大腸癌的分子靶向治療

1、大腸癌個體化治療,達安分子病理檢測中心,達安分子病理檢測中心,概　述,大腸癌是常見惡性腫瘤之一，在世界范圍內(nèi)西方發(fā)達國家為明顯高發(fā)地區(qū)，美國大腸癌發(fā)病率至今仍居其腫瘤發(fā)病的第三位。我國大腸癌發(fā)病率在80年代初遠低于美國，約相差3倍以上。但近年來我國大腸癌發(fā)病率增長幅度呈持續(xù)上升趨勢，大城市的發(fā)病率已達惡性腫瘤發(fā)病的第三位、農(nóng)村為第五位，均較20年前增高。2006－2008年，江蘇省腫瘤醫(yī)院收住大腸癌新病例數(shù)：　　　　　　　　　外科

2、：1113例；內(nèi)科：1216例；放療科：285例近半個世紀來，盡管外科手術學有了很大進步，但大腸癌的生存率仍沒有較大提高。大約33%的病人會出現(xiàn)復發(fā)，近半數(shù)病人死于轉移?；熞殉蔀榇竽c癌綜合治療的一個重要組成部分。,達安分子病理檢測中心,概　述,達安分子病理檢測中心,概　述,化療藥物在毒性和抗瘤作用方面表現(xiàn)出明顯的個體差異，因此對具體的個體而言，就很難選擇出最佳的治療方案。遺傳變異是影響治療療效和毒性的一個重要因素。藥物代謝酶

3、、膜運轉蛋白、治療靶點相關基因編碼發(fā)生的遺傳改變是鑒別藥物異常藥代學或藥效學高危病人的有效工具。,達安分子病理檢測中心,氟尿嘧啶相關代謝酶基因多態(tài)與大腸癌化療療效的關系,5－氟尿嘧啶是治療大腸癌最有效、最常用的化療藥物之一。與其它藥物組成了多種有效的化療方案?！F、FOLFOX、FOLFRI方案,達安分子病理檢測中心,FdUMP: 5-氟尿嘧啶脫氧核苷5`-單磷酸鹽 FdUrd: 5-氟尿嘧啶脫氧核苷 MS:蛋氨酸合酶 MT

4、HFR: 亞甲基四氫葉酸還原酶 THF: 四氫葉酸 TK: 胸腺嘧啶脫氧核苷激酶 TP: 胸腺啶磷酸化酶 TYMS(TS): 胸苷酸合成酶,5,10-CH2-THF: 5,10-亞甲基四氫葉酸 5-CH3-THF: 5-甲基四氫葉酸 5-FU: 5-氟尿嘧啶 DHF: 二氫葉酸; DHFR:二氫葉酸還原酶 DHFU: 二氫氟尿嘧啶 DPYD: 二氫嘧啶脫氫酶 dTMP: 脫氧胸苷5`-單磷酸鹽 dUMP: 脫氧

5、尿苷5`-單磷酸鹽,5－氟尿嘧啶代謝途徑,達安分子病理檢測中心,胸苷酸合成酶（TS）基因多態(tài)與5－FU療效關系,與5－FU化療療效相關的基因多態(tài)存在于TS基因的5’區(qū)和3’UTR區(qū)。TS基因起動子5’區(qū)的28bp序列重復多態(tài)(TS2R 和TS3R) 將影響基因的表達。2R表現(xiàn)為TS基因低表達，3R表現(xiàn)為TS基因高表達。3’區(qū)－6bp表現(xiàn)出細胞內(nèi)TS基因低表達。3R/3R的mRNA表達是2R/2R的3．6倍。3R/3R的mRNA表

6、達是2R/3R的2．1倍。28％－56％的3R等位基因上存在G＞C的單核苷酸多態(tài)，2R/3G、3C/3G、3G/3G) mRNA高表達，2R/2R、2R/3C 、 3C/3C mRNA低表達。,達安分子病理檢測中心,TS基因多態(tài)種族差異,達安分子病理檢測中心,Liver-only metastatic colorectal cancer patients and thymidylate synthase polymorphisms

7、for predicting response to 5-fluorouracil-based chemotherapy 。Br J Cancer. 2008 Sep 2;99(5):716-21.,達安分子病理檢測中心,亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）基因多態(tài)與5－FU療效關系,MTHFR基因最常見的是C677T和A1298C多態(tài)。前者在677位點發(fā)生C－T改變，使酶活性顯著降低，后者在1298位點發(fā)生A－C改變，也影響酶的活性

8、，多態(tài)使體內(nèi)5，10-MTHF水平升高，增強5-FU的抗瘤作用。結腸癌和乳腺癌細胞株的實驗室研究中發(fā)現(xiàn)MTHFR基因C677T的多態(tài)性將影響葉酸的濃度和在細胞內(nèi)的分布，同時改變癌細胞的生長和對化療的敏感性。因此研究MTHFR基因的多態(tài)性對預測癌細胞對5-FU的敏感性可能具有較高的臨床價值。,達安分子病理檢測中心,Kaplan–Meier survival curves for patients in relation to (a)

9、 MTHFR C677T polymorphism (log rank=0.01, p=0.92) and (b) MTHFR A1298C polymorphism (log rank=10.67, p=0.001),Kaplan–Meier survival curves for patients after 5-FU-based chemotherapy (n=135) in relation to the MTHFR C677

10、T genotypes (log rank=3.86, p=0.05) and MTHFR A1298C genotypes (log rank=6.82, p=0.009),Association of polymorphisms MTHFR C677T and A1298C with risk of colorectal cancer, genetic and epigenetic 　characteristic of tumo

11、rs, and response to chemotherapy . Int J Colorectal Dis. 2010 Feb;25(2):141-51,達安分子病理檢測中心,MTHFR Gene Polymorphism and Response (79 patients ),MTHFR, methylenetetrahydrofolate reductase.?。?amp; # : P = 0.04,Journal of Cl

12、inical Oncology, Vol 23, No 7 (March 1), 2005: pp. 1365-1369,達安分子病理檢測中心,二氫嘧啶脫氫酶基因多態(tài)性,5-Fu在體內(nèi)的清除模式為分解代謝，與尿嘧啶的降解相同。在肝臟內(nèi)，超過80%的5-Fu被其分解代謝限速酶—二氫嘧啶脫氫酶（Dihydropyrimidine dehydrogenase, DPD）所滅活。DPD活性在不同個體中的波動范圍在8-21倍之間。DPD酶活

13、性降低可導致5-Fu分解代謝率下降，5-Fu活性代謝產(chǎn)物增多，以致造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸道毒性反應增加 .大約3-5%的人群攜帶雜合性失活突變基因DPYD，0.1%攜帶DPD純合性失活突變。DPD的功能缺陷影響嘧啶的代謝，導致一系列臨床癥狀的出現(xiàn)，特別是神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。在DPD基因中已經(jīng)明確存在多個位點遺傳變異，等位基因IVS14＋1位點G＞A (DPYD*2A)的突變，以該基因為模板轉錄的mRNA缺少第14外顯子，翻譯出縮短55

14、個氨基酸的DPD蛋白缺乏酶的活性，并且立即被蛋白酶降解。早期研究表明，大約25%的病人在5-Fu治療后出現(xiàn)3-4度毒性反應的腫瘤患者攜帶雜合性DPYD2A等位基因。,達安分子病理檢測中心,Role of genetic and nongenetic factors for fluorouracil treatment-related severe toxicity: a prospective clinical trial by th

15、e German 5-FU Toxicity Study Group J Clin Oncol. 2008 May 1;26(13):2131-8,達安分子病理檢測中心,乳清酸磷酸核糖轉移酶基因多態(tài),在5－FU轉化為有活性核苷酸的磷酸化過程中乳清酸磷酸核糖轉移酶（Orotate Phosphoribosyltransferase，OPRT）起著重要的作用。5－FU通過乳清酸磷酸核糖轉移酶等一系列酶轉換為5-氟-2‘-脫氧尿苷酸鹽或者

16、磷酸化為活性代謝產(chǎn)物三磷酸氟脲嘧啶。三磷酸氟脲嘧啶被廣泛的內(nèi)裝在RNA（即F-RNA）中，破壞正常RNA的加工處理和功能發(fā)揮。已有報道，在一小鼠模型中，5-FU誘導的胃腸毒性與F-RNA有關，而與5-氟-2‘-脫氧尿苷酸鹽的水平無關。此外，奧特拉西，一個乳清酸磷酸核糖轉移酶的抑制劑，能減少氟脲糖苷磷酸鹽的水平，隨之小腸中F-RNA減少70%，以及胃腸道毒性減少。綜合這些結果，應該考慮到在乳清酸磷酸核糖轉移酶在正常小腸中的表達與5-

17、FU誘導的胃腸道毒性有關。對日本乳清酸尿癥患者進行uridine phosphorylase缺乏的分子研究顯示與疾病相關三種單核苷酸多態(tài)性 ，其中乳清酸磷酸核糖(基)轉移酶Gly213Ala的多態(tài)現(xiàn)象可能能預測5-FU誘導的毒性。 小樣本分析發(fā)現(xiàn)Ala/Ala基因型患者3－4度腹瀉發(fā)生率為100％，而Gly/Gly基因型僅為2．7％。,達安分子病理檢測中心,UGT1A1多態(tài)與CPT－11化療的副反應性關系,CPT-11 在體內(nèi)通過羧

18、酸酯酶的作用轉化為活性代謝產(chǎn)物SN-38，肝臟內(nèi)的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶1A1（UGT1A1）使SN-38轉化為極性更強的失活化合物—葡萄糖醛基化SN-38。腹瀉和白細胞減少癥是CPT-11的主要不良反應，與SN-38的水平正相關。UGT1A1的表達具有很高的變異。研究顯示SN-38的葡萄糖醛基化率在不同個體中的差異最高達50倍。最常見的變異為在啟動子去TATA盒中插入一個雙核苷酸（TA），產(chǎn)生等位基因UGT1A1＊28，它

19、可使SN-38的葡萄糖醛基化下降，從而引起體內(nèi)活性SN-38的顯著升高，增加毒副作用發(fā)生和程度。也有研究發(fā)現(xiàn)嚴重的毒性反應只發(fā)生在攜帶UGT1A1＊28雜合子和UGT1A1＊28純合子患者，UGT1A1基因型與中性粒細胞絕對計數(shù)顯著相關?；仡櫺匝芯堪l(fā)現(xiàn)：　　　在出現(xiàn)嚴重的腹瀉或中性粒細胞減少患者中，15%病例為UGT1A128純合子或31%為雜合子攜帶者?！　　o明顯毒副反應發(fā)生的患者中UGT1A128純合子和雜合子攜帶者分別僅

20、占3%和11%。因此，對患者進行UGT1A1基因型的鑒定，有助于臨床對CPT-11嚴重毒副反應的預測。,達安分子病理檢測中心,達安分子病理檢測中心,Kras基因突變指導結直腸癌治療,靶向治療是近年來腫瘤治療領域的新熱點，尤其是針對表皮生長因子受體（Epidermal growth factor receptor，EGFR）的藥物更是被廣泛應用，并且還有大量相關藥物在研發(fā)之中。大量臨床研究資料證實，Kras基因突變狀態(tài)與針對EGFR的

21、藥物，如西妥昔單抗（Cetuximab）和帕尼單抗（Panitumumab）等的療效有關。Kras檢測目的檢測基因狀態(tài),篩選用藥人群。 Kras基因是EGFR信號通路中的重要分子之一，位于染色體12p12.1上，編碼21kD（p21）蛋白。突變型Kras不依賴刺激信號的激活，即突變型Kras基因不受上游EGFR基因狀態(tài)的影響，始終處于激活狀態(tài),只有野生型Kras基因受上游EGFR信號刺激的影響，這也是具有突變型Kras基因患者對

22、抗EGFR藥物治療無效的理論基礎。檢測Kras基因突變,對判斷這些腫瘤的發(fā)生發(fā)展、預后以及了解腫瘤的治療效果具有一定意義。,達安分子病理檢測中心,達安分子病理檢測中心,胃腸癌個體化治療,達安分子病理檢測中心,達安分子病理檢測中心,西妥昔單抗聯(lián)合FOLFIR I方案治療晚期大腸癌的臨床觀察,2006 年6 月～2008年12一、二線治療失敗的43例晚期大腸癌患者。以往治療： 25例FOLFOX ，13 例FOLFIRI ， 12例XE

23、LOX。FOLFIRI方案＋西妥昔單抗。CR 2例(4．6%) , PR 13例(30．2%) ,SD 21 例( 48．8% ) , PD 7 例( 16．3% ) 。RR 為34．9% (15 /43) ,DCR 83．7% (31 /38) 。,達安分子病理檢測中心,K-ras基因分析提高治療療效,2009年對39例化療失敗的晚期胃腸癌進行K-ras基因狀態(tài)分析，大腸癌33例，胃癌6例。29例12／13位點均未突變。14例

24、大腸和6例胃癌進行FOLFIRI方案＋西妥昔單抗治療。14例大腸癌：7例PR（50％），5例SD，2例PD。6例胃癌：2例CR，2例PR，2例SD，RR：66．7％,達安分子病理檢測中心,基因型為基礎的個體化治療小結,達安分子病理檢測中心,基因型為基礎的個體化治療存在的問題,FDA推薦在使用6-mercaptopurine、irinotecan 、tamoxifen前檢測相關的基因多態(tài)性。但是，大多數(shù)藥物的相關基因型檢測結果來自

25、回顧性資料。雖然藥物遺傳學在決定治療結果方面的重要性已被公認，但在為病人設計個體化用藥方案之前，仍有許多問題有待解決。,達安分子病理檢測中心,在藥物遺傳藥理學研究中存在的混雜因素及可能的解決方法,達安分子病理檢測中心,展　望,DNA 微陣列可同時檢測成千上萬個基因的表達,其檢測到的關于診斷、預后和治療反應的標記基因可給病人的個體化治療提供重要的信息來源。缺點：經(jīng)費貴，需要的標本量多。微小RNA(miRNA)是一類小分子非編碼RNA,

26、能夠在轉錄后水平調(diào)控蛋白合成,幾乎參與了調(diào)控細胞活動的各個環(huán)節(jié)。發(fā)現(xiàn)miRNA表達水平與藥物敏感性有相關性。標本來源豐富：石蠟包埋的腫瘤組織、血清、胸腹腔積液,甚至痰液。隨著用于預測個體治療療效的基因平臺的不斷發(fā)展，最終建立新的多學科藥物遺傳藥理學體系。為實現(xiàn)這一宏偉目標，臨床醫(yī)生、藥理學家、分子生物學家和為高通量的SNP基因分型提供強大技術的計算機科學家之間的相互協(xié)作，通過網(wǎng)絡對SNP遺傳相關研究以及最近發(fā)展起來的單元型圖中所包含