药物基因组学(可直接使用).ppt
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生物信息学概述(共59张PPT)精选全文完整版
蛋白质 结构
蛋白质 功能
最基本的 生物信息
2024/11/11
生命体系千姿百 态的变化
维持生命活 动的机器
9
第一部遗传密码已被破译，但对密码的转录过程还不清楚，对大多
数DNA非编码区域的功能还知之甚少
对于第二部密码，目前则只能用统计学的方法进行分析。破译“第
二遗传密码”：即折叠密码（folding code），从蛋白质的一级结构
Rickettsia prowazekii
Helicobacter pylori
Buchnerasp. APS
Escherichia coli大南芥
Thermotoga maritima
Thermoplasma acidophilum
mouse
Caenorhabitis elegans
以基因组计划的实施为标志的基因组时代（1990年至2001年）是生
物信息学成为一个较完整的新兴学科并得到高速发展的时期。这一 时期生物信息学确立了自身的研究领域和学科特征，成为生命科学 的热点学科和重要前沿领域之一。
这一阶段的主要成就包括大分子序列以及表达序列标签 （ expressed sequence tag，EST）数据库的高速发展、BLAST（ basic local alignment search tool）和FASTA（fast alignment）等工具软件的研制和相应新算法的提出、基因的寻 找与识别、电子克隆（in silico cloning）技术等，大大提高
细胞质（线粒体、叶绿体） 基因组DNA
人类基因组：3.2×109 bp 18
人类自然科学史上的 3 大计划
曼哈顿原子 弹计划
阿波罗登月 计划
人类基因组计划
药理学(药学导论)PPT课件
程的调节。
药理学实验数据分析
01
02
03
04
统计分析方法
运用统计学原理和方法，对实 验数据进行处理和分析，评估 实验结果的可靠性和科学性。
药效学分析
分析药物对生物体生理功能的 影响，评估药物的疗效和作用
机制。
药代动力学分析
研究药物在体内的吸收、分布 、代谢和排泄过程，以及药物
浓度的动态变化。
毒理学分析
药物政策与管理
药理学为药物政策制定和药品 监管提供科学依据，确保药品
质量和安全。
02
药物的作用机制
药物与受体的相互作用
药物与受体结合
药物通过与靶点受体结合而发挥作用，这种结合通常是高度特异 性的。
药物与受体的相互作用类型
药物与受体相互作用包括激动剂、拮抗剂和调节剂。
药物亲和性与效应的关系
药物的亲和性与效应之间存在正相关关系，即亲和性越高，效应越 强。
药动学相互作用
指药物在体内的吸收、 分布、代谢和排泄过程 中发生的相互作用，影 响药物在体内的浓度和 作用时间。
化学相互作用
指不同药物之间可能发 生的化学反应，导致药 物结构变化或产生新的 化合物，从而影响药物 的疗效和安全性。
药物的合理用药原则
个体化给药
根据患者的年龄、性别、体重 等因素制定个体化的给药方案， 避免剂量过大或过小。
是指由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗 病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
抗生素的分类
抗生素种类繁多，按其来源可分为天然抗生素和人工合成抗生素；按其化学结构可分为β-内 酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、大环内酯类、氯霉素类、糖肽类等。
药理学实验数据分析
01
02
03
04
统计分析方法
运用统计学原理和方法，对实 验数据进行处理和分析，评估 实验结果的可靠性和科学性。
药效学分析
分析药物对生物体生理功能的 影响，评估药物的疗效和作用
机制。
药代动力学分析
研究药物在体内的吸收、分布 、代谢和排泄过程，以及药物
浓度的动态变化。
毒理学分析
药物政策与管理
药理学为药物政策制定和药品 监管提供科学依据，确保药品
质量和安全。
02
药物的作用机制
药物与受体的相互作用
药物与受体结合
药物通过与靶点受体结合而发挥作用，这种结合通常是高度特异 性的。
药物与受体的相互作用类型
药物与受体相互作用包括激动剂、拮抗剂和调节剂。
药物亲和性与效应的关系
药物的亲和性与效应之间存在正相关关系，即亲和性越高，效应越 强。
药动学相互作用
指药物在体内的吸收、 分布、代谢和排泄过程 中发生的相互作用，影 响药物在体内的浓度和 作用时间。
化学相互作用
指不同药物之间可能发 生的化学反应，导致药 物结构变化或产生新的 化合物，从而影响药物 的疗效和安全性。
药物的合理用药原则
个体化给药
根据患者的年龄、性别、体重 等因素制定个体化的给药方案， 避免剂量过大或过小。
是指由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗 病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
抗生素的分类
抗生素种类繁多，按其来源可分为天然抗生素和人工合成抗生素；按其化学结构可分为β-内 酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、大环内酯类、氯霉素类、糖肽类等。
药理学ppt课件
药理学ppt课件
汇报人：可编辑 2024-01-11
目 录
• 药理学概述 • 药物代谢动力学 • 药物效应动力学 • 药物相互作用 • 临床药理学 • 药理学前沿进展
01
药理学概述
药理学的定义和重要性
药理学的定义
药理学是研究药物与生物体相互作用 规律的学科，旨在阐明药物的作用机 制、作用特点、适应症、不良反应及 药物相互作用等方面的知识。
数据分析与解释
临床药理学专家参与数 据分析与解释，以确保 试验结果的准确性和可
靠性。
06
药理学前沿进展
新型药物设计和发现技术
计算机辅助药物设计
利用计算机模拟技术，预测药物与靶点分子的相互作用，提高药物 设计的成功率。
抗体药物设计
利用基因工程技术，设计和优化针对特定靶点的抗体，用于治疗肿 瘤、感染性疾病等。
药理学的重要性
药理学是医学和药学学科中的重要基 础学科，对于临床合理用药、防治疾 病具有指导意义，也是新药研发和药 物评价的重要依据。
药理学的研究内容和方法
研究内容
药理学主要研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程 ，以及药物对机体的作用机制、作用特点、适应症和不良反 应等。
研究方法
药理学的研究方法主要包括体内和体外实验，以及临床试验 等。体内实验主要通过动物模型和人体试验来研究药物的作 用机制和效果，体外实验主要通过细胞和组织培养等方法来 研究药物的生物活性。
药物的排泄
指药物及其代谢产物从体内排出的过 程。主要排泄途径是肾脏排泄和胆汁 排泄。
药物代谢动力学参数
半衰期
指药物在体内消除一半所需的时间，是评价药物 消除速度的重要参数。
表观分布容积
指药物在体内达到动态平衡时，体内药量与血药 浓度之比值。反映药物在体内分布的广பைடு நூலகம்程度。
汇报人：可编辑 2024-01-11
目 录
• 药理学概述 • 药物代谢动力学 • 药物效应动力学 • 药物相互作用 • 临床药理学 • 药理学前沿进展
01
药理学概述
药理学的定义和重要性
药理学的定义
药理学是研究药物与生物体相互作用 规律的学科，旨在阐明药物的作用机 制、作用特点、适应症、不良反应及 药物相互作用等方面的知识。
数据分析与解释
临床药理学专家参与数 据分析与解释，以确保 试验结果的准确性和可
靠性。
06
药理学前沿进展
新型药物设计和发现技术
计算机辅助药物设计
利用计算机模拟技术，预测药物与靶点分子的相互作用，提高药物 设计的成功率。
抗体药物设计
利用基因工程技术，设计和优化针对特定靶点的抗体，用于治疗肿 瘤、感染性疾病等。
药理学的重要性
药理学是医学和药学学科中的重要基 础学科，对于临床合理用药、防治疾 病具有指导意义，也是新药研发和药 物评价的重要依据。
药理学的研究内容和方法
研究内容
药理学主要研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程 ，以及药物对机体的作用机制、作用特点、适应症和不良反 应等。
研究方法
药理学的研究方法主要包括体内和体外实验，以及临床试验 等。体内实验主要通过动物模型和人体试验来研究药物的作 用机制和效果，体外实验主要通过细胞和组织培养等方法来 研究药物的生物活性。
药物的排泄
指药物及其代谢产物从体内排出的过 程。主要排泄途径是肾脏排泄和胆汁 排泄。
药物代谢动力学参数
半衰期
指药物在体内消除一半所需的时间，是评价药物 消除速度的重要参数。
表观分布容积
指药物在体内达到动态平衡时，体内药量与血药 浓度之比值。反映药物在体内分布的广பைடு நூலகம்程度。
药物转录组学PPT幻灯片课件
9
样品制备
样品分离纯化
DNA , mRNA
扩增
PCR, RT—PCR，固相PCR
标记
荧光标记（常用Cy3、Cy5），生物素、放射性标 记
10
分子杂交
样品与DNA芯片上的探针阵列进行杂交。 与经典分子杂交的区别： 1. 杂交时间短，30分钟内完成 2. 可同时平行检测许多基因序列
影响杂交反应的因素：
5
1.基因芯片技术
• 基因芯片（gene chip）又称 DNA 芯片， 指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于 400 ）探针分子固定于支持物上后与标记 的样品分子进行杂交，通过检测每个探针 分子的杂交信号强度进而获取样品分子的 数量和序列信息。
6
• 按用途分
– 表达谱芯片 – 诊断芯片 – 指纹图谱芯片 – 测序芯片 dT为引物将mRNA反转录合
成双链cDNA，经锚定酶（Anchoring Enzyme, AE）酶（如Nla Ⅲ、Sau3AⅠ等）切后收集 cDNA的3’端部分。
16
anchor 锚，靠山 synthesis 综合物 zyme酶，病菌 enzyme酶
18
Hale Waihona Puke 9• ③连接产物以标签酶酶切后用Klenow酶补 平5’突出端，得到两组分别带有接头A、B的 短cDNA片段（约50bp）。混合并连接两组 短cDNA片段，形成一个约100bp的双标签体 （ditag）群，并以引物A和B对其进PCR扩增。
20
ample充足的amplifiy增强 放大
21
• 芯片实验室是生物芯片技术发展的 最终目标
7
基因芯片的特点：
1. 操作简单 2. 自动化程度高 3. 序列数量大 4. 检测效率高 5. 应用范围广 6. 成本较低
样品制备
样品分离纯化
DNA , mRNA
扩增
PCR, RT—PCR，固相PCR
标记
荧光标记（常用Cy3、Cy5），生物素、放射性标 记
10
分子杂交
样品与DNA芯片上的探针阵列进行杂交。 与经典分子杂交的区别： 1. 杂交时间短，30分钟内完成 2. 可同时平行检测许多基因序列
影响杂交反应的因素：
5
1.基因芯片技术
• 基因芯片（gene chip）又称 DNA 芯片， 指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于 400 ）探针分子固定于支持物上后与标记 的样品分子进行杂交，通过检测每个探针 分子的杂交信号强度进而获取样品分子的 数量和序列信息。
6
• 按用途分
– 表达谱芯片 – 诊断芯片 – 指纹图谱芯片 – 测序芯片 dT为引物将mRNA反转录合
成双链cDNA，经锚定酶（Anchoring Enzyme, AE）酶（如Nla Ⅲ、Sau3AⅠ等）切后收集 cDNA的3’端部分。
16
anchor 锚，靠山 synthesis 综合物 zyme酶，病菌 enzyme酶
18
Hale Waihona Puke 9• ③连接产物以标签酶酶切后用Klenow酶补 平5’突出端，得到两组分别带有接头A、B的 短cDNA片段（约50bp）。混合并连接两组 短cDNA片段，形成一个约100bp的双标签体 （ditag）群，并以引物A和B对其进PCR扩增。
20
ample充足的amplifiy增强 放大
21
• 芯片实验室是生物芯片技术发展的 最终目标
7
基因芯片的特点：
1. 操作简单 2. 自动化程度高 3. 序列数量大 4. 检测效率高 5. 应用范围广 6. 成本较低
《药物基因组学》课件
03
对可能出现不良反应的患者进行监测和干预，减轻 不良反应的严重程度。
新药研发与筛选
利用药物基因组学研究药物的靶标和 作用机制，加速新药的研发进程。
结合基因组学和蛋白质组学等技术， 发现新的药物靶点和创新的治疗策略 。
通过基因检测评估新药在不同个体内 的疗效和安全性，为临床试验提供依 据。
04 药物基因组学研究方法与 技术
药物代谢酶基因多态性
药物代谢酶是人体内催化药物代谢反 应的一类酶，其基因多态性可影响酶 的活性，进而影响药物代谢过程。
常见的药物代谢酶基因多态性包括细 胞色素P450酶系（CYP450）基因多 态性等。
药物转运蛋白基因多态性
药物转运蛋白是人体内负责药物转运 的一类蛋白质，其基因多态性可影响 蛋白功能，进而影响药物的分布和转 运。
转化医学
将药物基因组学的研究成果转化为临床实践 ，需要加强基础研究与临床应用的衔接，促
进转化医学的发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
药物基因组学
目 录
• 药物基因组学概述 • 药物基因组学基础知识 • 药物基因组学在临床上的应用 • 药物基因组学研究方法与技术 • 药物基因组学面临的挑战与展望
01 药物基因组学概述
定义与特点
定义
药物基因组学是一门研究药物与基因相互作用关系的学科，旨在预测和优化药物治疗效果，降低不良反应风险。
药物代谢
药物进入人体后，经过一系列代谢过 程才能发挥药效。这些代谢过程由特 定的酶催化，而这些酶往往由特定基 因编码。
基因多态性与药物反应
01
基因多态性是指基因序列中存在 多种等位基因的现象，这些等位 基因可能导致个体间药物反应的 差异。
对可能出现不良反应的患者进行监测和干预，减轻 不良反应的严重程度。
新药研发与筛选
利用药物基因组学研究药物的靶标和 作用机制，加速新药的研发进程。
结合基因组学和蛋白质组学等技术， 发现新的药物靶点和创新的治疗策略 。
通过基因检测评估新药在不同个体内 的疗效和安全性，为临床试验提供依 据。
04 药物基因组学研究方法与 技术
药物代谢酶基因多态性
药物代谢酶是人体内催化药物代谢反 应的一类酶，其基因多态性可影响酶 的活性，进而影响药物代谢过程。
常见的药物代谢酶基因多态性包括细 胞色素P450酶系（CYP450）基因多 态性等。
药物转运蛋白基因多态性
药物转运蛋白是人体内负责药物转运 的一类蛋白质，其基因多态性可影响 蛋白功能，进而影响药物的分布和转 运。
转化医学
将药物基因组学的研究成果转化为临床实践 ，需要加强基础研究与临床应用的衔接，促
进转化医学的发展。
THANKS FOR WATCHING
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药物基因组学
目 录
• 药物基因组学概述 • 药物基因组学基础知识 • 药物基因组学在临床上的应用 • 药物基因组学研究方法与技术 • 药物基因组学面临的挑战与展望
01 药物基因组学概述
定义与特点
定义
药物基因组学是一门研究药物与基因相互作用关系的学科，旨在预测和优化药物治疗效果，降低不良反应风险。
药物代谢
药物进入人体后，经过一系列代谢过 程才能发挥药效。这些代谢过程由特 定的酶催化，而这些酶往往由特定基 因编码。
基因多态性与药物反应
01
基因多态性是指基因序列中存在 多种等位基因的现象，这些等位 基因可能导致个体间药物反应的 差异。
药物基因组学的发展
（2）. 药物基因组学的发展
目前，药物基因组学的发展就是将近几年在 研究人类基因组与功能基因组中发展的新技术 （如高通量扫描、生物芯片、高密度单核苷酸多 态性(SNP)、遗传图谱、生物信息学等）新知识， 融入到分子医学、药理学、毒理学等诸多领域， 并运用这些技术与知识从整个基因组层面系统地 去研究不同个体的基因差异与药物疗效的关系， 了解具有重要功能意义的和影响药物吸收、转运、 代谢、排泄的多态性基因，从而明确药理学作用 的分子机制以及各种疾病致病的遗传学机理，最 终达到指导临床合理用药、引导市场开发好药的 目的。
1. Defination
1. 药物基因组学（ pharmacogenomics ）是研
究基因序列的多态性与药物效应多样性之 间关系，即基因本身及其突变体与药物效 应相互关系的一门科学。
2.Application of genome science (genomics) to the study of human variability in drug response. 3.Study of genes responsible for the variability in individual responses to drugs
2. The difference and relation of pharmacogenetics and pharmacogenomics
Pharmacogenetics: Genetic basis of drug response from the perspective of inherited
药物基因组学研究的主要方法和技术
（3）连锁分析和关联分析 连锁分析 是用微卫星DNA对家系进行标记定型，根据家 系遗传信息中基因间的重组率计算出两基因间的染色体图距， 根据疾病的合适遗传模式进行参数和非参数分析。 关联分析 是在不相关人群中寻找与疾病或药物反应相关 的染色体区域。在常见的复杂性疾病中，由于每个效应基因的 贡献较小，因此该法比连锁分析更有应用价值。 （4）药物效应图谱 是利用患者微量DNA来预测他们对某种药物的反应。目前 该方法主要用于研究药物引起的罕见不良反应，并帮助医生确 定患者是否对该不良反应具有易感性。 （5）芯片技术 芯片主要是指DNA芯片和蛋白质芯片。在药物基因组研 究中应用较广泛的是DNA芯片，能高通量检测基因的表达，确 定患者基因组中出现的多态性。
遗传药理学与药物基因组学.
EGFR基因突变(点突变或小片段缺失突变)与吉非替 尼的疗效密切相关，获重大突破。
基因突变病人： NSCLC有效率>90% 无突变病人： NSCLC有效率<10%
N Engl J Med, 2004. 350(21): 2129-39. (IF=40.016) Science, 2004. 304(5676): 1497-500. (IF=29.162)
Propranolol
药
物
无效率（%）
20-50 15-35 10-30 10-25 20-45 10-30 30-70 20-70
三环类抗抑郁药 受体阻断药 血管紧张素转换酶抑制药 5-HT再摄取抑制药（SSRI） 5-HT受体激动药 3羟-3甲戊二酰辅酶A还原酶抑制药 干扰素 抗癌药
PHARMACOGENOMICS
– 药物基因组学
它从基因水平研究基因序列的多态性与药物效应多样性之 间的关系，即研究基因本身及其突变体对不同个体药物作 用效应差异的影响，以此为平台开发药物，指导合理用能 药，提高用药的安全性和有效性。
等位基因（allele）-人的基因位于成对的染色体上（性染 色体除外），因此每一种基因都有一对。 基因多态性（genetic polymorphism）-在正常人群中，由于 同一基因位点上多个不同等位基因作用而出现两种或两种以上 遗传决定的基因型，如果每种基因型的发生频率超过 1% 。 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性 。它是人类可遗传变异中最常见的一种，占所有已知多态性的 90% 以上。 表型（phenotype）-个体在一定环境条件下表现的性状。 基因型（genotype）-形成表型这种性状有关的遗传结构。
基因突变病人： NSCLC有效率>90% 无突变病人： NSCLC有效率<10%
N Engl J Med, 2004. 350(21): 2129-39. (IF=40.016) Science, 2004. 304(5676): 1497-500. (IF=29.162)
Propranolol
药
物
无效率（%）
20-50 15-35 10-30 10-25 20-45 10-30 30-70 20-70
三环类抗抑郁药 受体阻断药 血管紧张素转换酶抑制药 5-HT再摄取抑制药（SSRI） 5-HT受体激动药 3羟-3甲戊二酰辅酶A还原酶抑制药 干扰素 抗癌药
PHARMACOGENOMICS
– 药物基因组学
它从基因水平研究基因序列的多态性与药物效应多样性之 间的关系，即研究基因本身及其突变体对不同个体药物作 用效应差异的影响，以此为平台开发药物，指导合理用能 药，提高用药的安全性和有效性。
等位基因（allele）-人的基因位于成对的染色体上（性染 色体除外），因此每一种基因都有一对。 基因多态性（genetic polymorphism）-在正常人群中，由于 同一基因位点上多个不同等位基因作用而出现两种或两种以上 遗传决定的基因型，如果每种基因型的发生频率超过 1% 。 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性 。它是人类可遗传变异中最常见的一种，占所有已知多态性的 90% 以上。 表型（phenotype）-个体在一定环境条件下表现的性状。 基因型（genotype）-形成表型这种性状有关的遗传结构。
药物基因组学PGX整体解决方案
检测基因型结果
耗时两年开发单倍体基因型转换器软件，能够根据一、二代测序结果，自动化对单倍体基因分型，确定检测 者的基因型，快速高效，并且极大提高基因分型的准确性和特异性。
肿瘤基因组学数据库
33种实体瘤、5种血液瘤
疾病风险数据库
药物基因组学数据库
遗传病数据库
单基因遗传病、线粒体遗传病
传染性疾病数据 库
疾病代谢组学数据 库
整体解决方案核心优势-结构化知识库内容含量丰富
5000+ 疾病类型
3000+ 分子标记
物
多组学变异
3700+药物、 1200+治疗方案
选取摘录75000+文献，基于六大医学信息注释模型， 构建15000+循证临床注释和知识图谱
6）患有慢性病需长期 服药的患者
药剂科、检验科、转化医学中心、及第三方检验机构等的个体化用药基因检 测
PGX项目院外模式
模式一：样本外送服务流程
1 遗传咨 询
2 签订知情同意书 3 样本采集 4 样本寄送
上机测序， 无需DNA提 取
出具报告
报告解读
个体化治疗方 案
PGX项目进院模式
模式二：医院内部开展PGX项目一站式流程
整体解决方案核心优势-分析算法优势
开发单体型转换器软件，并申请国家发明专利，极大提高基因分型的准确性和高效 性单倍。体基因型在遗传学上是指在同一染色体上进行共同遗传的多个基因座上等位基因的组合，
深刻影响药物的药代动力学、药效动力学，传统的检测技术只检测单个位点，很难确定单倍体基 因型，不能对药物安全性进行准确评估。
CYP2D6
CYP2D6*10
单倍体基因型转换器意义
CYP2D6 CYP2C19
耗时两年开发单倍体基因型转换器软件，能够根据一、二代测序结果，自动化对单倍体基因分型，确定检测 者的基因型，快速高效，并且极大提高基因分型的准确性和特异性。
肿瘤基因组学数据库
33种实体瘤、5种血液瘤
疾病风险数据库
药物基因组学数据库
遗传病数据库
单基因遗传病、线粒体遗传病
传染性疾病数据 库
疾病代谢组学数据 库
整体解决方案核心优势-结构化知识库内容含量丰富
5000+ 疾病类型
3000+ 分子标记
物
多组学变异
3700+药物、 1200+治疗方案
选取摘录75000+文献，基于六大医学信息注释模型， 构建15000+循证临床注释和知识图谱
6）患有慢性病需长期 服药的患者
药剂科、检验科、转化医学中心、及第三方检验机构等的个体化用药基因检 测
PGX项目院外模式
模式一：样本外送服务流程
1 遗传咨 询
2 签订知情同意书 3 样本采集 4 样本寄送
上机测序， 无需DNA提 取
出具报告
报告解读
个体化治疗方 案
PGX项目进院模式
模式二：医院内部开展PGX项目一站式流程
整体解决方案核心优势-分析算法优势
开发单体型转换器软件，并申请国家发明专利，极大提高基因分型的准确性和高效 性单倍。体基因型在遗传学上是指在同一染色体上进行共同遗传的多个基因座上等位基因的组合，
深刻影响药物的药代动力学、药效动力学，传统的检测技术只检测单个位点，很难确定单倍体基 因型，不能对药物安全性进行准确评估。
CYP2D6
CYP2D6*10
单倍体基因型转换器意义
CYP2D6 CYP2C19
药物基因组学,实(1)
药物基因组学有三个目标： 药物基因组学有三个目标：
研究人类对疾病的治疗， 研究人类对疾病的治疗， 二、研制符合人类不同个体的药 物， 三、把药品或疗法的副作用降至最 而把疗效提至最高。 低，而把疗效提至最高。
一、
2、药物基因组学的研究内容与方法
药物基因组学是基于药物反应的遗传多 态性提出来的, 态性提出来的,遗传多态性是药物基因组学 的基础。 的基础。 药物遗传多态性表现为药物代谢酶的多 态性、 态性、药物受体的多态性和药物靶标的多 态性等。 态性等。这些多态性的存在可能导致许多 药物治疗中药效和不良反应的个体差异。 药物治疗中药效和不良反应的个体差异。
通过它可为患者或者特定人群寻找合适 的药物及恰当的剂量， 的药物及恰当的剂量，改善病人的治疗效 果。
1、药物基因组学的概念
简言之，药物基因组学是确定个体遗传基 简言之， 因差异，对药物效应作用。 因差异，对药物效应作用。
药物基因组学在人类基因计划完成后衍生 的一新科技， 的一新科技，未来对个人化治疗将有很大 的助益。 的助益。
药物反应个体差异 病程 合并症 合并症 器官功能
20世纪90年代， 20世纪90年代，药物基因组学 世纪90年代 的出现使我们对不同个体用药后的 药物反应差异有了更深入了解，对 药物反应差异有了更深入了解， 很多以前难以解释的药物反应现象 有了合理的解释， 有了合理的解释，对指导临床合理 用药也有了更加科学的依据。 科学的依据 用药也有了更加科学的依据。
药物基因组学通过对包括选择药物起效、 药物基因组学通过对包括选择药物起效、 活化、 活化、排泄等过程相关的候选基因进行研 鉴定基因序列的变异, 究,鉴定基因序列的变异,估计它们在药物 作用中的意义, 作用中的意义,用统计学原理分析基因突变 与药效的关系。 与药效的关系。将基因的多态性与药物效 应个体多样性紧密联系在一起并使它的研 究结果更易于在临床得到应用。 究结果更易于在临床得到应用。
第九章_药物遗传学
药物基因组学与基因 单核苷酸多态性（ 单核苷酸多态性（SNPs）分析 ）
消化道腺癌5-FU化疗敏感性与亚甲基四氢叶酸还原酶 例：消化道腺癌 化疗敏感性与亚甲基四氢叶酸还原酶 (methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR) 基因 ) 基因C677T 多态性的关系 核酸切除修复（NER）系统ERCC2（即XPD）基因 核酸切除修复（ ）系统 （ ） Lys751Gln（A C）、 ）、Asp312Asn（G A）、 ）、C156A （ ）、 （ ）、 ），XRCC1基因 基因Arg399Gln（G A）与铂类 （silent, C A）， ）， 基因 （ ）与铂类 药物的化疗敏感性 的化疗敏感性。 药物的化疗敏感性。 二氢嘧啶脱氢酶活性与5-FU毒性之间的关系。 毒性之间的关系 二氢嘧啶脱氢酶活性与 毒性之间的关系。
药物代谢相关蛋白的多态性与药物反应的关系
基因座 表型 药物
异烟肼 氨苯砜
反应改变
减慢， 减慢，毒性神经炎 减慢， 减慢，膀胱癌
N－乙酰转移酶 乙酰化加快 － 或减慢 二氢嘧啶 脱氢酶 灭活降低
5－氟尿嘧啶 增强毒性作用 － 药物反应发生改变 对哮喘的控制作用 减弱 治疗效果的多样性 耐药
儿茶酚-O-甲基 甲基化水平增 左旋多巴 甲基 儿茶酚 转移酶 高或减低 甲基多巴 2肾上腺素受体 下调作用增强 沙丁胺醇 肾上腺素受体 5-羟色胺受体 羟色胺受体 多药耐药相关 蛋白 可变的多态性 录氮平 阿霉素， 肿瘤细胞高表 阿霉素，长 春新碱等 达
G6PD缺乏者可诱发贫血的药物 G6PD缺乏者可诱发贫血的药物
药物类别
1. 抗疟药 2. 解热镇痛药 3. 呋喃类 4. 磺胺类 5. 砜类 6. 其它
药物基因组学在药学中的应用研究概况
药物基因组学在药学中的应用研究概况崔宏伟;宋宏春;苏秀兰【摘要】现代药学应用领域相当广泛,涉及感染发作的急症药物治疗,以及糖尿病、慢性心功能不全等慢性病症的药物治疗.临床对于确诊的疾病,医生往往根据患者病症给予药物进行治疗,结果却表现出同一药物对患有相同病症的不同患者有不同的药物疗效和毒副作用.部分患者服用药物后,药物可能没起到任何作用;部分患者获得满意的治疗效果;而还有一些患者服用药物后会出现不舒服的感觉甚至危及生命.近来大量研究表明,遗传多态性是造成不同个体对药物反应性差异的重要因素之一[1-2].药物代谢与转运酶的个体遗传差异导致个体对药物不吸收、无法激活前药活性及对活性药物的代谢缓慢等不同的治疗效果,由此推动了“药物基因组学”迅速发展.【期刊名称】《中国医药生物技术》【年(卷),期】2011(006)004【总页数】4页(P283-286)【作者】崔宏伟;宋宏春;苏秀兰【作者单位】010059 内蒙古医学院药学院药理学系;010050 内蒙古医学院附属医院临床医学研究中心;药学院药剂教研室;010050 内蒙古医学院附属医院临床医学研究中心【正文语种】中文现代药学应用领域相当广泛，涉及感染发作的急症药物治疗，以及糖尿病、慢性心功能不全等慢性病症的药物治疗。
临床对于确诊的疾病，医生往往根据患者病症给予药物进行治疗，结果却表现出同一药物对患有相同病症的不同患者有不同的药物疗效和毒副作用。
部分患者服用药物后，药物可能没起到任何作用；部分患者获得满意的治疗效果；而还有一些患者服用药物后会出现不舒服的感觉甚至危及生命。
近来大量研究表明，遗传多态性是造成不同个体对药物反应性差异的重要因素之一[1-2]。
药物代谢与转运酶的个体遗传差异导致个体对药物不吸收、无法激活前药活性及对活性药物的代谢缓慢等不同的治疗效果，由此推动了“药物基因组学”迅速发展。
所谓药物基因组学，是一门研究个体基因组信息对药物反应效果的学科，同时，它将不同个体的体质差异与药物疗法中有效性的提高以及副作用的减轻联系在一起。
基因组学.ppt1
James Watson
Francis Collins
• 1992年6月，Craig Venter离开国家卫生研 究院，建立了基因研究所（The Institute for GenomeResearch, TIGR），此后， TIGR从流感嗜血菌开始测了大量的细菌基 因组，流感嗜血菌也是第一个被测序的非 寄生物种
• Human genome project • Goal: characterize all human genetic material by • determining the complete sequence of the DNA in the • human genome. • HGP is accomplished by the joint effort between • U.S. Human Genome Project (HGP), composed of the • DOE (Department of Energy )and NIH (National • Institutes of Health), and Celera Genomics
• 1986年3月，1975年诺贝尔奖得主、Salk Institute的癌症研究员杜贝可（Renato Dulbecco）在“Science”期刊上发表文章，题 为“癌症研究的转折点：定出人类基因组序列”。 这片文章引起了美国社论。 • 杜贝可提出了两种基因搜寻路线，即以测序为核 心的“DNA”序列探测和以作图为中心的“基因 图位”克隆。
• 基因组学（Genomics）：研究基因组及其基因的 科学。 • 最初是Thomas Roderick于1986年提出，其主 • 要内容是指基因组作图（Mapping）和测序 • （Sequencing）。 • 21世纪从生物体整体上研究生命现象 • 研究整个物种基因组碱基的组成、基因的结构、 • 基因在染色体上的分布，基因的时空表达和调控 • 网络。
药物基因组学ppt课件(1)
个数
整理课件
20
药物相关基因的分类
CYP2C19基因多态性药物影响临床疗 效的另
一实例是质子泵抑制剂。奥美拉唑、兰索 拉唑
和潘托拉唑等质子泵抑制剂由P450酶代谢， 主
要由S-美芬妥英羟化酶（S-mephenytoin
4’-
整理课件
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药物相关基因的分类
CYP2C19分弱代谢型（poor metabolisher, PM）
9. Lion Bioscience, AG 整理课以件 药物为目标的个人基因10
概述
实验室和（或）公司
12. GuraGen 基因组学的
析
13. Epidauros Biotechnologie
14. Hexagen 性分析
15. Janssen Pharmaceutica 析
16. Millenium 预防医药公司
多态
整理课件
7
概述
3.国外药物基因组学的研究动态 1997年6月28日,金赛特（巴黎）可 伯特
实验室宣布成立世界上第一个独特的基 因与
制药公司研究药物基因组学，随后已有 几十
家公司已涉及此领整理域课件。目前，药物基因8
概述
实验室和（或）公司
1. Aeiveos Sciences Group 因作用
相对简单地运用已知的基因理论改善病人 的治
疗。也可以这么说，药物基因组学是以药
物效
整理课件
4
概述
基因工程药物是先确定对某种疾病 有预
防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该 蛋白
质合成过程的基因取出来，经过基因重 组，
将该基因植入可以大量生产的受体细胞
整理课件
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概述
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药物相关基因的分类
这样一来，细胞色素P450的代谢作用就显得 尤其重要，而非功能性等位基因纯合子携带 者不能代谢和分泌许多药物，如异喹呱、美 托洛尔、去甲替林、普罗帕酮等。这种病人 对这些药物不能进行正常的代谢，故对这类 药物非常敏感。这种基因型的发生率在不同 的种族中有很大的差异，如日本人的发生率 约为1%，而尼日利亚人的发生率为5%。这 就要求临床用药中要特别注意药物的用量。
人类基最新因. 图谱
10
概述
实验室和（或）公司 12. GuraGen
13. Epidauros Biotechnologie 14. Hexagen 15. Janssen Pharmaceutica 16. Millenium 预防医药公司
17. Nova Mollecular 18. MitoKor 19. Rosetta Inpharmatics 20. Sequanna Therapeutics
酶基因突变检测方法
药物效应与遗传学关系
根据表型发现新的基因，孪生
子研究
遗传多态性的相关、发现同源
基因、乳腺癌基因、血管损
伤基因等
最新.
9
概述
实验室和（或）公司
研究领域
6. Genome Therapeutics 人类高分辨的基因多态性数据库
Crop,(Waltham, MA)
7. 金塞特
高密度的、等位基因图，6万个标
最新.
7
概述
3.国外药物基因组学的研究动态 1997年6月28日,金赛特（巴黎）可伯特
实验室宣布成立世界上第一个独特的基因与 制药公司研究药物基因组学，随后已有几十 家公司已涉及此领域。目前，药物基因组学 已涉及的研究领域包括：
最新.
8
概述
实验室和（或）公司
1. Aeiveos Sciences Group (Seattle, WA)
最新.
12
药物相关基因的分类
药代动力学指的是将药物转运至介导药物 的效果和（或）毒性的关键分子部位或自该部 位除去的差异。涉及这些过程的分子包括药物代谢
酶（如细胞色素P450酶超家族成员）和介导药物摄入 和排出的细胞内部的药物转运分子。
最新.
13
药物相关基因的分类
药效学差异指的是等量药物转运到分子作 用部位但出现不同的药物疗效。这反映了药物 取得疗效的靶分子功能的差异，或是各种药物 与分子靶位间的相互作用存在的广泛病理生理 上的差异。
2. Avitech Diagostics (Malvern, PA) 。
3. Eurona Medical, AB (Upsala 瑞典)
4. Gemini Research, Ltd (Cambridge, 英国)
5. Genaissance
Pharaceeuticals, Inc
研究领域
年龄相关的基因及基因作用
最新.
4
概述
基因工程药物是先确定对某种疾病有预
防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白
质合成过程的基因取出来，经过基因重组，
将该基因植入可以大量生产的受体细胞中去，
使其在受体细胞不断繁殖，大规模生产具有
预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因工程
药物。
最新.
5
概述
2.药物基因组学的诞生
早在20世纪50年代，人们就发现不同的遗
药物基因组学的研究及应用进展
概述 药物相关基因的分类 药物基因组学的研究方法 药物基因组学的应用 基因芯片技术在药物基因学研究中的 应用
最新.
1
概述
1.药物基因组学的定义
药 物 基 因 组 学 （ pharmacogenomics ） 是研究基因序列的多态性与药物效应多样 性之间关系，即基因本身及其突变体与药 物效应相互关系的一门科学。
最新.
14
药物相关基因的分类
基于目前的认识，药物相关的基因大致可分为 四类：
1）药物代谢相关的酶 2）药物结合相关的受体 3）药物转运相关的膜通道 4）信号传导相关的蛋白质等的编码基因
最新.
15
药物相关基因的分类
1.药物代谢酶相关基因
细胞色素P450酶（CYP）是一个很大的 酶 系。它包含大量的与药物代谢有关的酶，也 是药物代谢的主要酶系。在细胞色素P450的 亚群中，CYP2D6、CYP2C9和CYP2C19对许 多药 物的效应非常重要。对作用于神经系统或需 要通过血脑屏障的亲脂性最药新. 物而言，肾脏排 16
识物
8. Variagenics, Inc
根据杂合型缺失型设计的抗癌治疗，
(Gambrige, MA)
抗癌药物基因组学
9. Lion Bioscience, AG 以药物为目标的个人基因序列鉴定、
(Aeidelberg, 德国 ） 分析软件、不同情况下的表达数据
10. 策内卡
人类基因多态性分析
11. SmithKine Beecham 诊断与药物基因组学试剂盒、
最新.
2
概述
个体对药物的反应在分子水平存在差异 （人们通常称之为“个体差异”），这个概念
人 们已知道很久了，但近几年药物基因组学的研 究给人们留下了非常深的印象。药物基因组学 可以说是基因功能学与分子药理学的有机结合。
最新.
3
概述
药物基因组学区别于一般意义上的基因学，它 不是以发现人体基因组基因为主要目的，而是 相对简单地运用已知的基因理论改善病人的治 疗。也可以这么说，药物基因组学是以药物效 应及安全性为目标，研究各种基因变异与药效 及安全性的关系。
研究领域
整合基因与药物基因组学的
平台多样性
线粒体基因多样性分析
用于药物基因组学的单连核
苷酸
中枢神经系统疾病图
线粒体的基因分析
基于核苷酸研究的试剂盒
高通量基因型
最新.
11
药物相关基因的分类
药物从进人体内到发挥作用直至被清除， 是一个较为复杂的过程。在这个过程中的任何 一个环节出现问题都可能引起药物效应的各种 异常。药物作用的差异可以是药物动力学或药 效学差异。
传背景会导致药物反应的差异， 而这些差异
是由基因多态性造成的。基因组中每100 个碱
基就有1 个呈现变异，但是直到20世纪80年 代
这差异才引入药物遗传学。此后，人们发现了
许多具有基因多态性的酶，在此基础上建立了
药物基因组学。
最新.
6
概述
它是一门研究影响药物吸收、转运、代谢、清 除、效应等个体差异的基因特性即决定药物行 为和敏感性的全部基因的新学科。主要阐明药 物代谢、药物转运、和药物靶分子的基因多态 性与药物效应及不良反应之间的关系，并在此 基础上研制新的药物或新的用药方法。