综述:甲氨蝶呤耐药及其在儿童肿瘤及其他疾病中的调控机制

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:Drug Resistance Updates 15.8

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  本文聚焦甲氨蝶呤(MTX),阐述其在儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)、非霍奇金淋巴瘤(NHL)等多种疾病治疗中的作用,分析 MTX 耐药机制,如酶活性降低、药物外排增强等,并探讨克服耐药的策略,为优化治疗提供参考。

  

甲氨蝶呤(MTX)的应用及耐药问题


甲氨蝶呤(MTX)自 20 世纪 40 年代被发现后,成为癌症治疗的重要药物,在儿科和成人疾病治疗中都占据重要地位。在儿科肿瘤治疗领域,高剂量 MTX 用于治疗急性淋巴细胞白血病(ALL)、非霍奇金淋巴瘤(NHL)、骨肉瘤、脑肿瘤等,它能通过细胞内多聚谷氨酸化增强滞留和细胞毒性 。而在成人自身免疫性疾病,如类风湿关节炎(RA)和银屑病治疗中,低剂量 MTX 主要通过腺苷信号发挥免疫抑制作用。

然而,MTX 耐药问题严重影响其治疗效果。耐药机制复杂多样,包括二氢叶酸还原酶(DHFR)的改变,像 DHFR 过表达、基因扩增以及亲和力降低等;运输功能受损,比如由 ABCC4/MRP4 等蛋白介导的细胞摄取和排泄改变,以及其他多药耐药蛋白(MRPs/ABCCs)的影响;此外,还有遗传变异和信号通路改变等因素。而且,儿童和成人在 MTX 药代动力学、耐药机制上存在差异,儿童肾清除率较高、全身毒性较低,常因 DHFR 过表达、ABC 转运体介导的药物外排和多聚谷氨酸化受损产生耐药;成人则更易出现药物蓄积和毒性风险,耐药与叶酸代谢改变和炎症通路调节有关。

MTX 在儿童常见疾病治疗中的耐药情况及应对策略


  1. 儿童 ALL 中的 MTX 耐药:ALL 是儿童中最常见的癌症,约占所有儿科癌症的三分之一。在中国,每年约有 12,000 名 16 岁及以下儿童新诊断为急性白血病;在欧洲,每年约有 5000 例新发病例。MTX 在 ALL 治疗中起着关键作用,但耐药问题突出。ALL 细胞可通过多种途径对 MTX 产生耐药,如 DHFR 基因扩增使酶量增加,降低 MTX 与 DHFR 的结合能力,阻碍 MTX 发挥抑制叶酸代谢的作用,进而影响 DNA 合成、修复和细胞复制,导致治疗效果不佳。
  2. 儿童 NHL 中的 MTX 耐药及应对:NHL 是儿童第三大常见癌症,主要包括侵袭性 B 细胞 NHL(B-NHL)、T 细胞 NHL(T-NHL)和 NK/T 细胞淋巴瘤(NTCL),其中 B-NHL 最为常见,包含弥漫大 B 细胞淋巴瘤(DLBCL)、原发性中枢神经系统淋巴瘤(PCNSL)和淋巴母细胞淋巴瘤(LBL)等亚型。PCNSL 虽罕见但侵袭性强、预后差。针对 NHL 中 MTX 耐药问题,研究探索了多种联合治疗方案。例如,MTX 与姜提取物联合,姜提取物中的活性成分可能通过调节细胞内代谢途径,增强 MTX 对肿瘤细胞的杀伤作用;MTX 与金纳米颗粒联合,金纳米颗粒独特的物理化学性质可帮助 MTX 更有效地进入肿瘤细胞,提高药物疗效;MTX 与三氧化二砷(ATO)联合,ATO 能干扰肿瘤细胞的信号通路,与 MTX 协同抑制肿瘤细胞生长。
  3. 儿童脑肿瘤中的 MTX 耐药及解决途径:脑肿瘤,尤其是胶质瘤,是儿童中常见且致命的癌症。它起源于中枢神经系统(CNS)的神经胶质细胞,具有侵袭性强、治疗抵抗、进展迅速、预后差和易复发等特点。室管膜瘤约占儿童脑肿瘤的 9%,影响约 69% 的患儿,起源于脑室壁细胞,可在神经系统任何部位出现。研究发现,针对脑肿瘤中 MTX 耐药,调节自噬途径是一个潜在方向。自噬是细胞内的一种自我降解过程,当自噬过度激活时,肿瘤细胞可通过自噬清除受损细胞器和错误折叠蛋白,维持自身存活。抑制过度活跃的自噬,可能增强 MTX 对脑肿瘤细胞的杀伤效果。此外,非编码 RNAs 也参与调节化疗敏感性,通过调控相关非编码 RNAs,有望提高 MTX 疗效。
  4. 骨肉瘤中的 MTX 耐药及策略:骨肉瘤是儿童和青少年中常见的骨恶性肿瘤。甲氨蝶呤(MTX)作为一种抗叶酸抗肿瘤药物,在骨肉瘤治疗中取得显著进展,提高了患者总生存率(OS)和生活质量。骨肉瘤的治疗通常包括手术、化疗和放疗,高剂量 MTX(HD-MTX)在儿科骨肉瘤治疗中至关重要,临床剂量范围为 12g/m2 至最大 20g。骨肉瘤对 MTX 产生耐药的机制包括药物外排增加,肿瘤细胞高表达 ABC 转运体,将 MTX 泵出细胞外,降低细胞内药物浓度;多聚谷氨酸化受损,MTX 无法有效转化为多聚谷氨酸化形式,影响其在细胞内的滞留和发挥作用。研究表明,针对骨肉瘤 MTX 耐药,一方面可通过抑制 ABC 转运体活性,减少 MTX 外排;另一方面,调节细胞内多聚谷氨酸化相关酶的活性,促进 MTX 多聚谷氨酸化,增强药物疗效。
  5. IMT 中的 MTX 耐药机制:炎症性肌纤维母细胞瘤(IMT)是一种罕见的间充质肿瘤,以肌成纤维细胞梭形细胞增殖为特征,常伴有浆细胞、淋巴细胞和组织细胞浸润。主要影响儿童、青少年和年轻成年人,美国每年约有 150 - 200 例新发病例。手术是主要治疗方法,化疗中 MTX 联合长春碱(MTX - V)也常用。IMT 对 MTX 耐药机制可能与肿瘤细胞中某些信号通路异常激活有关,这些异常激活的信号通路可调节细胞增殖、存活和代谢,使肿瘤细胞对 MTX 产生抵抗。
  6. 青少年硬皮病中的 MTX 耐药:青少年硬皮病(JS)是一种慢性风湿性疾病,以炎症、血管病变和纤维化为特征,主要有青少年系统性硬化症(JSSc)和青少年局限性硬皮病(JLS)两种形式。MTX 用于治疗这两种类型的 JS,但部分患者会出现耐药,约 6 - 10% 的 JLS 患者存在 MTX 耐药情况。JS 对 MTX 耐药机制可能涉及细胞因子网络失衡,某些细胞因子过度表达或表达不足,影响 MTX 的作用效果;同时,皮肤成纤维细胞功能异常,导致对 MTX 的敏感性降低。
  7. 青少年特发性关节炎(JIA)中的 MTX 耐药:青少年特发性关节炎(JIA),又称青少年类风湿关节炎(JRA),影响 16 岁以下儿童和青少年,以不明原因的长期持续性关节炎为特征。JIA 是儿童常见的慢性疾病,发病率为每 10 万名青少年中有 1.6 - 23 例,约每 1000 名儿童中有 1 例患 JIA 型慢性关节炎。治疗 JIA 的药物包括非甾体抗炎药等,MTX 也是常用药物之一。针对 JIA 中 MTX 耐药,研究发现,靶向 ATP 结合盒(ABC)转运体,抑制其过度表达,可减少 MTX 外排;调节转化生长因子 -β(TGF-β)信号通路,能改善关节炎症微环境,增强 MTX 疗效。

总结


甲氨蝶呤(MTX)在儿童 ALL、NHL、脑肿瘤、骨肉瘤、IMT、JS 和 JIA 等疾病治疗中意义重大,但耐药问题严重阻碍治疗效果,导致治疗失败和不良预后。MTX 耐药机制涵盖酶活性降低、药物外排增加、基因多态性和信号通路改变等多个方面,影响代谢酶、转运体和细胞内信号传导。为克服 MTX 耐药,需深入研究耐药的分子基础,探索更多有效的联合治疗方案和干预措施,这对于提高儿童疾病治疗效果、改善患儿预后至关重要,也为未来个性化治疗的发展提供理论依据和方向。

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