腫瘤化療藥物個(gè)體化治療

1、遺傳背景,一、如果抗腫瘤藥物靶標(biāo)分子與腫瘤發(fā)生發(fā)展有關(guān)： 高表達(dá)：易發(fā)生，療效好 低表達(dá)：不易發(fā)生，療效差二、藥物靶標(biāo)不涉及轉(zhuǎn)化和進(jìn)展： 低表達(dá)：易飽和，細(xì)胞毒作用大 高表達(dá)：不易飽和，療效降低三、突變：親和力下降 耐藥四、藥物代謝酶的基因變異：CYP450酶系,中心法則,藥物體內(nèi)過程,,伊立替康藥物毒性預(yù)測(cè)順鉑、奧沙利鉑藥物毒性和療效預(yù)測(cè)吉西他濱骨髓抑制毒性反應(yīng)預(yù)測(cè) 5-氟尿嘧啶

2、毒性與療效預(yù)測(cè),腫瘤個(gè)體化藥物治療基因檢測(cè)的臨床應(yīng)用,,伊立替康藥物毒性預(yù)測(cè),伊立替康其活性代謝產(chǎn)物為SN-38； SN-38在肝細(xì)胞內(nèi)經(jīng)尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（UGT1A1）作用與葡萄糖醛酸結(jié)合，形成β-葡萄糖苷酸SN-38（SN-38G）而喪失抗癌活性和解毒,,UGT1A1*28&*6 可導(dǎo)致至伊立替康毒性,,,,UGT1A1與伊立替康毒性,,,,,UGT1A1基因突變,,,UGT1A1*28 和UGT1A1*6突變降

3、低UGT1A1功能,降低SN-38的葡萄糖醛酸化，使SN-38蓄積,yakugaku zasshi 2008,128(4): 575-584Pharmacogenetics and Genomics 2007, 17:497–504,Mean,Mean,,,UGT1A1基因突變功能意義,UGT1A1多態(tài)性與伊立替康毒性,,美國(guó)NIH的遺傳藥理學(xué)研究計(jì)劃中：N9741項(xiàng)目，收集524例使用伊立替康化療的結(jié)直腸癌病人，發(fā)現(xiàn)UGT1A1*2

4、8攜帶者造血系統(tǒng)毒性明顯升高,UGT1A1多態(tài)性與伊立替康毒性,美國(guó)FDA明文規(guī)定UGT1A1*28突變的純合子和雜合子個(gè)體發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)極大地增加了(約7倍),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)加監(jiān)控。中國(guó)人中，野生型純合子(6/6)雜合子(6/7)和突變純合子(7/7)的發(fā)生頻率分別為70.2%、27.7%、2.1%,對(duì)于UGT1A1*28/*28，*6/*6或*6/*28攜帶者有三種建議：,用正常劑量治療，化療后予G-CSF預(yù)防血象下降；減少伊

5、立替康劑量，密切觀察療效；轉(zhuǎn)用其他化療方案，不用伊立替康相關(guān)方案：在結(jié)腸癌患者中推薦改為5-FU/亞葉酸鈣/奧沙利鉑聯(lián)合化療方案。,用藥建議,,鉑類藥物療效預(yù)測(cè),人類谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶P1（GSTP1）是體內(nèi)最重要的Ⅱ相解毒酶，主要催化GSH與多種外源性化學(xué)物在體內(nèi)的活性代謝產(chǎn)物結(jié)合。GSTP1存在105lle>val基因多態(tài)性。GSTP1(Val105Val)導(dǎo)致酶活性降低，降低了化療藥物的代謝清除率，延長(zhǎng)了化療藥物對(duì)腫瘤的

6、作用,但同時(shí)是毒副作用可能增加。,順鉑、奧沙利鉑、卡鉑,乳腺癌化療患者的5年生存率：Val105Val純合子較非突變純合子高出30％,J Natl Cancer Inst 2002 Jun; 94 (12): 936-42,Val/Val,Ile/Val,Ile/Ile,,,GSTP1 突變與乳腺癌化療患者5年存活率,Cancer Res 2000 Oct; 60 (20): 5621-4,Val/Val,Ile/Val,Ile/Ile

7、,結(jié)直腸癌化療患者的2年生存率：Val105Val純合子較野生型純合子高70％,,GSTP1 105Ile>Val突變與結(jié)直腸癌化療患者2年存活率,人類谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶P1(GSTP1)是體內(nèi)最重要的Ⅱ相解毒酶，在鉑類藥物的解毒代謝中起重要作用。GSTP1(Ile105Val)突變導(dǎo)致酶活性顯著降低，降低了化療藥物的代謝清除率，延長(zhǎng)了化療藥物對(duì)腫瘤的作用，因此患者化療后生存率顯著增加，但應(yīng)關(guān)注藥物毒副作用。有研究報(bào)道奧沙利鉑治療

8、的患者中，發(fā)生3級(jí)神經(jīng)毒性23%為Ile105Ile野生型純合子，77%為105Val突變攜帶者。經(jīng)正規(guī)治療的Val105Val突變純合子患者晚期結(jié)直腸癌患者的相同時(shí)間生存率約為75%； Ile105Val雜合子患者晚期結(jié)腸直腸癌患者的相同時(shí)間生存率約為40%；Ile105Ile野生型純合子相同時(shí)間生存率僅為5%。對(duì)于非突變純合子個(gè)體要注意定期復(fù)查。,GSTP1突變檢測(cè)臨床意義小結(jié),GSPT1 105lle>Val突變與鉑類藥物

9、療效和毒性反應(yīng)密切相關(guān),建議 ：,① Val105Val純合子結(jié)腸直腸癌患者應(yīng)用奧沙利鉑治療發(fā)生3級(jí)神經(jīng)毒性的可能性遠(yuǎn)大于Ile105Ile野生型純合子，應(yīng)在常規(guī)化療方案應(yīng)用神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)保護(hù)的藥物，防止神經(jīng)毒性反應(yīng)；,② Ile105Val雜合子使用常規(guī)化療方案；,③ Ile105Ile野生型純合子復(fù)發(fā)可能性大，可考慮增加化療劑量，或者換用其他化療方案。,,用藥建議,N Engl J Med 2006,355;10,高表達(dá)ERCC1（剪切修

10、復(fù)交叉互補(bǔ)基因1）結(jié)直腸癌患者療效差，可能由于ERCC1能使鉑類作用產(chǎn)生的DNA絡(luò)合物的清除增加 。,,Years,Years,Patients with ERCC1-Negative Tumors,Patients with ERCC1-Positive Tumors,Chemotherapy(105 deaths),Control (113 deaths),Chemotherapy (92 deaths),Control (80

11、deaths),Overall Survival(%),Overall Survival(%),ERCC1表達(dá)是鉑類化療療效的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子：,ERCC1存在118C>T的突變。結(jié)腸癌患者奧沙利鉑治療，118 TT突變純合子和腫瘤組織ERCC1高表達(dá)患者奧沙利鉑化療效果差。,Progression-free survival (m),Progression-free survival (m),Overall survival (m)

12、,Overall survival (m),Probability,Probability,Probability,Probability,ERCC1 genotype,ERCC1 genotype,Expression of ERCC1,Expression of ERCC1,British Journal of Cancer (2004) 91, 344 – 354,ERCC1基因多態(tài)性與鉑類化療療效的關(guān)系：,Clin Cancer

13、 Res 2005;11(17),與上述相反：ERCC1基因118C>T突變攜帶者，用奧沙利鉑/5-FU治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的療效更好?？赡?18C>T突變與降低ERCC1表達(dá)量或功能有關(guān)。因此：ERCC1表達(dá)是鉑類化療療效預(yù)測(cè)因子，而118C>T突變尚不可作為預(yù)測(cè)因子，需要進(jìn)一步大規(guī)模臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。,,ERCC1基因多態(tài)性與鉑類化療療效的關(guān)系:,,吉西他濱骨髓抑制毒性反應(yīng)預(yù)測(cè),,ENT1CNT3,DCK,,RRM1

14、,,DCTD,DCTD,CDA,,平衡核苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體 (ENT1, equilibrative nucleoside transporters)濃度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (CNT3, concentrative nucleoside transporters)胞苷脫氨酶（CDA, Cytidine deaminase)脫氧胞苷酸激酶 (DCK, Deoxycytidine kinase)脫氧胞苷酸一磷酸脫氨基酶DCTD , deoxycyti

15、dine monophosphate deaminase)核苷酸還原酶(RRM1, ribonucleotide reductase M1),吉西他濱代謝途徑:,Sugiyama E, et al, JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY 2007;25:32-42,吉西他濱:,吉西他濱治療指數(shù)小，肝內(nèi)經(jīng)胞苷脫氨酶催化代謝。CDA基因多態(tài)性包括 *3（208G>A，Ala70Thr），引起酶活性缺失，使吉西他

16、濱的體內(nèi)清除率降低，Cmax和AUC增高。,吉西他濱;,CDA *3降低吉西他濱清除率,升高其AUC,Ueno H, British Journal of Cancer (2007) 97, 145–151,Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids, 27:720–725, 2008,吉西他濱:,CDA*3對(duì)吉西他濱的藥代學(xué)影響在各個(gè)研究間得到很好的重復(fù),吉西他濱和卡鉑,順鉑,氟尿嘧啶合用時(shí)

17、，中性白細(xì)胞減少(III/IV級(jí))的發(fā)生率在有單倍體*3 (208GA,Ala70Thr)病人中高于無此突變者,AUC顯著增高(無論單用或合用),JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY 2007;25:32-42,CDA*3與吉西他濱毒性關(guān)系:,242 前列腺癌患者中，3名出現(xiàn)威脅生命不良反應(yīng)（骨髓抑制），其中兩名為CDA*3（CDA 208G>A, Ala70Thr）的突變純合子，而且體內(nèi)吉西他濱清除率明顯降低

18、，濃度明顯升高。CDA*3是吉西他濱導(dǎo)致不良反應(yīng)的主要因素,Br J Cancer. 2009 Mar 24;100(6):870-3,Ueno H, British Journal of Cancer (2007) 97, 145–151,與吉西他濱通路相關(guān)的基因多態(tài)性在不同種族中的發(fā)生頻率:,CDA突變檢測(cè)臨床意義小結(jié)：,抗腫瘤藥物吉西他濱進(jìn)入人體后轉(zhuǎn)化為三磷酸鹽活性產(chǎn)物并整合到DNA鏈中，通過阻斷DNA的合成并抑制核苷酸還原酶發(fā)揮

19、抗腫瘤的作用。吉西他濱被肝臟胞苷脫氨基酶(CDA)迅速代謝為無活性代謝產(chǎn)物。CDA的2號(hào)外顯子區(qū)存在208G>A(CDA*3,Ala70Thr)突變，導(dǎo)致CDA對(duì)吉西他濱的脫氨基作用大大降低，CDA*3攜帶者占人群的8%~10%，CDA*3/*3和CDA*1/*3體內(nèi)CDA的脫氨基活性分別為CDA*1/*1活性的12%和25%。當(dāng)CDA*3/*3和CDA*1/*3突變攜帶者聯(lián)合鉑類化療時(shí)，發(fā)生骨髓抑制、3級(jí)或3級(jí)以上粒細(xì)胞減

20、少癥等不良反應(yīng)幾率增大，需嚴(yán)密關(guān)注血像。,RRM1與吉西他濱治療關(guān)系：,RRM1（核苷酸還原酶）高表達(dá)與吉西他濱耐藥相關(guān)；RRM1基因突變與吉西他濱的療效和毒性的關(guān)系在各研究間不能重復(fù)，尚不足以下確切性結(jié)論。Woo Sun Kwona等發(fā)現(xiàn)RRM1 2464G>A的突變對(duì)吉西他濱反應(yīng)性好（Pharmacogenetics and Genomics 2006，16:429–438）SUN YOUNG RHA等的實(shí)驗(yàn)未能重現(xiàn)，

21、而他們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)突變攜帶者的血液系統(tǒng)毒性反應(yīng)輕。 （The Oncologist, 2007,12(6):622-630.）,依據(jù)ERCC1和RRM1表達(dá)量選擇化療方案：,,抗葉酸代謝類藥物療效與毒性預(yù)測(cè),5-FU,藥理作用：抗代謝類，抑制胸苷合成酶，S期更敏感適應(yīng)癥：抗

22、瘤譜較廣，主要用于治療消化道腫瘤，或較大劑量氟尿嘧啶治療絨毛膜上皮癌。亦常用于治療乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宮頸癌、膀胱癌及皮膚癌等。,藥物簡(jiǎn)介：,卡培他濱，替加氟,均為前藥，代謝為5-FU后，機(jī)制相同。,培美曲塞,抗葉酸代謝藥物，抑制參與葉酸代謝的胸苷酸合成酶、二氫葉酸還原酶和甘氨酰胺核苷酸甲酰轉(zhuǎn)移酶的活性。,5-FU及其前藥的代謝/效應(yīng)通路：,DPD：二氫嘧啶脫氫酶； DHFU：二氫氟尿嘧啶；TP：胸苷磷酸化酶；TK：胸苷激酶； FdU

23、MP：脫氧尿苷一磷酸； TS：胸苷酸合酶；MTHFR：亞甲基四氫葉酸還原酶；MTHF：亞甲基四氫葉酸；THF：四氫葉酸；,5-FU體內(nèi)活性依賴于5，10-二甲基四氫葉酸復(fù)合物，5-FU療效與其水平成正相關(guān)。MTHFR是影響5，10-二甲基四氫葉酸濃度的主要酶。,677C>T 突變使MTHFR的熱穩(wěn)定性降低且降低其代謝能力,Journal of the National Cancer Institute, Vol. 96, No.

24、2, January 21, 2004,MTHFR 677C>T突變：,5-FU治療結(jié)腸癌患者中，與野生型和突變雜合子比較，MTHFR T677T 突變純合子可顯著性提高患者的無進(jìn)展生存時(shí)間。,Pharmacogenetics 2004, 14:785–792,MTHFR 677C>T 突變：,MTHFR突變檢測(cè)臨床意義小結(jié):,亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)是葉酸代謝過程中的關(guān)鍵酶，它將5，10-MTHF轉(zhuǎn)變成5-甲基四

25、氫葉酸(5-MTHF)。葉酸抑制劑（包括5’-FU和培美曲塞等）的抗癌活性與腫瘤細(xì)胞內(nèi)5，10-亞甲基四氫葉酸濃度呈正相關(guān)。因此，MTHFR的活性將直接影響體內(nèi)5，10-MTHF的濃度，從而影響葉酸抑制劑的抗癌作用。MTHFR C677T，導(dǎo)致4號(hào)外顯子上222位丙氨酸突變?yōu)槔i氨酸，使酶活性顯著降低，突變使細(xì)胞內(nèi)5，10-MTHF水平升高，從而增強(qiáng)葉酸抑制劑（包括5’-FU和培美曲塞等）的抗癌作用。突變純合子對(duì)葉酸抑制劑（包括5’

26、-FU和培美曲塞等）比雜合子和野生型純合子更敏感。,MTHFR C677T突變與抗葉酸代謝藥（ 5-FU、卡培他濱、替加氟、培美曲塞）療效密切相關(guān),建議 ：,①M(fèi)THFR突變型純合子基因型患者治療效果好推薦使用常規(guī)化療方案；②野生型純合子和突變型雜合子基因型患者使用5-氟尿嘧啶效果較差，建議增加劑量或修改方案。,用藥建議：,1p 23個(gè)外顯子，全長(zhǎng)950kb, 開放閱讀框3075bp圖中所示，綠色為N-末端Fe-S簇,黃色為(FAD