应用药物基因组学研究硫嘌呤类药物的个体化治疗 PPT课件
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药物基因组学的临床应用ppt课件
4
不良药物反应的影响
Meta-分析显示:1966-1996年间，严重 ADR的发生率为6.7%，不包括用药错 误 ADRs使住院期平均延长1-4天，使每位 病人多花费约$2300-5600 据估计药物遗传学因素是10-20% 的 ADRs产生的主要原因，并且是另外 15-40%的ADRs的引发因素之一。
1 Liem E et al. Anesthesiology 2004; 101:279-83;
12
种族和MAC
• 入选90个ASA 1 和2的 以色列患者. • 实验对象来自三个犹太种群：欧洲人，东方人和高加 索人 • 在切口之前令七氟烷的浓度为2%保持十分钟，观察 3cm切口时病人的体动情况。根据体动情况以0.2% 的幅度对气体浓度进行上下调整。 • 控制其他易混淆因素
10-25% 20-50%
3
不良药物反应
大多数的主要药物仅对25-60%的病人有效 在美国每年有超过200万例的不良药物反应 ，并有10万例死亡 US医疗保健系统每年要因ADRs花费近一千 亿美元
1.Mol Med 2002;7:201-4; 2.JAMA 1998;279:1200-5; Ingelman-Sundberg M. Int Med, 2001; Pirmohamed M, Park, B K, Trends in Pharmacological Sciences, June 2001
• • 未呕吐患者,18/58 (34%) 呕吐患者, 3/35 (9%), p< 0.05
• -381T>C变异体显现出了保护作用，可能改变 了5-HT3与受体的结合。
Candiotti KA, Curia L, Liu H, Zhang Y, Yang Z; IARS, Orlando, Florida 2007 (A-1436).
肿瘤个体化用药基因检测的临床应用PPT课件
所占比例
~90%
对吉非替尼敏感性
敏感
2
~7%
敏感，数据有限
3
~3%
不敏感
Mok et al., 2008 Kim et al., 2008 Hirsch et al., 2006 AZ In-House Data - Unpublished
9
EGFR突变类型与吉非替尼治疗敏感性
10
EGFR突变检测的应用
截至2014年12月, 全国共有110家医院建立了院内EGFR基因突变检测平台
Data form AstraZeneca China internal
送检率的省市差异
90% 80% 70% 60% 送 50% 检 率 40% 30% 20% 10%
广东 78% 67%65% 62% 56% 50% 47%46%46% 40% 37%37%37% 34%34%33% 31%29%29% 28% 23%21% 20% 15%14% 10%
福建
四川
黑龙江
新疆
陕西
河南
天津
河北
北京
上海
江苏
山东
山西
浙江
湖南
内蒙
云南
湖北
辽宁
吉林
重庆
广西
甘肃
安徽
EGFR送检率也呈现出地域性差异, 一线城市送检率相对较高, 而偏远省市则较低; 全国整体呈增长的趋势, 原因为: 已有平台医院的送检率持续上升和新平台的建立; 检测入医保是推动送检率的加速剂, 成功案例: 广东、新疆.
11
EGFR突变检测现状
中国院内EGFR基因突变检测中心
2013年院内检测中心 2014年新建的院内检测中心 检测率
基因检测指导个体化用药课件
Berns K, et al. Cancer Cell. 2007;12: 395-402.
K-ras基因检测与结直肠癌治疗
• Cetuxamab(西妥昔单抗)
– 抑制酪氨酸激酶活性和其后的肿瘤生长 – 2004年获得FDA审批资格治疗结直肠癌
• Panitumumab（帕尼单抗）
– 靶向作用于表皮生长因子受体（EGFR） – 2005年7月获得FDA快速通道审批资格治疗结直肠癌
技术平台
static
dynamic
风险评估
诊断
预后
治疗 监测
个体化用药 个体化医学的先行领域
药物基因组学
药物基因组学 遗传药理学 ……
药物基因组
从基因组出发，研究药物与基因组结构之 间的关系，指导临床用药，达到个体化治 疗目标。
个体化用药
• 以FDA批准药物说明书中遗传变异检测指南为准。 1类检测(要求检测）： EGFR、Her/neu表达；Ph+染色体阳性反应等 2类检测(推荐检测）： TPMT、UGT1A1、CYP2C9、VKORC1变异等 3类检测（有报告）： c-KIT、PML/RARa表达；CYP2C19突变、 CYP2D6、 NAT突变等 >120个基因检测
K-ras基因检测与结直肠癌治疗
• 2009年7月FDA批准了对西妥昔单抗和帕尼单 抗说明书标签的修改：
1、使用妥昔单抗和帕尼单抗前必须进行K-ras基因 codon12和codon13突变检测。 2、 K-ras基因突变的转移性结直肠癌患者不推荐使 用妥昔单抗和帕尼单抗进行治疗。
K-ras基因检测与结直肠癌治疗
• FISH法检测的是DNA基因，组织DNA状态
基本不受上述因素的影响而能保持恒定（成功率在44个国家的实验室 均达到98%以上）
最新临床药理学个体化药物治疗与精准医学幻灯片课件
选择最合适的药物和治疗方案 • 基因导向的个体化药物治疗已经被广泛接受
并开始进入临床，是4P医学中的先行领域
17
个体化医学模式
当今药物治疗模式：“反复探索”医学
观察
诊断
治疗
安全有效 毒性 无效
调整用药
未来治疗模式：“量体裁衣”医学
观察
诊断
基因检测
治疗t
安全有效
基因组医学：个体化和人人受益
相同诊断， 个体化治疗方案
遗传因素引起药物反应个体差异的作用环节
环境因素
药物反应 个体差异
药物相互作用
遗传因素
药物
转运体
药物靶点
代谢 细胞
遗传变异的类型
变异类型
要点
单核苷酸多态性 SNP 遗传变异的主要形式，90%
可变数目串联重复序列 微卫星：2-6碱bp重复
VNTR
小卫星：>6bp重复
拷贝数变异 CNV
大片段DNA重复或缺失，>1000bp
适用症
肠道综合症 变态反应 高脂血症 胃十二指肠返流 肥胖 疼痛 变态反应 高血压 肥胖 精神分裂症 尿失禁
毒性
缺血性结肠炎 QT 延长 横纹肌溶解 QT 延长 肺动脉高压 心脏猝死 QT, 扭转型室速 肝毒性 心血管病风险 QT, 扭转型室速 扭转型室性心动过速
原因
遗传 变异
基因变异是引起药物反应个体差异的决定性原因
性别
年龄
老年，儿童， 新生儿
体重/身高
遗传
决定性因素
无效 安全有效 毒性
环境因素
食物 /吸烟 / 合并用药
相同治疗方案
病程
合并症
器官功能
肝脏, 肾脏, 心脏
并开始进入临床，是4P医学中的先行领域
17
个体化医学模式
当今药物治疗模式：“反复探索”医学
观察
诊断
治疗
安全有效 毒性 无效
调整用药
未来治疗模式：“量体裁衣”医学
观察
诊断
基因检测
治疗t
安全有效
基因组医学：个体化和人人受益
相同诊断， 个体化治疗方案
遗传因素引起药物反应个体差异的作用环节
环境因素
药物反应 个体差异
药物相互作用
遗传因素
药物
转运体
药物靶点
代谢 细胞
遗传变异的类型
变异类型
要点
单核苷酸多态性 SNP 遗传变异的主要形式，90%
可变数目串联重复序列 微卫星：2-6碱bp重复
VNTR
小卫星：>6bp重复
拷贝数变异 CNV
大片段DNA重复或缺失，>1000bp
适用症
肠道综合症 变态反应 高脂血症 胃十二指肠返流 肥胖 疼痛 变态反应 高血压 肥胖 精神分裂症 尿失禁
毒性
缺血性结肠炎 QT 延长 横纹肌溶解 QT 延长 肺动脉高压 心脏猝死 QT, 扭转型室速 肝毒性 心血管病风险 QT, 扭转型室速 扭转型室性心动过速
原因
遗传 变异
基因变异是引起药物反应个体差异的决定性原因
性别
年龄
老年，儿童， 新生儿
体重/身高
遗传
决定性因素
无效 安全有效 毒性
环境因素
食物 /吸烟 / 合并用药
相同治疗方案
病程
合并症
器官功能
肝脏, 肾脏, 心脏
药物基因组学优质PPT资料
3.发展合理的基因分型方法用以指导个体化合理用 药，保证获得最大的疗效和最小的毒副作用。
（二）药物效应的个体多样性
药物不良反应（adverse drug reaction，ADR）：在 正常治疗药物用量和正常用法下出现的有害的、与用 药目的无关的反应。
个体差异（individual variability）指不同个体 对同一药物同一剂量的反应存在量与质的差 别
二、单核苷酸多态性
（一）单核苷酸多态性 （single nucleotide polymorphism, SNP ），也叫单碱基多态性，是指不 同个体基因组DNA序列上单碱基的 差异。
包括单碱基的转换，颠换，插入 ，缺失等形式
等位位点（allele）：同 一位置上的每个碱基类型
一个人所拥有的一对等位 位点的类型被称为基因型 （genotype）
一个染色体区域可以有很多SNP位点，但在 每一单体型中总有几个SNP对于检测这一单 体型是必需的，这种SNP被称为标签SNP （haplotype tag SNP, htSNP）
HapMap计划 是由多个国家（加拿大、中国、 、尼 日利亚、英国和 ）联合进行的项目。这一计划 的目的在于建立一个免费向公众开放关于人类疾 病（及疾病对药物反应）相关基因的数据库。利 用HapMap数据库，研究人员通过比较不同个体的 基因组序列来确定染色体上共有的变异区域。有 助于发现与人类健康、疾病以及对药物和环境因 子的个体反应差异相关的基因。
是药物基因组学研究的核心内容。 药物效应个体差异的主要原因
包括单碱基的转换，颠换，插入，缺失等形式 转录组广义上是指在某一生理条件下，一种细胞、组织、器官或生物体所能转录出来的所有RNA的总和，包括mRNA和非编码RNA。 大多数受体本质为蛋白质，而蛋白质是相应基因的表达产物。
（二）药物效应的个体多样性
药物不良反应（adverse drug reaction，ADR）：在 正常治疗药物用量和正常用法下出现的有害的、与用 药目的无关的反应。
个体差异（individual variability）指不同个体 对同一药物同一剂量的反应存在量与质的差 别
二、单核苷酸多态性
（一）单核苷酸多态性 （single nucleotide polymorphism, SNP ），也叫单碱基多态性，是指不 同个体基因组DNA序列上单碱基的 差异。
包括单碱基的转换，颠换，插入 ，缺失等形式
等位位点（allele）：同 一位置上的每个碱基类型
一个人所拥有的一对等位 位点的类型被称为基因型 （genotype）
一个染色体区域可以有很多SNP位点，但在 每一单体型中总有几个SNP对于检测这一单 体型是必需的，这种SNP被称为标签SNP （haplotype tag SNP, htSNP）
HapMap计划 是由多个国家（加拿大、中国、 、尼 日利亚、英国和 ）联合进行的项目。这一计划 的目的在于建立一个免费向公众开放关于人类疾 病（及疾病对药物反应）相关基因的数据库。利 用HapMap数据库，研究人员通过比较不同个体的 基因组序列来确定染色体上共有的变异区域。有 助于发现与人类健康、疾病以及对药物和环境因 子的个体反应差异相关的基因。
是药物基因组学研究的核心内容。 药物效应个体差异的主要原因
包括单碱基的转换，颠换，插入，缺失等形式 转录组广义上是指在某一生理条件下，一种细胞、组织、器官或生物体所能转录出来的所有RNA的总和，包括mRNA和非编码RNA。 大多数受体本质为蛋白质，而蛋白质是相应基因的表达产物。
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(6－MP) 硫唑嘌呤 （AZA
其他
硫嘌呤类药物临床运用
淋巴细胞白血病
风湿病 自身免疫性肝炎
器官移植 炎性肠病 克隆氏病
硫嘌呤类药物的代谢过程
AZA
xo
Thiouric acid
6-MP
TIMP
TPMT
6-MMP SAM
TGNs
硫嘌呤甲基转移酶存在遗传多态性和种族差别
▪ TPMT在白种人呈三态分布（88.7%,11%,0.3%) ▪ TPMT在美国黑人呈二态分布．
338 61
P460R 5’-GCCTTACACCCAGGTCTCTG -3’
10 P719F 5’-AAGTGTTGGGATTACAGGTG -3 ’ 273 60 P719R 5’-TCCTCAAAAACATGTCAGTGTG -3’
嘌呤类药物个体化治疗
▪ 1.进行个体化治疗的必要性 ▪ 2.进行个体化治疗方案的探讨
2
相对简单地运 用已知的基因 理论改善病人 的治疗
3
以药物效应及 安全性为目标， 研究各种基因 变异与药效及 安全性的关系
TPMT
测定红细胞法 筛查突变
PCR-RFLP
高效液相色谱法
PCR-SSCP
其他方法
DHPLC
测序,ASPCR 等
TPMT 活性分布多态性研究
方法
1． 样本处理 2 ．孵化 3 ．提取 4．测定
测定
HPLC进样分析 流动相:水:甲醇:三乙胺(76.8:23:0.2)
医学检测所
遗传变异 分子诊断
临床医生 优化治疗 方案
方案建议
增加剂量 减少剂量 换药
分子诊断书
药物作用受药物代谢、转运、靶点多态性控制
基因组 基因变异 (单核苷酸多态性)
药物代谢酶
药物转运体
药物靶点
药代动力学
药效动力学
药物疗效和毒性的个体差异
硫嘌呤类药物个体化治疗的研究基础
硫嘌呤类药物
6-硫鸟嘌呤 （６－TG) ６－巯基嘌呤
硫嘌呤甲基转移酶(TPMT)的活性与硫嘌呤类药 物的疗效、毒副作用密切相关.
TPMT酶活性低下而造成 的药物毒副作用可导致 死亡；
TPMT酶活性较高则硫嘌 呤类药物用量不足又会 使疾病复发
研究的主要内容
▪ 患者TPMT遗传多态性特征 ▪ 硫嘌呤类药物的个体化治疗
硫嘌呤甲基转移酶多态 性分析方法
药物疗效的影响因素
遗传背景 并发症
年龄
治疗效果 不良反应
性别 肝肾功能
药物相互作用
营养状况
疾病的多样性
药物作用的多基因本质
疾病的病源基因
治疗作用 不良反应
宿主易感基因
药物代谢和转运基因
药物受体和靶位基因
安全有效
不良反应
安全有效
+ 越强越好
个体化给药
-
不良反应
越小越好
药物基因组学与基因学
1
药物基因组学 不是以发现人 体基因组基因 为主要目的
应用药物基因组学 研究硫嘌呤类药物的个体化治疗
主要内容
▪ 1药物遗传基因组学简介 ▪ 2硫嘌呤类药物个体化治疗
个体化治疗
新的医学模式:个体化治疗 （Personalized Therapy），根据 分子诊断提出治疗方案
诊断
分子诊断预测反应
治疗
理想反应
打破试误医学的循环
个体化治疗临床服务
临床诊断
流速:1.0ml/min 紫外检测波长:290nm
TPMT 基因多态性研究
实验方法
▪ 1.外周血DNA提取 ▪ 2. TPMT基因型的检测
基因型检测
DNA(40ulTE溶解,-20℃保存至处理)
ASPCR
PCR--RFLP
TPMT*2 TPMT*3A TPMT*3B TPMT*3C TPMT*1
进行个体化治疗的必要性
▪ 收集治疗中发生不良反应病例(观察组)。 ▪ 收集治疗中无发生不良反应病例(对照组)。
比较对照组和研究组 TPMT表型和基因型特征
硫嘌呤类药物的个体化治疗
▪ 个体化治疗指标的确立 ▪ 个体化治疗方案的探索
个体化治疗指标的确立
▪ 检测TPMT表型、基因型，监测硫嘌呤 类药物治疗中，TGNs的变化及白细胞 数和不良反应情况。
引物序列及PCR反应参数
外显子 引物名称 引物序列
产物长度 解链温度
5 P2W 5’-GTATGATTTTATGCAGGTTTG-3’
254
58
P2M 5’-GTATGATTTTATGCAGGTTTC-3’ 254
58
P2C 5’-TAAATAGGAACCATCGGACAC-3’
7 P460F 5’-GGGACGCTGCTCATCTTCT -3’
50 100 150 200 250
发生6-MP不良反应为研究组
19例发生严重不良反应。 1）骨髓造血系统损害 9例 2）脱发 16例 3）上呼吸道感染 9例 4）大叶性肺炎5例 5）下呼吸道感染4例
毒性和疗效观察
▪ 血象、白细胞记数、骨髓涂片观察
统计与分析
▪ 用SPSS10.0软件包对数据进行统计分析，两 样本比较做Dunnet t检验，多样本比较采用 方差分析。
个体化治疗尝试
▪ 参考TPMT基因型结果，在TPMT活 性和TGNs监测下，进行硫嘌呤类 药物个体化治疗的尝试。
红细胞裂解液样本色谱图
６-MMP标准曲线
300000 250000 200000 150000 100000
50000 0
0
y = 1205.6x + 4829.7 R2 = 0.9975
其他
硫嘌呤类药物临床运用
淋巴细胞白血病
风湿病 自身免疫性肝炎
器官移植 炎性肠病 克隆氏病
硫嘌呤类药物的代谢过程
AZA
xo
Thiouric acid
6-MP
TIMP
TPMT
6-MMP SAM
TGNs
硫嘌呤甲基转移酶存在遗传多态性和种族差别
▪ TPMT在白种人呈三态分布（88.7%,11%,0.3%) ▪ TPMT在美国黑人呈二态分布．
338 61
P460R 5’-GCCTTACACCCAGGTCTCTG -3’
10 P719F 5’-AAGTGTTGGGATTACAGGTG -3 ’ 273 60 P719R 5’-TCCTCAAAAACATGTCAGTGTG -3’
嘌呤类药物个体化治疗
▪ 1.进行个体化治疗的必要性 ▪ 2.进行个体化治疗方案的探讨
2
相对简单地运 用已知的基因 理论改善病人 的治疗
3
以药物效应及 安全性为目标， 研究各种基因 变异与药效及 安全性的关系
TPMT
测定红细胞法 筛查突变
PCR-RFLP
高效液相色谱法
PCR-SSCP
其他方法
DHPLC
测序,ASPCR 等
TPMT 活性分布多态性研究
方法
1． 样本处理 2 ．孵化 3 ．提取 4．测定
测定
HPLC进样分析 流动相:水:甲醇:三乙胺(76.8:23:0.2)
医学检测所
遗传变异 分子诊断
临床医生 优化治疗 方案
方案建议
增加剂量 减少剂量 换药
分子诊断书
药物作用受药物代谢、转运、靶点多态性控制
基因组 基因变异 (单核苷酸多态性)
药物代谢酶
药物转运体
药物靶点
药代动力学
药效动力学
药物疗效和毒性的个体差异
硫嘌呤类药物个体化治疗的研究基础
硫嘌呤类药物
6-硫鸟嘌呤 （６－TG) ６－巯基嘌呤
硫嘌呤甲基转移酶(TPMT)的活性与硫嘌呤类药 物的疗效、毒副作用密切相关.
TPMT酶活性低下而造成 的药物毒副作用可导致 死亡；
TPMT酶活性较高则硫嘌 呤类药物用量不足又会 使疾病复发
研究的主要内容
▪ 患者TPMT遗传多态性特征 ▪ 硫嘌呤类药物的个体化治疗
硫嘌呤甲基转移酶多态 性分析方法
药物疗效的影响因素
遗传背景 并发症
年龄
治疗效果 不良反应
性别 肝肾功能
药物相互作用
营养状况
疾病的多样性
药物作用的多基因本质
疾病的病源基因
治疗作用 不良反应
宿主易感基因
药物代谢和转运基因
药物受体和靶位基因
安全有效
不良反应
安全有效
+ 越强越好
个体化给药
-
不良反应
越小越好
药物基因组学与基因学
1
药物基因组学 不是以发现人 体基因组基因 为主要目的
应用药物基因组学 研究硫嘌呤类药物的个体化治疗
主要内容
▪ 1药物遗传基因组学简介 ▪ 2硫嘌呤类药物个体化治疗
个体化治疗
新的医学模式:个体化治疗 （Personalized Therapy），根据 分子诊断提出治疗方案
诊断
分子诊断预测反应
治疗
理想反应
打破试误医学的循环
个体化治疗临床服务
临床诊断
流速:1.0ml/min 紫外检测波长:290nm
TPMT 基因多态性研究
实验方法
▪ 1.外周血DNA提取 ▪ 2. TPMT基因型的检测
基因型检测
DNA(40ulTE溶解,-20℃保存至处理)
ASPCR
PCR--RFLP
TPMT*2 TPMT*3A TPMT*3B TPMT*3C TPMT*1
进行个体化治疗的必要性
▪ 收集治疗中发生不良反应病例(观察组)。 ▪ 收集治疗中无发生不良反应病例(对照组)。
比较对照组和研究组 TPMT表型和基因型特征
硫嘌呤类药物的个体化治疗
▪ 个体化治疗指标的确立 ▪ 个体化治疗方案的探索
个体化治疗指标的确立
▪ 检测TPMT表型、基因型，监测硫嘌呤 类药物治疗中，TGNs的变化及白细胞 数和不良反应情况。
引物序列及PCR反应参数
外显子 引物名称 引物序列
产物长度 解链温度
5 P2W 5’-GTATGATTTTATGCAGGTTTG-3’
254
58
P2M 5’-GTATGATTTTATGCAGGTTTC-3’ 254
58
P2C 5’-TAAATAGGAACCATCGGACAC-3’
7 P460F 5’-GGGACGCTGCTCATCTTCT -3’
50 100 150 200 250
发生6-MP不良反应为研究组
19例发生严重不良反应。 1）骨髓造血系统损害 9例 2）脱发 16例 3）上呼吸道感染 9例 4）大叶性肺炎5例 5）下呼吸道感染4例
毒性和疗效观察
▪ 血象、白细胞记数、骨髓涂片观察
统计与分析
▪ 用SPSS10.0软件包对数据进行统计分析，两 样本比较做Dunnet t检验，多样本比较采用 方差分析。
个体化治疗尝试
▪ 参考TPMT基因型结果，在TPMT活 性和TGNs监测下，进行硫嘌呤类 药物个体化治疗的尝试。
红细胞裂解液样本色谱图
６-MMP标准曲线
300000 250000 200000 150000 100000
50000 0
0
y = 1205.6x + 4829.7 R2 = 0.9975