肿瘤常规化疗药物个体化治疗郭栋PPT课件.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 AnnInternMed 1997 126 608 614 TPMT 巯嘌呤甲基转移酶 6p22 39introns 10exons全长3 4kb 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 14 567 572 TPMT活性与TPMT突变呈基因剂量效应 JournaloftheNationalCancerInstitute 1999 91 23 TPMT 巯嘌呤甲基转移酶 TPMT 巯嘌呤甲基转移酶 TherDrugMonit2004 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10 50 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10 50 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5 10 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 CANCERRESEARCH 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 YakugakuZasshi2008 128 4 575 584 PharmacogeneticsandGenomics2007 17 497 504 JOURNALOFCLINICALONCOLOGY 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CPT2004 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 Cancer2009Sep 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 minIV输注375mg 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 JadaSR etal CancerSci2007 98 1461 1467 PharmacogeneticsandGenomics2007 17 497 504 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5 10 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 GSTP1Ile105Val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 JNatlCancerInst2002Jun 94 12 936 42 结肠直肠癌化疗患者的2年生存率与Ile105Val的关系 CancerRes2000Oct 60 20 5621 4 GSTP1Ile105Val与化疗病人存活率有关 Val Val Ile Val Ile Ile Favourablegenotypes XPD 751 Lys Lys ERCC1 118 C C GSTP1 105 Val Val TS 30UTR 6BP 6BP GSTP1105Val突变等位基因携带者 5FU 奥沙利铂化疗疗效更好 BritishJournalofCancer 2004 91 344 354 2020 1 7 37 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 NatureGenetic2009 41 12 1345 1350 ERCC1表达是铂类化疗疗效的独立预测因子 NEnglJMed2006 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 ERCC1118C T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 ClinCancerRes2005 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118C T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 equilibrativenucleosidetransporters 浓度巷转运蛋白 CNT3 concentrativenucleosidetransporters 胞苷脱氨酶 CDA Cytidinedeaminase 脱氧胞苷酸激酶 DCK Deoxycytidinekinase 脱氧胞苷酸一磷酸脱氨基酶DCTD deoxycytidinemonophosphatedeaminase 核苷酸还原酶 RRM1 ribonucleotidereductaseM1 SugiyamaE etal JOURNALOFCLINICALONCOLOGY2007 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 208A G 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 UenoH BritishJournalofCancer 2007 97 145 151 吉西他滨 Nucleosides Nucleotides andNucleicAcids 27 720 725 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 JOURNALOFCLINICALONCOLOGY2007 25 32 42 BrJCancer 2009Mar24 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 CDA208G A 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 BritishJournalofCancer 2007 97 145 151 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208G A 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8 10 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 WooSunKwona等发现RRM12464G A的突变菌对吉西他滨反应性好 PharmacogeneticsandGenomics16 429 438 SUNYOUNGRHA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 TheOncologist 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 EuropeanJournalofCancer40 2004 939 950JHumGenet 2007 52 804 819 2A 二氢嘧啶脱氢酶基因 DPYD NewSNPsfoundinJapanese 609C T 477T G 266C A 29C A Ala10Glu 325T A Tyr109Asn 451A G Asn151Asp 733A T Ile245Phe 793G A Glu265Lys 1543G A Val515Ile 1572T G Phe524Leu 1666A C Ser556Arg and2678A G Asn893Ser 2303C A 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60 76kDa 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 MDR13435C 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