从耐药性来分析

回顾、反思和评价手术后的辅助化学治疗和疗效，前述的许多临床病例中为什么术后化疗未能阻止肿瘤复发？为什么术后化疗未能阻止肿瘤转移？这些注入患者体内的化疗药为什么没有起到对实体肿瘤细胞杀伤的作用？我们应该反思、考虑实体瘤是否具有耐药性。

实体瘤何以会产生耐药性？其原因之一是药物瘤内传递障碍。

临床所谓耐药性，是指抗肿瘤药物治疗对宿主正常组织细胞产生明显损伤时对肿瘤仍无效。抗肿瘤药物杀伤肿瘤细胞的效果与药物浓度和药物作用时间之积呈正相关。但同时常给正常组织细胞带来明显损伤，即杀瘤细胞也杀正常细胞，对瘤细胞与正常细胞无选择性，“敌我不分”“玉石俱焚”，这是化疗药的致命缺点，且目前仍无满意的解决方法。所以绝大多数抗肿瘤药物的疗效，只能限制在它对正常细胞的损伤处于人体能耐受的程度之内。

近年来，抗肿瘤药物的临床治疗水平不断提高，有些恶性肿瘤（如绒毛膜癌、小儿急性淋巴细胞白血病、肾母细胞瘤等）可单独应用化疗手段治愈，然而，还有许多常见的恶性肿瘤，如胃癌、肝癌、非小细胞性肺癌等对抗肿瘤药物仍高度抵抗，单用化学药物治疗效果极为有限。为什么化疗药物对实体瘤治疗作用甚微？对此，我们有必要对抗肿瘤药物的作用机制和耐药性进行深入研究。

当前，化疗药物对血液系统肿瘤疗效较好，但对实体瘤则疗效较差。其原因除化疗药物对这些实体瘤细胞不敏感或低敏感外，瘤内药物传递障碍也是主要原因。

（一）药物传递障碍与耐药性

肿瘤细胞与足够量的抗肿瘤药物直接接触是化疗取得疗效的必要前提。然而，抗肿瘤药物必须经过很长的路途，克服层层障碍，才能达到肿瘤细胞，其间任何一个环节出现问题都可能产生耐药性（图18－1）。

肿瘤药物在各个环节可能发生的传递障碍

巨大实体瘤瘤内药物传递障碍产生耐药性，是影响化疗能否有效的十分重要的问题，也是一个急需解决而尚未能解决的问题。一些抗肿瘤药物对培养皿中的各种肿瘤细胞均显示出很高的抗瘤活性，有的抑制率甚至可达100%。临床用于治疗血液系统恶性肿瘤或儿童癌症也能取得满意的疗效，然而这些药物却不能明显降低成年人中最常见实体瘤（如胃癌、肝癌、大肠癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、胰癌、脑癌、食管癌等）造成的病死率。比较血液系统恶性肿瘤和实体瘤的化疗过程，前者仅仅是省去了药物在肿瘤组织中重新分布这一步骤，而是直接在血液中与癌细胞接触。因而可推论，药物传递在实体瘤中，存在某些能导致肿瘤产生耐药性的因素。具体地说，口服或注射抗肿瘤药物后，药物经血液循环传递到全身各器官、各组织，其中一部分传递到它的靶目标，即肿瘤组织，要消灭这么大的一个实体瘤（腹部外科实体瘤，常大至数百克，数千克，甚至十几千克重），药物还必须以足够消灭这么大实体瘤中各个肿瘤细胞的高浓度在整个肿瘤内扩散、分布，以便经血液循环传递到肿瘤的药物能与各个肿瘤细胞接触，才能使化疗取得效果。然而，由于实体瘤经常具有强大的屏障来应对这种扩散作用，使得药物在肿瘤内分布不均匀和（或）低浓度分布，甚至在某些区域不分布，进而导致肿瘤对药物产生耐药性。

实体瘤障碍药物在瘤内传递的机制主要有三种：①实体瘤血管分布不均衡，缺少血管的区域不能直接从血液循环中获得药物，因而有些肿瘤细胞不能直接接触药物，换而言之，药物对这部分细胞起不了作用；②肿瘤间质内压力异常升高，妨碍药物在肿瘤内扩散、渗透和分布；③肿瘤血管结构异常和血液黏稠度高，对药物在肿瘤内的传递也有阻碍作用。

某些药物对肿瘤的穿透力主要由它的结构决定，恶性肿瘤大体由以下几部分组成：①增殖细胞即肿瘤细胞，一般占不到肿瘤体积的1／2。②血管来回曲折地穿过肿瘤组织，占肿瘤体积的1%～10%。③富含胶原的基质，填补了肿瘤组织的大部分空间，比健康组织中胞外基质所占的比例大得多，且围绕在肿瘤细胞的周围使之与血管结构隔开。为了测定药物在肿瘤中的去向，Kakesh　K等选择单一动脉进入和单一静脉排出的肿瘤植入啮齿类动物，或从患者身上得到这类肿瘤，并利用人工循环维持血液的流动，利用这两种模型，测量药物进入及离开肿瘤的总量，并计算吸收量。随后，又采用Sandison－Algire肿瘤“窗口技术”，将肿瘤植入兔耳内或植入小鼠的脑或背部皮肤内并装上透明装置，显微镜直接观察肿瘤组织新血管的发育和药物在瘤内的扩散、分布过程。结果显示，肿瘤植入小鼠背部皮肤后20d，肿瘤外周已长满纵横交错的血管，中心则大量丧失血供，呈白色，肿瘤也由此失去了把药物直接带到中心区域的血管。

因此，药物要接近各个瘤细胞，先要进入肿瘤组织的血管内，再穿过血管壁进入间质，最后还得艰难地通过基质。但是肿瘤组织的血管系统与正常组织器官中的血管系统有明显的不同。开始时，肿瘤利用该区域现有的血管得到血液，随着肿瘤的生长，其产生“自己”的小血管，迅速分支绕成弯曲状并逐渐变化其生长方向。结果，肿瘤的一些区域出现良好的血管，有丰富的血液供应，而肿瘤的某些区域则可能很少甚至无血液供给。肿瘤血管的这种不均衡性，影响了药物在肿瘤中的分布，缺乏血管的区域不能直接从血液循环中接受药物，因而此区内的药物浓度较低，不足以产生抗肿瘤效应。而且，血管结构异常扭曲的分支往往会减慢血流，肿瘤中血液的黏稠度高、血流缓慢，缓慢的微循环阻碍了药物传递到肿瘤血管分布少的区域，使这些区域得不到（或很少得到）抗肿瘤药物，因此，也就难以产生抗肿瘤的疗效。

上述不均衡的血供是阻止药物在肿瘤内扩散的主要原因，此外，肿瘤间质压异常升高也是一个重要的原因。压力的升高妨碍药物在管壁－间质－间质之间的流动，导致间质药物浓度降低。

肿瘤组织与健康组织内压力分布不同，健康组织毛细血管网络的内压力高于间质，后者约为0；而整个肿瘤间质的平均内压力与微血管网络几乎相当。原因可能是肿瘤最初生长于正常组织中间并利用现存血管、现存淋巴系统向间质中排出过剩的液体；随着肿瘤的生长，其产生了新血管却不能形成它自己的淋巴系统，而且因肿瘤无节制增生、挤压，导致异常的血管形状变化减慢了血液的流速，进一步升高了微血管的内压力，使大量液体从血管渗入间质。由于缺乏功能性的淋巴系统，外渗的液体不能被有效清除，越积越多，终至间质内压力增高到与血管内压力相等为止。肿瘤组织内压力异常高，对药物在瘤内渗透、分布均有明显影响。

（二）膜转运障碍

药物进入肿瘤细胞内的转运障碍机制尚未完全清楚，可能与药物的结构、理化特性有较密切的关系，此类药物包括甲氨蝶呤、美法仑、氮芥、顺铂、阿糖胞苷、蒽环类、长春新碱类等。另外，药物进入肿瘤细胞内需经载体中介转运，因此，对载体的亲和力程度会影响转运。总之，药物转运障碍是肿瘤对化疗药物产生耐药性的重要原因，要使化疗药物在体内应用时获得与体外实验中一样的效果，必须克服这些障碍。

（三）免疫与耐药性

肿瘤患者接受任何治疗前的免疫状态对药物治疗效果都是有影响的。一般说来，人体免疫功能越完整，患者对药物治疗的反应越好。在接受细胞毒药物治疗的患者中，治疗前完整的免疫功能与较好的预后相关。

动物实验证明，门冬酰胺酶能杀死免疫受抑制动物的大部分肿瘤细胞，但抗药的瘤细胞残存并增殖，最终仍使动物致死；在免疫功能良好的动物中，耐药或残存的瘤细胞均可被免疫系统破坏。化学药物诱发的小鼠肉瘤，在宿主致敏时能增强环磷酰胺的抗肿瘤作用，而对未能致敏的宿主无效。在急性粒细胞性白血病患者采用化疗合并免疫治疗比单用化疗疗效好。也有报道，非小细胞性肺癌化疗时联用胸腺素的疗效比单独化疗的疗效好。

一些有经验的医师在对癌症患者进行药物治疗的同时，还对他们的免疫功能做详细检查。事实证明，这对设计化疗方案有一定的价值。已经发现，绒毛膜癌对化疗的“对抗”是与免疫功能逐渐下降有关的。如果免疫功能得以恢复，那么已经产生明显耐药的药物再次使用仍然有效。

（四）代谢与耐药性

抗代谢药是一类能干扰细胞代谢进程的药物，这类化学结构往往与核酸代谢的必需物质叶酸、嘌呤、嘧啶等相似，可能通过特异性对抗而干扰核酸代谢，尤其影响DNA合成。阻止细胞的分裂繁殖，产生抗肿瘤效应。

所有临床常用的抗代谢药物，除甲氨蝶呤外，都需要经过代谢转化成活性结构，才具有抗肿瘤作用，如果活化酶缺损，导致抗代谢类药物活化不足，则会失去抗肿瘤代谢的意义。

（五）细胞增殖动力学与耐药性

肿瘤细胞增殖动力学有三个基本概念。即肿瘤细胞分群理论、细胞周期理论、肿瘤细胞异质性理论。

1．肿瘤细胞分群理论　这是针对整个细胞生长、增殖和死亡的运动规律而提出，即所有的肿瘤细胞均由三种群落组成，即增殖细胞群、静止细胞群、无增殖能力细胞群。不同群落的肿瘤细胞对化疗药物的反应性不同。

（1）增殖细胞群是指不断呈指数增殖的肿瘤细胞，瘤体增长迅速，对化疗药物敏感性亦较高。

（2）静止细胞群是肿瘤增殖的后备细胞，即G0期细胞，暂不进入细胞周期，当增殖期的细胞被药物杀灭后，静止细胞即可进入增殖期。此期的肿瘤细胞对药物有内在耐药性，是肿瘤复发的根源。

（3）无增殖能力的细胞群在化疗中意义不大。

了解肿瘤细胞的分群理论有利于设计出最佳治疗方案。近年来肿瘤化学治疗取得了一定进展，但并不是新发现了有效的化疗药物，而是应用细胞增殖动力学原理，设计出了很多高水平的化疗方案。

2．细胞周期理论　肿瘤细胞增殖动力学的另一个基本概念，主要是为了研究增殖细胞群中单个肿瘤细胞的生长而提出的，前已述及，肿瘤细胞的增殖周期大致可分为四期，即DNA合成前期（G1）、DNA合成期（S期）、DNA合成后期或分裂期（G2）期、有丝分裂（M期）。

根据抗肿瘤药物作用于肿瘤细胞周期不同阶段的选择性，依据细胞周期理论将抗肿瘤药物分为细胞周期特异性化疗药及细胞周期非特异性化疗药。

细胞周期特异性化疗药物只杀死处于细胞周期中某一敏感时相（常为S期）的细胞。这是由于在给药期间有的细胞不通过敏感时相，所以对药物不敏感。至于细胞周期非特异性药物可杀伤处于周期所有时相的细胞，但它对于迅速增殖中的细胞更有效。对于迅速增殖的肿瘤，其生长比率大且分裂间期短，对化疗敏感。对生长缓慢的肿瘤，其生长比率小且分裂时间长，这就难以避免产生令患者难以承受的不良反应，这时肿瘤对化疗药物往往有抵抗现象。

事实已经证明，106以下的肿瘤细胞病灶，其全部细胞都处于分裂周期中。而肿瘤细胞超过106的病灶，常有一定比例的肿瘤细胞处于分裂周期之外，采用“最佳”的治疗方案也不能治疗。据此，人们得出一个普遍性结论，即用S期细胞周期特异性药物对抗白血病较为有效，而细胞周期非特异性药物对抗实体瘤有效。临床试验已经对上述结论给予证实。与白血病、淋巴瘤相比，实体瘤对化疗的抵抗是由于它的倍增时间和分裂时间较长、增殖部分较小、标记指数较低所致。

3．肿瘤细胞异质性理论　这是近年来人们提出肿瘤细胞增殖学的另一个基本概念。它是指一个原发灶的肿块由不同的细胞亚群组成的，各个不同的细胞亚群药物敏感性不同，尤其是原发灶与浸润灶或转移灶之间的不同细胞亚群对药物的敏感性差异更大。在同一个宿主中的肿瘤，有些细胞亚群可能对某种药物敏感，而另一些细胞亚群，则具有内在耐药性，此项理论具有一定的临床应用价值。目前，联合化疗所用的药物种类已有增多趋势，这可能与此密切相关。

耐药性是十分重要的临床问题，若该患者对该化疗药具有耐药性，而临床医师并不知道是否有耐药性，仍然凭经验主义，继续使用该药完成各疗程，不管是采用静脉给药或导管、药泵给药，其对患者都会产生严重损害，因为有耐药性，所用的化疗药物对患者癌细胞毫无作用，但对患者的免疫系统、骨髓造血系统、肝肾功能产生极其严重的损害，甚至造成免疫功能衰竭、骨髓造血功能衰竭，进而导致感染、出血、器官功能衰竭而死亡。临床医师必须严肃、慎重地对待多药耐药（MDR）问题，重视患者的安全。

耐药性研究的根本目的是找到克服耐药性的方法或药物，迄今已经取得一定的进展，已有药物和方法开始进行临床应用了，但更多的方法尚处于临床前研究，甚至设想阶段。

中国有传统的中医药，并且已证实中草药的有效成分TTMP能逆转小鼠艾氏腹水癌对多柔比星产生的耐药性。根据实验室观察所得结果，TTMP对小鼠肝癌细胞转移有一定的抗转移作用，笔者开发研制的XZ－C4药也含有小量TTMP。相信中医药一定能找到独树一帜的方法来逆转临床肿瘤的耐药性。