基因與用藥課二

1、1/7010q24.2chromosome 10cyp2c9 genen9 exonn55kbn490 aa10q24.2c cggt ta asnpcyp2c9*1normal enzymatic activityg a g g a c c g t g t t c a agluaspargvalgln53cyp2c9*2no enzymatic activityt430ct (cys單核苷酸多態(tài)性單核苷酸多態(tài)性 （snp）n導致人類遺傳易感性的重要因素導致人類遺傳易感性的重要因素n導致人類藥物代謝和反應差異的重要因素導致人類藥物代謝和反應差異的重要因素gt突變突變野生型野生型 突變型突變型2

2、/70服用服用40 mg 奧美拉唑后奧美拉唑后mean95%可信區(qū)間可信區(qū)間 奧美拉唑奧美拉唑 (mg/l)cyp2c19*2/*2cyp2c19*1/*2cyp2c19*1/*1cyp2c19 基因型基因型/表型表型基因劑量效應基因劑量效應auc:1.1 0.60.6 0.3mg.h/l5.32.23/70cyp2d6 基因型基因型/表型表型4/70傳統(tǒng)用藥傳統(tǒng)用藥個體化用藥個體化用藥100mg500mg100mg10mg超強代謝者超強代謝者強代謝者強代謝者中等代謝者中等代謝者弱代謝者弱代謝者根據(jù)根據(jù)cyp2d6基因型選擇去甲替林劑量基因型選擇去甲替林劑量功能性：功能性：cyp2d6*1功能

3、降低：功能降低：cyp2d6*2,*9, *10,*17無功能：無功能：cyp2d6*3,*4,*6基因缺失：基因缺失：cyp2d6*5xie hg, personalized medicine (2005) 2(4), 3253375/70藥物作用受藥物代謝、轉運、靶點多態(tài)性控制藥物作用受藥物代謝、轉運、靶點多態(tài)性控制藥代動力學藥代動力學藥效動力學藥效動力學藥物療效和毒性的個體差異藥物療效和毒性的個體差異基因組基因組基因變異基因變異 ( (單核苷酸多態(tài)性單核苷酸多態(tài)性) )藥物靶點藥物靶點藥物轉運體藥物轉運體藥物代謝酶藥物代謝酶6/70舉例舉例: 6-巰基嘌呤代謝巰基嘌呤代謝 和和 巰基嘌呤

4、甲基轉移酶巰基嘌呤甲基轉移酶 6-巰基嘌呤巰基嘌呤(6-mp)硫唑嘌呤硫唑嘌呤 非酶代謝非酶代謝硫尿酸硫尿酸 巰基嘌呤巰基嘌呤 次黃嘌呤磷酸核糖基轉移酶次黃嘌呤磷酸核糖基轉移酶 硫基次黃嘌呤單磷酸鹽硫基次黃嘌呤單磷酸鹽 (6-timp)yimercaptopurine nucleotides (6-mmp)thioguanine nucleotides(6-tgn)tpmt內消旋肌醇單核苷酸酶脫氫酶內消旋肌醇單核苷酸酶脫氫酶 impdh與與 dna/rna整合整合骨髓毒性骨髓毒性肝毒性肝毒性黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶xo tpmt7/70tpmt基因多態(tài)性及基因多態(tài)性及6-mp毒性毒性s放射性放

5、射性腫腫瘤累瘤累計發(fā)計發(fā)生率生率放射治放射治療療后后時間時間 (年年)mcleod et al., 20000.20突變純合子突變純合子突變雜合子突變雜合子野生純合子野生純合子0 0.5 1 1.5 2 2.5amer j hum gen 63(1), 11-16, 1998500040003000200010000突變純合子突變純合子 突變雜合子突變雜合子 野生純合子野生純合子tgn (pmol/8106 rbc)10864200 5 10 15 20 25 30tpmt 活性活性 %8/70根據(jù)根據(jù)tpmt基因型調整基因型調整6-mp劑量劑量01020300500500

6、0毒性風險高毒性風險高 毒性風險低毒性風險低cellular tgn常規(guī)劑量常規(guī)劑量01020300246810*2, *3a, *3c*1tpmt activity conventional dose010203005005000cellular tgn6-10% 65%基于基于tpmt基因型的劑量基因型的劑量基因基因檢測檢測9/70o急性淋巴性白血病是小兒白血急性淋巴性白血病是小兒白血病中最常見的一類病中最常見的一類o基因檢測可確定小兒白血病的基因檢測可確定小兒白血病的亞型，從而有助于及時和正確亞型，從而有助于及時和正確的診斷的診斷o小兒白血病治愈率由小兒白血病治愈率由1960s的的4%提

7、高到現(xiàn)在的提高到現(xiàn)在的80%基因檢測和依據(jù)基因型的化療藥物治基因檢測和依據(jù)基因型的化療藥物治療對小兒白血病生存率的影響療對小兒白血病生存率的影響new england journal of medicine, 2006, 200l; 個體化給藥使個體化給藥使all治愈率顯著提高治愈率顯著提高基因測試有助于確定小兒白血病的變異基因，幫助醫(yī)基因測試有助于確定小兒白血病的變異基因，幫助醫(yī)生選擇合適的藥物種類和劑量。生選擇合適的藥物種類和劑量。治愈率治愈率 (%)90807060504030201001960年代年代 當今當今4%80%10/70伊立替康（轉移性結腸直腸癌）代謝伊立替康（轉移性結腸直腸

8、癌）代謝伊立替康伊立替康(前藥前藥-無活性無活性)酯酶酯酶sn-38(活性活性)ugt1a1(肝臟內肝臟內) sn-38g膽汁膽汁(ta)6taa1 2 3 4 5(ta)7taa1 2 3 4 5ugt1a1 活性活性sn-38g 濃度濃度6/6野生型野生型7/7突變型突變型11/70ugt1a1 ta 重復序列與伊立替康重復序列與伊立替康35.716.38.6051015202530354045506/66/77/7p=0.007ugt1a1 genotype 4/5級粒細胞減少級粒細胞減少(%)n=52441.933.814.30510152025303540456/66/77/7ugt

9、1a1 genotypeobjective response (%)p=0.045from mcleod et al, 200412/70ugt1a*28相關的伊立替康療效相關的伊立替康療效(45級嗜中性白血球低下級嗜中性白血球低下)結腸癌結腸癌 (n= 59)毒性毒性: 10%*28/*28毒性：毒性：50% 減少劑量或換藥減少劑量或換藥wt/*28毒性：毒性：12.5% 減少劑量或換藥減少劑量或換藥wt/wt毒性：毒性：0% 常規(guī)劑量常規(guī)劑量innocenti et al, j clin oncology 22:1-7, 200413/70egfr信號通路和惡性腫瘤靶向藥物治療信號通路和惡

10、性腫瘤靶向藥物治療n u c l e u srafmekkerksekmapkjnk/sapkc-mycc-junpi3kaktintermediatesapoptosispprho-bki-67extracellularintracellularrasyegfrtki （吉非替尼，厄洛替尼）（吉非替尼，厄洛替尼）mab (cetuximab，西妥昔單抗，愛必妥，西妥昔單抗，愛必妥 )凋亡凋亡增殖增殖 14/70增殖增殖k-rasn帶有帶有k-ras 突變的結腸突變的結腸癌患者對西妥昔單抗的癌患者對西妥昔單抗的療效降低療效降低k-ras 變異變異 和和 惡性腫瘤的抗惡性腫瘤的抗-egfr 治療

11、治療n 12, 13外顯子外顯子(96%) and 61 n12外顯子外顯子 35ga(甘甘天門冬）為主天門冬）為主gctgatgccgcetuximab(西妥昔西妥昔單單抗抗)無效應無效應egfregfrtktkg細胞膜細胞膜突變突變k-rasnk-ras的功能突變不受的功能突變不受上游信號控制上游信號控制15/70k-ras發(fā)生率及藥物療效發(fā)生率及藥物療效 licar a, intl j oncology, 2010;36:1137 轉移性結腸直腸癌轉移性結腸直腸癌 273例例檢測檢測k-ras基因：基因：12，13密碼子密碼子7個常見突變個常見突變n野生型：野生型： 54.5% n突變型

12、：突變型： 45.5% （gly12asp最多：最多： 38.5%）西妥昔單抗（西妥昔單抗（cetuximab）治療有效者的野生型為）治療有效者的野生型為85.7% f 有效者中也有突變型；無效者中也有野生型有效者中也有突變型；無效者中也有野生型16/70個體化用藥能夠提高結腸癌的藥物療效個體化用藥能夠提高結腸癌的藥物療效langreth, r. (2008), imclones gene test battle, f, 16may k-ras基因型基因型 檢測檢測 不用西妥昔治療不用西妥昔治療用西妥昔治療用西妥昔治療 西妥昔治療西妥昔治療 治療成功治療成功 17/70個體化用藥降低結腸直腸癌

13、治療費用個體化用藥降低結腸直腸癌治療費用 - 美國美國n治療有效者平均每治療有效者平均每人節(jié)省人節(jié)省60%費用費用n40%療效不好的病療效不好的病人避免罕見副作用人避免罕見副作用n有效率沒有改變，有效率沒有改變，為為 25%langreth, r. (2008), imclones gene test battle, f, 16 may進行進行kras檢測檢測不進行不進行 kras檢測檢測$22.800$38.000$97.022$156.554是否進行是否進行kras檢測實行愛必妥個體化治療費用檢測實行愛必妥個體化治療費用 的比較的比較$0$50,000$100,000$150,000$20

14、0,000平均治療費用平均治療費用/ /人人平均治療費用平均治療費用/ /有效病人有效病人18/70個體化用藥降低結腸直腸癌治療費用個體化用藥降低結腸直腸癌治療費用 我我國國n西妥昔臨床用法：西妥昔臨床用法：n每周注射一次。每周注射一次。n初始量第一周初始量第一周400mg/m2400mg/m2，隨后每周，隨后每周250mg/m2250mg/m2。按。按中國人平均體表面積計算，第一次用中國人平均體表面積計算，第一次用7 7瓶（瓶（100100毫毫克克/ /瓶）瓶） ，以后每次用，以后每次用4 4瓶。瓶。n44004400元元/ /瓶。首次量：瓶。首次量：440044007=308007=308

15、00元；其后每次：元；其后每次：440044004=176004=17600元。元。n西妥昔停用指針為腫瘤進展（藥物治療無效，病情惡西妥昔停用指針為腫瘤進展（藥物治療無效，病情惡化）。西妥昔治療患者腫瘤無進展中位時間為化）。西妥昔治療患者腫瘤無進展中位時間為1616周，周，也即注射也即注射1616次，合計費用為次，合計費用為294800294800元。元。nk-rask-ras基因突變患者可基因突變患者可平均節(jié)約平均節(jié)約3030萬元萬元。19/70han et al. j clin oncology 23(11),2006mutationwilt-typemutationwilt-typele

16、gfr主要功能突變主要功能突變:n19號外顯子：號外顯子：glu746-ala750 缺失缺失n21號外顯子：號外顯子：leu858arg攜帶攜帶egfr突變的非小細胞肺癌患者對突變的非小細胞肺癌患者對吉非替尼吉非替尼(gefitinib,tki) 療效更好療效更好20/70 19-21外顯子外顯子突變純合子突變純合子19-21外顯子外顯子突變雜合子突變雜合子19-21外顯子外顯子野生純合子野生純合子用用 tki (gefitinib)治療治療用用 tki (gefitinib)治療治療不用不用 tki (gefitinib)治療治療ecfr 檢測檢測根據(jù)非小細胞肺癌患者根據(jù)非小細胞肺癌患者e

17、gfr基因型應用基因型應用吉非替尼吉非替尼(gefitinib,tki)21/70n售價：售價：550550元元/ /片。每天口服藥物費用片。每天口服藥物費用550550元，每月費用元，每月費用1650016500元。元。n基因檢測基因檢測egfregfr無突變患者可節(jié)省無突變患者可節(jié)省1-61-6個月個月的藥費：的藥費：1650016500元至元至9900099000元。元。 個體化用藥降低個體化用藥降低非小細胞肺癌非小細胞肺癌治療費用治療費用22/70高血壓病高血壓病n=422cyp2d6*1*10+arg389argcyp2d6*10*10+arg389arg/gly389argcyp2

18、d6*1*1+arg389arg/gly389argcyp2d6*1*10+gly389arg cyp2d6*10*10+gly389glycyp2d6*1*1/cyp2d6*1*10+gly389gly隨機分兩組隨機分兩組cyp2d6*1*10+arg389argcyp2d6*10*10+arg389arg/gly389argcyp2d6*1*1+arg389arg/gly389argcyp2d6*1*10+gly389arg cyp2d6*10*10+gly389glycyp2d6*1*1/cyp2d6*1*10+gly389gly25mg, bid 12w125mg, bid 12w25

19、mg, bid 12w50mg, bid 12wn=14n=100n=104n=n=14n=91n=104常規(guī)治療常規(guī)治療個體化治療個體化治療美托洛爾治療高血壓的個體化用藥美托洛爾治療高血壓的個體化用藥a1a2a3b1b2b323/70前瞻性美托洛爾治療高血壓的個體化用藥研究前瞻性美托洛爾治療高血壓的個體化用藥研究根據(jù)根據(jù)cyp2d6和和 1受體基因型分組受體基因型分組傳統(tǒng)治療組傳統(tǒng)治療組個體化治療組個體化治療組組別組別劑量劑量組別組別劑量劑量代謝中代謝中+反應強反應強代謝低代謝低+反應強反應強/中中a1(n-14)25mgbidb1(n=14)12.5mgbid代謝強代謝強+反應強反應強/中

20、中代謝中代謝中+反應中反應中代謝弱代謝弱+反應弱反應弱a2(n=100)b2(n=91)25mgbid代謝強代謝強/中中+反應弱反應弱a3(n=104)b3(n=99)50mgbid24/70a, 常規(guī)治療常規(guī)治療b, 個體化治療個體化治療02468101214161820 sbp dbpblood pressure decrease (mm hg)p= 0.118p = 0.009a1+a3b1+b3024681012141618sbpdbpblood pressure decrease (mm hg) p = 0.027p = 0.001liu j and zhou hh, 2008美托洛

21、爾治療高血壓的個體化用藥美托洛爾治療高血壓的個體化用藥l根據(jù)根據(jù)cyp26和和 1受體基因型調整劑量的個體化治療比均使用相同劑量的受體基因型調整劑量的個體化治療比均使用相同劑量的常規(guī)治療有更顯著的降壓療效；常規(guī)治療有更顯著的降壓療效；l兩組中相同的基因型（兩組中相同的基因型（a1與與b1; a3與與b3）,使用了相同的不同的劑量，使用了相同的不同的劑量，在根據(jù)基因性選擇藥物的個體化治療組有比常規(guī)治療組有更顯著的降壓在根據(jù)基因性選擇藥物的個體化治療組有比常規(guī)治療組有更顯著的降壓療效療效25/70 *sbp p=0.014 vs a2; dbp p=0.014 vs a2; dbp p=0.034

22、 vs a2; l常規(guī)治療常規(guī)治療a組中，不同基因型使用同一劑量有不同的組中，不同基因型使用同一劑量有不同的降壓療效降壓療效20 16 12 8 4 0 blood pressure decrease (mm hg) a1 a2 a3sbpdbp*25 mg, bid美托洛爾治療高血壓的個體化用藥美托洛爾治療高血壓的個體化用藥26/70la、b兩組相同基因型（兩組相同基因型（a3和和b3），分別應用），分別應用25和和50mg，有，有不同的降壓療效不同的降壓療效 * p0.05 p0.01bp reduction (mm hg)20 15 10 5 0 * b3 50mg, bid a3 25

23、mg, bidsbpdbp美托洛爾治療高血壓的個體化用藥美托洛爾治療高血壓的個體化用藥l基因導向型治療組基因導向型治療組(12.5mg bid)舒張壓降低顯著高于常規(guī)治療組舒張壓降低顯著高于常規(guī)治療組(25mg bid) *20 15 10 5 0 b1 12.5mg, bid a1 25mg, bidbp reduction (mm hg)sbpdbp27/70風險分析風險分析篩選篩選/診斷診斷個體化醫(yī)學個體化醫(yī)學預測預測監(jiān)測監(jiān)測發(fā)病易感遺發(fā)病易感遺傳缺陷傳缺陷預后預后早期查出早期查出預測可能的發(fā)預測可能的發(fā)病過程病過程預測對藥物的預測對藥物的可能反應可能反應監(jiān)測藥物反應和監(jiān)測藥物反應和發(fā)病

24、反復發(fā)病反復健康狀態(tài)健康狀態(tài)無癥狀疾病狀態(tài)無癥狀疾病狀態(tài)慢性疾病慢性疾病/接受接受治療狀態(tài)治療狀態(tài)合理治療的適應合理治療的適應病人分層病人分層 / 治療選擇治療選擇有癥狀疾病狀態(tài)有癥狀疾病狀態(tài)28/70個體化醫(yī)學個體化醫(yī)學-基因組學醫(yī)學基因組學醫(yī)學-21世紀醫(yī)學世紀醫(yī)學針對每個個體的基因譜，進行個體化的終身疾病檢測、針對每個個體的基因譜，進行個體化的終身疾病檢測、預防和治療預防和治療o預警預警(predictive) n疾病概率史疾病概率史-dna序列序列n定期體檢和血液帶白參數(shù)檢測定期體檢和血液帶白參數(shù)檢測o預防預防(preventive) n生活方式的改變和避免危險因素生活方式的改變和避免

25、危險因素n疫苗疫苗n重點在療養(yǎng)重點在療養(yǎng)o個體化治療個體化治療(personalized therapy) n根據(jù)個體的獨特遺傳變異根據(jù)個體的獨特遺傳變異, 選擇合適藥物和治療方案選擇合適藥物和治療方案n開發(fā)針對獨特遺傳變異人群的藥物開發(fā)針對獨特遺傳變異人群的藥物o參與參與(participatory) n病人了解疾病并參與用藥選擇病人了解疾病并參與用藥選擇29/70個體化用藥個體化用藥新的醫(yī)學模式新的醫(yī)學模式:個體化治療個體化治療 （personalized therapy），根據(jù)），根據(jù)分子診斷提出治療方案分子診斷提出治療方案診斷診斷分子診斷分子診斷- -預測反應預測反應 治療治療理想反應

26、理想反應打破試誤醫(yī)學的循環(huán)打破試誤醫(yī)學的循環(huán)30/70個體化用藥個體化用藥-個體化醫(yī)學的先行領域個體化醫(yī)學的先行領域循證醫(yī)學循證醫(yī)學個體化用藥個體化用藥健康體系健康體系循證醫(yī)學循證醫(yī)學個體化用藥個體化用藥l療效不同療效不同-浪費資源和時間浪費資源和時間l常見和不可預知的藥物不良反應常見和不可預知的藥物不良反應l量體裁衣治療量體裁衣治療l提高療效，減少不良反應提高療效，減少不良反應31/70把把“試誤醫(yī)學試誤醫(yī)學”當做標準醫(yī)療模當做標準醫(yī)療模式是不完善的式是不完善的舊的醫(yī)學模式舊的醫(yī)學模式: 反復嘗試，不斷摸索反復嘗試，不斷摸索-“試誤醫(yī)學試誤醫(yī)學” （trial and error medic

27、ine）個體化用藥個體化用藥循證醫(yī)學：以群體數(shù)據(jù)為依據(jù)，循證醫(yī)學：以群體數(shù)據(jù)為依據(jù)，對個體來說，仍為反復嘗試，不對個體來說，仍為反復嘗試，不斷摸索，達到理想治療的過程斷摸索，達到理想治療的過程32/70生物標記生物標記檢測檢測藥物或代表藥藥物或代表藥1cc趨化因子受體趨化因子受體5(ccr-5) 1馬拉維若馬拉維若(抗逆轉錄病毒藥抗逆轉錄病毒藥) 2egfr 表達等表達等1panitumab （egfr單抗）、單抗）、吉非替尼（大腸癌）吉非替尼（大腸癌）3her2/neu 過表達過表達1西妥昔單抗西妥昔單抗4費城染色體陽性反應等費城染色體陽性反應等1達沙替尼達沙替尼 b fda批準藥品說明書中

28、的遺傳變異批準藥品說明書中的遺傳變異1. 要求檢測要求檢測2. 推薦檢測推薦檢測3. 有報告有報告33/70生物標記生物標記檢測檢測藥物或代表藥藥物或代表藥5c蛋白缺損蛋白缺損 (遺傳性或獲得性）遺傳性或獲得性）2華法林華法林6tpmt 變異變異2硫唑嘌呤硫唑嘌呤 7ugt1a1 變異變異2伊立替康伊立替康8hla-b*1502 等位基因等位基因2*卡馬西平卡馬西平 9尿素循環(huán)障礙尿素循環(huán)障礙(ucd) 2丙戊酸丙戊酸 10cyp2c9 突變等突變等2華法林華法林11vit k 環(huán)氧化還原酶環(huán)氧化還原酶 (vkorc1) 變異變異 2華法林華法林12家族性高脂蛋白血癥家族性高脂蛋白血癥 ldl

29、受體缺損或突變受體缺損或突變2阿托伐他汀阿托伐他汀13g6pd 缺損缺損2拉布立酶拉布立酶14hla-b*5701 等位基因等位基因2阿巴卡韋阿巴卡韋fda批準藥品說明書中的遺傳變異批準藥品說明書中的遺傳變異2*. 在危險人群中檢測在危險人群中檢測34/70生物標記生物標記檢測檢測藥物或代表藥藥物或代表藥15c-kit 表達表達3伊馬替尼甲磺酸伊馬替尼甲磺酸 16pml/rar( )表達表達(維甲酸受體反應維甲酸受體反應/無反應無反應)3維甲酸維甲酸17ugt1a1 變異等變異等3尼羅替尼尼羅替尼 18cyp2c19 突變突變3伏立康唑伏立康唑19cyp2c9 突變突變3塞來昔布塞來昔布20c

30、yp2d6 變異變異3托莫西汀托莫西汀 21cyp2d6 和其他變異和其他變異3 鹽酸氟西汀鹽酸氟西汀 22第五對染色體長臂間隙基因缺損第五對染色體長臂間隙基因缺損 3來那度胺來那度胺 23dpd 缺損缺損3卡培他濱卡培他濱 24egfr 表達表達3埃羅替尼埃羅替尼25egfr 表達等表達等3吉非替尼吉非替尼 （頭頸癌）（頭頸癌）26g6pd 缺損等缺損等3伯氨喹伯氨喹27nat 變異變異3異煙肼，馬利蘭異煙肼，馬利蘭28費城染色體陽性反應者費城染色體陽性反應者3馬利蘭馬利蘭fda批準藥品說明書中的遺傳變異批準藥品說明書中的遺傳變異35/70藥品說明書藥品說明書fda確認的與基因多態(tài)性確認的與

31、基因多態(tài)性基因基因cyp2c19cyp2c9cyp2d6dpydg6pdnattpmtugt1a1(*28)vkorc1藥物（具有相似劑量調整的藥物）藥物（具有相似劑量調整的藥物）伏立康唑、奧美拉唑伏立康唑、奧美拉唑, 泮托拉唑、艾美拉唑、雷貝拉唑、地西泮、那非那韋泮托拉唑、艾美拉唑、雷貝拉唑、地西泮、那非那韋塞來考昔、華法林塞來考昔、華法林阿托西汀、文拉法辛、利哌利酮、塞托溴胺吸入、他莫昔芬、噻嗎洛阿托西汀、文拉法辛、利哌利酮、塞托溴胺吸入、他莫昔芬、噻嗎洛爾、氟西汀、奧氮平、西維美林、托特羅定、特比萘芬、；曲馬多、爾、氟西汀、奧氮平、西維美林、托特羅定、特比萘芬、；曲馬多、氯氮平、阿立哌唑

32、、美托洛爾、普萘洛爾、卡維地洛、普羅帕酮、硫氯氮平、阿立哌唑、美托洛爾、普萘洛爾、卡維地洛、普羅帕酮、硫利達嗪、普羅替林、可待因利達嗪、普羅替林、可待因 卡培他濱、氟尿嘧啶乳膏和外用液卡培他濱、氟尿嘧啶乳膏和外用液拉布立酶、氨苯砜、伯氨喹、氯喹拉布立酶、氨苯砜、伯氨喹、氯喹利福平、異煙肼、吡嗪酰胺利福平、異煙肼、吡嗪酰胺硫唑嘌呤、硫鳥嘌呤、硫唑嘌呤、硫鳥嘌呤、6-巰基嘌呤巰基嘌呤依立替康依立替康(irinotecan)華法林華法林36/70檢測方法的發(fā)現(xiàn)、確證和臨床應用檢測方法的發(fā)現(xiàn)、確證和臨床應用提出生物靶標假說提出生物靶標假說建立原型分子的分析方法建立原型分子的分析方法確證候選生物靶標確證

33、候選生物靶標發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) 應用分析方法在臨床確證獲選靶標應用分析方法在臨床確證獲選靶標方法的精確性與開展體外診斷試驗方法的精確性與開展體外診斷試驗試驗方法獲得批準取證試驗方法獲得批準取證確證確證向實驗室推廣向實驗室推廣審核結果的一致性審核結果的一致性市場市場臨床臨床/實驗室培訓實驗室培訓37/70p臨床常用臨床常用p治療窗較窄治療窗較窄p超過治療窗用藥風險增大超過治療窗用藥風險增大p藥物反應個體差異大藥物反應個體差異大p沒有替代藥物可選沒有替代藥物可選需要需要pgx干預施行個體化治療的藥物干預施行個體化治療的藥物38/70n男，男，56 歲，高血壓，職員歲，高血壓，職員n美托洛爾美托洛爾 20mg

34、 bid; 高血壓和交感神經高反應控制差高血壓和交感神經高反應控制差n基因檢測：基因檢測： 1- gly389glyn用藥指導：增大用藥指導：增大180%美托洛爾的劑量美托洛爾的劑量n40mg bid; 高血壓和交感神經高反應得到很好控制高血壓和交感神經高反應得到很好控制個案舉例個案舉例39/70個體化藥物治療臨床服務個體化藥物治療臨床服務廣東廣東福建福建安徽安徽北京北京江西江西陜西陜西重慶重慶40/70目標目標 把藥物基因組學的知識的普及和應用納入公眾健康決把藥物基因組學的知識的普及和應用納入公眾健康決策過程策過程 擴展發(fā)展中國家的遺傳藥理學和藥物基因組學知識擴展發(fā)展中國家的遺傳藥理學和藥物

35、基因組學知識 運用遺傳藥理學和藥物基因組學為人們提供醫(yī)療服務運用遺傳藥理學和藥物基因組學為人們提供醫(yī)療服務 為遺傳藥理學和藥物基因組學研究提供地區(qū)性基礎設為遺傳藥理學和藥物基因組學研究提供地區(qū)性基礎設施和平臺施和平臺n涉及涉及104 個國家個國家, n覆蓋覆蓋78% 世界人口世界人口41/70104 pgeni countries; 78% of world population42/70pgeni international centers43/70結論結論l個體化醫(yī)學是根據(jù)個體對特定疾病的易感性的基因變異而施行的個體化醫(yī)學是根據(jù)個體對特定疾病的易感性的基因變異而施行的早期預警、預防和一旦發(fā)

36、病后根據(jù)藥物相關基因的變異實行個體早期預警、預防和一旦發(fā)病后根據(jù)藥物相關基因的變異實行個體化藥物治療。化藥物治療。l個體化治療是根據(jù)每個病人的遺傳結構實行分子診斷，選擇合適個體化治療是根據(jù)每個病人的遺傳結構實行分子診斷，選擇合適的藥物和劑量，優(yōu)化治療方案，是個體化醫(yī)學的先行領域；的藥物和劑量，優(yōu)化治療方案，是個體化醫(yī)學的先行領域；l藥物安全性是病人從個體化用藥首先受益的領域；惡性腫瘤是目藥物安全性是病人從個體化用藥首先受益的領域；惡性腫瘤是目前呼喚和最需要個體化藥物治療的一類疾病；癌癥靶向藥物治療前呼喚和最需要個體化藥物治療的一類疾??；癌癥靶向藥物治療的個體化用藥就是一個典型的成功例子；的個體

37、化用藥就是一個典型的成功例子；l當前，雖然不是所有的藥物都能實行基因導向的個體化治療，對當前，雖然不是所有的藥物都能實行基因導向的個體化治療，對于前藥、安全藥物濃度范圍窄、以及作用靶點是重要分子或途徑于前藥、安全藥物濃度范圍窄、以及作用靶點是重要分子或途徑的藥物個體化治療已經有顯著臨床應用意義；的藥物個體化治療已經有顯著臨床應用意義；l個體化用藥還是處于初始階段，為了推進個體藥物治療，在技術個體化用藥還是處于初始階段，為了推進個體藥物治療，在技術層面上需要更多大樣本、多中心、多因素、多基因的臨床試驗；層面上需要更多大樣本、多中心、多因素、多基因的臨床試驗；同時也需要更精確、方便、低廉、快速的分

38、子診斷技術和檢測方同時也需要更精確、方便、低廉、快速的分子診斷技術和檢測方法。法。 44/70科技部藥物基因組學創(chuàng)新技術服務平臺科技部藥物基因組學創(chuàng)新技術服務平臺臨床前藥物代謝動力學技術平臺臨床前藥物代謝動力學技術平臺 天然藥物篩選與安全性評價相關藥天然藥物篩選與安全性評價相關藥物基因組應用技術平臺物基因組應用技術平臺 新藥臨床研究與遺傳變異相關藥物新藥臨床研究與遺傳變異相關藥物安全性評價關鍵技術平臺安全性評價關鍵技術平臺 個體化藥物治療基因檢測試劑盒研個體化藥物治療基因檢測試劑盒研發(fā)與臨床應用技術平臺發(fā)與臨床應用技術平臺 重大疾病關聯(lián)分析與藥物基因組學重大疾病關聯(lián)分析與藥物基因組學研究技術平

39、臺研究技術平臺 藥物基因組應藥物基因組應用技術平臺用技術平臺45/70藥物靶點發(fā)現(xiàn)藥物靶點發(fā)現(xiàn)藥物靶點確證藥物靶點確證先導化合物篩選先導化合物篩選化合物庫篩選化合物庫篩選上市上市先導化合物優(yōu)化先導化合物優(yōu)化臨床前研究臨床前研究臨床試驗臨床試驗i/ii/iii期期藥藥 物物 基基 因因 組組 學學遺遺 傳傳 藥藥 理理 學學基因組學研究基因組學研究 發(fā)現(xiàn)、克隆發(fā)現(xiàn)、克隆 表型分析（轉基因、基因敲除）表型分析（轉基因、基因敲除） 確定靶點（疾病確定靶點（疾病模型）模型）確定先導化合物確定先導化合物 評價評價admet 優(yōu)化設計優(yōu)化設計 臨床前研究臨床前研究 臨床研究臨床研究選擇更多、更好、針對性的

40、靶點選擇更多、更好、針對性的靶點n提高臨床試驗精確性提高臨床試驗精確性n預測效應和預測效應和adradrn針對特殊治療人群針對特殊治療人群藥物基因組學已全面介入新藥研發(fā)的全過程藥物基因組學已全面介入新藥研發(fā)的全過程46/70鑒定靶標鑒定靶標 克隆編碼靶標的基因克隆編碼靶標的基因新靶標的發(fā)現(xiàn)和新藥開發(fā)新靶標的發(fā)現(xiàn)和新藥開發(fā)以重組方式表達靶標以重組方式表達靶標合成優(yōu)化的先導化合物合成優(yōu)化的先導化合物先導化合物先導化合物應用抑制劑篩選重組靶標應用抑制劑篩選重組靶標靶標晶體結構和靶標靶標晶體結構和靶標/抑制劑復合物抑制劑復合物 臨床前試驗臨床前試驗毒性和毒性和pk研究研究47/70l病人或動物模型功能

41、基因組學病人或動物模型功能基因組學l全長全長cdna文庫、基因表達譜文庫、基因表達譜l蛋白質組及序列、蛋白質間相互作用蛋白質組及序列、蛋白質間相互作用應用應用pgx發(fā)現(xiàn)新靶標和開發(fā)新藥之六步發(fā)現(xiàn)新靶標和開發(fā)新藥之六步l敲除敲除/轉基因小鼠功能基因組學、基因表達譜轉基因小鼠功能基因組學、基因表達譜l蛋白質組學、表達譜蛋白質組學、表達譜 與蛋白質序列與蛋白質序列l(wèi)抗體、抗體、rnai 等抑制劑等抑制劑l建立化合物建立化合物/天然物文庫供高通量分析天然物文庫供高通量分析l組合化學組合化學l重組蛋白之細胞表現(xiàn)系統(tǒng)。重組蛋白之細胞表現(xiàn)系統(tǒng)。l藥物設計、制劑藥物設計、制劑 lpk/pd, dna芯片動物細

42、胞水平藥理學評價芯片動物細胞水平藥理學評價l生物信息學：藥物模擬、虛擬篩選生物信息學：藥物模擬、虛擬篩選l藥效、藥理、藥代、安全性評價藥效、藥理、藥代、安全性評價l表達譜分析、蛋白質相互作用表達譜分析、蛋白質相互作用l患者基因檢查與分層患者基因檢查與分層l有效有效/無效者無效者snp譜譜l表達譜分析比較表達譜分析比較發(fā)現(xiàn)疾發(fā)現(xiàn)疾病基因病基因及靶點及靶點鑒定疾鑒定疾病基因病基因及靶點及靶點化合物化合物高通量高通量篩選篩選先導化先導化合物優(yōu)合物優(yōu)化化臨床前臨床前試驗試驗臨床試驗臨床試驗48/701st step：探討疾病基因及其靶分子：探討疾病基因及其靶分子：(a) 所用材料：所用材料：(1) 患

43、病者及疾病模型動物；患病者及疾病模型動物；(2) 功能基因組學；功能基因組學；(3) 全全長長cdna文庫；文庫；(4) 基因表達譜；基因表達譜；(5) 蛋白質組分析。蛋白質組分析。(b) 生物信息學：生物信息學：(1) 表達譜表達譜 (如芯片如芯片)分析；分析；(2) 蛋白質序列分析；蛋白質序列分析；(3) 蛋白質與蛋白質相互作用之預測。蛋白質與蛋白質相互作用之預測。2nd step：鑒定疾病基因：鑒定疾病基因(a) 蛋白質組學：蛋白質組學：(1) 敲除小鼠；敲除小鼠；(2) 蛋白過度表達；蛋白過度表達；(3) 功能基因組學功能基因組學；(4) 轉基因小鼠分析；轉基因小鼠分析；(5) 抗體、

44、抗體、rnai 等抑制劑；等抑制劑；(6) 基因表達譜；基因表達譜；(7) 蛋白質組之分析。蛋白質組之分析。(b)生物信息學：生物信息學：(1) 表達譜表達譜 (如芯片如芯片)分析；分析；(2) 蛋白質序列分析；蛋白質序列分析； 。3rd step：高通量篩選：高通量篩選(a) (1) 建立化合物文庫供高通量分析；建立化合物文庫供高通量分析；(2) 組合化學；組合化學；(3) 建立天然物建立天然物文庫供高通量篩選分析；文庫供高通量篩選分析；(4) 制造重組蛋白之細胞表現(xiàn)系統(tǒng)。制造重組蛋白之細胞表現(xiàn)系統(tǒng)。(b) 生物信息學及化合信息學包括：化合物數(shù)據(jù)庫，高通量數(shù)據(jù)庫及組生物信息學及化合信息學包括

45、：化合物數(shù)據(jù)庫，高通量數(shù)據(jù)庫及組合化學等等。合化學等等。應用應用pgx發(fā)現(xiàn)新靶標和開發(fā)新藥之六步發(fā)現(xiàn)新靶標和開發(fā)新藥之六步49/704th step：先導化合物優(yōu)化：先導化合物優(yōu)化(a) (1) 藥物設計；藥物設計；(2) 藥理藥效；藥理藥效；(3) 藥代；藥代；(4) dna芯片由動物細胞水芯片由動物細胞水平進行藥理學評價；平進行藥理學評價；(5) 代謝研究及制劑加工。代謝研究及制劑加工。(b) 生物信息學：生物信息學：(1) 藥物模擬（藥物模擬（drug simulation）；）；(2) 虛擬篩選（虛擬篩選（virtual screening）：例如癌細胞靶點有）：例如癌細胞靶點有16種

46、蛋白質，由種蛋白質，由35 億分子於億分子於56 個月，找到幾種化合物可抑制癌細胞生長。個月，找到幾種化合物可抑制癌細胞生長。5th step：臨床前試驗：臨床前試驗(a) 藥效藥理：藥效藥理：(1) 藥物狀態(tài)，藥物狀態(tài)，(2) 毒性等安全試驗。毒性等安全試驗。(b) 生物信息學：生物信息學：(1) 預測蛋白質、蛋白質相互作用；預測蛋白質、蛋白質相互作用；(2) 表達譜分析。表達譜分析。6th step：臨床試驗：臨床試驗(a) (1) 患者之基因患者之基因 檢查；檢查；(2) 臨床試驗設計；臨床試驗設計；(3) 藥效評價藥效評價(有效者及無有效者及無效者，根據(jù)效者，根據(jù)snp分層分析分層分析

47、)；(4) 表達譜及藥物間之差異；表達譜及藥物間之差異；(5) 選擇患者選擇患者；(6) 安全性評價。安全性評價。(b) 生物信息學：表達譜之分析。生物信息學：表達譜之分析。新藥上市新藥上市應用應用pgx發(fā)現(xiàn)新靶標和開發(fā)新藥之六步發(fā)現(xiàn)新靶標和開發(fā)新藥之六步50/701. 以基因蛋白質之結構尋找靶標藥物以基因蛋白質之結構尋找靶標藥物2. 以以dna芯片分析基因表達的變化，研究靶標藥物芯片分析基因表達的變化，研究靶標藥物3. 以蛋白質生物芯片以蛋白質生物芯片protein biochip分析與蛋白質結分析與蛋白質結合分子之靶標藥物合分子之靶標藥物4. 個體化藥物（個體化藥物（order/tailo

48、red-made藥物：因個人藥物：因個人snp差異引起的藥物反應差異而開發(fā)的適合個人的藥物差異引起的藥物反應差異而開發(fā)的適合個人的藥物應用應用pgx開發(fā)新藥的主要策略開發(fā)新藥的主要策略51/70應用應用pgx開發(fā)新藥的策略開發(fā)新藥的策略1. 根據(jù)靶標結構篩選與其結合的候選藥物：靶標如為細胞因子或生長根據(jù)靶標結構篩選與其結合的候選藥物：靶標如為細胞因子或生長因子的受體時，與其結合常可抑制細胞因子或生長因子的信號傳導因子的受體時，與其結合?？梢种萍毎蜃踊蛏L因子的信號傳導；與細胞核內受體結合的藥物，可調控代謝。目前特別對功能末期；與細胞核內受體結合的藥物，可調控代謝。目前特別對功能末期的孤兒受體

49、（的孤兒受體（orphan receptor，其配體結構不明）的配體最受關，其配體結構不明）的配體最受關注。注。 2. 以以dna芯片分析表達譜開發(fā)新藥：芯片分析表達譜開發(fā)新藥： 由芯片法分析正常人與病人的基由芯片法分析正常人與病人的基因表達差異，探討討病人所具有的之有特異性的基因轉錄組因表達差異，探討討病人所具有的之有特異性的基因轉錄組(transcriptome)的抑制或活化作用，如化合物能抑制基因的轉錄，的抑制或活化作用，如化合物能抑制基因的轉錄，對基因有調控作用時，即可能成為治療疾病的藥物。對基因有調控作用時，即可能成為治療疾病的藥物。3. 用蛋白芯片對靶分子的高通量分析：用各種化合物

50、點在芯片上，其用蛋白芯片對靶分子的高通量分析：用各種化合物點在芯片上，其上再加擬探討之酶。於芯片之化合物上，如有蛋白質量合即該化合上再加擬探討之酶。於芯片之化合物上，如有蛋白質量合即該化合物有可能為可抑制該酶之藥物。物有可能為可抑制該酶之藥物。4. 根據(jù)根據(jù)snps開發(fā)個體化治療藥物（開發(fā)個體化治療藥物（tailor-mede medicines).52/7052核賽汀核賽汀(herceptin)-人源化單抗人源化單抗-個體化藥物個體化藥物乳腺癌乳腺癌細胞細胞 核賽汀核賽汀治療效應：癌細胞死亡治療效應：癌細胞死亡25%her2+乳腺癌病人乳腺癌病人her2+：核賽：核賽汀作用靶標汀作用靶標53

51、/7053核賽汀核賽汀(herceptin)-源化單抗源化單抗-個體化藥物個體化藥物乳腺癌乳腺癌細胞細胞 核賽汀核賽汀治療效應：治療效應：noher2-：核賽汀無作用靶標：核賽汀無作用靶標25%her2+乳腺癌病人乳腺癌病人54/70(1)曲妥株單抗與曲妥株單抗與her2陽性的癌細陽性的癌細胞結合，刺激機體胞結合，刺激機體免疫系統(tǒng)，使循環(huán)免疫系統(tǒng)，使循環(huán)中的自然殺傷細胞中的自然殺傷細胞和巨噬細胞對腫瘤和巨噬細胞對腫瘤的識別能力增強的識別能力增強 機體免疫系統(tǒng)的自然機體免疫系統(tǒng)的自然殺傷細胞和巨噬細胞殺傷細胞和巨噬細胞(2)曲妥株單抗還可曲妥株單抗還可拮抗生長因子對腫拮抗生長因子對腫瘤細胞的調控

52、，終瘤細胞的調控，終止腫瘤細胞的生長止腫瘤細胞的生長和分化和分化不用曲妥株單抗，不用曲妥株單抗，癌細胞繼續(xù)生長和癌細胞繼續(xù)生長和分化分化her2陽性癌細胞陽性癌細胞核賽汀核賽汀(herceptin)-人源化單抗人源化單抗-個體化藥物個體化藥物55/70fda與藥物基因組學與藥物基因組學o2002: 提出提出pgx是資料提交的是資料提交的安全港安全港概念概念 o2003: 發(fā)布藥企提交資料指導原則草稿發(fā)布藥企提交資料指導原則草稿 o2004: npgx 被確認為被確認為fda通向未來的通向未來的“重要途徑重要途徑”中的中的關鍵機會關鍵機會n多專業(yè)多專業(yè)pgx評估小組組成評估小組組成. nfda受

53、理受理“自主基因組學數(shù)據(jù)的提交自主基因組學數(shù)據(jù)的提交 (voluntary genomic data submission, vgds)”o2005 n設立基因組網(wǎng)站設立基因組網(wǎng)站: /cder/genomicsn藥企指導原則最終規(guī)定發(fā)布藥企指導原則最終規(guī)定發(fā)布56/70被撤出市場的藥物被撤出市場的藥物適用癥適用癥毒性毒性相關基因突變相關基因突變阿洛司瓊（阿洛司瓊（alosetron）腸道綜合癥腸道綜合癥缺血性結腸炎缺血性結腸炎slc6a4 (羥色胺轉運體羥色胺轉運體)阿司咪唑（阿司咪唑（astemizole）變態(tài)反應變態(tài)反應qt 延長延長cyp2j2, 西立伐他?。ㄎ髁?/p>

54、伐他汀（cerivastin）高脂血癥高脂血癥橫紋肌溶解橫紋肌溶解cyp2c8, slco1b1 (陰離陰離子轉運體子轉運體1b1)西沙必利（西沙必利（cisapride）胃十二指腸胃十二指腸返流返流qt 延長延長scn5a (鈉離子通道鈉離子通道 亞單亞單位基因位基因), kcnq1右芬氟拉明（右芬氟拉明（dexfenfluramine）肥胖肥胖肺動脈高壓肺動脈高壓cyp2d6, bmpr2 (骨形態(tài)骨形態(tài)發(fā)生蛋白發(fā)生蛋白 ii型受體型受體)羅非考昔羅非考昔 (rofecoxib, vioxx)疼痛疼痛心臟猝死心臟猝死udp-葡萄糖苷酸轉移酶葡萄糖苷酸轉移酶: ugt2b7, ugt2b15

55、特非那定（特非那定（terfenadine）變態(tài)反應變態(tài)反應qt, 扭轉型室速扭轉型室速kcnq1(鉀離子通道基因鉀離子通道基因)地來洛爾（地來洛爾（dilevalol）高血壓高血壓肝毒性肝毒性ugt (2001, uk)舍吲哚舍吲哚 (sertindole)精神分裂癥精神分裂癥qt, 扭轉型室速扭轉型室速kcn (1998, uk)特羅地林（特羅地林（terodiline）尿失禁尿失禁 扭轉型室性心動過速扭轉型室性心動過速cyp2c19 (1991, uk)1990-基因變異致嚴重毒性而從市場撤出的藥物基因變異致嚴重毒性而從市場撤出的藥物pgx可避免新藥的臨床毒性和市場召回可避免新藥的臨床毒

56、性和市場召回57/70開發(fā)費用開發(fā)費用 (m=百萬美元百萬美元)no pgx: $324m with pgx: $245m54413816031pre-clinphase 1phase 2 phase 3phase 4from oxagen2730489445pgx可降低新藥研發(fā)費用和開發(fā)周期可降低新藥研發(fā)費用和開發(fā)周期58/70data from cmr international institute for regulatory science 2003各期臨床試驗中遺傳藥理學的應用各期臨床試驗中遺傳藥理學的應用確定新靶點確定新靶點（9）靶點多態(tài)性靶點多態(tài)性（13）adr 分層研究分層研究

57、（7）pk/pd 分層研究分層研究（12）藥物有效性藥物有效性 分層研究分層研究（9）藥物作用機制藥物作用機制（13） i 期期ii 期期iii 期期 iv 期期012345678959/70pgx 在新藥研發(fā)中的作用在新藥研發(fā)中的作用o根據(jù)病人的遺傳變異（基因型）分層，研究不同遺傳變根據(jù)病人的遺傳變異（基因型）分層，研究不同遺傳變異的病人的異的病人的pk、治療效應和安全性、治療效應和安全性o評估藥物代謝酶不同基因型評估藥物代謝酶不同基因型/表型的藥物代謝動力學參數(shù)，表型的藥物代謝動力學參數(shù)，以便預估劑量以便預估劑量o尋找尋找pk極端值、毒性、有效和無效受試者的遺傳差異，極端值、毒性、有效和無

58、效受試者的遺傳差異，發(fā)現(xiàn)有意義的基因變異的結構和功能發(fā)現(xiàn)有意義的基因變異的結構和功能o對嚴重的和不能解釋的不良反應尋求遺傳方面的解釋對嚴重的和不能解釋的不良反應尋求遺傳方面的解釋o臨床試驗受試者均應留臨床試驗受試者均應留dna標本以備必須的標本以備必須的pgx研究研究o建立已知建立已知dmes基因型的受試者庫，以備具多態(tài)性特征的基因型的受試者庫，以備具多態(tài)性特征的dme特異性底物（試驗藥物）時用特異性底物（試驗藥物）時用60/70t1/2, hr地昔帕明地昔帕明 pk 參數(shù)參數(shù)基因型鑒定可提高臨床試驗準確性和解釋逸出值基因型鑒定可提高臨床試驗準確性和解釋逸出值l 不含不含cyp2d6 pm (

59、2 無無效等位基因效等位基因)；l 發(fā)現(xiàn)一個逸出值者，屬發(fā)現(xiàn)一個逸出值者，屬pm；l 具具 *6 無效等位基因和酶無效等位基因和酶活性降低的活性降低的*9等位基因；等位基因； l 預期預期*9 基因型發(fā)生率為基因型發(fā)生率為0.4%61/70empm3533801400中心中心 1 中心中心 2中心中心 3受試者例數(shù)受試者例數(shù)100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 l任一中心對任一中心對cyp2d6底物的耐受性可能作出錯誤結論底物的耐受性可能作出錯誤結論l任一中心獲得的任一中心獲得的pk參數(shù)或三中心合并的參數(shù)均不符合白參數(shù)或三中心合并的參數(shù)均不符合白人和中國人總體人群人和

60、中國人總體人群cyp2d6代謝底物代謝底物(propafenone)多中心多中心i期臨床試驗期臨床試驗62/70中心中心t1/2(小時小時)平均血漿濃度平均血漿濃度 (ng/ml/mg日日劑量劑量)口服清除率口服清除率 (ml/min)中樞神經中樞神經系統(tǒng)不良系統(tǒng)不良反應反應 (%)14.5 2.10.9 0.41048 131212%26.9 3.21.4 0.41426 89616%313.2 4 8.02.2 0.5764 4847%cyp2d6代謝底物代謝底物(propafenone)多中心多中心i期臨床試驗期臨床試驗63/70cyp2d6代謝底物代謝底物(propafenone)多中