基因檢測技術(shù)臨床應(yīng)用價值和策略.ppt

基因檢測技術(shù)的臨床應(yīng)用價值和策略 李曉宇上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院 內(nèi)容提要 藥物基因組學(xué)發(fā)展歷程臨床基因檢測的關(guān)注點基因檢測的臨床應(yīng)用價值我們開展的一些工作 內(nèi)容提要 藥物基因組學(xué)發(fā)展歷程臨床基因檢測的關(guān)注點基因檢測的臨床應(yīng)用價值我們開展的一些工作 藥物基因組學(xué)是研究基因序列多態(tài)性與藥物效應(yīng)多樣性之間的關(guān)系 即研究基因本身及其突變體與藥物效應(yīng)相互關(guān)系的一門科學(xué)目標 提高藥物療效及安全性 研究影響藥物吸收 轉(zhuǎn)運 代謝 消除等個體差異的基因特性 以及基因變異所致的不同患者對藥物的不同反應(yīng) 并由此開發(fā)新的藥物和用藥方法宗旨 實現(xiàn)個體化用藥 以獲得最佳療效和最少不良反應(yīng) 藥物基因組學(xué)研究 基因組學(xué)技術(shù)的作用在新藥研發(fā)中的作用尋找新靶點 提高藥物安全性指導(dǎo)I期臨床研究 縮短藥物上市所需時間 保證有效性和安全性老藥的重新評價應(yīng)用范圍 藥物臨床前研究及各期臨床試驗研究 療效好 療效不好或無療效 毒副反應(yīng) 藥物反應(yīng)的個體差異 相同藥物治療的一組人群 藥物不良反應(yīng) 開展藥物基因組學(xué)研究的價值 FDA ClinicalPharmacogenomics PremarketingEvaluationinEarlyPhaseClinicalStudies 2011 2 治療藥物監(jiān)測發(fā)展趨勢 HPLC MS 紅外光譜質(zhì)譜 毛細管電泳體內(nèi)藥物代謝產(chǎn)物分離分析 20世紀50 60年代 20世紀70 80年代 20世紀90年代 21世紀 薄層分析 氣相色譜 GC 臨床毒物分析 體液分析 HPLC GC MS及免疫學(xué)測定如放射免疫等分析血藥濃度的監(jiān)測廣泛應(yīng)用于臨床 TDM深入發(fā)展 藥物基因組學(xué) 代謝組學(xué)多學(xué)科聯(lián)合的基因分析 上海市公立醫(yī)院基因檢測平均服務(wù)人次 2009 2011年 范祝萍 白潔 周萍等 上海市醫(yī)療機構(gòu)基因臨床研究與應(yīng)用現(xiàn)狀分析 中國醫(yī)院管理 2013 33 1 23 25 內(nèi)容提要 藥物基因組學(xué)發(fā)展歷程臨床基因檢測的關(guān)注點基因檢測的臨床應(yīng)用價值我們開展的一些工作 美國FDA確認的與相關(guān)基因有關(guān)需進行TDM的藥物分類 FDA近幾年批準的基因檢測數(shù)量 FDA面向制藥企業(yè)發(fā)布兩個文件 2012年初 藥物基因組學(xué)數(shù)據(jù)提交指南 PDS 臨床藥物基因組學(xué) 早期臨床研究的上市前評價草案 CYP450酶系 Mediateseffluxfromcell Mediatesuptakeintocell 相關(guān)轉(zhuǎn)運體 硫嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶 TMPT 巰嘌呤類藥物葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A1 伊立替康HER2 NEU 曲多單抗表皮生長因子 EGFR 吉非替尼乙醛脫氫酶 ALDH2 硝酸甘油等 其他基因 蛋白類型 小分子生物標志物 生物標志物一般是指可供客觀測定和評價的 生理病理或治療過程中的某些特征性的生化指標 通過對它的測定就可獲悉機體在某個時間或某種特殊影響下的生理病理狀態(tài)FDA在 藥物基因組學(xué)數(shù)據(jù)呈報指南 草案中推出了生物標志物的分類方法 草案指出 有效的生物標志物 是一種得到人們廣泛認可的 具有生理學(xué) 毒理學(xué) 藥理學(xué)或者臨床意義的指標臨床用藥和診斷提供參考依據(jù)的小分子標志物卡尼汀 判斷左卡尼汀是否用藥的依據(jù)褪黑素 睡眠障礙藥物治療的參考異前列腺素 氧化應(yīng)激藥物治療預(yù)后指標大麻素 神經(jīng)細胞調(diào)節(jié)因子應(yīng)用監(jiān)測指標過敏原 PRF 判斷藥物過敏的細胞因子之一 TDM領(lǐng)域中的相關(guān)基因產(chǎn)品 CYP2C19基因檢測與波立維合理用藥波立維主要代謝酶為CYP2C19 形成活性代謝物發(fā)揮作用 CYP2C19弱代謝患者使用常規(guī)劑量波立維 抑制血小板功能弱 接受PCI手術(shù)時 心血管事件發(fā)生率較高 CYP2C19基因可檢測 國食藥械 準 2009第3400723號 檢測結(jié)果作為醫(yī)生調(diào)整用藥策略的依據(jù) 通過CYP2C19基因代謝的藥物 CYP2C19基因檢測結(jié)果分析 氯吡格雷慢代謝療效差劑量增加 更換其他藥丙戊酸慢代謝者適用較小 正常奧美拉唑快代謝療效差劑量增加 更換其他藥伏立康唑快代謝療效差劑量增加 更換其他藥 乙醛脫氫酶 ALDH2 基因試劑盒 2010年6月獲SFDA批文 硝酸甘油突變型不適用更換其他藥飲酒突變型傷害大限制飲酒高血壓個體化用藥基因試劑盒 內(nèi)容提要 藥物基因組學(xué)發(fā)展歷程臨床基因檢測的關(guān)注點基因檢測的臨床應(yīng)用價值我們開展的一些工作 腫瘤化療實施中的困惑同一癌癥 同一分期 同一病理類型 使用相同的化療方案 療效與生存期可能截然不同 不同類型癌癥患者 相同的化療方案 療效與生存期相似 化療耐受與化療耐藥現(xiàn)象 原因 基因檢測技術(shù)的臨床應(yīng)用價值 影響消化道腫瘤患者化療療效 預(yù)后及毒性反應(yīng)相關(guān)蛋白 基因胸苷酸合成酶 二氫嘧啶脫氫酶 切除修復(fù)交叉互補基因 多藥耐藥相關(guān)蛋白 1 葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶 著色性干皮病復(fù)合物D X線交叉互補基因1 胸苷酸合成酶 thymidylatesynthaseTS 生物學(xué)性質(zhì)及功能TS基因位于18號染色體p11 32 含7個外顯子 6個內(nèi)含子 長度為16kb 在5 非翻譯區(qū)的增強子區(qū)域內(nèi)含有單一重復(fù)的28bp序列 編碼的TS是DNA合成途徑中的一種限速酶5 FU作用機制及腫瘤耐藥機制3R等位基因可以導(dǎo)致腫瘤組織TS表達增加 原因在于增加了mRNA的翻譯效率和TSmRNA水平 TS的高表達需要足夠多的5 FU來抑制TS的活性 從而產(chǎn)生耐藥 同時 3R 等位基因?qū)? FU不敏感 反而增加3 4級的毒性和腹瀉的副作用 5 FU 尿苷激酶 FdUMP DNA TS 臨床應(yīng)用65例胃癌患者 化療方案 順鉑 甲酰四氫葉酸 5 FU 啟示TS蛋白和基因的表達水平與5 FU為基礎(chǔ)的胃癌患者化療療效呈現(xiàn)負相關(guān)對胃癌患者開展TS檢測可以提高患者的療效 二氫嘧啶脫氫酶 dihydropyrimidinedehydrogenaseDPD 生物學(xué)性質(zhì)及功能由相同亞單位構(gòu)成的二聚體 每亞單位分子質(zhì)量為111 103 含有FMN FAD NH2 COO 4Fe24S 2雙氫嘧啶脫氫酶 DPD 是嘧啶類藥物如5 FU分解代謝的起始酶和限速酶5 FU分解代謝及腫瘤耐藥機制 5 FU 5 FUH2 NADPH 5 FUPA 5 FBAL 丙氨酸合成酶 體外 DPD 耐藥機制藥代動力學(xué)研究表明 DPD活性的高低與腫瘤耐藥有明顯的關(guān)系DPD低活性 5 FU體內(nèi)清除下降 T1 2顯著延長 合成增加 毒性加強 DPD高活性 5 FU分解增加 合成減少 耐藥臨床應(yīng)用特點DPD活性與患者人種 性別 年齡 腫瘤部位 分期 分化 病理類型無關(guān)研究表明 臨床監(jiān)測5 FUH2濃度為1 14 37 88 mol L時 5 FU臨床療效最佳 胃癌組織中DPD活性可以預(yù)測腫瘤組織對5 FU的敏感性 DPD越低對5 FU越敏感外周血單核細胞DPD活性具有時間節(jié)律性 1點活性最高 13點活性最低 臨床上可以根據(jù)這一規(guī)律來調(diào)整用藥 切除修復(fù)交叉互補基因 excisionrepaircross complementing 1ERCC1 生物學(xué)性質(zhì)及功能 ERCC1位于19q13 3 q13 2 基因長度約為14kb 包括10個外顯子 H Ras基因所引起的Ap1主導(dǎo)的c Jun和c Fos強大的相互作用對ERCC1反應(yīng)很重要 在以H Ras介導(dǎo)的細胞對鉑類藥物耐藥具有重要意義 減少ERCC1的表達可以增加腫瘤細胞對鉑類化療藥物的敏感性 臨床應(yīng)用用順鉑為基礎(chǔ)的胃癌患者進行輔助化療 結(jié)果如下啟示在化療方案中 合用ERCC1合成抑制劑可以大大提高以鉑類為基礎(chǔ)的化療藥物在消化道腫瘤化療中的療效 MetzgleR LeichmanCG Danenberg etal JClinOncol 1998 16 1 309 317 多藥耐藥相關(guān)蛋白 1 multidrugresistance assiciatedproteins 1MRP 1 生物學(xué)性質(zhì)及功能屬于ABC轉(zhuǎn)運蛋白超家族 定位于16號染色體p13 1帶上 6500bp組成 編碼1531個氨基酸的跨膜糖蛋白 分子質(zhì)量為190000 主要包括MRP 1 MRP 2和MRP 3主要功能為腫瘤組織對抗腫瘤藥物耐藥 是判斷惡性腫瘤敏感性的極其重要的指標 與惡性腫瘤化療生物學(xué)行為及預(yù)后密切相關(guān) 耐藥機制與谷胱甘肽S結(jié)合載體 GS X泵 活性提高有關(guān)MRP轉(zhuǎn)運的步驟谷胱甘肽 GSH 的合成GSH與藥物偶聯(lián)MRP將藥物泵出細胞外MRP可以介導(dǎo)藥物中的谷胱甘肽共軛物葡萄糖醛酸甙共軛物硫酸鹽共軛物解決途徑7 乙基 10 羥基喜樹堿 SN 38 等可以逆轉(zhuǎn)MRP介導(dǎo)的多藥耐藥 MDR 反義RNA技術(shù) 可以大大減少對化療藥的耐藥啟示在消化道腫瘤化療前 檢測MRP的表達 對于指導(dǎo)臨床化療藥選擇 評估療效及預(yù)后具有重要的意義 葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶 UDP glucuronosyltransferase UGTs 伊立替康體內(nèi)代謝與轉(zhuǎn)化 UGT1A1分子生物學(xué)特征具有25種基因多態(tài)性 其中28等位基因啟動子區(qū)域含6個TA重復(fù)區(qū)域 53 TA 6 7 UGT1A1 28 最為普通 TA重復(fù)區(qū)域的高表達與嚴重的中性粒細胞減少所致發(fā)熱 腹瀉有密切關(guān)系 增加7倍 啟示對于消化道腫瘤患者進行UGT1A1 28等位基因的測定 對于選擇正確選擇藥物 減少伊立替康所帶來的不良反應(yīng)具有極其重要的意義 著色性干皮病復(fù)合物D XerodermapigmentosumcomplementationgroupD XPD 在基于奧沙利鉑治療的胃癌患者中 同義XPDArg156Arg C A 基因多態(tài)性與C A或A A長時間和高表達密切相關(guān) 對于轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者 基因高表達可以增加腫瘤組織對藥物的敏感性 延長患者的中位生存率 XPDLys751Gln A C 基因多態(tài)性在給予各種鉑類制劑化療的結(jié)直腸癌患者中與生存率無顯著差異 啟示 對腸道腫瘤患者進行XPD基因多態(tài)性的相關(guān)檢測 對于選擇合適的鉑類化療藥 評價療效 化療預(yù)后均有重要的意義 X線交叉互補基因1 X rayrepaircrosscomplementinggroup1 XRCC1 分子生物學(xué)特征及功能位于人19號染色體長臂區(qū) 19q13 2 編碼的蛋白通過與多聚ADP核糖聚合酶 PARP APE1 多聚核苷酸激酶 磷酸酶 DNA連接酶3及DNA多聚酶 的相互作用參與DNA堿基修復(fù)及DNA單鏈斷裂重組修復(fù) 該基因常見的單核苷酸多態(tài)性有3種 C26304T G27466A G28152A 這些突變位點的存在會影響編碼蛋白的功能活性 使機體對腫瘤的易感性發(fā)生變化 基因多態(tài)性與結(jié)直腸癌發(fā)病相關(guān)性埃及人群 26304T 28152A等位基因編譯 會增加早發(fā)性結(jié)直腸癌的罹患風(fēng)險 韓國人群 28152A等位基因變異與結(jié)直腸癌增高顯著相關(guān) OR 1 61 臺灣人群 28152AA等位基因變異與結(jié)直腸癌增高顯著相關(guān) OR 1 59 中國人群 對26304T 27466A 28152A等位基因SNP分析發(fā)現(xiàn)與患結(jié)直腸癌風(fēng)險無顯著相關(guān)性 基因多態(tài)性與胃癌發(fā)病的相關(guān)性已經(jīng)發(fā)現(xiàn)3種aa突變 分別位于密碼子194 Arg Trp 280 Arg His 和399 Arg Gln 攜帶Gln等位基因的個體較Arg Arg基因型個體胃癌危險性有所上升 OR值1 35 Arg Arg基因型與Arg Trp基因型及Trp Trp基因型相比 胃賁門癌發(fā)生危險性顯著增加 OR值1 86 多基因聯(lián)合檢測與藥物基因組學(xué)研究展望由于5 FU 奧沙利鉑等是消化道腫瘤的常選藥物 德國StoehlmacherJ教授與美國ParkDJ教授對5 FU及L 奧沙利鉑相關(guān)基因聯(lián)合檢測 提示多基因共同作用影響患者療效及化療預(yù)后 XPD 156 GSTT1 GSTM1 XRCC1 399 XPA 5 TS 5UTR與MST及疾病進展時間無關(guān) XPD 751 ERCC1 118 GSTP1 105 TS 3 UTR與生存時間 接受L OHP 5 FU化療方案的臨床獲益密切相關(guān) XPD 751Lys Lys ERCC1 118C C1 GSTP1 105Val Val TS 3 UTP 6BP 6BP基因型為大腸癌患者有利基因 靶向治療藥物 Herceptin赫塞丁 breastcancer target Her2 neu Erbitux愛必妥 colorectalcancer target EGFR Tarceva特羅凱 lungcancer target EGFR Strattera托莫西汀 attention deficit hyperactivitydisorder Metabolism P4502D6 6 MP6 巰基嘌呤 leukemia Metabolism TPMT Antivirals i e resistanceofHIV TamoxifenandCYP4502D6Testingpriortotreatment N desmethyl tamoxifen NDM Tamoxifen CYP3A4 5 4 hydroxy N desmethyl tamoxifen endoxifen CYP2D6 乳腺癌 HER2與赫賽汀 Herceptin 新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志 發(fā)表的研究論文顯示 HER2呈陽性的早期乳腺癌患者使用赫賽汀治療 乳腺癌復(fù)發(fā)的風(fēng)險降低了46 死亡率降低了1 3 赫賽汀由羅氏制藥公司研制 它在1998年被批準用于治療HER2陽性的晚期乳腺癌轉(zhuǎn)移的患者 KRAS基因突變 與大腸癌等腫瘤患者酪氨酸激酶抑制劑等靶向藥物的原發(fā)性耐藥有關(guān) KRAS基因野生型的患者能從愛必妥 Erbitux 又稱西妥昔單抗 Cetuximab 或維克替比 Vectibix 又稱帕尼單抗 Panitumumab 治療中獲益 而KRAS基因突變的大腸癌患者治療效果較差 歐洲藥監(jiān)局和美國FDA明確規(guī)定了在使用靶向藥物愛必妥和維克替比治療轉(zhuǎn)移性大腸癌前必須檢測KRAS基因 KRAS基因突變 大腸癌與愛必妥 Erbitux 治療 EGFR基因突變主要集中在酪氨酸激酶區(qū)18 21外顯子上 共29種突變 這些突變與易瑞沙 Iressa 又稱吉非替尼 Gefitinib 和特羅凱 Tarceva 又稱厄羅替尼 Erlotinib 的藥物反應(yīng)性有關(guān)聯(lián) 因此檢測EGFR基因突變對于指導(dǎo)非小細胞肺癌 NSCLC 臨床患者用藥具有重要參考價值 2009年9月 新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志 發(fā)表的研究結(jié)果表明 在使用特羅凱和易瑞沙之前應(yīng)該對EGFR基因進行檢測 非小細胞肺癌 NSCLC EGFR基因突變 與易瑞沙 Iressa 治療 把握華法林臨床用藥劑量的重要性 EuropeanAtrialFibrillationTrialStudyGroup NEnglJMed1995 333 5 10 決定華法林臨床使用劑量的兩個關(guān)鍵酶 CYP2C9 VKORC1 以基因型為依據(jù)的華法林估計臨床使用量 mg day VKORC1等位基因在不同人群的頻率 Sconceetal Blood2005 Yuanetal HumanMolGenetics2005 Schellemanetal ClinPharmacolTher2007 MontesetalBrJHaemat2006 MTHFRC677T基因型與同型半胱氨酸水平 ActaUniversitatisMedicinalisAnhui2006 41 639 642 高血壓患者TT基因型Hcy水平約比CC CT基因型高一倍 MTHFR677C TBiomarkerPrognosticPredictive Lancet2005 365 224 32 薈萃分析 MTHFR677C TTT基因型與腦卒中顯著相關(guān)歐美 OR 1 26 95 CI 1 14 1 40 中國 OR 1 50 95 CI 1 23 1 84 CerebrovascDis2008 26 48 62 內(nèi)容提要 藥物基因組學(xué)發(fā)展歷程臨床基因檢測的關(guān)注點基因檢測的臨床應(yīng)用價值我們開展的一些工作 腫瘤患者的基因個體化給藥我院于2010年7月成立腫瘤診治中心 我院臨床腫瘤基因組學(xué)數(shù)據(jù)采集示意圖 關(guān)注點西妥昔單抗 K ras基因貝伐單抗 血管內(nèi)皮生長因子VEGF5 FU 二氫嘧啶脫氫酶 DPD 嘧啶核苷合成酶 TS 亞甲基四氫葉酸還原酶 MTH FR 伊立替康 葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶奧沙利鉑 核苷切除修復(fù)基因 XPD 我院開展的基因檢測數(shù)量及種類匯總 K rasBRAFUGT1A1 28HER 2CYP2C19ALDH2 Glu504Lys IL 10HBVVEGFDPDXPD