二、细胞毒类抗肿瘤药的药理和耐药机制

（一）细胞毒类抗肿瘤药的作用机制

几乎所有的肿瘤细胞都具有一个共同的特点，即与细胞增殖有关的基因被开启或激活，而与细胞分化有关的基因被关闭或抑制，从而使肿瘤细胞表现为不受机体约束的无限增殖状态。从细胞生物学角度来讲，抑制肿瘤细胞增殖和 / 或诱导肿瘤细胞凋亡的药物均可发挥抗肿瘤作用。肿瘤细胞通过产生空间和时间遗传多样性的各种突变过程获得基因组变异，肿瘤细胞和肿瘤微环境相互作用与抗肿瘤药物等选择性压力，导致原发灶肿瘤和转移灶或复发部位肿瘤之间存在高度肿瘤异质性，是肿瘤治疗面临的重要挑战。肿瘤干细胞学说认为肿瘤是一种干细胞疾病，即干细胞在长期的自我更新过程中，由于多基因突变导致干细胞生长失去调控而停止在分化的某一阶段，无限增殖所形成的异常组织。肿瘤干细胞是肿瘤生长、侵袭、转移和复发的根源，有效地杀灭肿瘤干细胞是肿瘤治疗的新策略。

肿瘤细胞群包括增殖细胞群、静止细胞群（G0 期）和无增殖能力细胞群。肿瘤增殖细胞群与全部肿瘤细胞群之比称为生长比率（growth fraction，GF）。肿瘤细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束的时间称为细胞周期，此间历经 4 个时相：DNA 合成前期（G₁期）、DNA 合成期（S 期）、DNA 合成后期（G₂期）和有丝分裂期（M 期）。抗肿瘤药通过影响细胞周期的生化事件或细胞周期调控，对不同周期或时相的肿瘤细胞产生细胞毒性作用并延缓细胞周期的时相过渡。依据药物对各周期或时相肿瘤细胞的敏感性不同，大致将药物分为两大类：

1.细胞周期非特异性药物（cell cycle nonspecific agent，CCNSA）  能杀灭处于增殖周期各时相的细胞甚至包括 G₀期细胞的药物，如直接破坏 DNA 结构以及影响其复制或转录功能的药物（烷化剂、抗肿瘤抗生素及铂类配合物等）。此类药物对恶性肿瘤细胞的作用往往较强，能迅速杀死肿瘤细胞，其杀伤作用呈剂量依赖性，在机体能耐受的药物毒性限度内，作用随剂量的增加而成倍增强。

2.细胞周期（时相）特异性药物（cell cycle specific agent，CCSA）  仅对增殖周期的某些时相敏感而对 G₀期细胞不敏感的药物，如作用于 S 期细胞的抗代谢药物和作用于 M 期细胞的长春碱类药物。

此类药物对肿瘤细胞的作用往往较弱，其杀伤作用呈时间依赖性，需要一定时间才能发挥作用，达到一定剂量后即使剂量再增加其作用也不再增强（图 49-1）。

图 49-1 细胞增殖周期和药物作用示意图

依据药物对各周期或时相肿瘤细胞的作用设计不同用药方案：如采用细胞周期非特异性药物和细胞周期特异性药物序贯应用的方法，招募更多 G₀期细胞进入增殖周期，以增加肿瘤细胞杀灭数量。其策略包括：①对增长缓慢（GF不高）的实体瘤，可先用细胞周期非特异性药物杀灭增殖期及部分G₀期细胞，使瘤体缩小，进而招募更多 G₀期细胞进入增殖周期；继而用细胞周期特异性药物杀灭之。

②对增长快（GF 较高）的肿瘤细胞如急性白血病细胞等，宜先用细胞周期特异性药物（作用于 S 期或M 期药物），使大量处于增殖周期的恶性肿瘤细胞被杀灭，此后再用细胞周期非特异性药物杀灭其他各相细胞，待 G₀期细胞进入细胞周期时再重复上述疗法。采用细胞周期特异性药物，将肿瘤细胞阻滞于某时相（如 G₁期），待药物作用消失后，肿瘤细胞即同步化（synchronization）进入下一时相，再通过作用于后一时相的药物杀灭之。

不论是细胞周期特异性药物或细胞周期非特异性药物，抗肿瘤药物对肿瘤细胞的杀灭作用均遵循一级动力学原则，即一定剂量的药物只能杀灭一定比例的肿瘤细胞。然而考虑到机体耐受性等方面的原因，不可能无限制地加大药物剂量或频繁给药。患者的免疫功能状态受多种因素的影响。当肿瘤负荷较大时，机体往往出现免疫功能下降，且大多数细胞毒类抗肿瘤药物具有免疫抑制作用，因此选用合适剂量并采用间歇给药，有可能保护宿主的免疫功能。

（二）细胞毒类抗肿瘤药耐药机制

肿瘤细胞对抗肿瘤药物产生耐药性是化疗失败的重要原因。有些肿瘤细胞对某些抗肿瘤药物具有固有耐药性（intrinsic resistance），即对药物初始即有不敏感现象，如处于非增殖的 G₀期肿瘤细胞一般对多数抗肿瘤药不敏感。亦有的肿瘤细胞对于原来敏感的药物，治疗一段时间后才产生不敏感现象，称之为获得性耐药（acquired resistance）。其中表现最突出、最常见的是多药耐药（multidrug resistance，MDR），即肿瘤细胞在接触一种抗肿瘤药后，产生了对多种结构不同、作用机制各异的其他抗肿瘤药的耐药性。多药耐药性的共同特点是：其产生一般针对亲脂性的药物，分子量为 300～900kDa；药物进入细胞是通过被动扩散；药物在耐药细胞中的积聚比敏感细胞少，细胞内的药物浓度不足以产生细胞毒作用；耐药细胞膜上多出现一种称为 P 糖蛋白（P-glucoprotein，P-gp）的跨膜蛋白。

耐药性产生的机制十分复杂，不同药物其耐药机制不同，同一种药物也可能存在着多种耐药机制。耐药性的遗传学基础研究证明，肿瘤细胞在增殖过程中有较固定的突变率，每次突变均可导致耐药性瘤株的出现。因此，分裂次数愈多，耐药瘤株出现的机会愈大。肿瘤干细胞的存在是导致肿瘤化疗失败的主要原因之一，耐药性是肿瘤干细胞的基本特性。

多药耐药的形成机制比较复杂，概括起来有以下几点：①药物的转运或摄取障碍；②药物的活化障碍；③药物靶酶的改变；④药物入胞后产生新的代谢途径；⑤分解酶的增加；⑥细胞内 DNA 损伤修复反应机制加强；⑦由于特殊的膜糖蛋白的增加，使细胞排出的药物增多；⑧DNA 链间或链内的交联减少。目前研究较多的是多药耐药基因以及由此基因编码的 P 糖蛋白，P 糖蛋白起到依赖于 ATP 介导药物外排泵作用，降低细胞内药物浓度。此外，多药耐药相关蛋白，DNA 拓扑异构酶含量或性质的改变亦起重要作用。