基因检测技术临床应用价值与策略

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? 临床用药和诊断提供参考依据的小分子标志物
? 卡尼汀——判断左卡尼汀是否用药的依据 ? 褪黑素——睡眠障碍药物治疗的参考 ? 异前列腺素——氧化应激药物治疗预后指标 ? 大麻素——神经细胞调节因子应用监测指标 ? 过敏原(PRF ) ——判断药物过敏的细胞因子之一
?TDM 领域中的相关基因产品
? CYP2C19基因检测与波立维合理用药
质子泵 抑制剂 奥美拉唑 兰索拉唑 泮托拉唑
抗抑郁药
氟西汀
丙咪嗪
西酞普兰 吗氯贝胺
S— 西 酞 普 曲米帕明

依替唑仑
阿米替林
氯米帕明
氯巴占
抗癫痫类
其他
安定 苯妥英 苯巴比妥
丙戊酸
环磷酰胺 黄体酮 利福平 氯吡格雷
那非那韦 氯胍 伏立康唑
? CYP2C19 基因检测结果分析
?氯吡格雷 ?丙戊酸 ?奥美拉唑 ?伏立康唑
* Mediates efflux from cell. # Mediates uptake into cell.
其他基因 /蛋白类型
? 硫嘌呤甲基转移酶(TMPT ):巯嘌呤类药物 ? 葡萄糖醛酸转移酶1A1:伊立替康 ? HER2/NEU :曲多单抗 ? 表皮生长因子(EGFR ):吉非替尼 ? 乙醛脱氢酶(ALDH2 ):硝酸甘油等
基因检测技术的临床应用价值和策略
内容提要
? 药物基因组学发展历程 ? 临床基因检测的关注点 ? 基因检测的临床应用价值 ? 我们开展的一些工作
内容提要
? 药物基因组学发展历程 ? 临床基因检测的关注点 ? 基因检测的临床应用价值 ? 我们开展的一些工作
药物基因组学的发展历程
1918 Marshall 报道人类对外源性化学品的反应具有多样性 1932 Snyder 发现化学品反应的多样性与民族或种族之间存在有相关性 1956 Carson 报道了葡萄糖6磷酸脱氢酶缺陷症 1957 Kalow and Genest 报道了血浆胆碱酯酶缺陷症
基因检测技术的临床应用价值
? 肿瘤化疗实施中的困惑
? 同一癌症,同一分期,同一病理类型,使用相同的化 疗方案,疗效与生存期可能截然不同;
? 不同类型癌症患者,相同的化疗方案,疗效与生存期 相似;
? 化疗耐受与化疗耐药现象; ? 原因?
? 影响消化道肿瘤患者化疗疗效、预后及毒性反应相关蛋白、 基因
?小分子生物标志物
? 生物标志物一般是指可供客观测定和评价的、生理病理或治疗 过程中的某些特征性的生化指标,通过对它的测定就可获悉机 体在某个时间或某种特殊影响下的生理病理状态
? FDA在“药物基因组学数据呈报指南”草案中推出了生物标志 物的分类方法。草案指出 “有效的生物标志物”是一种得到人 们广泛认可的、具有生理学、毒理学、药理学或者临床意义的 指标
临床毒物分析、体液分析
上海市公立医院基因检测平均服务人次( 2009-2011年)
2009年
2010年
2011年

服务

项目

服务 百分率 服务 百分率 服务 百分率
人次
人次
人次
基因检测 1467 0.11
1566 0.11
4040 0.25 175.39
外源性检测 1657 0.09
1881 0.1
5-FBAL


β -丙氨酸合成酶
? 耐药机制
药代动力学研究表明, DPD 活性的高低与肿瘤耐药有明显的关系 ? DPD低活性:5-FU体内清除下降,T1/2显著延长,合成增加,毒性
加强; ? DPD高活性: 5-FU分解增加,合成减少,耐药
? 临床应用特点
? DPD活性与患者人种、性别、年龄、肿瘤部位、分期、分化、病理 类型无关
? 临床应用
? 65例胃癌患者,化疗方案:顺铂+甲酰四氢叶酸+5-FU
60
50
) 个
40
( 30
数 例
20
10
0
不可评价疗效组
可评价疗效组
疗效评价组别
? 启示
? TS蛋白和基因的表达水平与5-FU 为基础的胃癌患者化疗疗效呈现负 相关
? 对胃癌患者开展TS检测可以提高患者的疗效
? 二氢嘧啶脱氢酶(dihydropyrimidine dehydrogenase DPD )
?药物基因组学研究 ? 药物基因组学是研究 基因序列多态性 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 与药物效应相互关系的一门科学
? 目标:提高药物疗效及安全性 ,研究影响药物吸 收、转运、代谢、消除等个体差异的基因特性, 以及基因变异所致的不同患者对药物的不同反应 ,并由此开发新的药物和用药方法
1959 Vogel F提出了遗传药理学的概念:基因在药物效应中的作用
1960 Evans 发现异烟肼的乙酰化具有多样性 1988 Gonzalez FJ 报道了细胞色数氧化酶P450 2D6基因的多态性
1997 药物基因组学概念的形成
2001 Wilson 建立了评估遗传结构差异与药物反应相互关系的工作平台
? 波立维主要代谢酶为CYP2C19 ,形成活性代谢物发挥作用。 ? CYP2C19 弱代谢患者使用常规剂量波立维,抑制血小板功能 弱,
接受PCI 手术时,心血管事件发生率较高。
? CYP2C19 基因可检测[国食药械(准)
2009第3400723号],检测结果作为医生 调整用药策略的依据。
? 通过CYP2C19 基因代谢的药物
? 宗旨:实现个体化用药,以获得最佳疗效和最少不 良反应
? 基因组学技术的作用
? 在新药研发中的作用
? 寻找新靶点,提高药物安全性 ? 指导I期临床研究,缩短药物上市所需时间,保证有效性和安
全性 ? 老药的重新评价
? 应用范围:药物临床前研究及各期临床试验研究
开展药物基因组学研究的价值
相同药物治疗的一组人群
20世纪 90年代
21 世纪
药物基因组学、代谢组学
多学科联合的基因分析
HPLC-MS、红外光谱质谱、毛细管电泳
体内药物代谢产物分离分析
20 世纪 50-60 年代
20世纪 70-80 年代
HPLC、GC-MS及免疫学测定如放射免疫等分析
血药浓度的监测广泛应用于临床,TDM 深入发展
薄层分析、气相色谱(GC)
? 在化疗方案中,合用ERCC1 合成抑制剂可以大大提高以铂类为基础的化 疗药物在消化道肿瘤化疗中的疗效。
? 多药耐药相关蛋白-1(multidrug resistance-assiciated proteins-1 MRP-1 )
? 生物学性质及功能
? 属于ABC转运蛋白超家族,定位于16号染色体p13.1带上,6500bp 组成, 编码1531个氨基酸的跨膜糖蛋白,分子质量为 190000,主要包括 MRP-1 、MRP-2 和MRP-3
? 研究表明,临床监测5-FUH 2浓度为1.14-37.88μmol/L 时,5-FU临床疗 效最佳;
? 胃癌组织中DPD活性可以预测肿瘤组织对5-FU的敏感性,DPD越低 对5-FU越敏感
? 外周血单核细胞DPD活性具有时间节律性,1点活性最高,13点活性 最低,临床上可以根据这一规律来调整用药。
CYP450 酶系



CYP1A9 氟西汀,酰胺咪嗪,地尔硫卓,异烟肼, 丙咪嗪, 异烟肼,萘普生,
去甲替林, 苯妥英, 利福平, 茶碱,异搏定,红霉素 CYP2C9 氟西汀,布洛芬,丙咪嗪,异烟肼,萘普生, 苯妥英, 吡罗昔康,
利福平,异搏定, 华法林 CYP2C18 氟西汀,丙咪嗪, 吡罗昔康,利福平 CYP2C19 氟西汀,丙咪嗪,异烟肼,去甲替林,苯妥英,利福平, 华法林 CYP2D6 氟西汀,地尔硫卓, 丙咪嗪,美托洛尔,去甲替林,茶碱 CYP2E1 氟西汀,异烟肼,茶碱,异搏定
相关转运体
器官 载体
肠道 肝 肾 脑
MDR1*, BCRP *, MRP *, OCT2 # MDR1 *, BCRP *, MRP2 *, BSEP *, LST #, OCT # MDR1 *, BRCP *, MRP *, OCT # MDR1 *, BCRP *, OCT2 #, OCT3 #, OATP-A#
ERCC1 反应很重要,在以H-Ras 介导的细胞对铂类药物耐药具有重要 意义; ? 减少ERCC1 的表达可以增加肿瘤细胞对铂类化疗药物的敏感性。
? 临床应用
? 用顺铂为基础的胃癌患者进行辅助化疗,结果如下
? 启示
Metzgle R, Leichman CG, Danenberg, et al,. J Clin Oncol, 1998,16(1)309-317
? 编码的 TS 是DNA 合成途径中的一种限速酶
? 5-FU 作用机制及肿瘤耐药
? 机制
5-FU
尿苷激酶
FdUMP
(-)TS
DNA
? 3R 等位基因可以导致肿瘤组织 TS 表达增加(原因在于增加了 mRNA 的翻译效 率和 TS mRNA 水平), TS的高表达需要足够多的 5-FU 来抑制 TS的活性,从而 产生耐药 ,同时, 3R- 等位基因对 5-FU 不敏感,反而增加 3-4级的毒性和腹泻 的副作用,
疗效好 疗效不好或无疗效
毒副反应
药物不良反应
药物反应的个体差异



基因检测

选对药,选对人,用对量
FDA, Clinical Pharmacogenomics: Premarketing Evaluation in Early Phase Clinical
Studies
(2011.2)
治疗药物监测发展趋势
? 主要功能为肿瘤组织对抗肿瘤药物耐药,是判断恶性肿瘤敏感性的 极其重要的指标,与恶性肿瘤化疗生物学行为及预后密切相关。
? 耐药机制
? 与谷胱甘肽 S结合载体( GS-X泵)活性提高有关 ? MRP 转运的步骤
? 谷胱甘肽(GSH)的合成 ? GSH与药物偶联 ? MRP 将药物泵出细胞外
? MRP 可以介导
? 生物学性质及功能
? 由相同亚单位构成的二聚体,每亚单位分子质量为 111×103,含有 FMN ,FAD ,-NH 2,-COO(4Fe24S) ×2
? 双氢嘧啶脱氢酶(DPD)是嘧啶类药物如5-FU分解代谢的起始酶和 限速酶
? 5-FU分解代谢及肿瘤耐药
? 机制
5-FU
NADPH
5-FUH2
5-FUPA DPD
4465 0.23 169.46
内源性检测 896 0.02
622 0Βιβλιοθήκη Baidu01
1169 0.03 30.47
范祝萍,白洁,周萍等. 上海市医疗机构基因临床研究与应用现状分析. 《中国医院管理》,2013,33(1):23--25
内容提要
? 药物基因组学发展历程 ? 临床基因检测的关注点 ? 基因检测的临床应用价值 ? 我们开展的一些工作
? 胸苷酸合成酶; ? 二氢嘧啶脱氢酶; ? 切除修复交叉互补基因; ? 多药耐药相关蛋白-1; ? 葡萄糖醛酸转移酶; ? 着色性干皮病复合物D; ? X线交叉互补基因1
? ···········
? 胸苷酸合成酶(thymidylate synthase TS )
? 生物学性质及功能
? TS 基因位于 18号染色体 p11.32,含7个外显子, 6个内含子,长度为 16kb ,在 5' 非翻译区的增强子区域内含有单一重复的 28bp 序列。
美国FDA 确认的与相关基因有关需进行 TDM 的药物分类
FDA近几年批准的基因检测数量
量 数
8 7
品6
产 测
5
监4
型 因
3
基2
准 批
1
0
2005年
2006年
2007年 批准年份
2008年
2009年
FDA面向制药企业发布两个文件( 2012年初)
药物基因组学数据提交指南(PDS) 临床药物基因组学:早期临床研究的上市前评价草案
慢代谢疗效差 慢代谢者适用 快代谢疗效差 快代谢疗效差
剂量增加/更换其他药 较小-正常 剂量增加/更换其他药 剂量增加/更换其他药
?乙醛脱氢酶(ALDH2 )基因试剂盒(2010年6月获SFDA批文)
?硝酸甘油
突变型不适用
更换其他药
?饮 酒
突变型伤害大
限制饮酒
?高血压个体化用药基因试剂盒
内容提要
? 药物基因组学发展历程 ? 临床基因检测的关注点 ? 基因检测的临床应用价值 ? 我们开展的一些工作
? 药物中的谷胱甘肽共轭物 ? 葡萄糖醛酸甙共轭物 ? 硫酸盐共轭物
? 解决途径
? 7-乙基-10-羟基喜树碱(SN-38 )等可以逆转MRP 介导的多药耐药(MDR ) ? 反义RNA 技术,可以大大减少对化疗药的耐药
? 切除修复交叉互补基因(excision repair crosscomplementing-1 ERCC1 )
? 生物学性质及功能:
? ERCC1 位于19q13.3-q13.2,基因长度约为14kb,包括10个外显子。 ? H-Ras 基因所引起的Ap1主导的c-Jun 和c-Fos 强大的相互作用对
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