周宏灝-藥物基因組學(xué)與個(gè)體化用藥與床與創(chuàng)新藥物開發(fā).ppt

,藥物基因組學(xué)與個(gè)體化用藥及新藥創(chuàng)制,周宏灝 中國工程院院士 中南大學(xué)臨床藥理（遺傳藥理）研究所,新藥創(chuàng)制前沿理論全國研究生暑期學(xué)校，2010-7-16, 長沙,人類基因組計(jì)劃,1990年正式啟動(dòng)人類基因組測序計(jì)劃, 2003年完成。 識(shí)別人類基因組的所有大約3萬個(gè)dna 測定組成人類基因組dna的約30億對(duì)核苷酸的序列,各種“組學(xué)”（omics）應(yīng)運(yùn)而生,蛋白質(zhì)組學(xué) (proteomics) 過敏原組學(xué)(allergenomics) 文獻(xiàn)組學(xué)(bibliomics) 生物組學(xué)(biomics) 心血管基因組學(xué)(cardiogenomics) 細(xì)胞組學(xué)(cellomics) 化學(xué)基因組學(xué)(chemogenomics) 化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)(chemogenomics) 染色質(zhì)組學(xué)(chromonomics) 染色體學(xué)(chromosomics) 組合多肽組學(xué)(combinatorial peptidomics) 計(jì)算rna組學(xué)(computational rnomics) 低溫生物組學(xué)(cryobionomics ),結(jié)晶組學(xué)(fragonomics) 細(xì)胞色素組學(xué)(cytomics) 降解組學(xué)(degradomics) 生態(tài)毒理基因組學(xué)(ecotoxicogenomics) 脂類組學(xué)(eicosanomics) 胚胎基因組學(xué)(embryogenomics) 環(huán)境組學(xué)(epitomics) 表觀基因組學(xué)(epigenomics) 表達(dá)組學(xué)(expressomics) 通量組學(xué)(fluxomics) 碎片組學(xué)(fragonomics) 等等,藥物基因組學(xué)和遺傳藥理學(xué),藥物基因組學(xué) ( pharmacogenomics, pgx) : 研究dna如何影響藥物反應(yīng) 遺傳藥理學(xué)（pharmacogenetics, pgt) : 研究dna變異如何引起藥物反應(yīng)差異 屬于藥物基因組學(xué)的范疇 = 藥理學(xué) + 基因組學(xué), 目標(biāo): 藥物反應(yīng)的遺傳易感性 個(gè)體化藥物治療 根據(jù)個(gè)體的遺傳結(jié)構(gòu)選擇適合病人的藥物種類和劑量 傳統(tǒng)用藥的新變革,藥物治療的有效性和毒性個(gè)體差異,相同劑量、不同體內(nèi)藥物濃度和總量,惡性腫瘤 老年滯呆 糞尿失禁 丙型肝炎 骨質(zhì)疏松癥 偏頭痛(慢性) 風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 偏頭痛(急性) 糖尿病 哮喘 心律失常 精神病 抑郁癥(ssri) 鎮(zhèn)痛(cox2),無效 安全有效 毒性,有效率:25%-80%,藥物adr嚴(yán)重 全球死亡主要原因第 46 位 我國因藥物不良反應(yīng)住院人數(shù)： 250萬/年; 因藥物不良反應(yīng)死亡人數(shù)：20萬/年,80- 60- 40- 20- 0-,年齡 老年人 兒童 新生兒,性別,身高/體重,并發(fā)癥,病程,藥物個(gè)體差異的影響因素,臟器功能 肝, 腎, 心,環(huán)境因素 飲食 / 吸煙/ 合并用藥,藥物反應(yīng)個(gè)體差異,基因多態(tài)性,藥物代謝遺傳因素的決定性,基因,環(huán)境,h,g,f,e,d,c,b,a,d: 雙香豆素,c: 阿司匹林,b: 安替比林,a: 保泰松,h: 二苯妥因,f: 水楊酸鈉,e:異戊巴比妥,親脂性藥物,生物轉(zhuǎn)化,親水性代謝產(chǎn)物,藥物重吸收,藥物重吸收,肝臟,藥物代謝,g: 鋰鹽,排泄,cyp2c9*2,no enzymatic activity,430ct (arg144cys),cys,單核苷酸多態(tài)性 （snp）,導(dǎo)致人類遺傳易感性的重要因素 導(dǎo)致人類藥物代謝和反應(yīng)差異的重要因素,gt突變,野生型 突變型,服用40 mg 奧美拉唑后,mean95%可信區(qū)間 奧美拉唑 (mg/l),cyp2c19*2/*2,cyp2c19*1/*2,cyp2c19*1/*1,cyp2c19 基因型/表型 基因劑量效應(yīng),auc:,1.1 0.6,0.6 0.3,mg.h/l,5.32.2,cyp2d6 基因型/表型,傳統(tǒng)用藥,個(gè)體化用藥,100mg,500mg,100mg,10mg,超強(qiáng)代謝者,強(qiáng)代謝者,中等代謝者,弱代謝者,根據(jù)cyp2d6基因型選擇去甲替林劑量,功能性： cyp2d6*1,功能降低： cyp2d6*2,*9, *10,*17,無功能： cyp2d6*3,*4,*6,基因缺失： cyp2d6*5,xie hg, personalized medicine (2005) 2(4), 325337,藥物作用受藥物代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)、靶點(diǎn)多態(tài)性控制,藥代動(dòng)力學(xué),藥效動(dòng)力學(xué),藥物療效和毒性的個(gè)體差異,基因組,基因變異 (單核苷酸多態(tài)性),藥物靶點(diǎn),藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體,藥物代謝酶,舉例: 6-巰基嘌呤代謝 和 巰基嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶,6-巰基嘌呤(6-mp),硫唑嘌呤,非酶代謝,硫尿酸,巰基嘌呤,次黃嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶,硫基次黃嘌呤單磷酸鹽 (6-timp),yimercaptopurine nucleotides (6-mmp),thioguanine nucleotides (6-tgn),tpmt,內(nèi)消旋肌醇單核苷酸酶脫氫酶 impdh,與 dna/rna整合 骨髓毒性,肝毒性,黃嘌呤氧化酶xo,tpmt,tpmt基因多態(tài)性及6-mp毒性,s放射性腫瘤累計(jì)發(fā)生率,放射治療后時(shí)間 (年),mcleod et al., 2000,根據(jù)tpmt基因型調(diào)整6-mp劑量,0,10,20,30,0,500,5000,毒性風(fēng)險(xiǎn)高,毒性風(fēng)險(xiǎn)低,cellular tgn,常規(guī)劑量,0,10,20,30,0,2,4,6,8,10,*2, *3a, *3c,*1,tpmt activity,conventional dose,0,10,20,30,0,500,5000,cellular tgn,6-10%,65%,基于tpmt基因型的劑量,基因檢測,急性淋巴性白血病是小兒白血病中最常見的一類 基因檢測可確定小兒白血病的亞型，從而有助于及時(shí)和正確的診斷 小兒白血病治愈率由1960s的4%提高到現(xiàn)在的80%,基因檢測和依據(jù)基因型的化療藥物治療對(duì)小兒白血病生存率的影響,new england journal of medicine, 2006, 200l;,個(gè)體化給藥使all治愈率顯著提高,基因測試有助于確定小兒白血病的變異基因，幫助醫(yī)生選擇合適的藥物種類和劑量。,伊立替康（轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌）代謝,伊立替康 (前藥-無活性),酯酶,sn-38 (活性),ugt1a1 (肝臟內(nèi)),sn-38g,膽汁,(ta)6taa,1,2,3,4,5,(ta)7taa,1,2,3,4,5,ugt1a1 活性,sn-38 濃度,6/6 野生型,7/7 突變型,ugt1a1 ta 重復(fù)序列與伊立替康,n=524,41.9,33.8,14.3,0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,6/6,6/7,7/7,ugt1a1 genotype,objective response (%),p=0.045,from mcleod et al, 2004,ugt1a*28相關(guān)的伊立替康療效 (45級(jí)嗜中性白血球低下),結(jié)腸癌 (n= 59) 毒性: 10%,innocenti et al, j clin oncology 22:1-7, 2004,egfr信號(hào)通路和惡性腫瘤靶向藥物治療,n u c l e u s,raf,mekk,erk,sek,mapk,jnk/sapk,c-myc,c-jun,pi3k,akt,intermediates,apoptosis,p,p,rho-b,ki-67,extracellular,intracellular,ras,y,egfr,tki （吉非替尼，厄洛替尼）,mab (cetuximab，西妥昔單抗，愛必妥 ),凋亡,增殖,增殖,k-ras,帶有k-ras 突變的結(jié)腸癌患者對(duì)西妥昔單抗的療效降低,k-ras 變異 和 惡性腫瘤的抗-egfr 治療,12, 13外顯子(96%) and 61 12外顯子 35ga(甘天門冬）為主,g,ctgatgccg,egfr,tk,g,細(xì)胞膜,k-ras的功能突變不受上游信號(hào)控制,k-ras發(fā)生率及藥物療效,licar a, intl j oncology, 2010;36:1137,轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌 273例 檢測k-ras基因：12，13密碼子7個(gè)常見突變 野生型： 54.5% 突變型： 45.5% （gly12asp最多： 38.5%） 西妥昔單抗（cetuximab）治療有效者的野生型為85.7% 有效者中也有突變型；無效者中也有野生型,個(gè)體化用藥能夠提高結(jié)腸癌的藥物療效,langreth, r. (2008), imclones gene test battle, f, 16may,k-ras基因型 檢測,不用西妥昔治療,用西妥昔治療,西妥昔治療,治療成功,個(gè)體化用藥降低結(jié)腸直腸癌治療費(fèi)用 - 美國,治療有效者平均每人節(jié)省60%費(fèi)用 40%療效不好的病人避免罕見副作用 有效率沒有改變，為 25%,langreth, r. (2008), imclones gene test battle, f, 16 may,進(jìn)行kras檢測,不進(jìn)行 kras檢測,$22.800,$38.000,$97.022,$156.554,是否進(jìn)行kras檢測實(shí)行愛必妥個(gè)體化治療費(fèi)用 的比較,$0,$50,000,$100,000,$150,000,$200,000,平均治療費(fèi)用/人,平均治療費(fèi)用/有效病人,個(gè)體化用藥降低結(jié)腸直腸癌治療費(fèi)用 我國,西妥昔臨床用法： 每周注射一次。 初始量第一周400mg/m2，隨后每周250mg/m2。按中國人平均體表面積計(jì)算，第一次用7瓶（100毫克/瓶） ，以后每次用4瓶。 4400元/瓶。首次量：44007=30800元；其后每次：44004=17600元。 西妥昔停用指針為腫瘤進(jìn)展（藥物治療無效，病情惡化）。西妥昔治療患者腫瘤無進(jìn)展中位時(shí)間為16周，也即注射16次，合計(jì)費(fèi)用為294800元。 k-ras基因突變患者可平均節(jié)約30萬元。,han et al. j clin oncology 23(11),2006,mutation,wilt-type,mutation,wilt-type,egfr主要功能突變: 19號(hào)外顯子：glu746-ala750 缺失 21號(hào)外顯子：leu858arg,攜帶egfr突變的非小細(xì)胞肺癌患者對(duì)吉非替尼(gefitinib,tki) 療效更好,19-21外顯子突變純合子,19-21外顯子突變雜合子,19-21外顯子野生純合子,用 tki (gefitinib)治療,用 tki (gefitinib)治療,不用 tki (gefitinib)治療,ecfr 檢測,根據(jù)非小細(xì)胞肺癌患者egfr基因型應(yīng)用吉非替尼(gefitinib,tki),售價(jià)：550元/片。每天口服藥物費(fèi)用550元，每月費(fèi)用16500元。 基因檢測egfr無突變患者可節(jié)省1-6個(gè)月的藥費(fèi)：16500元至99000元。,個(gè)體化用藥降低非小細(xì)胞肺癌治療費(fèi)用,高血壓病 n=422,cyp2d6*1*10+arg389arg cyp2d6*10*10+arg389arg/gly389arg,cyp2d6*1*1+arg389arg/gly389arg cyp2d6*1*10+gly389arg cyp2d6*10*10+gly389gly,cyp2d6*1*1/cyp2d6*1*10+gly389gly,隨機(jī)分兩組,cyp2d6*1*10+arg389arg cyp2d6*10*10+arg389arg/gly389arg,cyp2d6*1*1+arg389arg/gly389arg cyp2d6*1*10+gly389arg cyp2d6*10*10+gly389gly,cyp2d6*1*1/cyp2d6*1*10+gly389gly,25mg, bid 12w,125mg, bid 12w,25mg, bid 12w,50mg, bid 12w,n=14,n=100,n=104,n=n=14,n=91,n=104,常規(guī)治療,個(gè)體化治療,美托洛爾治療高血壓的個(gè)體化用藥,a1,a2,a3,b1,b2,b3,前瞻性美托洛爾治療高血壓的個(gè)體化用藥研究,a, 常規(guī)治療,b, 個(gè)體化治療,0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20, sbp, dbp,blood pressure decrease (mm hg),p= 0.118,p = 0.009,a1+a3,b1+b3,0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,sbp,dbp,blood pressure decrease (mm hg),p = 0.027,p = 0.001,liu j and zhou hh, 2008,美托洛爾治療高血壓的個(gè)體化用藥,根據(jù)cyp26和1受體基因型調(diào)整劑量的個(gè)體化治療比均使用相同劑量的常規(guī)治療有更顯著的降壓療效； 兩組中相同的基因型（a1與b1; a3與b3）,使用了相同的不同的劑量，在根據(jù)基因性選擇藥物的個(gè)體化治療組有比常規(guī)治療組有更顯著的降壓療效,* sbp p=0.014 vs a2; dbp p=0.014 vs a2; dbp p=0.034 vs a2;,常規(guī)治療a組中，不同基因型使用同一劑量有不同的降壓療效,20 16 12 8 4 0 ,blood pressure decrease (mm hg),a1 a2 a3,sbp,dbp,*,25 mg, bid,美托洛爾治療高血壓的個(gè)體化用藥,a、b兩組相同基因型（a3和b3），分別應(yīng)用25和50mg，有不同的降壓療效,* p0.05 p0.01,bp reduction (mm hg),20 15 10 5 0 ,*,b3 50mg, bid,a3 25mg, bid,sbp,dbp,美托洛爾治療高血壓的個(gè)體化用藥,基因?qū)蛐椭委熃M(12.5mg bid)舒張壓降低顯著高于常規(guī)治療組(25mg bid),*,20 15 10 5 0 ,b1 12.5mg, bid,a1 25mg, bid,bp reduction (mm hg),sbp,dbp,個(gè)體化醫(yī)學(xué),a lifelong, individually tailored health care approach to the detection, prevention and treatment of disease based on knowledge of an individuals precise genetic profile.,風(fēng)險(xiǎn)分析,篩選/診斷,個(gè)體化醫(yī)學(xué),預(yù)測,監(jiān)測,發(fā)病易感遺傳缺陷,預(yù)后,早期查出,預(yù)測可能的發(fā)病過程,預(yù)測對(duì)藥物的可能反應(yīng),監(jiān)測藥物反應(yīng)和發(fā)病反復(fù),健康狀態(tài),無癥狀疾病狀態(tài),慢性疾病/接受治療狀態(tài),合理治療的適應(yīng),病人分層 / 治療選擇,有癥狀疾病狀態(tài),個(gè)體化醫(yī)學(xué)-基因組學(xué)醫(yī)學(xué)-21世紀(jì)醫(yī)學(xué),針對(duì)每個(gè)個(gè)體的基因譜，進(jìn)行個(gè)體化的終身疾病檢測、預(yù)防和治療,預(yù)警(predictive) 疾病概率史-dna序列 定期體檢和血液帶白參數(shù)檢測 預(yù)防(preventive) 生活方式的改變和避免危險(xiǎn)因素 疫苗 重點(diǎn)在療養(yǎng) 個(gè)體化治療(personalized therapy) 根據(jù)個(gè)體的獨(dú)特遺傳變異, 選擇合適藥物和治療方案 開發(fā)針對(duì)獨(dú)特遺傳變異人群的藥物 參與(participatory) 病人了解疾病并參與用藥選擇,個(gè)體化用藥,the use of information from a patients genotype to select the most appropriate therapy for a disease or condition - the right dose of the right drug to the right patients at the right time. the first applicable area in personalized medicine.,個(gè)體化用藥,新的醫(yī)學(xué)模式:個(gè)體化治療 （personalized therapy），根據(jù)分子診斷提出治療方案,診斷,分子診斷-預(yù)測反應(yīng),治療,理想反應(yīng),打破試誤醫(yī)學(xué)的循環(huán),個(gè)體化用藥-個(gè)體化醫(yī)學(xué)的先行領(lǐng)域,病人,a 藥,adr,b 藥,循證醫(yī)學(xué),病人,分子診斷,adr,目標(biāo)藥,個(gè)體化用藥,健康體系,循證醫(yī)學(xué),個(gè)體化用藥,療效不同-浪費(fèi)資源和時(shí)間 常見和不可預(yù)知的藥物不良反應(yīng),量體裁衣治療 提高療效，減少不良反應(yīng),把“試誤醫(yī)學(xué)”當(dāng)做標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療模式是不完善的,舊的醫(yī)學(xué)模式: 反復(fù)嘗試，不斷摸索-“試誤醫(yī)學(xué)” （trial and error medicine）,個(gè)體化用藥,循證醫(yī)學(xué)：以群體數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)個(gè)體來說，仍為反復(fù)嘗試，不斷摸索，達(dá)到理想治療的過程,中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院的個(gè)體化藥物治療服務(wù),2004年10月中南大學(xué)湘雅三院成立個(gè)體化治療咨詢中心； 2006年中南大學(xué)臨床藥理研究所成立個(gè)體化用藥基因檢測中心； 2010年，衛(wèi)生行政部門批準(zhǔn)，中南大學(xué)成立有獨(dú)立法人資格的非贏利的湘雅醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所。,中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)檢測所個(gè)體化治療臨床服務(wù),增加劑量 減少劑量 換藥,臨床診斷,湘雅醫(yī)學(xué)檢測所,遺傳變異 分子診斷,方案建議,分子診斷書,臨床醫(yī)生優(yōu)化治療方案,fda批準(zhǔn)藥品說明書中的遺傳變異,要求檢測 推薦檢測 有報(bào)告,fda批準(zhǔn)藥品說明書中的遺傳變異,2*. 在危險(xiǎn)人群中檢測,fda批準(zhǔn)藥品說明書中的遺傳變異,藥品說明書fda確認(rèn)的與基因多態(tài)性,中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所個(gè)體化治療檢測項(xiàng)目,中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所個(gè)體化治療檢測項(xiàng)目,檢測方法的發(fā)現(xiàn)、確證和臨床應(yīng)用,臨床常用 治療窗較窄 超過治療窗用藥風(fēng)險(xiǎn)增大 藥物反應(yīng)個(gè)體差異大 沒有替代藥物可選,需要pgx干預(yù)施行個(gè)體化治療的藥物,男，56 歲，高血壓，職員 美托洛爾 20mg bid; 高血壓和交感神經(jīng)高反應(yīng)控制差 基因檢測：1- gly389gly 用藥指導(dǎo)：增大180%美托洛爾的劑量 40mg bid; 高血壓和交感神經(jīng)高反應(yīng)得到很好控制,個(gè)案舉例,個(gè)體化藥物治療臨床服務(wù),廣東,福建,安徽,北京,江西,陜西,重慶,目標(biāo),把藥物基因組學(xué)的知識(shí)的普及和應(yīng)用納入公眾健康決策過程 擴(kuò)展發(fā)展中國家的遺傳藥理學(xué)和藥物基因組學(xué)知識(shí) 運(yùn)用遺傳藥理學(xué)和藥物基因組學(xué)為人們提供醫(yī)療服務(wù) 為遺傳藥理學(xué)和藥物基因組學(xué)研究提供地區(qū)性基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái),涉及104 個(gè)國家, 覆蓋78% 世界人口,104 pgeni countries; 78% of world population,pgeni international centers,結(jié)論,個(gè)體化醫(yī)學(xué)是根據(jù)個(gè)體對(duì)特定疾病的易感性的基因變異而施行的早期預(yù)警、預(yù)防和一旦發(fā)病后根據(jù)藥物相關(guān)基因的變異實(shí)行個(gè)體化藥物治療。 個(gè)體化治療是根據(jù)每個(gè)病人的遺傳結(jié)構(gòu)實(shí)行分子診斷，選擇合適的藥物和劑量，優(yōu)化治療方案，是個(gè)體化醫(yī)學(xué)的先行領(lǐng)域； 藥物安全性是病人從個(gè)體化用藥首先受益的領(lǐng)域；惡性腫瘤是目前呼喚和最需要個(gè)體化藥物治療的一類疾病；癌癥靶向藥物治療的個(gè)體化用藥就是一個(gè)典型的成功例子； 當(dāng)前，雖然不是所有的藥物都能實(shí)行基因?qū)虻膫€(gè)體化治療，對(duì)于前藥、安全藥物濃度范圍窄、以及作用靶點(diǎn)是重要分子或途徑的藥物個(gè)體化治療已經(jīng)有顯著臨床應(yīng)用意義； 個(gè)體化用藥還是處于初始階段，為了推進(jìn)個(gè)體藥物治療，在技術(shù)層面上需要更多大樣本、多中心、多因素、多基因的臨床試驗(yàn)；同時(shí)也需要更精確、方便、低廉、快速的分子診斷技術(shù)和檢測方法。,科技部藥物基因組學(xué)創(chuàng)新技術(shù)服務(wù)平臺(tái),藥物基因組應(yīng)用技術(shù)平臺(tái),chinese pharmacogenomics network,藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn),藥物靶點(diǎn)確證,先導(dǎo)化合物篩選,化合物庫篩選,上市,先導(dǎo)化合物優(yōu)化,臨床前研究,臨床試驗(yàn)i/ii/iii期,藥 物 基 因 組 學(xué),遺 傳 藥 理 學(xué),基因組學(xué)研究 發(fā)現(xiàn)、克隆 表型分析（轉(zhuǎn)基因、基因敲除） 確定靶點(diǎn)（疾病模型）確定先導(dǎo)化合物 評(píng)價(jià)admet 優(yōu)化設(shè)計(jì) 臨床前研究 臨床研究,選擇更多、更好、針對(duì)性的靶點(diǎn),提高臨床試驗(yàn)精確性 預(yù)測效應(yīng)和adr 針對(duì)特殊治療人群,藥物基因組學(xué)已全面介入新藥研發(fā)的全過程,鑒定靶標(biāo),克隆編碼靶標(biāo)的基因,新靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和新藥開發(fā),以重組方式表達(dá)靶標(biāo),合成優(yōu)化的先導(dǎo)化合物,先導(dǎo)化合物,應(yīng)用抑制劑篩選重組靶標(biāo),靶標(biāo)晶體結(jié)構(gòu)和靶標(biāo)/抑制劑復(fù)合物,臨床前試驗(yàn),毒性和pk研究,病人或動(dòng)物模型功能基因組學(xué) 全長cdna文庫、基因表達(dá)譜 蛋白質(zhì)組及序列、蛋白質(zhì)間相互作用,應(yīng)用pgx發(fā)現(xiàn)新靶標(biāo)和開發(fā)新藥之六步,敲除/轉(zhuǎn)基因小鼠功能基因組學(xué)、基因表達(dá)譜 蛋白質(zhì)組學(xué)、表達(dá)譜 與蛋白質(zhì)序列 抗體、rnai 等抑制劑,建立化合物/天然物文庫供高通量分析 組合化學(xué) 重組蛋白之細(xì)胞表現(xiàn)系統(tǒng)。,藥物設(shè)計(jì)、制劑 pk/pd, dna芯片動(dòng)物細(xì)胞水平藥理學(xué)評(píng)價(jià) 生物信息學(xué)：藥物模擬、虛擬篩選,藥效、藥理、藥代、安全性評(píng)價(jià) 表達(dá)譜分析、蛋白質(zhì)相互作用,患者基因檢查與分層 有效/無效者snp譜 表達(dá)譜分析比較,發(fā)現(xiàn)疾病基因及靶點(diǎn),鑒定疾病基因及靶點(diǎn),化合物高通量篩選,先導(dǎo)化合物優(yōu)化,臨床前試驗(yàn),臨床試驗(yàn),1st step：探討疾病基因及其靶分子： (a) 所用材料：(1) 患病者及疾病模型動(dòng)物；(2) 功能基因組學(xué)；(3) 全長cdna文庫；(4) 基因表達(dá)譜；(5) 蛋白質(zhì)組分析。 (b) 生物信息學(xué)：(1) 表達(dá)譜 (如芯片)分析；(2) 蛋白質(zhì)序列分析；(3) 蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用之預(yù)測。 2nd step：鑒定疾病基因 (a) 蛋白質(zhì)組學(xué)：(1) 敲除小鼠；(2) 蛋白過度表達(dá)；(3) 功能基因組學(xué)；(4) 轉(zhuǎn)基因小鼠分析；(5) 抗體、rnai 等抑制劑；(6) 基因表達(dá)譜；(7) 蛋白質(zhì)組之分析。 (b)生物信息學(xué)：(1) 表達(dá)譜 (如芯片)分析；(2) 蛋白質(zhì)序列分析； 。 3rd step：高通量篩選 (a) (1) 建立化合物文庫供高通量分析；(2) 組合化學(xué)；(3) 建立天然物文庫供高通量篩選分析；(4) 制造重組蛋白之細(xì)胞表現(xiàn)系統(tǒng)。 (b) 生物信息學(xué)及化合信息學(xué)包括：化合物數(shù)據(jù)庫，高通量數(shù)據(jù)庫及組合化學(xué)等等。,應(yīng)用pgx發(fā)現(xiàn)新靶標(biāo)和開發(fā)新藥之六步,4th step：先導(dǎo)化合物優(yōu)化 (a) (1) 藥物設(shè)計(jì)；(2) 藥理藥效；(3) 藥代；(4) dna芯片由動(dòng)物細(xì)胞水平進(jìn)行藥理學(xué)評(píng)價(jià)；(5) 代謝研究及制劑加工。 (b) 生物信息學(xué)：(1) 藥物模擬（drug simulation）；(2) 虛擬篩選（virtual screening）：例如癌細(xì)胞靶點(diǎn)有16種蛋白質(zhì)，由35 億分子於56 個(gè)月，找到幾種化合物可抑制癌細(xì)胞生長。 5th step：臨床前試驗(yàn) (a) 藥效藥理：(1) 藥物狀態(tài)，(2) 毒性等安全試驗(yàn)。 (b) 生物信息學(xué)：(1) 預(yù)測蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)相互作用；(2) 表達(dá)譜分析。 6th step：臨床試驗(yàn) (a) (1) 患者之基因 檢查；(2) 臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)；(3) 藥效評(píng)價(jià)(有效者及無效者，根據(jù)snp分層分析)；(4) 表達(dá)譜及藥物間之差異；(5) 選擇患者；(6) 安全性評(píng)價(jià)。 (b) 生物信息學(xué)：表達(dá)譜之分析。 新藥上市,應(yīng)用pgx發(fā)現(xiàn)新靶標(biāo)和開發(fā)新藥之六步,1. 以基因蛋白質(zhì)之結(jié)構(gòu)尋找靶標(biāo)藥物 2. 以dna芯片分析基因表達(dá)的變化，研究靶標(biāo)藥物 3. 以蛋白質(zhì)生物芯片protein biochip分析與蛋白質(zhì)結(jié)合分子之靶標(biāo)藥物 4. 個(gè)體化藥物（order/tailored-made藥物：因個(gè)人snp差異引起的藥物反應(yīng)差異而開發(fā)的適合個(gè)人的藥物,應(yīng)用pgx開發(fā)新藥的主要策略,應(yīng)用pgx開發(fā)新藥的策略,根據(jù)靶標(biāo)結(jié)構(gòu)篩選與其結(jié)合的候選藥物：靶標(biāo)如為細(xì)胞因子或生長因子的受體時(shí)，與其結(jié)合?？梢种萍?xì)胞因子或生長因子的信號(hào)傳導(dǎo)；與細(xì)胞核內(nèi)受體結(jié)合的藥物，可調(diào)控代謝。目前特別對(duì)功能末期的孤兒受體（orphan receptor，其配體結(jié)構(gòu)不明）的配體最受關(guān)注。 以dna芯片分析表達(dá)譜開發(fā)新藥： 由芯片法分析正常人與病人的基因表達(dá)差異，探討討病人所具有的之有特異性的基因轉(zhuǎn)錄組(transcriptome)的抑制或活化作用，如化合物能抑制基因的轉(zhuǎn)錄，對(duì)基因有調(diào)控作用時(shí)，即可能成為治療疾病的藥物。 用蛋白芯片對(duì)靶分子的高通量分析：用各種化合物點(diǎn)在芯片上，其上再加擬探討之酶。於芯片之化合物上，如有蛋白質(zhì)量合即該化合物有可能為可抑制該酶之藥物。 根據(jù)snps開發(fā)個(gè)體化治療藥物（tailor-mede medicines).,66,核賽汀(herceptin)-人源化單抗-個(gè)體化藥物,乳腺癌細(xì)胞,核賽汀,治療效應(yīng)：癌細(xì)胞死亡,25% her2+,乳腺癌病人,her2+：核賽汀作用靶標(biāo),her2 受體 (人表皮生長因子受體2),67,核賽汀(herceptin)-源化單抗-個(gè)體化藥物,乳腺癌細(xì)胞,核賽汀,治療效應(yīng)：no,her2-：核賽汀無作用靶標(biāo),25% her2+,乳腺癌病人,(1)曲妥株單抗與her2陽性的癌細(xì)胞結(jié)合，刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，使循環(huán)中的自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤的識(shí)別能力增強(qiáng),機(jī)體免疫系統(tǒng)的自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,(2)曲妥株單抗還可拮抗生長因子對(duì)腫瘤細(xì)胞的調(diào)控，終止腫瘤細(xì)胞的生長和分化,不用曲妥株單抗，癌細(xì)胞繼續(xù)生長和分化,her2陽性癌細(xì)胞,核賽汀(herceptin)-人源化單抗-個(gè)體化藥物,fda官員重視pgx在新藥研發(fā)中的作用,“pharmacogenomics holds great promise to shed scientific light on the often risky and costly process of drug development, and to provide greater confidence about the risks and benefits of drugs in specific populations. pharmacogenomics is a new field, but we intend to do all we can to use it to promote the development of medicines.” 藥物基因組學(xué)是行在藥物發(fā)展崎嶇艱辛道路上的探照燈；是研究特殊人群用藥的奠基石。所以我們會(huì)竭盡所能致力于研究物基因組學(xué)這個(gè)全新領(lǐng)域以促進(jìn)醫(yī)學(xué)發(fā)展。,-mark mcclennan, m.d. fda commissioner nov, 2003,fda與藥物基因組學(xué),2002: 提出pgx是資料提交的安全港概念 2003: 發(fā)布藥企提交資料指導(dǎo)原則草稿 2004: pgx 被確認(rèn)為fda通向未來的“重要途徑”中的關(guān)鍵機(jī)會(huì) 多專業(yè)pgx評(píng)估小組組成. fda受理“自主基因組學(xué)數(shù)據(jù)的提交 (voluntary genomic data submission, vgds)” 2005 設(shè)立基因組網(wǎng)站: /cder/genomics 藥企指導(dǎo)原則最終規(guī)定發(fā)布,1990-基因變異致嚴(yán)重毒性而從市場撤出的藥物,pgx可避免新藥的臨床毒性和市場召回,開發(fā)費(fèi)用 (m=百萬美元),no pgx: $324m,with pgx: $245m,54,41,38,160,31,pre-clin,phase 1,phase 2,phase 3,phase 4,from oxagen,27,30,48,94,45,pgx可降低新藥研發(fā)費(fèi)用和開發(fā)周期,data from cmr international institute for regulatory science 2003,pgx 在新藥研發(fā)中的作用,根據(jù)病人的遺傳變異（基因型）分層，研究不同遺傳變異的病人的pk、治療效應(yīng)和安全性 評(píng)估藥物代謝酶不同基因型/表型的藥物代謝動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以便預(yù)估劑量 尋找pk極端值、毒性、有效和無效受試者的遺傳差異，發(fā)現(xiàn)有意義的基因變異的結(jié)構(gòu)和功能 對(duì)嚴(yán)重的和不能解釋的不良反應(yīng)尋求遺傳方面的解釋 臨床試驗(yàn)受試者均應(yīng)留dna標(biāo)本以備必須的pgx研究 建立已知dmes基因型的受試者庫，以備具多態(tài)性特征的dme特異性底物（試驗(yàn)藥物）時(shí)用,t1/2, hr,10,20,30,40,50,地昔帕明 pk 參數(shù),cyp2d6 *6/*9,基因型鑒定可提高臨床試驗(yàn)準(zhǔn)確性和解釋逸出值,不含cyp2d6 pm (2 無效等位基因)； 發(fā)現(xiàn)一個(gè)逸出值者，屬pm； 具 *6 無效等位基因和酶活性降低的*9等位基因； 預(yù)期*9 基因型發(fā)生率為0.4%,em,pm,35,33,80,14,0,0,中心 1,中心 2,中心 3,受試者例數(shù),100 80 60 40 20 0 ,任一中心對(duì)cyp2d6底物的耐受性可能作出錯(cuò)誤結(jié)論 任一中心獲得的pk參數(shù)或三中心合并的參數(shù)均不符合白人和中國人總體人群,cyp2d6代謝底物(propafenone)多中心i期臨床試驗(yàn),cyp2d6代謝底物(propafenone)多中心i期臨床試驗(yàn),cyp2d6代謝底物(propafenone)多中心i期臨床試驗(yàn),cyp2c19底物 ii 期臨床試驗(yàn)病例分布,em,pm,95,63,80,20,5,7,1,2,3,臨床試驗(yàn)中心,受試者例數(shù),120 80 40 0 ,cyp2c19底物ii期臨床試驗(yàn),1,2,3,臨床試驗(yàn)中心,血漿藥物濃度,有效率：53% 不良反應(yīng)率：5%,有效率：67% 不良反應(yīng)率：9%,有效率：74% 不良反應(yīng)率：21%,總不良反應(yīng)率：10% 預(yù)期發(fā)生率：15%,100- 75- 50