精准医疗下个体化用药基因检测

下的个体化用药基因检测 马硝惟 精准医疗 TableofContents 转化医学 口号 精准医学 标准 个体化医疗 目标 个体化医疗是精准医疗的一部分 药物的真实世界 药物有效率 ADR发生率 基因与药物 正确的药物 因药而异正确的剂量 因量而异正确的患者 因人而异 决策 问题 医生不是算命先生 无法算准每个病人的治疗效果 DNA分子是由腺嘌呤 A 胞嘧啶 C 鸟嘌呤 G 胸腺嘧啶 T DNA专有 和尿嘧啶 U RNA专有 碱基排列组成 每个人都存在差异 将其称为多态性 人类的基因发现几百万由单一的碱基变换而形成的位点既SNP 它意味着个人间最小的遗传差异 A 腺嘌呤T 胸嘧啶G 鸟嘌呤C 胞嘧啶 CGTTCTCTATTAACA GCAAGAGATAATTGT CGTGCTCTATTAACA GCACGAGATAATTGT 碱基的排列组合与遗传差异 SNP 单核苷酸多态性 SNP检测与分析 主要取材于外周血 药物作用的毒副作用和不良反应首先要考虑从SNP角度入手进行分析 这一点不需要置疑 至于对疗效和生存期分析 SNP的作用视具体情况而异 相对间接了一些 约59 的药物不良反应与遗传相关 方法学 荧光原位杂交 10 20bp 杂交测序 是二十年前就开发的非扩增的基因测序技术 避开PCR环节 前处理简单 表4 华法林药物代谢基因多态性检测室间质量评价不同方法统计结果 华法林药物代谢基因多态性检测室间质量评价结果报告 室间比对结果良好 个体化医疗的临床应用 18 1 TPMT 硫唑嘌呤 AZA TPMT 巯基嘌呤甲基转移酶 与AZA代谢MeMPN 6 甲巯基嘌呤TGN 6 巯鸟嘌呤核苷酸 已探明TPMT突变 1S 31其中影响TPMT活性的 TPMT活性 蛋白水平 及代谢产物水平与其基因突变密切相关 代谢产物 活性及人群分布 蛋白水平 野生型 杂合子 纯合子 TPMT 3C位点是国人突变的主要位点 1 3 硫唑嘌呤药物说明书 TPMT缺乏症的病人对AZA的骨髓抑制作用异常敏感 尤其是与TPMT抑制剂 别嘌呤醇 美沙拉嗪 奥沙拉嗪或柳氮磺砒啶 合用时 此作用会加重 FDA推荐检测 证据I类 FDA用药建议 1 正常基因型 1 1 的患者开始剂量 例如2 3mg kg d 根据疾病的类型调整剂量 两周后达到药物浓度的稳态 2 杂合子突变 1 3CTPMT活性中度降低 的患者应减少剂量正常起始剂量的30 50 例如1 1 5mg kg d 根据耐受程度调整剂量 2 4周后达到稳态血药浓度 如果发生骨髓抑制需要继续降低剂量 3 纯合子突变 3C 3C TPMT活性完全缺失的患者 剂量降低到1 10 由原来的每天一次变成每周只给三次 根据骨髓抑制的程度和特别疾病的需要调整 换药 4 由于拥有正常TPMT活性和基因型的个体仍然有可能出现血细胞减少症 血象检查仍需每月至少一次 多项研究指出 尽管TPMT基因突变率较低 但仍然建议临床医师在使用硫唑嘌呤药物前应进行TPMT基因检测 根据TPMT基因型进行用药可有效避免严重不良反应的发生 在使用硫唑嘌呤治疗炎症性肠炎和急性淋巴细胞白血病时 通过TPMT基因分型指导用药 从而避免严重不良反应的发生 平均可分别节省 1300和 3000 2 氯吡格雷个体化治疗 PCI 前体药物氯吡格雷 CYP2C19的多态性研究 我们可以根据CYP2C19的基因型将其代谢表型分为4类 超快代谢型UM快代谢型EM RM中间代谢型IM慢代谢型PM 其药动学反应被分为UMEMIMPM4种代谢型 无论氯吡格雷600 300还是75mg的不同剂量 活性代谢物和血小板抑制效应都呈剂量依赖性降低 越来越容易发生血栓 GWAS将ADP刺激的氯吡格雷血小板聚集反应定位CYP2C19所在的基因簇 CYP2C19 2携带者同非携带者相比心血管病1年病死率增加HR 2 42倍 95 CI1 18 4 99 FDA的黑框警告 氯吡格雷1997年美国批准上市2006年报道CYP2C18 2抗血小板功能降低 2009年起失功能等位基因副反应开始报道 如CYP2C19 2型年轻人心梗用药者心血管病终点事件风险增加到3 69倍 支架术后1月内再狭窄率增加 CYP2C19低功能等位基因冠脉综合症死亡心梗卒中等终点时间增加 2010年发现增加总死亡 2010年3月FDA出台黑框警告明示失功能基因型或换药 警告内容 警告 氯吡格雷代谢不良者 其在体内不能有效地转化为发挥药物作用的活性形式 药物疗效因而显著降低提醒 医生应了解目前可以对编码CYP的CYP2C19基因进行检测 可以选择进行此项检查来判断患者CYP2C19的功能 建议 已经证实的氯吡格雷代谢不良者 医生应考虑应用其他抗血小板药物 或增加氯吡格雷的剂量 其他影响氯吡格雷代谢的因素 氯吡格雷代谢不良还与其他一些基因的遗传变异有关 如ABCB1基因异常 PON1基因突变等 与CYP2C19突变共存时可能加重氯吡格雷代谢不良的程度 PON 1 AA纯合 半年后出现支架血栓的风险比为12 90 出现心肌梗死的风险比为4 93 病例分析 患者男 66岁因 反复胸闷1月余 入院入院后完善检查 予以拜阿司匹林 波立维双联抗血小板聚集 可定调脂稳定斑块 波利特护胃 雅施达降压等对症处理 排除禁忌后 于2015 5 7在局麻下行CAG PTCA 支架术 造影示左主干正常 前降支近段狭窄85 回旋支中远段弥漫性病变狭窄50 60 右冠脉近段瘤样扩张伴狭窄60 70 远段狭窄95 介入结论 冠脉多支病变 累及 LAD LCX RCA 成功PCITO右冠脉 PAPTNER3 0 36mm 成功PCITO前降支 PAPTNER3 0 24mm 现患者一般情况可 无明显胸闷 胸痛等不适主诉 予以出院随访 患者基因型 该患者目前采用阿司匹林联合氯吡格雷双重抗血小板治疗 从基因型角度考虑 患者CYP2C19酶为慢代谢型 PON1野生型 恐无法产生足够的氯吡格雷活性代谢产物 氯吡格雷抵抗风险较高 该抗血小板方案可能无法发挥足够的抗血小板作用 患者用药前血小板聚集率 ADP 76 用药后65 10 明显氯吡格雷抵抗 远期心血管事件风险大 建议更换抗血小板药物 3 抗凝治疗新指引 华法林 一 深静脉血栓或肺栓塞1 华法林 通常情况下 患者在治疗过程中 只有33 64 的时间达标 与剂量直接相关的ADR发生率为6 39 治疗矛盾 剂量不够发生血栓 剂量过大有出血的风险 CYP2C9负责清除S 华法林体成无活性产物 有50余种SNPs 其中CYP2C9 2和 3使酶活严重下降 清除华分别下降30 和80 易导致华蓄积 需要减少药量 维生素K环氧化物还原酶复合体 VKORC 是华法林的作用靶点 启动子区 1639G A多态致启动子表达不同 A需要降低减少30 华法林用药 VKORC1中国人突变高于欧美人群 造成华法林敏感性强于欧洲人群 GWAS研究 CYP2C9 2和 3在亚洲人突变频率较低VKORC1突变在亚洲人高频突变近年研究发现亚洲人高频的CYP4F2基因突变解释部分华法林剂量 1 CYP2C9 VKORC1基因型提前预判避免初始剂量过大 维持剂量 2 根据IWPC公式 预估维持剂量 加快达到稳态的时间 减少ADR 根据基因检测盒临床信息发展了一系列经验证的华法林用药剂量预测算法 如国际华法林药物基因组学联合会的算法 这些算法预测能力类似 约解释40 65 剂量变异 主要为白人 而单用临床信息仅能估计约20 剂量变异研究推动了NIH资助大规模华法林临床试验的研究 也促使FDA批准更新抗凝药物华法林的产品说明书上要求在警示信息中标明人的遗传差异可能影响其对该药物的反应但是华法林使用者常规临床基因检测的依据还需大规模临床试验验证 易出血的病人 连用其他抗凝药开支太大等情况等可基因检测 华法林基因指导的现状与展望 4 他汀药物的ADR 基因检测预测他汀类用药疗效不见得需要 因为已找到的遗传变异预测他汀疗效幅度都较小 10 15 而临床医生也可根据他汀种类 剂量和基线胆固醇决定他汀种类和剂量 所以不见得需要做基因检测来指导他汀的用药剂量 基因检测预测他汀毒副作用已经被临床应用 OATP1B1 polypeptideorganicaniontransporterP1B1 有机阴离子转运多肽P1B1 由SLCO1B1基因编码 参与肝脏摄取他汀SLCO1B1基因中有两个常见rs4149056 521T C Val174Ala 5 rs2306283 388A G 影响肝脏转运他汀的功能一项发表在NEJM上的GWAS发现一个多态rs4363657影响大剂量辛伐他汀 80mg 致心肌病 此位点同521T C高度连锁 R2 0 97 此发现后来得到重复 但效益未在阿托伐他汀及普伐他汀中得到验证 提示此效益为辛伐他汀特异性 2010年 美国约210万人用80mg的辛伐他汀 因为80mg剂量的辛伐他汀增加肌病 包括致死性横纹肌溶解 风险 2011年6月FDA宣布辛伐他汀说明书被修订 不提倡开最高80mg剂量的辛伐他汀处方 检测出SLCO1B1基因rs4149056 5预示更高的风险 SLCO1B1 5的毒副作用辛伐他汀 阿托伐他汀 普伐他汀 洛伐他汀或氟伐他汀 在40mg的辛伐他汀中 5的关联性同样被证实 虽然目前证据还在积累过程中 辛伐他汀1A 余2A 如果发现SLCO1B1 5 突变 改用其他水溶性他汀 减小剂量 或用其他药物 5 受体阻滞剂的ADR 受体阻滞剂美托洛尔 倍他乐克 主要被CYP2D6代谢 其最常见遗传变异CYP2D6 4 rs3892097 导致其失活 美托洛尔高暴露 导致心率和血压过度下降副作用 可根据CYP2D6的代谢型进行分类 比索洛尔 卡维他洛不经CYP2D6 PM 慢代谢 换药 用比索洛尔 卡维他洛或减少75 剂量IM 中间代谢 换药 用比索洛尔 卡维他洛或减少50 剂量UM 快代谢 换药 用比索洛尔 卡维他洛 6 HLA B15 02 HLA B58 01 SJS TEN InpatientsofChineseancestry thereisastrongassociationbetweenpresenceofoneortwocopiesoftheHLA B 1502alleleandtheriskofdevelopingSJS TEN Stevens JohnsonSyndrome ToxicEpidermalNecrolysis TheHLA B 1502allelehasbeenreportedpresentingreaterthan15 可能携带HLA B 1502等位基因的患者在接受卡马西平治疗之前应进行HLA B 1502等位基因筛查 筛查结果阳性的患者不宜使用卡马西平 除非其效益明显大于风险 医护人员应避免将苯妥英和磷苯妥英作为卡马西平的替代药物用于此类患者 在服用卡马西平并出现严重皮肤反应的患者中 超过90 的不良反应是出现在治疗的最初几个月 已服用卡马西平数月且没有出现皮肤反应的患者发生这种风险的几率较小 同样 服用苯妥英发生严重皮肤反应也绝大多数出现在治疗的最初几个月 拉莫三嗪 奥卡西平与卡马西平结构类似 亦有风险 可能携带HLA B 1502者 奥卡西平可致中度斑丘疹 2014年4月 武汉某三甲医院 连续发生别嘌醇和卡马西平严重不良反应事件2014年8月 广州某三甲医院 连续发生别嘌醇严重不良反应事件 别嘌呤醇 allopurinol 出现包括SJS等严重皮肤不良反应的风险高 一旦出现 死亡率高达26 在欧洲 别嘌醇是导致SJS的主要原因 在亚洲 别嘌醇是卡马西平之后 第二位导致SJS的原因 汉族所有别嘌醇诱导的SJS患者 100 都是HLA B 5801等位基因携带者 而在别嘌醇耐受者中 只有15 是HLA B 5801等位基因携带者 在正常人群中 20 为HLA B 5801等位基因携带者 另有数据显示 中国人群中 其频率为8 8 10 9 在中国人群中 其风险比OR高达580 3 检测 HLA B 5801rs9263726G A 7 UGT1A1基因与结直肠癌个体化医疗 结直肠癌的发病率和致死率居高不下 是严重危害我国人民健康的重大杀手之一 除手术治疗外 化疗和分子靶向治疗是目前治疗结直肠癌的较为有效的方法 伊立替康是作用于细胞周期S期的喜树碱类药物 能够通过有选择性地抑制拓扑异构酶I的活性来干扰DNA复制 常见UGT1A1基因突变 UGT1A1 28 启动子区TA重复序列突变 野生型为6个TA重复 突变型为7个TA重复UGT1A1 6 211G A突变 形成三种基因型GG GA和AA 与野生型相比 UGT1A1基因突变会使伊立替康药物代谢通路中UGT1A1酶活性降低30 80 UGT1A1 28突变基因携带患者会发生严重的腹泻等胃肠毒性 而UGT1A1 6突变基因携带者发生3 4级骨髓抑制 中性粒细胞减少的比例明显增高十分影响患者的生活质量甚至会引起死亡 临床上UGT1A1基因突变检测已经成为结直肠个体化医疗重要的步骤之一 FDA推荐检测 证据I类 8 他莫昔芬与CYP2D6 乳腺癌 他莫昔芬 作为雌激素受体拮抗剂用于治疗晚期乳腺