依據MGMT實現腫瘤預見性個體化化療——訪軍事醫學科學院章揚培教授

2005年04月11日

化療是治療腫瘤的有效手段之一，如何預見和克服腫瘤細胞對化療藥物的耐藥性是腫瘤化療亟須解決的重大課題。軍事醫學科學院輸血醫學研究所章揚培教授等研究人員經過研究，驗證了腫瘤細胞中O6-甲基鳥嘌呤-DNA-甲基轉移酶(MGMT)的水平決定細胞對烷化劑的耐藥性；同時研制出兩種藥物——新型烷化劑嘧啶亞硝脲尼莫斯汀（ACNU）和抑制MGMT酶活性的化學藥鏈脲菌素（STZ），以及一種可檢測MGMT活性的新型試劑盒；并依據其研究成果，提出了腫瘤預見性個體化化療的新策略。這一研究將對臨床腫瘤化療方案的制訂起到重大的指導意義，因而榮獲了2004年度國家科技進步二等獎。

為了對MGMT的相關研究有一個詳盡的了解和認識，記者日前采訪了章揚培教授，章教授針對該獲獎課題的幾個關鍵項目向記者做了介紹。

提出烷化劑化療新理論

章教授首先指出，在進行化療之前，預先判斷患者對藥物是否耐藥是實施腫瘤預見性個體化化療的前提。

章教授介紹，烷化劑屬廣譜抗癌藥，約占全部國產化療藥物的1/4。其殺傷腫瘤細胞主要是通過“造成腫瘤細胞DNA的烷基化損傷、進而形成DNA交聯、阻斷DNA復制”來實現的。在12種DNA烷化損傷中，以O6-甲基鳥嘌呤-DNA的損傷威脅最大，是引起細胞致死的重要原因。參照以往的文獻報道——細胞內的MGMT可使DNA烷基化的損傷得到修復，是細胞對烷化劑產生耐藥性的根本原因，他帶領課題組，驗證了腫瘤細胞中的MGMT水平決定細胞對烷化劑的耐藥性，即MGMT高的腫瘤細胞耐藥，MGMT低的腫瘤細胞敏感；并通過細胞和裸鼠實驗證明，STZ可以降低細胞內的MGMT活性，克服細胞對烷化劑的耐藥性。并分析認為，如果能夠建立檢測腫瘤細胞中MGMT水平的方法，就可以依據其水平的高低，合理使用烷化劑：對MGMT低者直接使用ACNU，對MGMT高者首先使用STZ使其活性降低，然后再使用ACNU化療，并最終實現各類烷化劑的預見性個體化化療。

課題組人員歷經10余年，通過對中國人腫瘤細胞系、裸鼠移植和治療實驗、腫瘤患者組織分析以及分子水平研究，包括初步的臨床治療試驗等，率先提出了“以分析腫瘤患者MGMT為依據，以調節MGMT為手段，最終實現腫瘤預見性個體化化療”的理論。

驗證兩種新藥的作用

如果能降低或消耗腫瘤細胞的MGMT活性和蛋白水平，就有可能克服腫瘤細胞對烷化劑的耐藥性。

章教授說，他們隨后選用3株Mer+型腫瘤細胞作為實驗材料，由于其MGMT活性均較高，因此對ACNU表現出不同程度的耐藥。3株Mer+型腫瘤細胞經STZ處理1小時后，細胞的MGMT活性明顯降低。隨后的實驗證實，這3株細胞的MGMT活性下降后，細胞對ACNU的耐藥性也隨之降低。當繼續增加STZ的濃度時，MGMT活性可降到與標準的Mer-型細胞相當，細胞對ACNU的耐藥性隨之消失。

同樣，動物實驗也證明，首先用100毫克/千克的STZ處理，然后再使用25毫克/千克的ACNU治療，可將單獨使用ACNU治療無效的腫瘤細胞移植物有效殺滅。結果說明使用合適濃度的STZ，可以有效克服Mer+型腫瘤細胞對ACNU的耐藥性。

在實驗室研究的基礎上，他們與中日友好醫院合作，對MGMT高的、單獨使用ACNU治療無效的難治性腦瘤患者，開展了STZ伍用ACNU的聯合治療試驗，共觀察了8個病例。結果令人鼓舞：1例達到CR（可測腫瘤全部消失），兩例PR（腫瘤體積減小在50%以上），4例NC（瘤體積減小<50%），1例PD（瘤體積增加>25%）。臨床試驗初步證明，使用STZ可以克服部分腦瘤患者對ACNU的耐藥性，聯合使用STZ與ACNU可以達到理想的化療效果。

研制MGMT診斷試劑盒

章教授特別強調，實現以上腫瘤預見性個體化治療方案的關鍵是能否檢測和判斷腫瘤組織MGMT活性的高低。為此，他們進行了如下實驗：

選擇6株Mer+型腫瘤細胞和兩株Mer-型腫瘤細胞,經Northern雜交和狹縫雜交揭示：Mer+型腫瘤細胞的MGMT活性和MGMT mRNA的表達水平均較高,而Mer-型腫瘤細胞則低到難以檢測的水平。從而得出：MGMT mRNA的表達是Mer+型腫瘤細胞對ACNU產生耐藥性的關鍵原因——細胞中MGMT活性的差異是由MGMT mRNA表達水平的不同造成的，即Mer+型腫瘤細胞的MGMTmRNA表達水平高,產生的MGMT蛋白水平也高，則MGMT活性就強,反之亦然。這些實驗結果證明,MGMT mRNA、MGMT蛋白及MGMT活性三者之間密切相關。

因此，MGMT的蛋白免疫學測定結果，能夠正確反映細胞的MGMT活性。他們的MGMT免疫組化診斷試劑盒就是根據這個原理研制的。

據章教授介紹，2000年6月初至2000年10月底，由中國醫科院腫瘤醫院、中日友好醫院、解放軍307醫院等單位對這種新的試劑盒進行了1175例的臨床驗證。在病理標本中，強陽性（++）占24.68%；陽性（+）占44.00%；可疑（±）占16.00%；陰性（-）占15.32%。這次臨床試驗達到以下三個目的：第一，試劑盒符合臨床使用要求，可用于檢測各類腫瘤組織中的MGMT水平。第二，對MGMT蛋白水平低的患者可直接使用烷化劑；對MGMT蛋白呈陽性、強陽性的患者建議首先使用STZ消耗MGMT活性，清除細胞對烷化劑的耐藥基礎，然后再使用烷化劑；對MGMT蛋白表現可疑的患者，可先使用烷化劑，如效果不理想，再聯合使用STZ與烷化劑。第三，臨床驗證結果說明，在13類腫瘤中都有MGMT為強陽、陽、中間、陰性的個體，其對烷化劑的反應程度也不同。建議在化療前，使用診斷試劑盒對各類患者 腫瘤組織的MGMT蛋白水平進行測定，根據測定結果來實施不同的治療方案，從而實現有預見性的個體化治療。