耐药和较差的临床治疗效果。TP53是抑癌基因，其的编码p53蛋白具有3′-5′核酸外切酶活性，调节预凋亡因子（如Bax、Bak）转录活性以及抑制抗凋亡途径（如Bcl-2，Bcl-XL），导致无法修复DNA损伤，有利于细胞凋亡。如果p53通路存在缺陷，有DNA损伤的细胞可能继续增殖，这将导致DNA突变累积。一些肿瘤细胞对抗代谢药物（如5-FU）的敏感性低，可能是由TP-53基因突变所致。这些突变造成Bax不能上调和Bcl-2不能下调。在卵巢癌中也得到相似的发现，p53的过表达或错义突变与铂类药物耐受、早期疾病复发和总生存时间缩短相关。事实上，在结肠癌细胞株中，Bcl-XL和Bax的比率与5-FU化疗敏感性有显著性关联。而在神经胶质瘤中，即使p53通路存在缺陷，如果Bax的过表达到一定程度，细胞对凋亡信号更为敏感。此外，错配修复系统（MMR）是重要的避免突变机制，能识别和修复那些由于复制错误和DNA损伤事件引起的错配及不配对碱基对。在具有错配修复系统（MMR）全功能的细胞中，当细胞受到严重的但不致死的DNA损伤时，如无力修复，其启动凋亡机制，导致细胞周期阻滞和细胞凋亡；相反，错配修复系统功能缺乏的细胞不能删除错配和修复损伤，不能正确启动凋亡机制，突变有可能积累，可能导致异常的细胞增殖和具有致癌潜力。研究表明，在淋巴转移的晚期导管乳腺癌联合化疗（环磷酰胺、甲氨蝶呤和5-FU，CMF方案）治疗中，两个重要的MMR成员hMLH1和hMSH2的表达与化疗的反应密切相关。hMLH1低表达患者，用5-FU治疗后，比hMLH1高表达患者具有更高的失败率。MMR缺乏的肿瘤细胞对5-FU的细胞毒性具有抵抗力。在高甲基化结肠癌细胞中，hMLH1启动子的去甲基化精确修复MMR，增加5-FU对药物敏感性。此外，顺铂化疗可导致顺铂选择介导的MMR功能缺乏细胞产生，导致对其他化疗药物，如对吉西他滨，化疗药物敏感性降低，这可能是化疗药物耐药和治疗失败的原因之一。

二、烷　化　剂

铂类药物，包括顺铂、卡铂和奥利沙铂等，是通过引起链间和链内交联造成不可逆DNA损伤，从而抑制细胞增殖。药物耐药性的出现是由于顺铂等药物局部富集不够，以及细胞自身的解毒作用或者通过核苷酸切除修复（NER）系统的DNA损伤修复。NER超家族成员众多，包括切除修复交叉互补基因1（ERCC1）、着色性干皮病（XP）相关DNA修复基因（XPA、XPB、XPC、XPD和XPF）。它们表现出诸多不同酶的功能，如解螺旋酶、3′-5′核酸外切酶和连接酶。在这些因子中，ERCC1与XPF形成异源二聚体后具有核酸外切酶作用，修复DNA损伤。在体外研究证明ERCC1-XPF的表达上调与顺铂耐药有关。然而，另外的研究发现，在卵巢癌和结肠癌细胞系中，DNA修复能力与顺铂、美法仑的细胞毒性无关。

ERCC1基因表达对用顺铂和奥沙利铂治疗的非小细胞肺癌（NSCLC）和结肠癌的病人的临床治疗效果产生影响。患者ERCC1表达水平低，药物反应和生存率均较高。XBP存在Lys751Gln突变。研究表明，在5-FU和奥沙利铂治疗的结肠癌患者中，XBP基因的基因型为野生型751 Lys/Lys的患者生存率为17.4个月；而基因型为751 Lys/Gln和751 Gln/Gln的病人存活率分别为12.8和3.3个月。6-烷基（甲基）鸟嘌呤-DNA烷基（甲基）转移酶（AGAT/MGMT）能保护细胞免受DNA烷化剂对DNA诱变作用，如化疗药物卡莫司汀（BCNU）诱导的细胞毒性。AGAT/MGMT表达水平和治疗反应之间的关系仅在脑肿瘤中被发现。应用BCNU治疗恶性星型细胞瘤患者，AGAT/MGMT表达水平下降时，具有较好和客观的反应。此外，在用BCNU和顺铂联合治疗胶质瘤病人，由于AGAT/MGMT启动子甲基化，较低的AGAT/MGMT表达活性与延长生存率和改善病人的生存率具有相关性。在脑、脊髓肿瘤和结肠癌患者中，低表达AGAT/MGMT的患者对替莫唑胺的反应率为60%，而有高酶活性的患者中反应率为9%。