课件：肿瘤常规化疗药物个体化治疗郭栋介绍.ppt

,全国第四届个体化医学培训班，长沙，2011-6-13,个体化医学长沙论坛,中南大学湘雅医学检验所 卫生部临床药理国家培训中心,郭栋 中南大学湘雅医学检验所,肿瘤常规化疗药物个体化治疗,药物快慢代谢,毒性/有效性差异,药物体内过程,药物靶点,药物转运体,药物代谢酶,药物效应个体差异,药物体内过程,中心法则,Biomarker的优缺点,蛋白和mRNA：因为蛋白是直接效应蛋白，所以肿瘤靶向治疗中，蛋白表达与否是跟疗效有无直接相关的；而mRNA的检测，因为比蛋白更灵敏，所以，对mRNA与蛋白成正比的蛋白而言，更易检测； 突变：比起蛋白而言，是定性检测更稳定，但是，要求突变与蛋白功能关系确切。我们也是致力于寻找能与表型直接对应的突变位点，以利于检测。,非靶向性，为减少毒副反应，往往为前药。本次介绍中除铂类； 抗代谢型药物，为了减少毒性反应，大部分药物在肝脏代谢为无活性成分，而小部分在组织细胞内代谢为活性也是毒性成分； 因为普通化疗药物的毒性成分也是活性成分，所以治疗窗窄，特别应注意个体化用药，使得活性也是毒性成分在体内浓度适当，方可减少副反应，而不牺牲疗效。普通化疗药物的这一特点，所以以生存期为终点观察指标的试验，仅有少数结果得到很好的重复，我们这里报告所选择的是，结论较确切。确认结论较确切的指标：试验结果在各试验中得到较好的重复、试验设计合理性以及试验中受试者人数。选择设计合理，受试者人数多而且重复性较好的结果报告如下。,普通化疗药物的特点,肿瘤个体化药物治疗基因检测目录,巯嘌呤、硫唑嘌呤 伊立替康 顺铂、奥沙利铂 吉西他滨 5-氟尿嘧啶 紫杉醇 表柔比星,肿瘤药物个体化治疗基因检测之二：化疗药物,巯嘌呤、硫唑嘌呤毒性预测,巯嘌呤 Mercaptopurine,药理作用：细胞周期特异性药物 (S期敏感)，抑制嘌呤合成途径 适应症：急性淋巴细胞白血病及急性非淋巴细胞白血病，慢性粒细胞白血病的急变；为儿童急淋一线药物 不良反应：较常见的为骨髓抑制；肝脏损害：可致胆汁郁积出现黄疸；可见于服药量过大的患者：消化系统毒性、高尿酸血症（多见于白血病治疗初期，严重的可发生尿酸性肾病）；少见：间质性肺炎及肺纤维化,硫唑嘌呤 Azathioprine &Imuran,药理作用：细胞代谢抑制剂，是巯嘌呤的衍生物，在体内转变为巯嘌呤而发挥抗肿瘤作用 适应症：急性白血病、自身免疫性疾病等。现主要用于器官移植时抑制免 疫排斥 不良反应：较常见肝功能损害、造血系统毒性；少见斑丘疹，血管炎，关节痛，肌痛，结节性红斑等。,药物简介,6-MP,TPMT,6-Me-MP,尿酸,(排出体外),(无活性),巯基次黄嘌呤单磷酸盐(TIMP),黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HPRT),巯基黄嘌呤单磷酸盐(TXMP),鸟嘌呤磷酸合成酶,巯基鸟嘌呤单磷酸盐(TGMP),次黄嘌呤核苷酸脱氢酶,(活性),(无活性),二/三磷酸盐,(活性),TPMT参与6-MP的代谢,TPMT,TPMT,XO,由两个相同的亚单位组成 245个氨基酸，34KD 以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体催化杂环与芳香环上硫原子的甲基化 红细胞中活性可反应肝脏内TPMT活性，人群中TPMT活性呈三态分布,TPMT (巯嘌呤甲基转移酶),TPMT活性与TGN浓度明显负相关,Ann Intern Med. 1997;126:608-614,TPMT (巯嘌呤甲基转移酶),6p22.3 9 introns, 10 exons 全长3.4 kb，编码序列2.7kb；1号外显子全长及3、4号外显子部分不编码 假基因位于18q21.1，同源性达96% TPMT的活性在患者间个体差异明显，人群中86.6的TPMT活性较高，而11.1具有中等活性，有0.3活性缺失。 80%-95%的低TPMT活性可由：TPMT*2，*3A，*3B，和*3C解释，在东方人群中*3C占绝大多数,TPMT (巯嘌呤甲基转移酶),TPMT (硫嘌呤甲基转移酶),Leukemia (2000) 14, 567572,TPMT活性与TPMT突变呈基因剂量效应,Journal of the National Cancer Institute, 1999, 91(23),TPMT (巯嘌呤甲基转移酶),TPMT(巯嘌呤甲基转移酶),Ther Drug Monit 2004(26):186-191,TPMT突变检测临床意义小结,巯嘌呤甲基转移酶（TPMT）参与巯嘌呤和咪唑硫嘌呤的甲基化作用，与其毒性关系密切。 TPMT的活性受到遗传多态性的影响，它可以通过TPMT改变巯嘌呤的代谢率。TPMT的活性在患者间个体差异明显，人群中86.6的TPMT活性较高，而11.1具有中等活性，有0.3活性缺失。 TPMT活性高的为野生型TPMT*1，而突变型TPMT*2(G238C)，*3A（A719G）和*3C(G460A)占中等和低活性状况的80-95。TPMT*3A的患者TPMT活性完全丧失，TPMT*3B和TPMT*3C患者的TPMT催化活性分别降低9和1.4。TPMT*1/*3个体为中等代谢者），TPMT*3B/*3C个体为低代谢者。 研究表明，TPMT中等活性和较低活性的患者只能接受1050的平均巯嘌呤化疗剂量。人群中约0.3的TPMT活性缺失，11的人群活性中等，都面临着患骨髓抑制增加的风险。 TPMT基因的遗传变异对于急性淋巴细胞性白血病化疗反应毒副作用具有重要意义。,TPMT*1/*1野生型基因携带者酶活性正常，使用正常剂量； TPMT *1/*2、*1/*3A、*1/*3C突变杂合子基因携带者酶活性很低，使用1050剂量，减少毒性反应并节省费用； TPMT *2/*2，*3A/*3A、*3C/*3C、*2/*3A、*3A/*3C、*2/*3C突变纯合子基因携带者酶活性极低，使用510剂量，减少毒性反应并节省费用。,用药建议,肿瘤药物个体化治疗基因检测之二：化疗药物,伊立替康药物毒性预测,属喜树碱类化疗药物，前药，活性成分：SN-38 作用机制: 抑制拓扑异构酶I，S期特异 适应症：晚期/转移性结直肠癌，对于5-FU化疗失败的患者，本品可作为二线治疗。同时对小细胞和非小细胞肺癌及宫颈癌和卵巢癌亦有疗效。 不良反应：较常见为血样腹泻、中性粒细胞减少症(均为剂量依赖性),伊立替康,发生3-4级腹泻的病人体内SN-38浓度明显升高,伊立替康,CANCER RESEARCH, 1994(54),15: 3723-3725,UGT1A1基因突变,UGT1A1*28: 启动子有6个TA重复, 但*28突变为5,7,8个TA,TATA 盒为6个TA重复,突变后变为7个TA重复,UGT1A1*28 和UGT1A1*6突变降低UGT1A1功能,降低SN-38的葡萄糖醛酸化，使SN-38蓄积,UGT1A1基因突变功能意义,Yakugaku Zasshi 2008,128(4): 575-584; Pharmacogenetics and Genomics 2007, 17:497504,JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY, 2004(22): 1-7,中 性 粒 细 胞 计 数,UGT1A1*28使发生中性粒细胞减少的危险度明显增加,UGT1A1*28与伊立替康毒性,UGT1A1多态性与伊立替康毒性,美国NIH的遗传药理学研究计划中：N9741项目，收集524例使用伊立替康化疗的结直肠癌病人，发现UGT1A1*28携带者造血系统毒性明显升高,118名服用伊立替康,4级粒细胞减少 4级血样便腹泻或脱水 3级水样便腹泻。,12人（46%） 为UGT1A1*28 （纯合子4人；杂合子8人）,纯合子严重腹泻的发生率为70，而*28突变杂合子和野生型纯合子中的发生率分别为33和17；,92人无ADRs,13人（14%） 为UGT1A1*28,26人发生严重ADRs（22）,UGT1A1多态性与伊立替康毒性,根据UGT1A1*28基因型指导伊立替康临床用药,10%,40%,50%,所有相同诊断的病人 10% ADR发生率,7/7 基因型 ADR: 50% 减量或换药,7/6 基因型 ADR: 12.5% 减量或换药,6/6 基因型 ADR: 0% 常规剂量,数据自 CPT 2004,UGT1A1*28基因型指导伊立替康用药的药物经济学意义,结论：应用UGT1A1基因型指导伊立替康临床用药，可以减少医疗开支,Cancer 2009 Sep (1): 3858-3867,UGT1A1*6 降低SN-38代谢，引起严重造血系统毒性,依立替康 90-min IV输注 375 mg/m2，每3周一次 (n = 45). UGT1A1*6 纯合子： SN-38血浓度升高 (P = 0.018), 葡萄苷酸反应降低 (P = 0.006)，胆汁指数升高 中性粒细胞计数低85%；4级中性粒细胞集落刺激因子减少发生率为27% 严重4级中性粒细胞减少发生的机率为其他基因型的3倍,Jada SR, et al, Cancer Sci 2007; 98: 14611467,Pharmacogenetics and Genomics 2007, 17:497504,UGT1A1*6与伊立替康毒性,UGT1A1突变检测临床意义小结,伊立替康（Irinotecan）是经过化学修饰的天然喜树碱的衍生物，是一种前药。 其活性代谢产物SN-38在肝细胞内通过葡萄糖醛酸转移酶（UGT1A1）的作用与葡萄糖醛酸结合，形成-葡萄糖苷酸SN-38（SN-38G）而丧失抗癌活性。 UAT1A1*28或*6突变导致酶活性显著降低，发生致命性腹泻、严重粒细胞减少的风险显著增高。美国FDA明确规定UAT1A1*28（*6未列入因其仅见于亚洲人）是预测伊立替康毒副反应的独立遗传标记。 UGT1A1*1/*1野生型纯合子基因携带者发生致命性腹泻、严重粒细胞减少的风险低于510%；UGT1A1*28或*6突变纯合子发生严重毒性反应的风险显著增高为75%左右，应密切关注。,对于UGT1A1*28/*28、*6/*6或*6/*28携带者有三种建议:,用正常剂量治疗，化疗后予G-CSF预防血象下降； 减少伊立替康剂量，密切观察疗效； 转用其他化疗方案，不用伊立替康相关方案：在结肠癌患者中推荐改为5-FU/亚叶酸钙/奥沙利铂联合化疗方案。,用药建议,顺铂、奥沙利铂药物疗效预测,药物介绍,铂类化疗药物包含： 奥沙利铂(oxaliplatin), 顺铂(Cisplatin),卡铂(Carboplatin) 等,药理作用：直接作用于DNA，细胞周期非特异性 适应症：化疗谱较广，奥沙利铂用于经氟脲嘧啶治疗失败 后的结直肠癌转移的患者；可单独或联合氟尿嘧啶使用。 不良反应：造血系统毒性、消化道毒性、神经毒性等。,GSTP1 Ile105Val与化疗病人存活率有关,乳腺癌化疗患者的5年生存率与Ile105Val的关系,J Natl Cancer Inst 2002 Jun; 94 (12): 936-42,结肠直肠癌化疗患者的2年生存率与Ile105Val的关系,Cancer Res 2000 Oct; 60 (20): 5621-4,GSTP1 Ile105Val与化疗病人存活率有关,Val/Val,Ile/Val,Ile/Ile,Favourable genotypes: XPD-751(Lys/Lys) ERCC1-118 (C/C) GSTP1-105 (Val/Val) TS-30UTR (+6BP/+6BP),GSTP1 105 Val突变等位基因携带者,5FU/奥沙利铂化疗疗效更好,British Journal of Cancer (2004) 91, 344 354,GSTP1突变检测临床意义小结,人类谷胱甘肽S转移酶P1(GSTP1)是体内最重要的II相解毒酶，在铂类药物的解毒代谢中起重要作用。 GSTP1(Ile105Val)突变导致酶活性显著降低，降低了化疗药物的代谢清除率，延长了化疗药物对肿瘤的作用，因此患者化疗后生存率显著增加，但应关注药物毒副作用。有研究报道奥沙利铂治疗的患者中，发生3级神经毒性23%为Ile105Ile野生型纯合子，77%为105Val突变携带者。 经正规治疗的Val105Val突变纯合子患者晚期结直肠癌患者的相同时间生存率约为75%； Val105Val杂合子患者晚期结肠直肠癌患者的相同时间生存率约为40%；Ile105Ile野生型纯合子相同时间生存率仅为5%。对于非突变纯合子个体要注意定期复查。,TPMT和COMT突变是铂类药物耳毒性的危险因子,可能的机制是影响甲硫氨酸循环，从而改变细胞内SAM浓度所致,Nature Genetic 2009,41(12):1345-1350,ERCC1表达是铂类化疗疗效的独立预测因子,N Engl J Med 2006,355;10,高表达ERCC1的疗效差，原理可能是ERCC1能使铂类作用产生的DNA络合物的清除增加,根据ERCC1表达和RRM1表达选择化疗方案,ERCC1基因多态性与铂类化疗疗效的关系,ERCC1 118 CT突变者肿瘤组织高表达ERCC1，所以奥沙利铂化疗效果差,ERCC1基因多态性与铂类化疗疗效的关系,Clin Cancer Res 2005;11(17),与上述相反：ERCC1基因118号外显子(AAC)到(AAT)的突变携带者，用奥沙利铂/5-FU治疗转移性结直肠癌的疗效更好。可能与降低ERCC1表达量或功能有关 所以：ERCC1表达是铂类化疗疗效预测因子，而118CT突变尚不可作为预测因子,因上述不一致情况，ERCC1表达水平是铂类化疗疗效的独立预测因子。但是，用ERCC1基因突变来指导用药证据尚不足，需要进一步大规模临床试验验证,吉西他滨骨髓抑制毒性反应预测,吉西他滨 Gemcitabine, Gemzer,药理作用：属细胞周期特异性抗肿瘤药，主要杀伤处于S期(DNA合成)的细胞，同时也阻断细胞增殖由G1向S期过渡的进程 适应症：非小细胞肺癌、胰腺癌、膀胱癌、乳腺癌及其他实体肿瘤 吉西他滨可被肝脏胞苷脱氨酶(CDA)代谢为无活性代谢产物,药物简介,平衡核苷酸转运体 (ENT1, equilibrative nucleoside transporters) 浓度巷转运蛋白 (CNT3, concentrative nucleoside transporters) 胞苷脱氨酶（CDA, Cytidine deaminase) 脱氧胞苷酸激酶 (DCK, Deoxycytidine kinase) 脱氧胞苷酸一磷酸脱氨基酶DCTD , deoxycytidine monophosphate deaminase) 核苷酸还原酶(RRM1, ribonucleotide reductase M1),Sugiyama E, et al, JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY 2007;25:32-42,吉西他滨,吉西他滨治疗指数小，肝内经胞苷脱氨酶催化代谢。 CDA基因多态性包括 *3（208AG，Ala70Thr），引起酶活性缺失，使吉西他滨的体内清除率降低，Cmax和AUC增高。,CDA *3降低吉西他滨清除率,升高其AUC,Ueno H, British Journal of Cancer (2007) 97, 145151,吉西他滨,Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids, 27:720725, 2008,CDA*3对吉西他滨的药代学影响在各个研究间得到很好的重复,吉西他滨,吉西他滨和卡铂,顺铂,氟尿嘧啶合用时，中性白细胞减少(III/IV级)的发生率在有单倍体*3 (208GA,Ala70Thr)病人中高于无此突变者,AUC显著增高(无论单用或合用),JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY 2007;25:32-42; Br J Cancer. 2009 Mar 24;100(6):870-3,CDA*3与吉西他滨毒性关系,242 前列腺癌患者中，3名出现威胁生命不良反应（骨髓抑制），其中两名为CDA*3（CDA 208GA, Ala70Thr）的突变纯合子，而且体内吉西他滨清除率明显降低，浓度明显升高。CDA*3是吉西他滨导致不良反应的主要因素,British Journal of Cancer (2007) 97, 145151,与吉西他滨通路相关的基因多态性在不同种族中的发生频率,吉西他滨,4%,CDA突变检测临床意义小结,抗肿瘤药物吉西他滨进入人体后转化为三磷酸盐活性产物并整合到DNA链中，通过阻断DNA的合成并抑制核苷酸还原酶发挥抗肿瘤的作用。 吉西他滨被肝脏胞苷脱氨基酶(CDA)迅速代谢为无活性代谢产物。 CDA的2号外显子区存在208GA(CDA*3,Ala70Thr)突变，导致CDA对吉西他滨的脱氨基作用大大降低，CDA*3/*3和CDA*1/*3体内CDA的脱氨基活性分别为CDA*1/*1活性的12%和25%。 CDA*3携带者约占人群的810%。 当CDA*3/*3和CDA*1/*3突变携带者联合铂类化疗时，发生骨髓抑制、3级或3级以上粒细胞减少症等不良反应几率增大，需严密关注血相。,RRM1与吉西他滨治疗关系,RRM1 高表达与吉西他滨耐药相关； 但是RRM1基因突变与吉西他滨的疗效和毒性的 关系在各研究间不能重复，尚不足以下确切性结论。 Woo Sun Kwona等发现RRM1 2464GA的突变菌对吉西他滨反应性好 （Pharmacogenetics and Genomics 16:429438） SUN YOUNG RHA等的实验未能重现，而他们同时还发现突变携带者的血液系统毒性反应轻。 （The Oncologist, 2007,12(6):622-630.）,5-氟尿嘧啶毒性预测,5-FU,药理作用：抗代谢类，抑制胸苷合成酶，S期更敏感 适应症：抗瘤谱较广，主要用于治疗消化道肿瘤，或较大剂量氟尿嘧啶治疗绒毛膜上皮癌。亦常用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宫颈癌、膀胱癌及皮肤癌等。 肿瘤转移患者，以5-FU为基础的化疗敏感性仅为22%,药物简介,卡培他滨，替加氟,均为前药，代谢为5-FU后，机制相同。,5-FU及其前药的代谢/效应通路,二氢嘧啶脱氢酶,替加氟,卡培他滨,脱氧胞苷脱氨酶,乳清酸转磷酸核糖酶,尿苷一磷酸激酶,胸苷合成酶,亚甲基四氢叶酸还原酶,MTX,亚叶酸钙,1p22, 23个外显子，全长950kb, 开放阅读框3075bp 图中所未，绿色为N-末端Fe-S簇,黄色为(FAD结合区),橙色为(NAPDH结合区), 红色为(FMN/嘌呤结合区),C末端蓝色区为C端Fe-S簇,二氢嘧啶脱氢酶基因(DPYD),目前已知可使5-FU毒性增强的DPYD突变,European Journal of Cancer 40 (2004) 939950 J Hum Genet (2007) 52:804819,*2A,二氢嘧啶脱氢酶基因(DPYD),New SNPs found in Japanese: -609CT, -477 TG, -266 CA, 29CA(Ala10Glu), 325TA (Tyr109Asn), 451AG (Asn151Asp),733AT (Ile245Phe), 793GA (Glu265Lys), 1543GA(Val515Ile), 1572TG (Phe524Leu), 1666AC (Ser556Arg), and 2678AG (Asn893Ser), 2303CA(Thr768Lys),直肠癌：肿瘤组织高表达TS对5-FU为基础的化疗反应性差；可作为复发和远处转移的独立预测指标； 胰腺癌：高表达TS却与生存期长相关 与TS启动子区VNTR的多态性关系，报道不一致，不足以指导用药。,胸苷合成酶(TYMS),TYMS表达与5-FU疗效有关，但不同癌症中影响不同；而TYMS突变对5-FU疗效影响报道不一。,紫杉醇,紫杉醇治疗卵巢癌、乳腺癌有良好效果，对治疗前列腺癌、上消化道癌、小细胞性和非小细胞性肺癌前景良好。 G2晚期和M期敏感 紫杉醇参与微管蛋白的聚合，生成微管相关蛋白,使微管蛋白亚单位的分子量增至6076kDa。经紫杉醇作用后的微管其形态发生改变，不与染色体连接，使细胞表面出现突起;并抑制有丝分裂,紫杉醇 (PAC),紫杉醇 (PAC),MDR1 3435C/T突变个体更易发生周围神经病变，3435C/T与2677G/T联合突变者易出现中性粒细胞减少症,3435C/T,3435C/T & 2677G/T,Eur J Cancer. 2006 November ; 42(17): 28932896.,MDR1 与紫杉醇,携带MDR1 2677T/A突变的卵巢癌患者紫杉醇疗效更好,Clin Cancer Res. 2006 Feb 1;12(3 Pt 1):854-9.,MDR1 与紫杉醇,携带CYP1B1（Le