第二十三章治疗药物敏感性分子预测分析

本章主要学习内容和要求主要学习内容要求P450系统基因多态性检测基因与临床意义肿瘤靶向药物敏感性的分子检测肿瘤化疗药物敏感性判定的分子检测掌握

第二十三章治疗药物敏感性分子预测分析硝酸甘油用药基因检测

卡马西平用药的基因检测华法林用药的基因检测

熟悉了解肝酶P450系统P450系统相关基因多态性与药物代谢的关系

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人体内代谢药物的主要酶是细胞色素P450超家族(CytochromeP450proteins,CYP)，它们是一类主要存在于肝脏、肠道中的单加氧酶，多位于细胞内质网上，催化多种内、外源物质的（包括大多数临床药物）代谢。P450酶能通过其结构中的血红素中的铁离子传递电子，氧化异源物，增强异源物质的水溶性，使它们更易排出体外。CYP有多个亚家族，包括CYP3A4，CYP3A5,CYP2D6，CYP2C9，CYP2C19等。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药一、肝酶P450系统

上一页下一页P450亚族代谢的底物（药物）CYP1A2氧阿米替林，咖啡因，氟哌啶醇，茶碱，他克林，西咪替丁CYP2B6环磷酰胺CYP2C卡马西平，环磷酰胺，地西泮，布洛芬，奈普生，奥美拉唑，苯妥英，普奈洛尔，甲苯磺西脲CYP2D6异喹胍，大多数β受体拮抗剂，氧阿米替林，氯丙嗪，可待因，右美沙芬，恩卡尼，氟哌啶醇，去甲替林，维拉帕米CYP2E对乙酰氨基酚，乙醇，氟烷CYP3A胺碘酮，卡马西平，西沙必利，可卡因，皮质醇，环孢素，氨苯砜，地塞米松，地尔硫草，红霉素，丙米嗪，利多卡因，洛伐他汀，硝苯地平，孕酮，他克莫司，他莫昔芬，睾丸酮，丙戊酸盐，维拉帕米，长春新碱，华法令具有代表性药物代谢CYP1，CYP2和CYP3亚家族

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（一）CYP1A2

人类CYP1A2基因位于15号染色体,长约7.8kb,包括7个外显子和6个内含子。迄今为止,报道的CYP1A2的突变体大约有23种,其中研究最多的突变体主要有CYP1A2*1C、CYP1A2*1D、CYP1A2*1F、CYP1A2*1K、CYP1A2*11、CYP1A2*7。

CYP1A2在药物代谢、前致癌物激活的过程中起重要的作用,现已发现越来越多的药物由CYP1A2催化代谢,这些药物包括非那西丁、咖啡因、丙咪嗪、氯氮平、他克林、普萘洛尔和美西律等。由于基因突变导致的酶活性的改变,将会影响底物的代谢速率,从而增加药物不良反应的发生或者影响疗效发挥。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药二、P450系统相关基因多态性与药物代谢的关系

（二）CYP2C9基因

CYP2C9基因位于染色体10q24．2，全长55kb，包含9个外显子和8个内含子。人类的CYP2C9基因存在至少5种等位基因突变体，其中等位基因频率最高的三种分别是野生型CYP2C9*1、CYP2C9*2、CYP2C9*3。

CYP2C9使大约16％的药物羟基化，尤其对于华法林、苯妥英钠等治疗窗较窄的药物，虽然CYP2C9的突变发生率低，但因其代谢活性降低而易出现严重不良反应。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药二、P450系统相关基因多态性与药物代谢的关系（三）CYP2C19基因

CYP2C19主要存在于肝微粒体中，位于第10对染色体上(1q412-)包括9个外显和5个内含子，除了CYP2C19*1野生型外，还有多种突变等位基因，其中CYP2C19*2、CYP2C19*3为常见突变型。

CYP2C19参与了临床上20余种药物的代谢。奥美拉唑口服和静脉给药的代谢均受CYP2C19基因多态性的影响，在CYP2C19的不同表型组中，奥美拉唑的代谢动力学存在显著差异，PM者代谢明显减弱，提示弱代谢者体内药物浓度相对较高，因此在使用时，对强代谢者应加大剂量才能达到预期疗效。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药二、P450系统相关基因多态性与药物代谢的关系（四）CYP2D6基因

CYP2D6基因位于22号常染色体上，为隐性遗传。CYP2D6有CYP2D6*3、CYP2D6*4、CYP2D6*5、CYP2D6*6、CYP2D6*7、CYP2D6*8、CYP2D6*9、CYP2D6*10、CYP2D6*17、CYP2D6*41等突变等位基因，在中国人群中最常见的是CYP2D6*10，约占50％，其突变造成功能酶的表达严重减少。它的基因多态性可对底物药物的药效、药物相互作用及毒副作用产生显著影响。目前，CYP2D6基因多态性已经成为预测一些药物清除的替代基，例如抗抑郁药地昔帕明、氟伏沙明、米安色林、去甲替林和帕罗西汀，以及抗精神病药奋乃静等。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药二、P450系统相关基因多态性与药物代谢的关系（五）CYP3A5基因

CYP3A5在20％左右的人群中表达，在有表达的人群中其活性占体内CYP3A总活性的2％～60％，且表达呈多态性，CYP3A5*1为野生型，在非洲人表达比高加素人、亚洲人高。

CYP3A5的基因多态性对多种经CYP3A代谢的药物，尤其对治疗指数窄的药物如免疫抑制剂环孢素、他克莫司等的药动学和药效学产生显著影响。

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（六）CYP2E1基因

CYP2E1基因位于第10号染色体上,其大小为11.4kb,有9个外显子和一个典型的TATA盒子。CYP2E1的基因多态性导致了药物代谢的个体差异,CYP2E1的活性在人群中呈正态分布,而不像CYP2D6和CYP2C19那样呈多态性分布。中国人中主要有两种突变体:CYP2E1*2和CYP2E1*3。

CYP2E1是一类具有较高个体差异、毒理学上非常重要的酶,它不仅参与了药物的代谢,还能催化许多前致癌物和前毒物的活化过程。CYP2E1的底物多达75种,主要有氯唑沙宗、乙醇、醋氨酚、茶碱、氨苯砜、吸入性的含氟麻醉药(氟烷、甲氧氟烷、异氟烷等),还有各种工业和家庭常用的化学溶剂与环境污染物。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药二、P450系统相关基因多态性与药物代谢（七）CYP3A4基因

CYP3A是肝脏CYP450蛋白的主体,CYP3A酶活性的变化影响着循环类固醇的水平并与一半的氧化代谢药物相关,几乎代谢了目前50%的临床用药。CYP3A4*4是中国人中最主要的突变体,突变频率约为3.43%。CYP3A4*4是外显子5上发生的一个A13871G的碱基改变,导致第118位Ile(I)变为Val(V)。该突变使CYP3A4酶活性的降低,造成慢代谢的发生。

CYP3A4代谢许多临床药物、内源性化合物和环境污染物,大约有38个类别共150多种药物是它的底物,包括多种抗生素、抗真菌药、抗病毒药、抗精神病药、抗心律失常药和抗动脉粥样硬化药等。CYP3A4基因的多态性导致其代谢表型的差异,也是造成药物间相互作用的重要原因。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药三、P450系统基因多态性检测（一）CPY2C9基因检测

1.检测多态性位点CPY2C9*3(SNP:rs1057910)2.检测基因型AA,CC,CA3.检测方法基因测序或荧光定量PCR技术

4.检测结果的临床意义携带AA基因型为正常人群即广泛型代谢者用EM表示，携带AC的人群较携带AA基因型的人群的肝脏代谢能力要弱用IM表示，携带CC的人群较携带前两种基因型人群的肝脏代谢能力最弱用PM表示，肝脏代谢能力强弱的大小为AA型>AC型>CC型。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药三、P450系统基因多态性检测（二）CPY2C19基因检测

1.检测多态性位点CPY2C19*2(SNP:rs4244285)2.检测基因型GG,AA,GA3.检测方法基因测序或荧光定量PCR技术

4.检测结果的临床意义携带GG基因型为正常人群即广泛型代谢者用EM表示，携带AG基因型的人群较携带GG基因型的人群的肝脏代谢能力要弱用IM表示，携带AA的人群较携带前两种基因型人群的肝脏代谢能力最弱用PM表示，肝脏代谢能力强弱的大小为GG型>AG型>AA型。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药三、P450系统基因多态性检测（三）CPY2C19基因检测

1.检测多态性位点CPY2C19*3(SNP:rs4986893)2．检测基因型GG,AA,GA3．检测方法基因测序或荧光定量PCR技术

4.检测结果的临床意义携带GG基因型为正常人群即广泛型代谢者用EM表示，携带AG基因型的人群较携带GG基因型的人群的肝脏代谢能力要弱用IM表示，携带AA的人群较携带前两种基因型人群的肝脏代谢能力最弱用PM表示，肝脏代谢能力强弱的大小为GG型>AG型>AA型。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药三、P450系统基因多态性检测（四）CYP2D6基因检测

1．检测多态性位点

CPY2D6*10(SNP:rs1065852)2.检测基因型CC，CT,TT3.检测方法基因测序或荧光定量PCR技术

4.检测结果的临床意义携带CC和CT基因型的为正常人群即广泛型代谢者用EM表示，携带TT基因型的人群较携带CC和CT基因型的人群的肝脏代谢能力要弱用IM表示，肝脏代谢能力强弱的大小为CC型和CT型>TT型。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药三、P450系统基因多态性检测（五）CYP3A4基因检测

1.检测多态性位点CPY3A4*2(T15713C)2.检测基因型TT,CT,CC3.检测方法基因测序或荧光定量PCR技术

4.检测结果的临床意义携带TT和CT基因型的为正常人群即广泛型代谢者用EM表示，携带CC基因型的人群较携带CT和TT基因型的人群的肝脏代谢能力要强用UM表示，肝脏代谢能力强弱的大小为CC型>TT型和CT型。上一页下一页返回第一节肝酶P450系统基因检测与临床用药三、P450系统基因多态性检测（六）CPY3A5基因检测

1.检测多态性位点CPY3A5*3(A6986G)2.检测基因型AA，AG,GG3.检测方法基因测序或荧光定量PCR技术

4.检测结果的临床意义携带AA基因型为正常人群即广泛型代谢者用EM表示，携带AG基因型的人群较携带AA基因型的人群的肝脏代谢能力要弱用IM表示，携带GG的人群较携带前两种基因型人群的肝脏代谢能力最弱用PM表示，肝脏代谢能力强弱的大小为AA型>AG型>GG型。上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（一）EGFR基因检测易瑞沙（吉非替尼）和特罗凯（厄罗替尼）作为表皮生长因子受体（EGFR）酪氨酸激酶抑制剂(TKI)，是美国FDA批准用于NSCLC靶向治疗的主要药物。但是，临床试验表明易瑞沙和特罗凯仅对10-30%的NSCLC病人有显著疗效。进一步的研究发现EGFR基因突变与NSCLC靶向治疗的疗效具有相关性，绝大多数携带EGFR基因突变的病人疗效显著

上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测上一页下一页针对EGFR分子通路开发的靶向小分子药物返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（一）EGFR基因检测1.检测的靶点与方法应用基因测序或荧光定量PCR检测EGFR基18,19,20,21外显子相关突变位点。2．检测结果与临床意义

18外显子发生突变包括杂合性或纯合突变增强肿瘤细胞对TKI的敏感性；

19号外显子发生突变包括杂合性或纯合突变或者发生缺失可增强肿瘤细胞对TKI的敏感性；

20号外显子发生突变包括杂合性或纯合突变将增强肿瘤细胞对TKI的耐药；

21外显子发生突变包括杂合性或纯合突变可增强肿瘤细胞对TKI的敏感性。上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（一）EGFR基因检测上一页下一页EGFR基因检测的与靶向药物敏感性相关的基因检测位点返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测上一页下一页EGFR基因测序检测基本过程返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测上一页下一页EGFR基因18外显子核苷酸序列检测图谱EGFR基因19外显子核苷酸序列检测图谱EGFR基因20外显子核苷酸序列检测图谱EGFR基因21外显子核苷酸序列检测图谱返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测上一页下一页（二）k-RAS基因检测

EGFR单克隆抗体可与内源性配体竞争性结合EGFR，阻断EGFR介导的细胞通路，产生抗肿瘤效应。而一旦K-ras基因发生突变，（EGFR）单克隆抗体就会失效，不能起到抑制肿瘤的作用。因此，正常的k-RAS基因（野生型）可抑制肿瘤细胞生长，而一旦发生突变，它就会持续刺激细胞生长，打乱生长规律，从而导致肿瘤的发生。

EGFR分子信号通路返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（二）k-RAS基因检测1.检测的靶点与方法应用基因测序法或荧光定量PCR方法针对K-RAS基因的第2外显子密码子12和13的检测。2．检测结果与临床意义（1）若测序图第12位氨基酸Gly（GGT）处出现Ala（GCT）,Asp(GAT),Arg(CGT),Cys(TGT),Ser(AGT),Val(GTT),则已产生了突变，若仅为Gly（GGT），则判定为野生型。（2）若测序图第13位氨基酸Gly（GGT）处出现Asp(GAC),则已产生了突变，若仅为Gly（GGC），则判定为野生型。上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（二）k-RAS基因检测上一页下一页K-ras

基因第2外显子核苷酸序列检测图谱

返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（三）HER2基因检测曲妥珠单抗（Trastuzumab）商品名赫赛汀是一种重组DNA衍生的人源化单克隆抗体，选择性地作用于HER2的细胞外部位。此抗体属IgGl型，含人的框架区，及能与HER-2结合的鼠抗-p185HER2抗体的互补决定区。曲妥珠单抗是抗体依赖的细胞介导的细胞毒反应（ADCC）的潜在介质。在体外研究中，曲妥珠单抗介导的ADCC被证明在HER2过度表达的癌细胞中比HER2非过度表达的癌细胞中更优先产生。上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（三）HER2基因检测1检测的靶点与方法主要检测HER2基因在肿瘤细胞的表达包括蛋白水平与mRNA水平表达，检测方法包括免疫组织化学方法、荧光原位杂交法以及荧光定量PCR方法2.检测结果与临床意义

HER2基因在肿瘤细胞是否存在过表达，该基因表达的水平可用于曲妥珠单抗治疗效果的判定。在晚期乳腺癌的临床治疗过程中HER2基因过表达的患者相对于低表达的患者在接受曲妥珠单抗治疗时有较长的无疾病进展生存时间。上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（三）HER2基因检测上一页下一页Her2(-)Her2(+)FISH返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测（四）c-kit基因检测

伊马替尼（Imatinib，又称格列卫/Glivec）是小分子酪氨酸激酶抑制剂，它能选择性地抑制Kit、BCR-ABL和PDGFRA。目前，伊马替尼用于治疗Kit蛋白阳性、不能手术切除和/或转移性的恶性GIST，其临床疗效令人振奋。但并非所有GIST患者经伊马替尼治疗后都能取得良好疗效，临床研究表明GIST中c-kit基因的突变情况与伊马替尼分子靶向治疗的疗效密切相关。

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1.检测的靶点与方法

应用基因测序法或荧光定量PCR方法进行c-kit基因外显子11和外显子9的突变情况检测。2.检测结果与临床意义

c-kit外显子11突变的患者应用伊马替尼疗效最好，外显子9突变的患者疗效次之，而无基因突变的GIST患者疗效最差。上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测上一页下一页肿瘤种类靶向药物检测基因检测方法非小细胞肺癌易瑞沙（吉非替尼）特罗凯（厄洛替尼）EGFRK-RASBRAFALK基因测序突变大肠癌西妥昔单抗/爱必妥K-RASBRAF基因测序突变乳腺癌曲妥珠单抗/赫赛汀HER2FISH检测基因含量胃间质瘤伊马替尼/格列卫c-kit基因测序突变以及基因检测表达返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析二、肿瘤化疗药物敏感性判定的分子检测

最近几年，药物遗传学/药物基因组学在化疗药物作用机制等方面的研究获得了突破性进展，发现化疗药物对肿瘤细胞的杀伤效应与特定的一种（一组）基因的表达和/或多态性显著相关。通过相关基因的检测，预测化疗药物的疗效，选择合适的药物进行个体化化疗，已经成为提高疗效、减少无效治疗的合理选择。

上一页下一页返回第二节肿瘤治疗药物敏感性的分子检测分析一、肿瘤靶向药物敏感性的分子检测上一页下一页药物靶基因检测方法临床意义铂类ERCC1核苷酸修复相关基因荧光定量PCR检测基因表达低表达使肿瘤对药物敏感抗微管类药物紫杉醇,长春新碱TUBB33型微管蛋白荧光定量PCR检测基因表达低表达使肿瘤对药物敏感吉西他滨RRM1核酸核苷还原酶荧光定量PCR检测基因表达低表达使肿瘤对药物敏感抗代谢药物TYMS胸腺苷合成酶荧光定量PCR检测基因表达低表达使肿瘤对药物敏感伊利替康UGT1A1尿苷葡萄糖醛酸转移酶基因测序检测突变判定伊立替康用药的毒性依托泊苷TOP2ADNA解旋酶荧光定量PCR检测基因表达低表达使肿瘤对药物敏感芳香化酶抑制剂CYC19A1芳香化酶基因测序检测突变突变影响药物疗效返