肿瘤分子诊断

1、肿瘤分子诊断服务介绍肿瘤分子诊断服务介绍2标准化用药个体化用药个体化用药标准化用药标准化用药个体化用药标准疗法1标准疗法2标准疗法3肿瘤药物与相关靶标肿瘤药物与相关靶标4如何实现个体化用药？如何实现个体化用药？分子分型分子分型 药物疗效药物疗效目前的服务目前的服务目前的平台目前的平台目前的客户目前的客户肿瘤TaqMan-ARMs医院感染性疾病测序健康管理公司新生儿筛查实时定量PCR研究所qPCR-HRM药厂循环肿瘤细胞（CTC）保险公司mRNA表达检测循环肿瘤细胞（CTC)检测基因多态性检测体细胞基因突变检测体细胞基因突变检测EGFR, K-RAS, B-RAF，C-KIT8 qPCR-HRM

2、 qPCR-HRM（可用于血浆标本检测）（可用于血浆标本检测） Taqman-ARMS Taqman-ARMS（与国际获批的技术相当）（与国际获批的技术相当） DNA DNA测序（基因突变检测的金标准技术）测序（基因突变检测的金标准技术）9 所有定量所有定量PCRPCR仪均可使用。仪均可使用。 主要用于各类组织，包括手术、穿刺或镜检组织类。主要用于各类组织，包括手术、穿刺或镜检组织类。 2 2小时即可完成检测小时即可完成检测 试剂盒商业化程度高，临床认可程度高试剂盒商业化程度高，临床认可程度高 国内已有试剂盒获批国内已有试剂盒获批SFDASFDA10 qPCR-HRM qPCR-HRM技术是基

3、于高效稳健的技术是基于高效稳健的PCRPCR上的高分辨熔解曲线分析上的高分辨熔解曲线分析（High-Resolution Melting）技术，灵敏度可以达到技术，灵敏度可以达到1%-0.1%1%-0.1%，既能检测已，既能检测已知突变，也能检测未知突变。知突变，也能检测未知突变。 qPCR-HRMqPCR-HRM的突变检测已获国际多中心双盲实验验证（的突变检测已获国际多中心双盲实验验证（Journal of Journal of Molecular Diagnostics, Vol. 11, No. 6, November 2009Molecular Diagnostics, Vol. 11

4、, No. 6, November 2009）。实例图：利用实例图：利用HRM技术对技术对7个样本分别进行个样本分别进行EGFR（左图）、（左图）、KRAS（右图）突变检测，（右图）突变检测，红色表示该样本发生突变，蓝色表示未突变，蓝色横直线为阴性对照。左图显示红色表示该样本发生突变，蓝色表示未突变，蓝色横直线为阴性对照。左图显示2个样个样本发生了本发生了EGFR突变；右图显示突变；右图显示4个样本发生了个样本发生了KRAS突变。突变。EGFRKRAS11 血浆血浆EGFREGFR突变检测：突变检测： 18 18号外显子：无突变号外显子：无突变1919号外显子：突变号外显子：突变2020号外显

5、子：无突变号外显子：无突变2121号外显子：无突变号外显子：无突变附图附图主要特点：主要特点： 实现血浆中来自肿瘤的微量实现血浆中来自肿瘤的微量DNADNA的的突变检测。突变检测。 目前所做的临床实验目前所做的临床实验中，中，血浆血浆EGFREGFR检测结果检测结果与与其其手术标本手术标本之间的整体符之间的整体符合率合率符合率达到符合率达到91.25%91.25%。 是临床上不能手术、也同时不愿穿是临床上不能手术、也同时不愿穿刺患者的替代检测方案；也可刺患者的替代检测方案；也可 获得获得性耐药进行预先检测。性耐药进行预先检测。国际公认的分子检测金标准有明确的物价收费实验流程较复杂，需要大型仪器

6、突变突变检测技术之一检测技术之一 DNADNA测序测序肿瘤类型肿瘤类型靶向药物靶向药物基因基因疗效佳的情况疗效佳的情况非小细胞肺癌易瑞沙（Iressa）特罗凯（Tarceva）EGFRKRASEGFR突变/KRAS野生 胃肠间质瘤格列卫（Gleevec）C-KitC-kit第11外显子突变/PDGFR突变 结直肠癌爱必妥KRASBRAF野生型突变检测项目列举突变检测项目列举EGFR突变检测突变检测EGFR E19 / E21EGFR E19 / E21敏感突变敏感突变 适合使用适合使用TKITKI药物治疗药物治疗耐药位点检测耐药位点检测T790MT790MK-RAS突变检测突变检测BRAFNC

7、CNNCCN 2010年NCCN结直肠结直肠癌临床实践指南癌临床实践指南指出： K-ras基因为野生型而同时具有BRAF V600E突变的患者，靶向EGFR抗体治疗无效。肿瘤学临床实践指南（中国版）2010第一版药物名称药物名称检测靶标检测靶标检测内容检测内容检测结果检测结果预测内容预测内容吉非替尼/厄洛替尼EGFR基因突变野生型耐药突变型敏感西妥昔单抗K-ras，B-raf基因突变野生型敏感突变型耐药伊马替尼C-Kit基因突变野生型耐药突变型敏感基因多态性检测与药物代谢毒性(UGT1A1,CYP,DPD)2021-12-2519单核苷酸多态性（SNP）是最常见的基因变异至少至少1%1%的人群

8、的人群绝大多数人群绝大多数人群共有序列共有序列G to CG to CSNPSNP 位点位点变异的序列变异的序列最常见的基因多态性 SNP2021-12-2520为什么为什么 SNPs SNPs 重要重要? ?个体个体 1 1个体个体 2 2= SNP variations in DNA= SNP variations in DNASNPSNP标志基因标志基因 A A基因基因 B B基因基因 A ASNP SNP 可能使基因可能使基因 B B 产生变产生变异的蛋白质分子异的蛋白质分子2021-12-2521个体的个体的SNP SNP 谱谱SNP SNP 谱谱A ASNP SNP 谱谱B BSN

9、P SNP 谱谱C CSNP SNP 谱谱F FSNP SNP 谱谱E ESNP SNP 谱谱D D2021-12-2522SNP SNP 谱有助于确定药物的疗效和副作用谱有助于确定药物的疗效和副作用乳腺癌病人乳腺癌病人个体的个体的SNP SNP 谱可以分成不同的类型谱可以分成不同的类型SNP SNP 谱谱 A A对药物有期望的反应对药物有期望的反应对药物没有期望的反应对药物没有期望的反应SNP SNP 谱谱 A A的人对药物的人对药物有期望的反应有期望的反应SNP SNP 谱谱E ESNP SNP 谱谱 B BSNP SNP 谱谱 C CSNP SNP 谱谱D D药物代谢与药物代谢与SNP检

10、测检测化疗药物在体内经过吸收、代谢、分布和清除，通过其活性物质对治疗靶点的直接化疗药物在体内经过吸收、代谢、分布和清除，通过其活性物质对治疗靶点的直接攻击而发挥作用，整个过程需要多种蛋白质攻击而发挥作用，整个过程需要多种蛋白质/ /酶的共同参与和协同作用。酶的共同参与和协同作用。SNP SNP 主要是指在基因组水平上变异频率大于主要是指在基因组水平上变异频率大于1%1%的单核苷酸变异所引起的的单核苷酸变异所引起的DNADNA序列多序列多态性，多态性会导致不同个体体内各种蛋白，酶活性的差异，因此导致药物使用情态性，多态性会导致不同个体体内各种蛋白，酶活性的差异，因此导致药物使用情况的不同。况的不

11、同。胆红素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶基因（胆红素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶基因（UGT1A1UGT1A1）UGT1A1*27(C686A)或UGT1A1*28(TA)7TAA: 野生型：6个TA UGT1A1*6(G211A)：使使UGT1A1UGT1A1的转录活性下降了三分之二。的转录活性下降了三分之二。导致对伊立替康的毒性增加。导致对伊立替康的毒性增加。FDA提示：UGT1A1的多态性-伊立替康伊立替康的毒性增加的毒性增加(6TA)此型的酶活性是野生型的此型的酶活性是野生型的4949 。25CYP19A1CYP19A1是芳香化酶的编码基因，临床研究已证实有着很大的影响是芳香化酶的编码基因，

12、临床研究已证实有着很大的影响作用。在接受芳香化酶抑制剂治疗的乳腺癌患者中，携带作用。在接受芳香化酶抑制剂治疗的乳腺癌患者中，携带CYP19A1CYP19A1基因基因rs4646rs4646（GTGT）突变患者的治疗效果较无此突变的患者显著）突变患者的治疗效果较无此突变的患者显著2-42-4（下图）。（下图）。CYP19A1 rs4646CYP19A1 rs4646（GTGT）SNPSNP是乳腺癌患者接受芳香化酶抑制剂治是乳腺癌患者接受芳香化酶抑制剂治疗疗效的有效预测指标疗疗效的有效预测指标。 如图一项对乳腺癌患者的临床研究显示：如图一项对乳腺癌患者的临床研究显示：CYP19A1CYP19A1基

13、因基因rs4646rs4646突变的患者使用芳香化突变的患者使用芳香化酶抑制剂药物疗效明显优于野生型患者酶抑制剂药物疗效明显优于野生型患者（p0.0001p0.0001）1 1。参考文献参考文献1. Ian ES et al. N Engl J Med. 2003;384:2431-42.1. Ian ES et al. N Engl J Med. 2003;384:2431-42.2. Ramon C et al. Clin Cancer Res. 2008;14:811-6. 2. Ramon C et al. Clin Cancer Res. 2008;14:811-6. 3. Luna

14、rdi G et al. J Clin Oncol. 2009; 27: 555. 3. Lunardi G et al. J Clin Oncol. 2009; 27: 555. 4. Fasching PA et al. Breast Cancer Res Tr. 2008;112:89-4. Fasching PA et al. Breast Cancer Res Tr. 2008;112:89-98.98.基因表达检测（基因表达检测（mRNAmRNA表达）表达）(ERCC1BRCA1TUBB3TS)(ERCC1BRCA1TUBB3TS)相关肿瘤相关肿瘤药物名称药物名称检测靶标检测靶标检

15、测内容检测内容检测结果检测结果预测内容预测内容结直肠癌贝伐单抗VEGFRmRNA表达水平高疗效好低疗效差乳腺癌曲妥珠单抗HER-2FISH/mRNA表达水平高疗效好低疗效差肝癌索拉非尼pDGFRmRNA表达水平低疗效好高疗效差28靶向药物靶向药物项目名称项目名称样本样本结果结果疗效关系关系曲妥珠单抗HER2乳腺癌（手术/穿刺）+阳性疗效好-HER2HER2基因表达基因表达检测检测采用采用RT-PCRRT-PCR方法替代方法替代FISHFISH或免疫组化方法，临床准确率或免疫组化方法，临床准确率达达97%97%以上。以上。主要特点：主要特点：客观，不用人为观察。客观，不用人为观察。时间短，整个检

16、测时间短，整个检测6060分钟左右完成。分钟左右完成。高通量，一次可以检测高通量，一次可以检测6 6人份。人份。PDGFR 低表达患者的无进展生存期和总生存期明显长于高表达患者索拉菲尼检测基因索拉菲尼检测基因-PDGFR-PDGFR贝伐单抗检测基因贝伐单抗检测基因-VEGFR药物名称检测靶标检测内容奥沙利铂/卡铂/顺铂ERCC1/BRCA1mRNA表达水平5-FU/培美曲赛TSmRNA表达水平紫杉醇/多西紫杉醇/长春瑞滨STUBB3,STMN1mRNA表达水平替莫唑胺MGMTmRNA表达水平阿霉素/表柔比星TOPOamRNA表达水平吉西他滨RRM1mRNA表达水平ERCC1ERCC1表达与铂类

17、药物疗效相关表达与铂类药物疗效相关的临床数据的临床数据 ERCC1ERCC1阴性患者，能从铂类辅助化疗中获益阴性患者，能从铂类辅助化疗中获益. .BRCA1/2BRCA1/2表达与铂类药物疗效相表达与铂类药物疗效相关的临床数据关的临床数据 BRCA1BRCA1过度表达过度表达铂类耐药的预测因子铂类耐药的预测因子 抗微管类药物的敏感因子抗微管类药物的敏感因子34 低低TS mRNA水平的肿瘤水平的肿瘤患者接受氟类化疗的效患者接受氟类化疗的效果较好，中果较好，中位生存期较位生存期较长。长。 TSTS低表达的患者对培低表达的患者对培美曲赛的疗效好。美曲赛的疗效好。TSTS高表达影响氟类和培美曲塞药效

18、高表达影响氟类和培美曲塞药效Shirota Y et al. J Clin Oncol. 2001;19:4298-304Shirota Y et al. J Clin Oncol. 2001;19:4298-304药物名称检测靶标检测内容检测结果预测内容奥沙利铂/卡铂/顺铂ERCC1/BRCA1mRNA表达水平高疗效差低疗效好5-FU/培美曲赛TSmRNA表达水平高疗效差低疗效好紫杉醇/多西紫杉醇/长春瑞滨STUBB3,STMN1mRNA表达水平高疗效差低疗效好替莫唑胺MGMTmRNA表达水平高疗效差低疗效好阿霉素/表柔比星TOPOamRNA表达水平高疗效好低疗效差吉西他滨RRM1mRNA表

19、达水平高疗效差低疗效好分子靶标分类靶向药物靶标基因突变EGFR突变K-RAS突变B-RAF突变基因表达VEGFR表达pDGFR表达HER-2表达化疗药物靶标基因表达ERCC1表达TS表达RRM1表达基因多态性UGT1A1多态性CYP19A1多态性DPD多态性药物名称靶标检测内容化疗药物铂类ERCC1，BRCA1mRNA水平，2项XRCC1， GSTP1， MRP2基因多态性，4项（女，6项）BRCA1(女)异环磷酰胺CYP2C9*3基因多态性，1项丝裂霉素NQO1基因多态性，1项依托泊苷TopomRNA水平，1项CYP3A4*4 ,MDR1基因多态性，2项紫杉醇/多西紫杉醇/长春瑞滨TUBB3

20、,STMN1mRNA水平，2项CYP8*3基因多态性，1项伊立替康UGT1A1*6, UGT1A1*28基因多态性，2项吉西他滨RRM1mRNA水平，1项CDA基因多态性，1项培美曲赛TSmRNA水平，1项靶向药物吉非替尼/厄洛替尼EGFR (Exon19/20/21)基因突变，3项西妥昔单抗K-ras , B-raf基因突变，3项EGFRmRNA水平，1项贝伐单抗VEGFRmRNA水平，1项NSCLCNSCLC个体化用药系统方案个体化用药系统方案 遗传性非息肉性结直肠癌（HNPCC)是由DNA错配修复基因（MMR)发生基因突变导致的一种单基因的显性遗传疾病，又称lynch综合症，发生基因异常

21、的个体其患发结直肠癌的风险约为60%。HNPCC实验室检测流程目前已发现的导致人类HNPCC发生的MMR有MSH2、MLH1、MSH6、PMS1、PMS2，其中MSH2和MLH1基因的功能最重要，其突变占已发现突变的90%左右。39研究显示， 约有86%-95%的HNPCC具有MSI特征， 而散发型大肠癌中只有16%。 MSI所产生的遗传不稳定性将加速恶性肿瘤的发生。1997年美国NCI (national cancer institution)将MSI确定为检测和筛选HNPCC的重要方法之一，并推荐将BAT26、BAT25、D2S123、D5S346和D17S250 5个位点作为检测HNPC

22、C的位点。40实验室检测流程MSIMSI检测检测MLH1MLH1，MSH2MSH2，MSH6MSH6突变筛查突变筛查MLH1MLH1，MSH2MSH2，MSH6MSH6热点突变检测热点突变检测检测名称检测名称检测技术检测技术临床意义临床意义MSI（5个位点）PCR+片段分析法HNPCC风险评估明确是否检测MMR突变MLH1,MSH2,MSH6基因突变检测（35个外显子）DNA测序HNPCC鉴别诊断确定突变位点，评估家族中高危个体风险热点突变检测DNA测序确定家族中是否存在已知的突变检测名称检测名称标本要求标本要求MSI检测病理蜡块一份（或白片10片），外加5ml抗凝外周血，4度运达MLH1,M

23、SH2,MSH6基因突变检测病理蜡块一份（或白片10片），常温运达热点突变检测5ml抗凝外周血，4度运达肿瘤在变肿瘤在变We can look at tumors for changes at the DNA, RNA and protein levels. It certainly gives us a way of looking at what is happening inside a tumor, and thats very exciting. Dr. Gordon MillsChair Systems BiologyMD Anderson Cancer CenterHouston

24、, TxAs reported in“The Cancer Test” TIME (June 14, 2007)1869年 Aust Med J，Ashworth最早在转移性癌症患者血液中观察到。2005年 N Engl J Med，Cristofanilli证实治疗前CTC数目是转移性乳腺癌患者无进展生存期和总生存期的独立预测因子。 循环肿瘤细胞指从实体瘤中脱离出来并进入外周血液循环的肿瘤细胞。循环肿瘤细胞指从实体瘤中脱离出来并进入外周血液循环的肿瘤细胞。原发肿瘤血管原发肿瘤血管生成侵润生成侵润侵入血管内侵入血管内侵入血管外侵入血管外(CTC)(CTC)血管内增殖血管内增殖(CTM)(CTM

25、)转移转移转移转移播散肿瘤细胞播散肿瘤细胞（DTCDTC）微转）微转移休眠灶移休眠灶循环肿瘤细循环肿瘤细胞（胞（CTCCTC）循环肿瘤循环肿瘤微栓微栓（CTMCTM）凋亡的凋亡的CTCCTC侵润侵润肿瘤细胞肿瘤细胞扩增扩增血管生成血管生成上皮间质上皮间质转化转化（EMTEMT）间质上皮间质上皮转化转化（METMET）转移到骨转移到骨髓和其他髓和其他器官器官从红细胞和白细胞中富集恶性肿瘤细胞将恶性肿瘤细胞与红细胞、白细胞、正常上皮细胞、造血干细胞等区分开来每每10mL10mL血液中可能仅含有几个到几十个循环血液中可能仅含有几个到几十个循环肿瘤细胞，而肿瘤细胞，而10mL10mL血液中含有的白细胞

26、约有血液中含有的白细胞约有1 1亿个，红细胞有亿个，红细胞有500500亿个。亿个。过滤法ISET: Isolation by Size of Epithelial Tumor cells8m孔径过滤膜，漏检体积较小的肿瘤细胞敏感性低梯度密度法肿瘤细胞和单核细胞密度小于1.077g/mlCTC纯度低，混入较多白细胞肿瘤细胞会迁移至血浆层，而聚集后容易下沉聚蔗糖-泛影葡胺(Ficoll-Hypaque)对细胞有毒性免疫磁珠法免疫磁珠法肿瘤细胞表面抗原肿瘤细胞表面抗原EpCAMEpCAM与包绕着磁珠的特异性单与包绕着磁珠的特异性单抗相结合抗相结合CellSearchCellSearch细胞保存方法细胞保存方法长达长达9696小时小时实验室室间差异小实验室室间差异小EpCAMEpCAM的假阳性和假阴性的假阳性和假阴性90年代中期开始摸索捕获、分析CTC的方法1999-2003 大量临床实验建立CellSearch与CTC的临床相关数据2004 获得美国