分子诊断与精准医疗分析

7.HER-2基因扩增
各肿瘤的分子病理诊断方案
13肺癌
药物（NCCN 2014年V4版）
ERCC1、BRCA1
卡铂、顺铂 ERCC1(118)、ERCC2(312)、 XRCC1(194/399)、GSTP1(105)
检测靶标
检测内容
mRNA表达水平
基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 基因多态性 基因多态性 基因突变 基因突变 mRNA表达水平 基因融合 基因断裂 基因扩增
■ 关于阳性率：
→ 西方肺腺癌患者EGFR突变阳性率约为10%，亚裔腺癌患者为50%左右， 亚裔鳞癌约为2.7%； → 不吸烟、女性、肺腺癌患者EGFR突变阳性率更高； → KRAS突变在非亚裔、吸烟及黏液癌中最常见；50%结直肠癌患者中； → EML4-ALK融合阳性率约为3%-11%。
■ 关于互斥性：
培美曲塞
TYMS(3’-UTR/5’-UTR)、DPYD(2A/5A/9A)、 MTHFR(677/1298) RRM1 RRM1(37) TOP2A UGT1A1(*6/*28) NQ01(465/609) CYP2C9(*3)、CYP2C19(*2/*3) EGFR(E18、E19、E20、E21)、KRAS(E2、E3) KRAS(E2、E3)、BRAF(V600E)、PIK3CA(E9、 E20) VEGFR1 EML4-ALK、ROS1
3.B-RAF
• BRAF是MAPK的最强激活剂，40多种突变，15外显子1799T/A最常见； • 多见于黑色素瘤（突变率40-60%）、结直肠癌、甲状腺乳头状癌、 NSCLC（突变率0.5-4.9%，女性、肺腺癌患者）；
4.ALK融合基因
• ALK激酶抑制剂：克唑替尼、色瑞替尼
EML4-ALK融合基因可见于多种肿瘤，如间变性大细胞淋巴 瘤、炎性成肌纤维细胞瘤、成神经细胞瘤和NSCLC等；
适用样本
组织、切片、胸腹水
外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 外周血 外周血 组织、切片、胸腹水 组织、切片、胸腹水 组织、切片、胸腹水 组织、切片、胸腹水 组织、切片、胸腹水 组织、切片、胸腹水
多西他赛、紫杉醇、 TUBB3、STMN1 长春瑞滨、长春花碱、 白蛋白结合型紫杉醇 MDR1(2677/3435) TYMS、TYMP 化疗药 物
→ EGFR和KRAS突变重叠在肺癌患者的发生率<1%； → EML4-ALK融合和EGFR突变大多数情况下不同时存在。
5. PIK3CA
• PIK3CA 是一种癌基因，编码 I 类磷脂酰肌醇 -3 激酶的 p110 催化亚单位， PI3Kp110a ；该基因 可以发生体细胞突变而致癌的基因。突变热点 均能增强PI3K的脂质激酶活性。
分子诊断与精准医疗 北京鑫诺美迪基因检测技术有限公司
精准医疗
• 2015年3月11日，国家首次精准医学战略 专家会议，提出中国精准医疗计划 • 卫计委表示，将其列入国家“十三五” 科技发展重大专项 • 3月，国家卫计委公布了第一批肿瘤诊断 与治疗项目高通量基因测序技术临床试 点单位
精准医学是精确诊断和靶向治疗的结合
• 耐药 原发耐药：KRAS 获得性耐药：T790M和C-MET
2015ASCO 最新进展
• 动态监测NSCLC患者（经EGFR-TKI治疗）血浆DNA的EGFR 突变状态，由初始检测到实时检测； • 三代EGFR-TKI AZD9291，对于EGFR敏感突变和T790M耐 药突变的患者均有效；已初步确立临床疗效； • 二代ALK抑制剂Alectinib治疗克唑替尼耐药患者，已初 见临床疗效； • 免疫疗法，MEDI4736、Pembrolizumab、Nivolumab， 在NSCLC中显示出有效性； • 以C-MET过表达为靶点，克服EGFR-TKI获得性耐药；
肿瘤患者的个体差异、肿瘤的异质性决定 了单一模式的“One Size Fits All”的粗放医 疗时代将被以分子检测手段为基础的个体 化医疗所取代。
EGFR突变检测的意义
• 1、吉非替尼-Gefitinib，商品名: 易瑞沙-Iressa，2015，FDA批 准一线药，生产商: 阿斯利康（AstraZeneca）。 • 2、厄洛替尼-Erlotinib，商品名: 特罗凯-Tarceva，2013年， FDA批准一线药，生产商：罗氏（Roche）。 • 3、埃克替尼-Icotinib，商品名：凯美纳-Conmana ，2011， CFDA批准的二线药，生产厂家：贝达药业股份有限公司。 • 4、19缺失或外显子21(L858R)取代突变，阿法替尼-Afatinib， 商品名：Gilotrif，2013，FDA批准的一线药，2015年8月在华 上市，生产厂家：德国勃林格殷格翰公司。 • 5、T790M突变：AZD9291(阿斯利康)，Rociletinib
• 已发现多种癌症，如结直肠癌（ 10 － 32% ）、 乳腺癌、非小细胞肺癌等存在PIK3CA基因突变。
• PIK3CA存在两个热点突变区： 9号外显子（E542K、E545K、E545G突变）； 20号外显子（H1047R、H1047L突变）；
PIK3CA基因突变导 致 PI3K/Akt 信号通 路持续性活化， PI3K作为EGFR下游 信号分子被激活， 导致肿瘤细胞对 EGFR-TKI等药物的 耐药。
2.K-RAS

K-RAS基因属Ras基因家族， 正常时能调控细胞生长路径； 异常时，导致细胞持续生长。 K-RAS蛋白是EGFR信号传导 中关键下游调节因子。 K-RAS基因突变使结直肠癌患 者对西妥昔单抗治疗产生耐 药性。
K-ras 信号通路


K-RAS基因突变检测
K-RAS基因突变检测
6. KIT和PDGFRa
GISTs中KIT 基因突变率约为 90% ，且突变形式多样。主 要集中于11号外显子（Lys550- Val560）约占70-80%、9 号外显子（Ala502-Tyr503）约占5%-10%。
临床意义
伊马替尼(Glivec，格列卫)是一种特殊的酪氨酸激酶抑制 剂，经FDA批准可应用于 c-Kit阳性、不能手术切除和 / 或 转移性的恶性 GISTs 的治疗。检测 KIT 基因突变对于指导 GISTs患者的合理用药，具有重要的参考价值。
原位杂交(Hybridization) 聚合酶链式反应(PCR)
基因：DNA的结构 与遗传有关的 DNA结构是由 硷基连接而成 的双股双螺旋 结构。一些硷 基片段即为基 因
当基因丢失， 或易位，或 插入外来基 因即可发生 肿瘤
免疫监控功能失效—不能识别和清除基因突变的细胞
肿瘤药物的发展趋势
EGFR信号通路及靶向治疗机制
EGFR基因突变状态是EGFR酪氨酸酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗晚期NSCLC 最重要的疗效预测因子。
4.肺癌EGFR 通路靶向分子病理检测 1.EGFR

EGFR突变较易发生于亚洲人、女性、腺癌、 不吸烟患者。 最有效的是E19/E21突变，占总突变90%，E20 为耐药突变。 EGFR突变患者使用吉非替尼反应率可达到 71.2%，而野生型患者只有1.1%。 EGFR野生型患者使用吉非替尼死亡风险增加 185%。
检测结果 不突变 突变 不突变 突变 不突变 突变 临床意义 野生型，肿瘤细胞信号正常转导，特罗凯/易瑞沙/凯美纳/阿法替尼疗效较低 突变型，阻断肿瘤细胞信号转导，特罗凯/易瑞沙/凯美纳/阿法替尼疗效较高 野生型，西妥昔单抗疗效较高 突变型，西妥昔单抗疗效较低 野生型，西妥昔单抗疗效较高 突变型，西妥昔单抗疗效较低
临床意义：
EML4-ALK基因融合或ALK基因断裂呈阳性的患者可以 从克唑替尼/色瑞替尼的治疗中获得最大化的生存效益。 在克唑替尼上市时，FISH被美国食品药品监督管理局 （FDA) 批准为 EML4-ALK 阳性 NSCLC 的伴随诊断方 法，是ALK融合基因检测的金标准。
检测靶标 EML4-ALK 基因融合 (9种融合类型) 检测结果 不融合 融合 临床意义 基因不融合，克唑替尼的疗效不佳 基因融合，克唑替尼的疗效较好
临床意义
检测PIK3CA基因突变可以预测肿瘤患者对EGFR-TKI等 药物的耐药性，用于临床辅助诊断，为临床医生选择靶 向药物提供参考。 PIK3CA与K-RAS同时突变，具有很高的耐西妥昔单抗 特性。
检测靶标 PIK3CA (E9/20) 检测结果 不突变 突变 临床意义 对EGFR抗体药物疗效好 对EGFR抗体类药物疗效不好



检测靶标 EGFR E18/19/20/21 KRAS E2(12/13)/3(61) BRAF E15(V600E) PIK3CA (542/545)/(1043/1047) VEGFR1 基因表达
不突变 突变
高 低
野生型，西妥昔单抗疗效较高 突变型，西妥昔单抗疗效较低
贝伐单抗(阿瓦斯汀)疗效较高 贝伐单抗(阿瓦斯汀)疗效较低
精确诊断第一步：明确患者的基因突变状态
什么是分子诊断？
• 分子诊断（molecular diagnosis）：应用分子 生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表 达水平的变化而做出诊断的技术，称为分子诊 断。 • 包括DNA、RNA和蛋白质 • 所有疾病(除外伤)的发生均与基因 • 检测技术： 测序(Sequence)
在NSCLC人群中，EML4-ALK阳性率约为3%～7%左右；主 要存在于腺癌中、轻度吸烟、年轻男性；33%非EGFR、KRAS 突变的NSCLC患者出现EML-4-ALK突变，排他性强； EML4-ALK阳性者并不能从EGFR-TKI靶向治疗中获益，而 Crizotinib对EML4-ALK突变型晚期NSCLC患者的疾病控制率 可达90%，接受Crizotinib治疗可使患者获得明显的生存获益
吉西他滨
依托泊苷 伊立替康 丝裂霉素 异环磷酰胺 厄洛替尼、阿法替尼 西妥昔单抗 靶向药 物 贝伐单抗
克唑替尼、色瑞替尼
ALK(FISH) C-MET
14.结直肠癌分子诊断项目 13结直肠癌分子诊断项目
药物（NCCN 2015年V2版） 奥沙利铂 检测靶标 ERCC1、BRCA1 ERCC1(118)、ERCC2(312)、 XRCC1(194/399)、GSTP1(105) TYMS、TYMP 5-FU、卡培他滨、氟 尿嘧啶 伊立替康 甲酰四氢叶酸 源自文库伐单抗、阿柏西普 靶向药 物 瑞戈菲尼 西妥昔单抗、帕尼单 抗 TYMS(3’-UTR/5’-UTR)、 DPYD(2A/5A/9A)、 MTHFR(677/1298) UGT1A1(*6/*28) MTHFR(677/1298)、MTRR(66) VEGFR1 C-KIT(9/11/13/17)、 PDGFRα(12/14)、BRAF(V600E) KRAS(E2、E3)、NRAS、 BRAF(V600E)、PIK3CA(E9、 E20) 检测内容 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 基因多态性 基因多态性 mRNA表达水平 基因突变 适用样本 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 外周血 外周血 组织、切片、胸腹水 组织、切片、胸腹水
化疗药 物
基因突变
组织、切片、胸腹水
乳腺癌分子诊断项目
药物（NCCN 2014年V3版） 卡铂、顺铂 检测靶标 ERCC1、BRCA1 ERCC1(118)、ERCC2(312)、 XRCC1(194/399)、GSTP1(105) TUBB3、STMN1 MDR1(2677/3435) TYMS、TYMP 化疗药物 卡培他滨、氟尿嘧啶 TYMS(3’-UTR/5’-UTR)、 DPYD(2A/5A/9A)、 MTHFR(677/1298) RRM1 吉西他滨 表柔比星、阿霉素 RRM1(37) TOP2A 检测内容 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 基因多态性 mRNA表达水平 适用样本 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水 外周血 组织、切片、胸腹水
检测靶标 C-KIT (9/11/13/17) 检测结果 不突变 临床意义 对伊马替尼/舒尼替尼疗效不好
突变
不突变 突变
对伊马替尼/舒尼替尼疗效好
对伊马替尼/舒尼替尼疗效不好 对伊马替尼/舒尼替尼疗效好
PDGFRA (12/14/18)
• 靶向治疗提高药物有效性、安全性、减少 毒副作用；同时会产生耐药