2015 簡單的基因檢測與復雜的精準醫(yī)學解讀

1、簡單的基因檢測與復雜的精準醫(yī)學解讀,,,北京婦產(chǎn)醫(yī)院精準醫(yī)學中心衛(wèi)計委中日友好醫(yī)院精準醫(yī)學中心王鶴堯,一、美國的精準醫(yī)學計劃,1.30，2015 Precision Medicine Initiative,精準醫(yī)學是一種新的、綜合評估了個體的基因、環(huán)境和生活方式差異后，所采取的疾病預防和治療方法。個體化治療，則是主要依據(jù)患者的基因特征來制定針對性的治療方案。精準醫(yī)學計劃將獲得推動精準醫(yī)學概念進

2、入臨床實踐所需的科學證據(jù)。,現(xiàn)在啟動精準醫(yī)學計劃，是因為：1、 人類基因組計劃完成了，癌癥基因組計劃正在進行中2、 生物醫(yī)學分析技術有了長足進步3、利用大數(shù)據(jù)的各種工具不斷涌現(xiàn),以人類基因組計劃 和 癌癥基因組圖譜為基礎，基因組學信息，已幫助人們更好地了解癌癥的發(fā)生，并用于癌癥的治療。 格列衛(wèi)、易瑞沙等一系列靶向藥物的應用，有效提高了白血病、肺癌等患者的生存率。,,,,美國精準醫(yī)學計劃短期目標：基于已知癌癥基

3、因組信息，盡快擴展可阻斷和治療的腫瘤疾病譜。1、創(chuàng)新靶向藥物的臨床研究，促進成人和兒童腫瘤的治療。2、研究抗腫瘤聯(lián)合治療方案3、獲得克服藥物抵抗的新知識,美國精準醫(yī)學計劃的長期目標：工作內(nèi)容： A、建立一個超過百萬人群的研究隊列，采集基因信息、生物樣本、生活方 式信息，建立電子健康檔案。 B、建立新研究模式，強化參與

4、者積極性、數(shù)據(jù)分享的應答性與隱私保護。由此，達到四方面目的：A、促進藥物基因組學的發(fā)展：正確的患者、正確的藥物、準確的劑量。B、確定疾病預防和治療的新的靶點。C、測試移動醫(yī)療裝置是否可促進健康的行為方式。D、奠定精準醫(yī)學在其他疾病領域的科學基礎。,二、精準醫(yī)學在國外的發(fā)展特點,1、學界 近10年來，大量基礎和臨床研究，集中尋找與藥效相關的基因位點。 NIH資助的機構，已公布66個普通化學藥的個體化治

5、療指南，要求： 根據(jù)患者基因型進行藥物劑量調(diào)整。,http://www.fda.gov/Drugs/ScienceResearch/ResearchAreas/Pharmacogenetics/ucm083378.htm,2、法規(guī) 快速將證據(jù)充分的研究結果納入藥品說明書。 FDA已在166個非靶向藥品說明書中，納入患者基因信息。 均為一線用藥，估計涉及患者總人數(shù)已接

6、近或超過40% 歐盟和日本，快速跟進。,3、保險 醫(yī)療保險機構為藥物相關基因檢測付費。 如藍十字和藍盾聯(lián)盟為抗幽門螺桿菌治療的基因檢測付費。,4、臨床實踐醫(yī)療機構和醫(yī)生響應程度不一絕大多數(shù)醫(yī)生依然未被培訓教學醫(yī)院實施得好，未及基層醫(yī)院但涉及治療風險的，則絕對被執(zhí)行，如： 目前所有美國醫(yī)生，在不檢測風險基因TPMT之前，沒人敢給患者用硫唑嘌呤和巰嘌呤。

7、,,,例：兒童急性淋巴細胞白血病Acute lymphoblastic leukemia,使用巰嘌呤6-MP治療，療效與代謝酶TPMT基因多態(tài)性相關。,TPMT：巰嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶,Figure Legend Figure S1 Idealized depictions of TPMT activity in erythrocytes from a normal, healthy, non-transfused population.

8、 TPMT activity displays a trimodal frequency distribution (top) that corresponds to monogenic inheritance. Activity is generally directly related to TPMT protein levels, and inversely related to concentrations of active

9、TGN (thioguanine nucleotide) metabolites.,正常酶活性,雜合突變酶活性,純合突變酶活性,正常藥物濃度,藥物開始蓄積毒副作用出現(xiàn),藥物嚴重蓄積嚴重毒副作用,根據(jù)基因檢測選擇正確劑量,美國每年查出2400小兒急淋,TPMT基因多態(tài)性,TPMT活性三態(tài)分布,治療第一周出現(xiàn)明顯毒性,傳統(tǒng)的循證醫(yī)學治療無法防范毒副作用的產(chǎn)生,循證醫(yī)學+基因突變信息有效防范毒副作用的產(chǎn)生,循證醫(yī)學,精準醫(yī)學

10、,急性淋巴細胞性白血病是最常見的小兒白血病基因檢測確定患者基因型有助于制定較為精確的適合個體的治療方案治愈率在1960年代僅為4%,而現(xiàn)在可達80%,基因?qū)虻乃幬镏委燂@著提高了小兒白血病的治愈率,Source: New England Journal of Medicine, 2006, 200l; Personalized Medicine Coalition, 2006.,個體化治療提高治愈率,遺傳檢測確定小兒白血病患者

11、的 DNA 突變, 令醫(yī)生能精確選擇適合個體的治療方案,治愈率 (%),給藥劑量不超過標準劑量的5%，或避免使用此藥,,醫(yī)生開有遺傳風險的藥物處方，HIS系統(tǒng)就有警示。提示醫(yī)生，此藥（巰嘌呤）的毒副作用，與患者TPMT基因型有關。若醫(yī)生不知道患者TPMT基因型，則Cancel entry，不能開出藥品。若醫(yī)生知道患者TPMT基因型，則應根據(jù)基因型調(diào)整劑量。若醫(yī)生不知道患者TPMT基因型，但又堅持用此藥，則Modify，先去檢測患

12、者基因。,,基因檢測的結果： 患者為TPMT雜合突變型,,根據(jù)患者基因型（TPMT雜合突變型），藥師給出劑量修正意見：劑量減半從而提前、有效預防毒副作用的發(fā)生。,三、精準醫(yī)學是人類的共同目標,全世界醫(yī)學工作者的共同目標與責任：讓疾病治療更精準、更安全、更有效、更經(jīng)濟。,,,療效好,療效不好或無療效,毒副反應,,,,,藥物反應的個體差異無法用傳統(tǒng)的循證醫(yī)學證據(jù)來解釋,相同藥物治療的一組人群,,,基因? 環(huán)境?,藥物不良反應,,常

13、規(guī)標準治療方案的藥物效應,我們依然面臨重大挑戰(zhàn)，很多疾病的治療有效率并不讓人滿意！,A significant leap forward in understanding the molecular basis of cancer….,當人們只知道一兩個癌基因時，治療癌癥似乎是簡單的。 當我們逐漸了解到癌癥的發(fā)生與一系列復雜的分子機制有關時， 我們從哪個靶 點入手治療呢？,美國國家生命統(tǒng)計報告（NVSR）“死亡：2013年

14、數(shù)據(jù)?！?the National Vital Statistics Report (NVSR) “Deaths: Final Data for 2013.”,半個多世紀以來，醫(yī)學取得了巨大進步！ 不同疾病死亡率（每10萬人）都明顯降低了 但腫瘤的死亡率降低不多。,醫(yī)學一直在進步,基因組學1992年-2006年蛋白質(zhì)組學、糖組學……,藥物基因組學探索藥效差異的分子機理：靶點、代謝酶基因差異2002年-2014年,循證

15、醫(yī)學統(tǒng)一治療標準少量個體差異，但未達分子水平1990年-,精準醫(yī)學2011年，美國國家智庫報告《走向精準醫(yī)學》2015年，奧巴馬國情咨文：精準醫(yī)學計劃2015年，精準醫(yī)學成為中國國家意志,個體化治療根據(jù)個體基因差異，修正循證醫(yī)學方案2005年-,循證醫(yī)學逐漸納入個體化治療的證據(jù)，但總體認知度低PCI指南、痛風指南等，納入基因信息2011年-,四、中國的精準醫(yī)學現(xiàn)狀,1、學界 基礎醫(yī)學界 A、基因組

16、學基礎研究薄弱，研究成果碎片化，尚不成體系 B、創(chuàng)新性靶向藥物研究缺乏臨床醫(yī)學界A、建立跨醫(yī)院的全國性體系者不多B、研究者大多在一個醫(yī)院內(nèi)，單點式研究公司1、提供基因檢測服務者多，進行疾病風險預測，可信度低。2、個別公司的基因檢測主要是進行個別疾病的診斷，如唐篩、耳聾等。3、無能力根據(jù)患者基因特征，形成臨床藥物治療方案。,,純化PCR產(chǎn)物,基因芯片,,,焦磷酸測序,雙脫氧測序,,焦磷酸測序,雙脫氧測序,RT-PCR,

17、,實時熒光PCR,血液或組織標本,,WBC或組織勻漿,,,染色體核型分析或測序（系統(tǒng)自動完成）,數(shù)字熒光分子雜交測序,出現(xiàn)污染的高風險環(huán)節(jié),,低風險環(huán)節(jié),,,建庫,高通量測序,,二代測序,,,基因診斷試劑有SFDA批文又如何？準確摸到了尾巴，就能認清大象嗎？,2、法規(guī) SFDA除了在卡馬西平1個非靶向藥的說明書中，要求用藥前檢測毒性風險基因HLA-B*1502外，尚無其他藥品的說明書標注了患者基因信息。

18、 與美國FDA已在166個非靶向藥品說明書中納入患者基因信息相比，差距很大。 B、衛(wèi)計委出臺了一些鼓勵個體化治療的政策，但均非強制性，醫(yī)院執(zhí)行情況不一。,3、保險A、國家勞動和社會保障部社會保險研究所，認可精準醫(yī)學對于社?；饻蚀_控費的重要性。認為應該在社保系統(tǒng)內(nèi)大力宣傳精準醫(yī)學。B、各地社保、醫(yī)保機構的認識不足,4、臨床實踐——北京精準醫(yī)學體系的構建我們從2004年起啟動藥物基因組學研

19、究B. 2012年元旦起，北京醫(yī)院，組建藥物基因組學實驗室，直接服務于中央保健的老年、多發(fā)病、聯(lián)合用藥患者，開展個體化精準藥物治療，臨床效果顯著。迄今，已在北京醫(yī)院干預復雜疾病患者1500余例，尚無不良應答者。,個體化治療方案：基因檢測其代謝酶CYP2D6基因突變，酶活性下降。將美托洛爾劑量減少75%-。普羅帕酮為CYP2D6的抑制劑，干擾其他藥物的代謝，應停用。換為“索他洛爾，丙吡胺，奎尼丁，胺碘酮”之一。華法林一直調(diào)

20、整不達標，根據(jù)基因檢測結果，該患者屬于敏感基因型，維持劑量僅為正常的50%（1-2mg）。CYP 2C19弱代謝型，氯吡格雷應酌情增量，或換用其他藥物。,病例1 某患者，86歲，因心包積液入院，反復治療3個月，無改善，伴發(fā)中樞癥狀，危重。 行精準治療相關基因檢測，檢測結果提示，改患者中樞癥狀為美托洛爾代謝酶基因突變，藥物蓄積所致的不良反應。 根據(jù)基因特征，調(diào)整了用藥方案。調(diào)整后，該患者中樞

21、癥狀一周消失。二周后，患者痊愈出院。,C、2012年，建DNA常溫保存技術。D、2013年1月6日，原創(chuàng)、最簡潔的基因測序技術成型： 數(shù)字熒光分子雜交測序：僅3小時，從標本處理到判讀基因序列,E、從2013年1月起，開始向全國傳授和交流用于中央保健的精準 醫(yī)學治療方案。F、從2013年1月起，利用中國健康促進基金會平臺，無償資助了 100余家三甲醫(yī)院，采用數(shù)字熒光分子雜交測序技術，建

22、立個體 化治療基因檢測實驗室，同時協(xié)助醫(yī)院采用我們制訂的精準 醫(yī)學藥物治療方案。,G、從2014年起，組織編寫《中國精準醫(yī)學藥物治療指南》主審：巴德年院士 主編：王辰院士一、《呼吸系統(tǒng)疾病分冊》二、《心血管系統(tǒng)疾病分冊》三、《消化系統(tǒng)疾病分冊》四、《腎臟疾病分冊》五、《血液系統(tǒng)疾病分冊》六、《風濕免疫系統(tǒng)疾病分冊》七、《泌尿外科系統(tǒng)疾病分冊》八、《神經(jīng)內(nèi)科分冊》九、《感染性疾病分冊》

23、十、《腫瘤分冊》十一、《精神疾病分冊》十二、《兒科分冊》十三、《婦產(chǎn)科分冊》十四、《個體化藥物治療分冊》十五、《個體化藥物治療相關檢驗技術操作規(guī)程》,擬先按各病種分冊出版，計15分冊。計劃今年年中出版。,H 、精準醫(yī)學實驗室 統(tǒng)一的質(zhì)量控制體系，已開始建立 由上海市臨床檢驗中心負責實施。 2015年5月實施第一次全國個體化精準醫(yī)學基因檢測室間質(zhì)評。I、“十三五”呼吸病項目之“精準醫(yī)

24、學研究”， 將對全國精準醫(yī)學發(fā)展，起巨大推動作用,13、首家“精準醫(yī)學中心”成立于北京婦產(chǎn)醫(yī)院 以診治自閉癥為主要抓手。 涉及約1000萬家庭，同步啟動注冊登記研究。 14、2015年5月，啟動中日牽頭的“激素致股骨頭壞死機理及精準醫(yī)學研究”參加單位：中日醫(yī)院、北京醫(yī)院、空軍466醫(yī)院、309醫(yī)院、307醫(yī)院、北京兒童醫(yī)院、上海仁濟醫(yī)院、

25、上海市兒童醫(yī)院、武漢協(xié)和醫(yī)院、武大中南醫(yī)院15、2015年3月，啟動上海市兒童醫(yī)院牽頭的“萬古霉素腎毒性敏感基因多中心研究”,不斷提高臨床疑難疾病治療的安全性和有效性,以哮喘為例1、糖皮質(zhì)激素,吸入性糖皮質(zhì)激素是一線治療藥，但仍有15-20%的患者無效。,The Pharmacogenomics Journal advance online publication 29 May 2012; doi:

26、10.1038/tpj.2012.15,rs1876828 in CRHR1 （腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素受體1）：GG基因型，對ICS的短期應答（治療6周后的FEV）最弱。GA型的應答較弱。AA型的應答最強。 rs37973 in GLCCI1（糖皮質(zhì)激素誘導轉(zhuǎn)錄1基因）：AA基因型對ICS治療應答較好；其次是AG基因型；GG基因型，弱應答或無應答的風險高。,These findings

27、 show that two genetic variants can be combined into a predictive test that achieves similar accuracy and superior replicability compared with single SNP predictors.,丙酸氟替卡松與CYP3A4*22,T等位基因與低哮喘控制得分相關，T等位基因提高了哮喘控制水平,CT基

28、因比CC基因型，吸入丙酸氟替卡松，哮喘控制較好，哮喘評分平均降低2.1分,2、 β受體激動劑,與SABA和LABA作用相關的基因，研究最多的是β2腎上腺受體, ARDB2 的 Arg16Gly 。,SABA、LABA+ICS的療效，受β2腎上腺受體基因型影響,Arg/Arg基因型的患者，肺功能下降，哮喘惡化。Gly/Gly基因型患者，效果較好,嚴重哮喘患者，常規(guī)治療，聯(lián)用思力華，30%的患者肺功能明顯改善，但過去 原因不明

29、。ARDB2基因型對思力華藥效的影響，與SABA、LABA+ICS相反。,3、噻托溴銨粉吸入劑（思力華）,Arg/Arg基因型的患者，使用SABA，肺功能下降，哮喘惡化。但使用思力華則應答率高達60%。Gly/Gly基因型患者，使用SABA效果較好。但使用思力華，應答率則很低，僅為25%左右。,4、白三烯受體拮抗劑(LTRA）,白三烯C4合成酶基因啟動子A-444C突變，LTRA肺功能改善更好；能減少孟魯司特治療時的哮喘惡化事件

30、76%。,由此，我們可以對哮喘展開精準治療。,病例2兒童難治性哮喘的精準治療 基因檢測提示對SABA/LABA治療應答不理想。對ICS治療應答較好。,,,,病例3華法林的精準治療： 測靶點和代謝酶基因，后直接計算出維持劑量,,,病例4他克莫司的精準治療：測代謝酶基因后，直接計算維持劑量。,病例5心臟支架術后的精準藥物治療檢測氯吡格雷抵抗基因和阿司匹林抵抗基因，調(diào)整藥物治療方案，防止支架發(fā)生血栓。,病例

31、6習慣性流產(chǎn)的精準治療檢測習慣性流產(chǎn)風險基因，針對基因缺陷實施治療，防止流產(chǎn)。,病例7丙型肝炎的精準治療根據(jù)患者的丙肝治療應答基因型，選用恰當?shù)闹委煼桨?，已獲得盡量好的治療效果。,病例8下肢靜脈血栓的精準治療查找靜脈血栓風險基因，根據(jù)基因缺陷，針對性地采取治療措施，防止靜脈血栓再次形成。,病例9血液病的精準治療檢測甲氨蝶呤相關基因，計算甲氨蝶呤給藥劑量和治療方案，預防嚴重副作用。,個體化用藥—意義,精準醫(yī)

32、學的藥物治療更安全、更有效、更經(jīng)濟,五、中國精準醫(yī)學發(fā)展探討,我國醫(yī)療衛(wèi)生的某些現(xiàn)狀亟待改善,我國每年藥物所致嚴重不良反應約250萬例，藥物所致死亡約20萬例。2013年，中國衛(wèi)生總費用31868.95億元，醫(yī)保基金支出占衛(wèi)生總費用的比重超過30%，其中醫(yī)保支付藥費超過5000億元。由于常規(guī)藥品治療的有效率不高，非腫瘤疾病約在50-85%之間，腫瘤化療在5-24％之間。預計約有1000億元藥費為無效支出，與之對應的，

33、 預計也有數(shù)百億元的無效診療支出。 如此，財政難以負擔，人民難以負擔。,實施精準醫(yī)學有重大意義,如果全面開展精準醫(yī)學的臨床應用，有可能基本避免別嘌醇、卡馬西平、巰嘌呤、華法林、氯吡格雷、甲氨蝶呤等藥物所致的死亡等嚴重不良事件?？捎行p少藥品的無效使用。預計可將醫(yī)保的無效支付減少50%以上，從而每年為國家節(jié)約至少500億元的支出。,1、目前美國的“精準醫(yī)學計劃”主要從腫瘤入手開展相關的研究，尋找腫瘤防