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耐药株是怎样炼成的?
发布时间:2022-09-22 点击量:401

耐药株是怎样炼成的?


    近年来,恶性肿瘤(癌症)已经成为严重威胁中国人群健康的主要公共卫生问题之一。为什么癌症容易复发,很难治愈呢?因为绝大部分抗肿瘤药物,最终都逃不过肿瘤细胞产生耐药性的命运,导致癌症继续发展。

    对于肿瘤细胞耐药的产生原因仍然处在研究之中,如何改善肿瘤细胞对化疗药物耐药依然是目前研究的热点和难点。

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什么是耐药性?

    化疗是治疗恶性肿瘤的方法中有效的手段之一,指用化学药物的方法杀死肿瘤细胞。常用的药物包括细胞增殖的抑制剂、DNA损伤修复途径的抑制剂,如阿霉素(adriamycin)、紫杉醇(paclitaxel)、顺铂(cisplatin)、替莫唑胺(temozolomide,TMZ)等。

    然而在化疗过程中肿瘤细胞常常产生耐药性,是肿瘤化疗最严重的障碍之一。

   耐药性一般是指病原体与药物多次接触后,对药物的敏感性下降甚至消失,致使药物对该病原体的疗效降低或无效。

    癌细胞产生耐药性是癌症治疗失败的主要原因之一,这可能导致癌症加快进展、复发甚至患者死亡。这也成为了癌症患者和家属、医护人员和癌症研究者面临的具有挑战性的问题之一。

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耐药性产生的机制?

    肿瘤细胞拥有高突变、快分裂、快转移的能力,让它变异得特别快,任何一种药物无法对所有癌细胞都有作用。另外,肿瘤细胞在体内转移特别快,它们能迅速转移到药物作用不到或作用小的器官组织中,从而躲避药物。肿瘤细胞作为一个群体,淘汰掉对药物敏感的细胞,对药物有耐性的细胞继续增殖。这是肿瘤治疗中产生抗药性和复发的主要原因。

   面对不同的药物,肿瘤细胞也有不同的“花招"。如,肿瘤细胞能够高表达一种泵P-糖蛋白,它能主动将药物从细胞内泵出,使肿瘤细胞内保持较低的药物浓度。结果,只有极少量的有效药物成分能留在细胞内接触药物靶点,因此疗效甚微。肿瘤细胞也可以突变某些基因,使得药物作用靶点发生突变。


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如何构建体外耐药细胞?

    肿瘤细胞耐药的产生是一个复杂的过程,它的机制广泛牵涉到药物代谢学、病理学、生理学等多个学科,这就决定了肿瘤细胞对化疗药物产生耐药的机制是复杂的,因此体外建立化疗药物耐药细胞株仍然是研究肿瘤细胞耐药机制的重要方法。

    体外构建耐药株细胞的基本原理是,细胞与低剂量的药物长期接触,引起细胞本身药物化学过程的改变,细胞膜上出现Pgp糖蛋白,使细胞逐渐对药物耐受,随着药物浓度的递增,其耐受程度逐渐加强。

    目前已知的体外建立耐药细胞株主要有以下几种方式:大剂量药物冲击法、药物浓度递增法、药物浓度递增与大剂量药物冲击相结合法、转基因结合药物筛选法等。药物浓度递增法和大剂量药物冲击法成为临床建立肿瘤细胞化疗耐药模型的常用方法。

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大剂量药物冲击法

    将处于对数生长期的肿瘤细胞(汇合度60%~80%)置于含有浓度的药物浓度的培养液中培养,弃去培养液,PBS清洗两遍,更换不含药物培养基,常规培养,待细胞恢复生长,培养一段时间后重复上述操作,将筛选出的细胞在一定浓度的药物浓度培养液中继续培养依这样不断改变作用时间,共经过1h、2h、4h、6h、12h、24h、36h、48h、60h、72h共10个作用时间段,约6-8个月的培养,最终使得细胞能够在一定浓度的药物的培养液中持续稳定生长并传代,然后脱药培养1个月在检测细胞的生物特性及耐药指标。

    其优点是与临床上大剂量化疗药物冲击的治疗方式相接近,但是缺点在于大剂量药物冲击法的药物浓度很高,细胞培养由于外环境骤变,细胞可能难以耐受,细胞状态较难控制,且耐药性能不稳定。

药物浓度递增法

    取处于对数生长期的肿瘤细胞(汇合度60%~80%),加入起始浓度为低浓度(建议为亲本细胞株的IC50的1/10-1/5)的药物作用24h,弃去培养液,PBS清洗2遍,更换不含药物培养基,细胞恢复生长后,消化传代复以低浓度作用细胞24h,待细胞增殖至正常形态后,重复上述药物冲击,每种浓度冲击6-8次。待细胞在此浓度稳定生长后,提高药物浓度继续培养,药物依次递增浓度加药。药物诱导历时6-8个月,直到细胞能够在浓度的药物中稳定生长。

    优点在于诱导耐药细胞的药物剂量循序渐进,细胞培养的外环境逐渐改变,细胞较易耐受,状态较好,缺点在于诱导耐药过程耗时很长,且其化疗药物的作用方式与临床上化疗药物大剂量短疗程的化疗原则存在一定的差异。

    无论使用哪种方法,都需要检测亲本细胞和耐药细胞的IC50,通过IC50评估细胞的耐药性。

    IC50(half maximal inhibitory concentration),即半抑制浓度,指某一种物质对某些生物程序抑制达到50%抑制效果时的浓度。通常用IC50来衡量药物对细胞的毒性或者细胞对药物的耐受能力,在药物实验中,常用IC50来评估实验中使用的药物浓度。

    根据测定的亲本细胞和耐药细胞的IC50值,可以计算出耐药指数(resistanceindex, RI),RI=耐药细胞系的IC50/亲代细胞系的IC50,若RI>5则认为耐药细胞系的耐药性符合耐药株的要求。


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