[臨床醫(yī)學(xué)]藥物相關(guān)基因檢測與臨床藥物治療治療 許景峰[1]

1、藥物相關(guān)基因與個體化藥物治療許景峰據(jù)世界衛(wèi)生組織的最新統(tǒng)計，各國住院病人發(fā)生藥品不良反應(yīng)的比率在10%至20%，其中5%的患者會因為嚴重的藥品不良反應(yīng)而死亡。目前全世界死亡的病人中，約有1/3的患者死于用藥不當(dāng)，藥品不良反應(yīng)致死占社會人口死因的第4位。藥物毒性或不良反應(yīng)的發(fā)生往往是因為藥物反應(yīng)的個體差異所致；個體差異使藥品的效果差異顯著。藥物相關(guān)基因研究藥物有效率三環(huán)類抗抑郁藥50-80 %阻滯藥65-85 %ACE抑制藥70-90 %5-HT1 抑制藥55-80 %HMG CoA 還原酶抑制藥70-90 %干擾素30-70 %抗惡性腫瘤藥30-80 % 藥物劑量（mg）呋塞米20 - 250

2、 依地尼酸50 - 400 氨苯蝶啶25 - 200 普萘洛爾10 - 240 美托洛爾12.5 - 200 卡托普利6.25 - 25 異喹胍20 - 400 纈沙坦80 - 320維拉帕米80 - 480利血平0.125 -1 降壓藥的劑量范圍各類常用藥物的有效率藥物相關(guān)基因研究藥物反應(yīng)個體差異年齡老年、兒童、新生兒 性別身高、體重環(huán)境因素食物/ 吸煙 / 合并用藥 合并癥病程 器官功能基因型遺傳結(jié)構(gòu)藥物相關(guān)基因研究0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%基因環(huán)境因素II糖尿病乳腺癌男性心肌梗死原發(fā)性高血壓病冠心病I糖尿病苯妥英鋰水揚酸異戊巴比妥雙香豆素阿司匹林安

3、替匹林保泰松遺傳和非遺傳因素在藥物代謝中的作用藥物相關(guān)基因研究基因是載有特定生物遺傳信息的DNA分子片斷，人類基因包括兩大區(qū)域:1.編碼區(qū)(占5%);2.側(cè)翼序列 DNA分子是由腺嘌呤（A） 、胞嘧啶(C）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T，DNA專有）和尿嘧啶（U，RNA專有）堿基排列組成,每個人都存在差異，將其稱為多態(tài)性。 人類的基因發(fā)現(xiàn)幾百萬由單一的堿基變換而形成的位點既SNP，它意味著個人間最小的遺傳差異。 A:腺嘌呤T:胸嘧啶G:鳥嘌呤C:胞嘧啶CGTTCTCTATTAACAGCAAGAGATAATTGTCGTGCTCTATTAACAGCACGAGATAATTGT藥物相關(guān)基因研究.C C

4、A T T G A C.C C A T T G A C.G G T A A C T G.G G T A A C T G.C C A T T G A C.C C G T T G A C.G G T A A C T G.G G C A A C T G.C C G T T G A C.C C G T T G A C.G G C A A C T G.G G C A A C T G.A/A野生型純合子單核苷酸多態(tài)性形成三種基因型和表型XXXA/a野生型雜合子a/a突變純合子高活性中活性低活性GCCCACCTCGCCCGCCTC甲病人乙病人Wild typeMutationWild typeConcent

5、rationMutationConcentrationTimeTimeCYP450CYP450 相同的劑量不同的血漿濃度藥物相關(guān)基因研究吸收 - 慢 - 快受體 - 缺失 - 豐富代謝 - 慢速 - 中等 - 快速 - 超快速排泄 - 緩慢 - 正常藥物體內(nèi)過程)吸收藥物代謝酶藥物轉(zhuǎn)運分布藥物轉(zhuǎn)運代謝藥物代謝酶排泄藥物轉(zhuǎn)運藥物相關(guān)基因研究藥物代謝動力學(xué)藥物效應(yīng)動力學(xué)藥物效應(yīng)和毒性差異藥物相關(guān)基因藥物靶點藥物轉(zhuǎn)運體藥物代謝酶藥物相關(guān)基因研究CYP 450 主要存在于肝微粒體中, 它的活性決定藥物的代謝速率,與藥物的清除率有著直接關(guān)系。CYP 450酶系的基因主要有CYP1 ,CYP2 ,CYP3

6、 三家族,有以下幾種重要的P450 酶: CYP 1A2、CYP2A6、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4。藥物代謝酶根據(jù)CYP2D6基因型調(diào)整抗抑郁藥劑量3839米帕明多慮平馬普替林曲米帕明地昔帕明去甲替林氯米帕明帕羅西丁文拉法辛阿米替林米安色林PMIMEMUM18213217480301288138174129928113217941811259811915292118138747593115135941161327084110130641159360148170523838% 平均劑量PMIMEM阿米替林氯丙咪嗪多慮平米帕明,曲米帕明西酞普蘭舍曲林嗎氯

7、貝胺% of standard dose三環(huán)抗憂郁藥選擇性5羥色胺再吸收抑制藥 % 平均劑量根據(jù)CYP2C19基因型調(diào)整TCAs和5SRIs劑量1受體基因突變藥物計量調(diào)整1受體野生純合子高敏感性美托洛爾25mg/次，bid100%阿替洛爾50mg/次，qd100%比索洛爾5mg/次， qd100%雜合子中度敏感性美托洛爾25mg/次，bid150%阿替洛爾50mg/次，qd150%比索洛爾5mg/次，qd150%突變純合子低敏感性美托洛爾25mg/次，bid建議改用其他藥物阿替洛爾50mg/次，qd建議改用其他藥物比索洛爾5mg/次，qd建議改用其他藥物項目類別檢測基因相關(guān)藥物檢測意義高血脂用

8、藥基因檢測 有機陰離子轉(zhuǎn)運蛋白基因(SLCO1B1)、ABCB1 他汀類降脂藥 基因突變者降低總膽固醇作用顯著減弱。 硝酸甘油用藥基因檢測 ALDH2 硝酸甘油 基因突變導(dǎo)致硝酸甘油難以發(fā)揮有效作用。故基因有缺陷的患者，不能完全把硝酸甘油片當(dāng)作救命之舉。 高血脂藥物及硝酸甘油遺傳性耳聾約70%的耳聾為遺傳性耳聾。GJB2是導(dǎo)致遺傳性耳聾最常見的基因，在我國約有21%的先天性耳聾患者與該基因相關(guān)；其次為PDS基因（即大前庭導(dǎo)水管，在我國接近20%）和線粒體DNAA1555G突變（1%2%）。攜帶隱性遺傳耳聾基因的父母，再生育聾兒的風(fēng)險25%，顯性遺傳耳聾再生育則具有50%的風(fēng)險?；蚨鄳B(tài)性與耳聾

9、耳聾家族對傳統(tǒng)的氨基糖甙類抗生素如慶大霉素、鏈霉素等已有警惕，臨床上一些新型氨基糖甙類藥物如：愛大（硫酸依替米星）、奈特（奈替米星）、依克沙（硫酸異帕米星）、小兒利寶（硫酸慶大霉素）、諾達（硫酸奈替米星）等名稱具有一定的迷惑性，可能造成臨床上醫(yī)生的誤用。 基因多態(tài)性與耳聾本世紀，腫瘤的藥物治療取得了巨大成就。但腫瘤細胞的多藥耐藥性和腫瘤藥物治療的個體差異常造成腫瘤化療的失敗，且引起嚴重的毒副反應(yīng)。個體藥物治療的藥效和毒性的差異在很大程度上受到遺傳因素如藥物代謝酶、藥物轉(zhuǎn)運蛋白和藥物作用靶點等藥物相關(guān)基因的遺傳多態(tài)性的影響。所以抗惡性腫瘤藥臨床有效率為30-80 %腫瘤個體化治療與基因檢測 根據(jù)

10、病人的遺傳特征,選擇最有效的疾病治療方法，更好地控制疾病的進展甚至預(yù)防疾病的發(fā)生，實現(xiàn)最佳的醫(yī)學(xué)治療效果。 在合適的時間(Right Time)給合適的病人(Right Patient)施行合適的治療(Right Treatment),達到腫瘤個體化治療腫瘤個體化治療與基因檢測腫瘤個體化治療包括靶向治療和化療兩部分:靶向治療:通過實時定量、基因測序、FISH等技術(shù)檢測腫瘤患者基因拷貝及基因突變信息，根據(jù)檢測結(jié)果進行靶向治療。個體化化療：通過實時定量、基因分型、mRNA定量等技術(shù)，檢測患者腫瘤標(biāo)本或血液標(biāo)本的mRNA表達、DNA的SNP分型，確定患者對化療藥物的敏感性和毒性反應(yīng)并確定化療劑量。腫

11、瘤個體化治療與基因檢測類型藥物檢測項目相關(guān)病癥適用樣本判斷標(biāo)準基因體細胞突變厄洛替尼（特羅凱）吉非替尼（易瑞沙）EGFR非小細胞肺癌等血清、血漿、全血、石蠟、手術(shù)/穿刺樣本等突變用藥KRAS野生用藥帕尼單抗（維克替比）西妥昔（愛必妥）KRAS結(jié)直腸癌等野生用藥BRAFPIK3CA伊馬替尼（格列衛(wèi)）C-kitPDGFRA胃腸道間質(zhì)瘤等野生用藥靶向藥物及檢測基因類型藥物檢測項目相關(guān)病癥適用樣本判斷標(biāo)準mRNA表達卡鉑（碳鉑、卡波鉑）順鉑（順氯氨鉑，順式鉑）奧沙利鉑（樂沙定、奧正南、草鉑等）ERCC1非小細胞肺癌小細胞肺癌乳腺癌結(jié)直腸癌肝癌卵巢癌等石蠟、手術(shù)/穿刺樣本、全血（抗凝）等低表達用藥BRC

12、A1低表達用藥吉西他濱（鹽酸吉西他濱）RRM1非小細胞肺癌小細胞肺癌乳腺癌卵巢癌等低表達用藥厄洛替尼（特羅凱）吉非替尼（易瑞沙）EGFR非小細胞肺癌等高表達用藥帕尼單抗（維克替比）西妥昔（愛必妥）結(jié)直腸癌等高表達用藥腫瘤細胞基因表達與化療藥物類型藥物檢測項目相關(guān)病癥適用樣本判斷標(biāo)準基因多態(tài)性檢測阿那曲唑（艾達、瑞斯意、瑞婷、瑞寧得）/來曲唑（芙瑞）CYP19A1乳腺癌等全血、血漿、血清、石蠟、手術(shù)/穿刺樣本等突變用藥顯著（純合/雜合）伊立替康（開普拓）UGT1大腸癌等野生型純合子用藥顯著他莫昔芬（ 枸櫞酸他莫昔芬）CYP2D6乳腺癌等野生純合子用藥顯著5FU藥物（5氟尿嘧啶等）MTHFR胃腸道

13、乳腺癌等突變純合用藥顯著DPD乳腺癌胃癌腸癌等野生純合用藥顯著卡鉑（碳鉑、卡波鉑）順鉑（順氯氨鉑，順式鉑）奧沙利鉑（樂沙定、奧正南、草鉑等）ERCC1 肺癌胃癌腸癌等野生純合用藥顯著GSTP1突變用藥顯著（純合/雜合）XRCC1突變用藥顯著（純合/雜合）突變基因與化療藥物腫瘤治療的分子靶向藥物主要有兩類:一類作用于腫瘤細胞內(nèi)的小分子TKIs （EGFR酪氨酸激酶抑制劑）,包括吉非替尼、厄洛替尼、伊馬替尼和拉帕替尼等;另外一類是作用于細胞外的單克隆抗體,主要是西妥昔單抗、曲妥珠單抗、貝伐單抗和帕尼單抗等它們都作用于腫瘤細胞的EGFR信號傳導(dǎo)通道,影響腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移和血管生成。腫瘤的分子靶向治療K

14、-Ras參與表皮生長因子受體（EGFR）信號的傳導(dǎo)過程；二者維持細胞存活,促進細胞增殖、轉(zhuǎn)移,在血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的存在下促進新生血管生成。腫瘤的分子靶向治療EGFR、西妥昔單抗與K-ras基因突變抗EGFR單抗作用機制西妥昔單抗與EGFR具有較強的親合力，可結(jié)合EGFR抑制下游信號傳導(dǎo)從而干擾腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移以及細胞修復(fù)和血管生成。腫瘤的分子靶向治療EGFR、西妥昔單抗與K-ras基因突變西妥昔單抗可抑制包括人非小細胞肺癌、大腸癌、前列腺癌等腫瘤細胞株的生長及腫瘤細胞株裸鼠移植瘤的生長。西妥昔單抗與多種細胞毒性化學(xué)治療藥物具有協(xié)同抗腫瘤作用，對放射治療有增敏作用。是首個獲得FD

15、A批準用用于結(jié)直腸癌的靶向藥物。腫瘤的分子靶向治療隨著西妥昔單抗的推廣應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌中靶向EGFR治療的效果與K-ras基因狀態(tài)密切相關(guān)，即抗EGFR治療僅對K-ras基因野生型有效，而對突變型無效。K-ras基因功能正常時(野生型)，抗EGFR單抗與EGFR結(jié)合，抑制EGFR二聚體，阻斷信號通路，阻斷腫瘤生長；K-ras基因突變后可旁路激活細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)，導(dǎo)致抗EGFR單抗喪失抗癌活性，即治療失敗。腫瘤的分子靶向治療 KRAS基因突變致抗EGFR單抗失效 KRAS基因突變可從旁路激活細胞內(nèi)信號傳導(dǎo),從而導(dǎo)致抗EGFR單抗喪失抗癌活性腫瘤的分子靶向治療EGFR、西妥昔單抗與K-ras基因

16、突變2008年ASCO公布的結(jié)直腸癌治療指南,K-ras基因有無突變與西妥昔單抗的療效明確相關(guān)。K-ras野生型患者從西妥昔單抗或聯(lián)合化療中獲得明顯的療效和生存優(yōu)勢；K-ras突變型患者則不能從靶向藥物聯(lián)合化療中獲益。這一研究使K-ras成為第一個結(jié)直腸癌靶向治療療效預(yù)測的重要分子標(biāo)志物。腫瘤的分子靶向治療值得注意的是：1.K-ras基因野生型患者約60%，僅有22%的患者能夠獲益，另約5%的患者需通過增加劑量才能獲益。2.在K-ras基因為野生型的結(jié)直腸癌患者如出現(xiàn)BRAF、PI3K的突變或PTEN的缺失，也不能從抗EGFR治療中獲益。提示單個基因的檢測還不能精確的預(yù)測靶向治療的效果，需要多

17、個基因的聯(lián)合檢測腫瘤的分子靶向治療腫瘤的分子靶向治療K-RAS與與EGFR酪氨酸激酶抑制劑(EGFR-TKIs)療效的關(guān)系 K-RAS是EGFR下游的重要分子, K-RAS 突變和EGFR突變互相排斥, K-RAS 突變與原發(fā)性EGFR-TKIs耐藥相關(guān) 。 NCSLC中EGFR 突變是EGFR-TKIs治療敏感性最有效的分子預(yù)測指標(biāo),如突變者對EGFR-TKIs吉非替尼或厄羅替尼的客觀反應(yīng)率大約75%。腫瘤的分子靶向治療K-RAS 野生型者EGFR-TKIs一線治療的緩解率64%, 中位總生存2318月,而K-RAS 突變者沒有獲益，如另60例肺腺癌用吉非替尼或厄羅替尼治療,耐藥者的K-RA

18、S突變率為24% (9 /38) ,而22例敏感者中有21例沒有K-RAS 突變腫瘤的分子靶向治療3. K-Ras基因突變與肺癌患者對TKI藥物的原發(fā)耐藥有關(guān),利用K-Ras基因檢測可以為TKI藥物治療病人的篩選提供重要參考?，F(xiàn)在已有許多大型醫(yī)療中心正在采用EGFR檢測進行TKI藥物治療病人的選擇,實踐證明,通過EGFR檢測可使TKI的有效率提高到80%以上。KRAS 檢測可篩選合適的患者進行EGFRTKIs治療 。腫瘤的分子靶向治療4.在肺癌中, K-ras被認為是“啟動”癌變的關(guān)鍵的基因之一, K-ras癌基因表達的癌細胞增生和浸潤能力增強,是肺癌惡性程度增高的表現(xiàn)。K-ras基因突變發(fā)生

19、在腫瘤惡變的早期，并且原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶的K-ras基因高度保持一致。一般認為，K-ras基因狀態(tài)不會因治療而發(fā)生變化。檢測K-ras基因突變是深入了解癌基因、了解各種癌癥的發(fā)展預(yù)后、放化療療效的重要指標(biāo)。腫瘤的分子靶向治療5.在大腸癌中KRAS 突變者EGFR單抗療效差已得到多項研究證實。只有K-Ras野生型患者才建議接受EGFR抑制劑如西妥昔單抗和帕尼單抗的治療。腫瘤的分子靶向治療鉑類藥物進入腫瘤細胞后與DNA 結(jié)合,形成鉑- DNA 加合物,導(dǎo)致DNA 鏈間或鏈內(nèi)交聯(lián),引起DNA 復(fù)制障礙,抑制腫瘤細胞分裂,誘導(dǎo)細胞凋亡。DNA 修復(fù)系統(tǒng)能夠清除鉑- DNA 加合物, 恢復(fù)DNA 的完整性,從而導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生。DNA修復(fù)路徑有多種因子參與，切除修復(fù)交叉互補基因1（ERCC1)在其中起著決定性作用。ERCC1基因?qū)︺K類藥物化療作用腫瘤的藥物化療-（ ERCC1基因多態(tài)性）切除修復(fù)交叉互補基因1 (ERCC1) 和著色性干皮病基因D (XPD)為DNA修復(fù)基因 ，可以在損傷位點的核苷酸處切開DNA單