1、药物基因组学与肿瘤个体化治疗,湖南省肿瘤医院 罗以, 个案分析与临床实践,个体化医疗系统方案Personalizedmedicine,“We have never been in a better position to advance cancer treatment we know how to personalize therapy to the unique genetics of the tumor and the patient.” Richard L Schilsky, M.D. Former President,ASCO. “我们正处于一种前所未有的有利位置来推动癌症治疗我们知
2、道如何根据患者和肿瘤独特的遗传特征将治疗方式个体化。” 美国临床肿瘤协会（ASCO）前任主席 Richard L Schilsky.,特异肿瘤分子标志物（靶标）是识别患者个体差异的重要依据，实现对这些靶标的检测是实施肿瘤个体化治疗的前提和基础。,非小细胞肺癌Gefitinib靶向治疗与EGFR突变,表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR，ERBB1/HER1）是属于HER家族的一种跨膜蛋白，由胞外的结合区、跨膜区及主要由酪氨酸激酶组成的胞内区组成。,易瑞沙靶向EGFR小分子抑制剂,肿瘤个体化治疗综合检测的迫切性,4. 肿瘤化疗药物敏感性和特
3、异性的个体差异,5. 新型抗肿瘤的分子靶向药物的研发与推广,常用的化疗药物有16种, 如何为病人选择最佳的药物和用药剂量。 抗肿瘤药物药敏检测 个体药物代谢基因型检测 强敏感药: 中度敏感药: 轻度敏感药物: 耐药药物:,1998年10月 FDA批准第一种应用于临床治疗实体瘤的单克隆抗体：曲妥珠单抗（赫赛汀），治疗Her-2过度表达的转移性乳腺癌。 2002年，甲磺酸伊马替尼（格列卫）是第一个特异定位于分子改变的抗 癌药物，对CML有卓越疗效。 FDA的审批时间少于3个月, 创下历史纪录，被Nature及Science杂志选入2002年十大科技新闻。(C-Kit) 血管内皮生长因子(VEGF)
4、人源化单克隆抗体贝伐单抗（阿瓦斯汀）用于治疗晚期结直肠癌疗效显著，被认为是自伊马替尼以来靶向治疗的又一重要成果，使肿瘤学研究进入了一个崭新的阶段。 表皮生长因子受体（EGFR）(K-ras) IgG1单克隆抗体西妥昔单抗（爱必妥）用于治疗转移性结直肠癌一线用药疗效显著。 表皮生长因子受体EGFR:易瑞沙 非小细胞肺癌,,肿瘤个体化综合检测技术概述,免疫分型 免疫球蛋白电泳 免疫组化,基因定性、定量 基因突变检测 MSI,WHO规范化肿瘤综合检测，应用MICM分类标准，结合了形态学 (M ) 免疫学 (I ) 细胞遗传学(C )，分子生物学（M），使分型更加准确。,免疫学,细胞遗传学,分子生物学
5、,常规病理 血细胞涂片,核型分析 荧光原位杂交,M,I,C,M,,单倍体核苷酸改变（DNA水平）SNPs；插入或 缺失2bp-1,000bp (1kb)微卫星标记, 微小卫星1kb to 5Mb SubmicroscopicCNVs-拷贝数目变异CNVRs, 片断复制(LCRs)inv，染色体易位微观 (染色体水平) 5 Mbdel, dup, ins, inv, rcp,脆性位置,整倍性, mar, etc.微观（蛋白水平） 细胞表面标志 CD, 宏观（细胞水平） 血象 骨髓象,MICM检测层次应用,分子检测,细胞学检测,FISHKARYO,PCR DHPLC,SEQUENEPIGEN,形态
6、学检测,免疫学检测,FCMIHC,PATHMOPH,肿瘤个体化治疗综合检测的相关依据,一、NCCN (National Comprehensive Cancer Network)二、FDA（Food and Drug Administration）三、NCI（National Cancer Institute）四、CAP (College of American Pathologists)五、ASCO (American Society of Clinical Oncology)六、WHO（World Health Organization）,肿瘤个体化治疗标准化指南:,肿瘤个体化综合检测流程
7、新概念,典型病例,吴XX，女，42y胃癌 期 低分化腺癌 左锁骨上淋巴结转移、腹腔盆腔淋巴结转移 FOLFOX 4 化疗2周期后 腹腔、盆腔淋巴结左锁骨上淋巴结消失,06.05.25化疗前,06.07.18化疗后,典型病例,行胃大部切除病理学示原肿块所在部位未见癌细胞 疗效达pCRFOLFOX4辅助化疗2周期后因个人原因未继续治疗,典型病例,2年后腹腔腹膜后淋巴结复发再行FOLFOX4化疗4周期再次获得CR化疗中出现度恶心呕吐,2008.04.15复发PET/CT,同一时段的螺旋CT,2008.04.15复发螺旋CT,2008.06.16化疗后螺旋CT,为什么疗效好？,药物基因组学检测显示多个
8、有利的SNP 铂类 XRCC1 Arg194Trp C/T 高有效率 XRCC1 Arg399Gln G/G 高有效率 XPD Asp312Asn G/G 高有效率 GSTP1 Ile105Val G/G 高有效率 叶酸 MTHFR C667T T/T 高有效率 MTHFR A1289C A/A 高有效率 5-FU TYMS 1494del6bp +6/-6 高有效率,Ruzzo, A. et al. J Clin Oncol; 24:1883-1891 2006,Fig 2. Progression-free (PFS) and overall survival (OS) curves in
9、 carriers of 0 risk genotypes (61 patients), one risk genotype (57 patients) and two risk genotypes (57 patients),我们近期的回顾性研究,MTHFR、GSTP1和XRCC1基因多态性与结肠癌术后FOLFOX4辅助化疗疗效的关系,dUMP CH2FH4 活化为FdUMP TS dTMP DNA,亚甲基四氢叶酸MTHFR甲基四氢叶酸,MTHFR定位于1p36,C 677 TC/C C/T T/T33.3% 45.3% 21.3%,MTHFR酶活性 热稳定,T/T疗效最好,C 677 T
10、Ala 222 Val 丙氨酸 缬氨酸,GSTP1,铂损伤DNA 阻断复制,DNA损伤的修复需要,ERCC1错配修复酶,XRCC1X线修复交叉互补蛋白,XPD着色性干皮病修复酶,基因定位于11q13,SNPA 313 GIle105Val 频率30%,C 118 T,Arg194TrpArg399Gln,Asp312AsnLys751Gln,异亮氨酸(Ile)缬氨酸(Val)精氨酸Arg谷氨酰胺Gln,基本特征,2004年04到2006年10月 筛选243名FOLFOX4 6周期 符合条件76例,随访,治疗结束后每6个月到湖南省肿瘤医院内科门诊或病室或接受电话随访调查常规胸部X线检查、腹部CT
11、或B超检查，血清肿瘤标志物检测，疾病复发的确定主要依据于影像学，必要条件下，需依赖于细胞学或组织学检查。单纯癌胚抗原升高不能作为复发的依据。,与历史文献MOSAIC研究比对,结果：MTHFR-C677T,MTHFR-C677T位点存在3种等位基因型，其基因频率分别为：C/C 47.4%（36/76）T/C 40.8%（31/76）T/T 11.8% （ 9/76）,结果：XRCC1-A399G,XRCC1-A399G位点存在3种等位基因型，其基因频率分别为：G/G64.5%（49/76）G/A 30.3%（23/76）A/A 5.9% （4/76）,结果： GSTP1-A313G,GSTP1-
12、A313G位点存在3种等位基因型，其基因频率分别为：G/G1.3% （1/76） A/G 65.8%（50/76）A/A 32.9%（25/76）,结果：不同基因型疗效对比,图2.7 MTHFR-C677T不同基因型间的3年复发率比较,图2.8 XRCC1-A399G不同基因型间的3年复发率比较,图2.9 GSTP1-A313G不同基因型间的3年复发率比较,疗效相关因素COX模型单因素分析,疗效相关因素COX模型多因素分析,此项研究总结,、期结肠癌术后接受6周期FOLFOX4辅助化疗的患者，其三年DFS和OS均低于接受12周期的患者。XRCC1-A399G基因多态性与结肠癌术后FOLFOX4辅
13、助化疗后3年无病生存率可能相关，但需扩大样本的前瞻研究证实。,polymorphism mutation present in the population at a frequency of at least 1%,不同的种类及定义SNP single nucleotide polymorphism: DNA differs between individuals at one baseuntranslated region gene region transcribed into RNA but not translated into amino acid sequenceMethylat
14、ion addition of a methyl group to the cytosine base of CG dinucleotides (CpG islands). Usually occurs in gene promoter regions,leading to transcription silencingMicrosatellite polymorphic tandem repeats consisting of short stretches of nucleotides (usually 1-4 bases) occurring throughout the genome,
15、遗传变异：单核苷酸多态性,SNPs 改变临床结果SNPs改变药物反应SNPs 改变药代动力学SNPs体外试验改变活性非保守氨基酸改变外显子的非同义SNPs外显子SNPs (120,000,平均每基因4个外显子SNPs)全部SNPs,人类基因组中有超过200万处单核苷酸多态性存在,年龄老年、儿童、新生儿,性别,身高、体重,环境因素食物/ 吸烟 / 合并用药,合并症,病程,引起药物反应个体差异的机制,器官功能,基因型占70%决定因素,我们已开展的业务,我们已开展的业务,我们已开展的业务,我们已开展的业务,我们已开展的业务,TKI类 EGFR外显子突变吉西他滨 RRM1 SNP,常规化疗已到瓶颈期,
16、NSCL使用TKI治疗的前瞻性研究,1JCO 2006; 2-5ASCO 2006; 6ASCO 2007,特罗凯治疗EGFR突变患者(西班牙研究),Sirera R et al, Ann Oncol 2008; 8(19): 230PD.,总体疗效,基线中吸烟：32.1%；非腺癌：24.8%,Sirera R et al, Ann Oncol 2008; 8(19): 230PD.,典型病例,苏xx，女，40y，不吸烟低分化腺癌 BEGFR 19外显子突变20090705 开始服用 特罗凯150mg/d第五天开始出现颜面皮疹,治疗前,治疗1月后,T790M导致耐药机制,MET通路导致耐药,B
17、IBW2992,成功登记,Cisplatin 75 mg/m2 Day 1Gemzar 1,250 mg/m2 Day 1, 8Cycle = 21 days*6Cycles,Stage IIIB/IV NSCLCPS 0 - 1初治两组均合并使用叶酸、VB12和地塞米松,R,培美曲赛 500 mg/m2 Day 1Cisplatin 75 mg/m2 Day 1Cycle = 21 days*6Cycles,主要终点：总体生存期（OS） Non-inferiority design N = 1,725 patients, enrollment complete Final analysis
18、at 1,190 deaths,Pemetrexed in 1st line NSCLC: Study JMDB,N=862,N=863,Cis/Pem vs. Cis/Gem in First-Line NSCLC: Efficacy by Histology,*Patients whose histologic diagnosis did not clearly qualify as adenocarcinoma, large or squamous cell carcinomaCis/Pem, cisplatin/pemetrexed; Cis/Gem, cisplatin/gemcit
19、abine; OS, overall survival; PFS, progression free survival; RR, response rate,因此,想到用外周血单个核细胞基因型,对晚期NSCLC，一定量的肿瘤组织样本难以得到肿瘤组织RNA检测所需标本要求很高，临床较难实现,现实问题,dUMP CH2FH4 Pemetrexed TS dTMP DNA,TS基因定位于18p11,5utr 28bp重复多态2R/2R 3R/3R 2R/3R 3RG, 3RC,3utr 1494bp存在6bp缺失多态+6/+6 +6/-6 -6/-6 7.5% 44.3% 48.1% 临床肿瘤学 2005，12，6，580584,不影响TS氨基酸编码影响TSmRNA稳定性,TS水平下降,国内外研究现状,总结,治疗“同一种或同一群”肿瘤患者时，其生物学特性（如SNP）仍存在差异。药物遗传多态性表现为代谢酶的多态性、受体的多态性和靶标的多态性。 多态性的存在，可能导致许多药物在治疗中出现药效和不良反应的个体差异。,总结,药物基因组学从基因水平来揭示这些差异的遗传特征，研究药效的差异，并以药物效应及安全性为目标，研究各种基因突变与药效及安全性之间的关系。 “个体化”检测筛选化疗或靶向治疗的获益人群，进行优化治疗，从而能最大限度地提高肿瘤患者的长期生存率,谢谢!,
