培美曲塞在体外肿瘤细胞内的作用及耐药性机制,药学论文.docx

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1、培美曲塞在体外肿瘤细胞内的作用及耐药性机制,药学论文摘 要： 肿瘤的生长经过需要叶酸的不断供养，因此阻断叶酸代谢也成为肿瘤治疗的位点之一。培美曲塞是抗叶酸代谢的化疗药物1。当前已广泛用于胸部肿瘤如非小细胞肺腺癌，胸膜间皮瘤的治疗中并且也获得了很好的治疗效果。这篇文章向大家介绍培美曲塞在体外各种肿瘤细胞内的作用机制以及耐药性的机制2。 本文关键词语： 培美曲塞; 前期临床研究; 叶酸代谢; 耐药性; Abstract： Tumor growth requires folic acid continuous feeding,so blocking folic acid metabolism has

2、 become one of the tumor treatment sites.Pemetrexed is a chemotherapeutic agent against folic acid metabolism1.At present,it has been widely used in the treatment of thoracic tumors such as non-small cell lung adenocarcinoma and pleural mesothelioma,and has achieved good therapeutic effect.This arti

3、cle introduces the mechanism of pemetrexed in various tumor cells in vitro and the mechanism of drug resistance2. Keyword： Pemetrexed; Preliminary clinical study; folic acid metabolism; drug resistance; 培美曲塞是新型的抗叶酸代谢药物，进入细胞后在多聚谷酰胺合成酶(FPGS)的作用下转化成具有更强抗肿瘤作用的培美曲塞多聚谷氨酸盐。后者能够明显减少甚至抑制胸腺嘧啶脱氧核甘酸的合成，进而抑制肿瘤细胞

4、DNA的合成，到达抗肿瘤的作用3。培美曲塞体外作用于不同肿瘤细胞均获得抑制细胞生长甚至凋亡的作用。 1、 临床前期研究 Buqu 等进行了一项关于培美曲塞在4种黑色素瘤细胞株A375,Hs294T,HT1 44和Me Wo以及2种非小细胞肺癌细胞株H1299和Calu-3中作用的研究。结果证实培美曲塞诱导DNA损伤，细胞周期阻滞和凋亡。在H1299细胞中培美曲塞作用后P53和活性氧增加而前期使用半胱氨酸则通过减少DNA损伤和P53的增加抑制培美曲塞的抗肿瘤作用。总之培美曲塞通过诱导P53表示出进而上调P53相关基因Mcl-1和PIDD的表示出，继而诱导凋亡4。 同时培美曲塞联合吉西他滨不同顺序

5、作用于三种不同结肠癌细胞(Lo Vo,Wi Dr,and LRWZ)的研究也已经得出了结果。单药培美曲塞作用48小时对于三种细胞只要稍微和少量的影响。流式细胞检测分析显示在Lo Vo和LRWZ细胞中S期细胞有累积，并且在培美曲塞作用下三种细胞中TS的表示出都明显降低。在各种组合中二者协同作用最明显的是先用吉西他滨预处理之后再用培美曲塞。其作用机制可能是吉西他滨引起DNA损伤，而培美曲塞消耗了核苷酸池使得DNA修复无法进行。这种药物的互相作用的程度与细胞凋亡不成比例而与细胞周期紊乱成比例5。 Tianhong Li则对埃罗替尼联合培美曲塞在复发性的NSCLC中的作用进行了研究。当埃罗替尼和培美曲

6、塞同时作用或者先培美曲塞后埃罗替尼对埃罗替尼敏感或耐药的NSCLC都有协同作用。这种协同作用源于细胞周期的紊。但先埃罗替尼后培美曲塞则产生拮抗的作用。其作用机制是:埃罗替尼在埃罗替尼敏感的细胞中诱导G1期阻滞，而这一点则阻碍了培美曲塞的抗肿瘤作用。培美曲塞通过诱导表皮生长因子(EGF)调节磷脂酰肌醇3激酶(HER-3)/蛋白激酶途径的活化，而埃罗替尼则能够阻碍该途径并且是磷脂酰肌醇3激酶特异性的抑制剂。所以只要避免先埃罗替尼后培美曲塞这种顺序用药，二者在NSCLC中都能起到协同的抗肿瘤作用6。 LIN WANG则对埃罗替尼同时或不同顺序联合培美曲塞在BXPC-3 and PANC-1胰腺癌细胞

7、中的作用及其作用机制进行了研究。两种药物对BXPC-3 and PANC-1两种细胞的增长都有抑制作用，而华而不实抑制作用最明显的就是先培美曲塞后埃罗替尼。细胞周期研究显示培美曲塞诱导细胞S期阻滞，埃罗替尼则诱导G0/G1期阻滞。而先埃罗替尼后培美曲塞这种顺序用药则只诱导细胞细胞S期阻滞。蛋白印记(western blot)分析显示对EGFR,HER-3,AKT培美曲塞加强其磷酸化的作用而埃罗替尼则抑制其磷酸化。但是二者都对肝细胞生长因子受体(c-MET)都没有作用。而这种协同作用主要与培美曲塞诱导EGFR/HER-3/AKT活化相关联7。 2 、药物代谢和多聚谷氨酸化 培美曲塞和抗叶酸代谢物

8、一样主要通过复原型叶酸载体(RFC)蛋白进入细胞内。同时还有小部分通过叶酸受体蛋白进入，这一点就是与甲氨蝶呤最大的不同点，后者主要通过RFC进入细胞。FPGS的谷氨酰基基团活化培美曲塞，活化后的产物对TS,GARFT,AICARFT有更强的抑制作用。但是活化前后的产物对DHFR的作用没有区别8。同时多聚谷氨酸盐化能提高细胞内培美曲塞的浓度。多聚谷氨酸盐化的重要性已经在结肠癌细胞中得到验证。即FPGS的浓度的高低决定了细胞对培美曲塞药物的敏感性。而且还有一些研究证实培美曲塞的药物学作用与谷氨酰基水解酶呈反比的关系。谷氨酰基水解酶的主要作用就是水解培美曲塞多聚谷氨酸盐的谷氨酰基9。 3、 药物毒副

9、作用和维生素补充 培美曲塞的主要毒副作用就是脊髓抑制，约50%的患者出现过3级以上的中性粒细胞减少，其他还包括感染，腹泻和粘膜炎症。血浆中同型半胱氨酸和甲基丙二酸的浓度是预测培美曲塞相关血液学和非血液学毒副作用的指标。同型半胱氨酸的浓度与血小板减少和中性粒细胞减少程度密切相关，而甲基丙二酸的浓度与腹泻，粘膜炎症严重程度成正比。为了避免以上毒副作用，所有患者在服用培美曲塞之前需要常规服用叶酸(350-1000ug/天)，维生素B12(1000ug肌肉注射，1次/9周)和预防性的使用地塞米松(连续3天，2次/天，4mg)10。 4、 耐药性的作用机制 培美曲塞与其他叶酸类似物相比由于具有多个靶点，

10、所以对多种肿瘤有治疗作用并且较少发生耐药。对培美曲塞产生耐药的细胞有:GC3结肠癌细胞，HCT-8回盲肠癌细胞和CCRF-CEM白血病细胞。胸甘酸能够抑制诸如雷替曲塞等选择性TS抑制剂的抗肿瘤作用同时也能在某些肿瘤中部分抑制培美曲塞的作用。胸甘酸单药对任何培美曲塞耐药的细胞都不起作用，IMP(GARFT抑制剂类似物)单药对GC3细胞以及IMP联合胸甘酸对其他两种细胞均起作用。这些资料显示除了TS，培美曲塞还有其他重要靶点11。TS活性水平正常的耐药细胞其作用机制可能是抑制培美曲塞多聚谷氨酸盐化或者减少在CEM中FPGS的水平比正常细胞减少了将近10倍，进而明显减少多聚谷氨酸化12。 5、 结论

11、 近年来培美曲塞在临床的应用越来越广泛，尤其是非小细胞肺腺癌中已成为一线用药。能否开掘出培美曲塞更广阔的临床应用取决于药物的特性，通过前期的临床实验及药物耐药性的研究为后续的使用打下良好基础。 以下为参考文献 1 Goksu Ozcelikay,Nurgul Karadas-Bakirhan,Tugba TaskinTok,Sibel A. Ozkan. A selective and molecular imaging approach for anticancer drug:Pemetrexed by nanoparticle accelerated molecularly imprint

12、ing polymerJ.Electrochimica Acta,2020,354. 2 Tarje O.Halvorsen,Kristin Stokke,Kristin T.Killingberg,Sunil X. Raj,Sveinung S?rhaug,Odd Terje Brustugun，?ystein Fl?tten,Nina Helbekkmo,Kjersti Hornslien,Tesfaye Madebo,Sverre Fluge,Bj?rn Henning Gr?nberg. Randomized phase III trial comparing switch-maint

13、enance pemetrexed with observation followed by pemetrexed at progression in advanced NSCLCJ.Acta Oncologica,2020,59(9). 3 Pan Zhenyu,Yang Guozi,Cui Jiuwei,Li Wei,Li Yu,Gao Pengxiang,Jiang Tongchao,Sun Yanan,Dong Lihua,Song Yuanyuan,Zhao Gang.A Pilot Phase 1 Study of Intrathecal Pemetrexed for Refrac

14、tory Leptomeningeal Metastases From Non-smallcell Lung Cancer.J.Frontiers in oncology,2022,9. 4 Aitziber Buq u ，Jangi Sh Muh ialdin,Alberto Mu?oz et al,Molecular mechanism implicated in Pemetrexed-induced apoptosis in humanmelanoma cells.Molecular Cancer.2020,11:25. 5 Anna Tesei,Luca Ricotti et al I

15、n Vitro Schedule-dependent Interactions between the Multitargeted Antifolate LY231514 and Gemcitabine in Human Colon Adenocarcinoma Cell Lines,Clinical Cancer Researc 2002,8:233-239. 6 Tianhong Li,Yi-He Ling et al,Schedule-dependent cytotoxic synergism of pemetrexed and erlotinib in human non-small

16、cell lung cancer cells. Clinical Cancer Research 2007,13,3413-3422. 7Wang Lin,Zhu Zhhi Xia,et al,Schedule-dependent cytotoxic synergism of pemetrexed and erlotinib in BXPC-3 and PANC-1 human pancreatic cancer cells,Experimental And Therapeutic Medicine2018,5:969-975. 8 Thomas E.Stinchcombe and Jeffr

17、ey A.Novel Approaches of Chemoradiotherapy in Unresectable Stage IIIA and Stage IIIB Non-Small Cell Lung Cancer. Bogart Oncologist. 2020,17(5):682-693. 9 Renata Duchnowska,Consolidation therapy in advanced non-small cell lung cancer. Pneumonol. Alergol. Pol. 2018,78,6:439-444. 10 孙燕临床肿瘤内科手册第5版人民卫生出版

18、社，2018,840-846. 11 Keisuke Aoe,Vishwa Jeet Amatya,Nobukazu Fujimoto,et al. CD26 Overexpression Is Associated with Prolonged Survival and Enhanced Chemosensitivity in Malignant Pleural Mesothelioma.Clinical Cancer Research 2020,18:1447-1456. 12 AD Bulgar,LD Weeks,Y Miao et al,Removal of uracil by uracil DNA glycosylase limits pemetrexed cytotoxicity:overriding the limit with methoxyamine to inhibit base excision repair.Cell Death and Disease(2020)3,e252.