劉璽章 綜 述 王代友 審校

(廣西醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院口腔頜面外科，南寧市 530021，E－mail:liuxizhang98@163．com)

P－糖蛋白(P－gp)作為 ATP－結合盒(ATP－binding cassette，ABC)跨膜轉運蛋白的其中一員，扮演著清除細胞毒素和外源生命體的生理屏障的角色［1］，在正常人體組織中廣泛分布［2］。它可能保護人體某些敏感器官免于有毒物質的侵入，阻止其進入胞液或將其排出胞外［3］。人類 P－gp 有兩種亞型，Ⅰ型(MDR1/ABCB1)是一種藥物轉運體，Ⅱ型(MDR2/3/ABCB4)將分泌的磷脂酰膽堿匯入膽汁成分中［4］。單個的P－gp分子能夠識別和轉運多種藥物的化學結構，小至分子量250 g/moL的西咪替丁大到1 202 g/moL的環(huán)孢素，很多疏水性化學底物都能與其相互作用［4－5］。P－gp也可使低滲透性藥物從血液被大幅度“擠”進腸道內，還能加強肝細胞和腎小管將藥物排泄至相鄰腔隙。因此，P－gp可能會減少口服藥物的吸收以及生物利用度。此外，P－gp能限制細胞吸收藥物［2］，在腫瘤細胞上也可見P－gp的過量表達，并在化療藥物中釋放以防止其細胞內化，使化療失敗。因此，這種蛋白是腫瘤治療——尤其是化療方式成功的主要障礙［6－7］，人們圍繞其展開大量研究，試圖尋求能夠克服 P－gp 多藥耐藥(multi－drug resistance，MDR)現象的最佳給藥模式，這其中不僅包括單純的抑制P－gp，還有各種可避開與其相互作用的技術［1，8］。本文針對這些有望優(yōu)化P－gp給藥模式的方法作一綜述。

1 P －gp 抑制劑

抑制P－gp是為了提高藥物的生物利用度以及靶向器官的吸收，尤其是在腫瘤化療時能夠選擇性地阻斷P－gp作用，在一般情況下有3種機制:(1)競爭性或非競爭性的阻斷藥物結合位點;(2)干擾ATP水解的過程;(3)改變細胞膜脂質的完整性［1，9］。根據 P－gp 抑制劑的特異性、親和力和毒性將其分為3代。第一代抑制劑以維拉帕米、環(huán)孢素A為代表的鈣離子拮抗劑、免疫抑制劑等等，由于它們在體內低效，專一性差，有毒性，常常需要提高劑量所以患者容易產生副反應，從而限制了其臨床使用。第二代抑制劑主要為第一代的類似物和一些具有新型結構的化合物，具有更好的藥理活性，但在降低不良反應的同時，某種程度上還保留了第一代局限性，主要代表藥物是 VX－710和 PSC833。值得一提的是，許多第二代抑制劑和抗癌藥物既是P－gp的底物，也是細胞色素p450同工酶3A4(CYP3A4)的底物，因此抑制劑與化療藥物之間的藥代動力學變化不可預知，無法給出安全可靠的臨床劑量。逐漸克服前兩代的缺點所研發(fā)出來的第三代抑制劑屬于非競爭性抑制劑，能夠直接與P－gp結合使其喪失外排能力，并且該類抑制劑不是CYP3A4的底物，不會改變與其聯用的抗癌藥物的藥動學性質，也不影響ABC家族中其他蛋白的功能，目前已進入臨床試驗階段，代表藥物有 VX－710、漢防己甲素、FG020326、S－9788、PD173074 等［10－11］。其中 PD173074 是一種選擇性成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factor，FGFR)抑制劑。Patel等［12］研究了 PD173074 在耐藥的腫瘤細胞中的作用，證明PD173074可直接阻斷P－gp介導的外排作用而逆轉ABCB1介導的多藥耐藥，并顯著增加ABCB1轉染細胞中抗癌藥物的敏感性，同時與其他轉運體如:ABCC1、ABCG2之間沒有相互作用。

單克隆抗體能夠有效地作用于MDR腫瘤細胞中的P－gp，許多抗 P－糖蛋白的單克隆抗體如 MRK16和MRK17，現已發(fā)展至抑制細胞多藥耐藥性階段。而共軛單克隆抗體可加強抗腫瘤活性，例如加入雙特異性抗體、免疫毒素、放射性同位素結合物等。構象敏感的UIC2單克隆抗體能夠抑制由P－gp介導的底物轉運(鈣黃綠素，柔紅霉素)，但由于通常情況下 P－gp僅有10% ～40%顯露在細胞膜上，UIC2只能部分鏈接，實現不完全逆轉，若想識別并抑制P－gp分子的其他部分，則需要加入一些特定的抑制劑例如長春新堿、環(huán)孢素A、PSC 833(伐司樸達)等。因此，這些抑制劑和UIC2聯用可以增強特定底物的積累和P－gp泵活動的總抑制。

2 生物利用度和運轉率的提高

盡管P－gp能夠降低其所作用的所有底物(藥物)吸收，但在P－gp濃度定量的情況下，不同藥物的吸收會有不同的效果。如果是快速吸收大劑量藥物，P－gp的外泵功能在藥物的生物利用度和藥代動力學方面的影響甚微。其原因為腸腔內藥物的高濃度聚集會使得P－gp的轉運活動達到飽和;而如果是小劑量藥物或者溶解率和擴散率非常緩慢的藥物，P－gp介導的外泵功能會在很大程度上影響藥物轉運，這些少量的藥物無法以治療劑量通過血液循環(huán)到達靶向位點或器官，甚至會通過緩控釋制劑使得底物作用完全無效，嚴重時危及生命。

通常將P－gp抑制劑與藥物合用以提高該藥物的吸收，二者都必須是P－gp所能識別的底物甚至是同一種底物，目前正積極開發(fā)口服吸收率高的抑制劑產品，以改善臨床上許多因為口服效果欠佳只能使用靜脈給藥的情況。當抑制劑分子被識別外排時，依賴P－gp疏水性結構的抑制調節(jié)器反復循環(huán)作用，使得抑制劑與藥物重新結合到P－gp結合位點上，最終藥物分子則不會被排出。Kwak等［13］在最近的一項研究中發(fā)現，第三代抑制劑HM30181的口服吸收率有望提高，相較于環(huán)孢素A、XR9576和GF120918的藥理特性，HM30181都表現出更高的效力，且其抑制活性對P－gp具有高度選擇性，并不抑制其他的ABC跨膜轉運蛋白。HM30181(10 mg/kg)與紫杉醇在大鼠身上合用，使后者的口服生物利用度從3．4%大大提升至41．3%，而其腫瘤抑制強度等同甚至優(yōu)于在異種移植瘤裸鼠身上單純靜脈注射紫杉醇。

P－gp抑制劑可能對藥物的藥代動力學改變有很大影響。由于P－gp分子存在于許多器官，例如血腦屏障、腎臟近端小管和膽管等，抑制劑的作用不僅僅是在于改善它們的吸收，甚至能影響它們的分布、代謝和底物消除。van Asperen等［14］觀察到在小鼠身上使用P－gp阻斷劑(伐司普達)使得紫杉醇口服生物利用度增加了10倍。Sugie等［15］報告了阿奇霉素和環(huán)孢素合用的情況下，膽汁分泌減少。阻止藥物進入中樞神經系統(CNS)主要依靠血腦屏障，而血腦屏障上存在的P－gp會外排CNS中的藥物分子，使保持足夠的藥物濃度更加困難。P－gp抑制劑能夠阻止由P－gp介導的藥物外排，并能輔助底物分子進入CNS。Kemper等［16］報告在第三代 P－gp抑制劑GF120918(依克利達)的作用下，大腦增加攝入5倍量紫杉醇的實驗。在此實驗中，紫杉醇的清除率降低，提示P－gp的清除路徑受到抑制。P－gp抑制劑還可以增加底物半衰期，減少膽汁排泄并且增加腎臟近端小管的重吸收。聯合口服阿奇霉素和維拉帕米能夠明顯增加血漿峰值水平，延長半衰期，以及提高口服后阿奇霉素的分布容積。天然的與合成的抑制劑都可以和藥物聯合成為口服劑量形式，例如聚乙二醇(PEG)類表面活性劑、陰離子樹膠、藻酸鈉、硫醇化聚合物、樹枝狀聚合物等，其中表面活性劑被認為是最好的一種，已獲準用于藥物制劑常規(guī)使用。這些表面活性劑的作用是通過改變細胞膜脂質的二級與三級結構來改變其完整性而體現，因此P－gp的作用由于疏水環(huán)境產生變化而受到阻礙［17］。

3 抗微生物療法

藥物外排是微生物中普遍存在的一種耐藥機制，同時也是適應宿主或產生抗生素滅活酶的統一方式。從原核生物到真核生物的所有類型細胞中，外排泵是目前公認最重要的積累抗生素的因素，由外排泵所介導的MDR現象已經從各種生物體身上得到證實，包括細菌、真菌、原生動物。P－gp作為能夠二次轉運的ABC家族重要一員，對微生物的MDR有著巨大影響。P－gp分子阻止抗微生物制劑進入微生物體內，降低細胞內藥物濃度，阻礙藥物到達作用部位，最終導致敏感性降低。這種轉運機制可能會導致治療失敗，造成傳染病流行。MDR是細菌感染時的一個主要問題，因為這會限制抗菌藥物的選擇，如果P－gp底物只有一種時會給治療帶來麻煩，例如引起并發(fā)癥，增加治療成本，延長住院時間，增高發(fā)病率和死亡率。使用抑制劑可以很好地克服由轉運系統介導的MDR現象，結合抗生素使用能夠延長其半衰期，提高療效;還能夠抑制治療過程中可能出現的耐藥變異，增加細菌對抗菌藥物的敏感性［18］。

Seral等［19］研究在 J774 巨噬細胞中，P－gp 抑制劑(維拉帕米、環(huán)孢素和GF120918)對大環(huán)內酯類藥物(紅霉素、克拉霉素、羅紅霉素、阿奇霉素和泰利霉素)的抗微生物活性。結果表明，P－gp能夠增加大環(huán)內酯類藥物的外排，導致其他次優(yōu)的藥物積累，使用抑制劑可以明顯提高胞內積累，增加抗菌行為。Leitner等［20］研究第三代P－gp抑制劑Tariquidar對克服環(huán)丙沙星耐藥性的效果。Tariquidar的活性由金黃色葡萄球菌菌株來評估，加入Tariquidar后環(huán)丙沙星的最小抑制濃度(MIC)下降了10倍。結果表明，Tariquidar顯著增加了環(huán)丙沙星對金黃色葡萄球菌的敏感性，其高分子活性在傳染病學的應用前景十分光明。此外，這項研究還顯示依克利達對嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌的敏感性也有所增加。

4 腫瘤化療

癌細胞表面過度表達P－gp以防止藥物聚集，外排泵常在療效未發(fā)揮之前就將抗腫瘤藥排出，因此化療后無效或與預期不符的情況時有發(fā)生?，F主要有兩種方法可以克服P－gp介導的耐藥性。P－gp只能識別定位在質膜上的底物分子，細胞毒性藥物和抑制劑同時使用可有效地抑制P－gp介導的外排并將藥物運輸到目標靶點，例如維拉帕米與環(huán)孢素合用。另一種方法是利用抗P－gp單克隆抗體抑制P－gp的外排泵，在這一過程中，抗體是共軛的藥物載體系統，可以充分抑制藥物外排。

與長春新堿脂質體納米顆粒共軛的抗P－糖蛋白單克隆抗體(MRK－16)在對抗人類髓系白血病細胞系時，表現出比非靶粒子更強的細胞毒性。Goda等［21］發(fā)現第一代P－gp抑制劑單獨應用劑量無效時，將UIC2單克隆抗體與環(huán)孢素A聯合給藥可以增加異種移植PGP+腫瘤中柔紅霉素的積累量。一旦建立了UIC2抗體，即便是在低濃度下聯合給藥，也能夠有目標且有效地阻斷P－gp在體內的作用。Tidefelt等［22］發(fā)現伐司樸達與 P－gp相互作用能夠提高體內白血病細胞對柔紅霉素的攝取量。另一項實驗則主要研究在阿奇霉素脂質體上聚乙二醇(PEG)的衍生物二硬脂酰磷脂酰乙醇胺連接葉酸，用于靶向定點腫瘤細胞上過度表達的葉酸受體。葉酸受體介導多藥耐藥亞系M109－HiFR細胞(M109－HiFR)靶向攝入阿奇霉素脂質體，結果表明攝取劑量明顯不受P－gp外排影響，與單純攝取游離阿奇霉素形成鮮明對比［23］。

5 結語

P－gp是有效給藥的主要障礙之一，人們對P－gp的研究包括測試P－gp抑制劑的有效性及研究其機制。有效的P－gp抑制劑可抑制P－gp的藥物外排作用，進而逆轉腫瘤MDR。合理的抑制劑使用，不僅能增加細胞攝取量，提高轉運速率，延長藥物半衰期，還可以準確預測其藥代動力學以及用于靶向特定區(qū)域的微調。通過有效使用P－gp抑制劑，將以往因為P－gp轉運所浪費的藥物節(jié)省下來，帶來更合理的治療成本。此外，還可縮短治療時間，使藥物以最快速度起效。因此，有效抑制P－gp將給藥物轉運領域帶來重大變革。

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