精准医疗PPT - 福建

下的个体化用药基因检测马硝惟上海市交通大学医学院附属仁济医院检验科“精准医疗”北京华夏时代基因科技发展有限公司个体化用药基因的背景01基因检测技术原理02在临床的实际应用03TableofContents•转化医学（口号）•精准医学（标准）•个体化医疗（目标）个体化医疗是精准医疗的一部分！药物的真实世界药物有效率？ADR发生率？基因与药物？……正确的药物：因药而异正确的剂量：因量而异正确的患者：因人而异决策问题医生不是算命先生，无法算准每个病人的治疗效果。DNA分子是由腺嘌呤（A）、胞嘧啶(C）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T，DNA专有）和尿嘧啶（U，RNA专有）碱基排列组成,每个人都存在差异，将其称为多态性。人类的基因发现几百万由单一的碱基变换而形成的位点既SNP，它意味着个人间最小的遗传差异。A:腺嘌呤T:胸嘧啶G:鸟嘌呤C:胞嘧啶CGTTCTCTATTAACA……GCAAGAGATAATTGT……CGTGCTCTATTAACA……GCACGAGATAATTGT……碱基的排列组合与遗传差异SNP（单核苷酸多态性）•SNP检测与分析：主要取材于外周血；•药物作用的毒副作用和不良反应首先要考虑从SNP角度入手进行分析，这一点不需要置疑！至于对疗效和生存期分析，SNP的作用视具体情况而异，相对间接了一些。药代动力学药效动力学药物疗效和毒性的个体差异基因组基因变异(单核苷酸多态性)药物靶点药物转运体药物代谢酶个体化用药的发展01约59%的药物不良反应与遗传相关基因检测技术原理02方法学：荧光原位杂交（10~20bp）A寡核苷酸探针：3’端接有荧光素（红圈），5’端接有淬灭基团（红点）未杂交时，成自身环状，不发出荧光。35Q+A35=T模版G有特异核酸SNP位点的模板杂交后，探针打开，淬灭基团远离荧光素，发出荧光基因检测技术原理02杂交测序，是二十年前就开发的非扩增的基因测序技术。探针杂交采集标本提取基因组DNA/RNAPCR扩增显色/扫描电泳检测纯化PCR产物基因芯片焦磷酸测序双脱氧标记毛细管电泳焦磷酸测序双脱氧测序RT-PCR实时荧光PCR血液或组织标本WBC或组织匀浆染色体核型分析或杂交测序（系统自动完成）数字荧光分子杂交和杂交测序出现污染的高风险环节低风险环节基因检测技术原理02避开PCR环节，前处理简单表4.华法林药物代谢基因多态性检测室间质量评价不同方法统计结果《华法林药物代谢基因多态性检测室间质量评价结果报告》实验室数不同符合率的实验室数100%99-90%89-80%不合格完全准确率（100%准确）全部方法31141412PCR-芯片杂交13111107.7%PCR-焦磷酸测序8710087.5%荧光定量PCR4310075%PCR-Sanger测序3210066.7%单碱基延伸200020原位杂交荧光染色脱氧核糖核酸测序11000100%*室间比对结果良好个体化医疗的临床应用181.TPMT&硫唑嘌呤（AZA）AZA代谢通路03TPMT（巯基嘌呤甲基转移酶）与AZA代谢MeMPN:6-甲巯基嘌呤TGN：6-巯鸟嘌呤核苷酸TPMT突变位点03已探明TPMT突变*1S~*31其中影响TPMT活性的：TPMT突变影响03TPMT活性、蛋白水平，及代谢产物水平与其基因突变密切相关。代谢产物活性及人群分布蛋白水平野生型杂合子纯合子TPMT突变频率03TPMT*3C位点是国人突变的主要位点（1%-3%）AZA副作用03硫唑嘌呤药物说明书：TPMT缺乏症的病人对AZA的骨髓抑制作用异常敏感；尤其是与TPMT抑制剂(别嘌呤醇、美沙拉嗪、奥沙拉嗪或柳氮磺砒啶)合用时，此作用会加重。FDA推荐检测（证据I类）AZA用药建议03FDA用药建议：（1）正常基因型（*1/*1）的患者开始剂量（例如2-3mg/kg/d），根据疾病的类型调整剂量，两周后达到药物浓度的稳态；（2）杂合子突变（*1/*3CTPMT活性中度降低）的患者应减少剂量正常起始剂量的30-50%，例如1-1.5mg/kg/d，根据耐受程度调整剂量。2-4周后达到稳态血药浓度。如果发生骨髓抑制需要继续降低剂量；（3）纯合子突变（*3C/*3C）TPMT活性完全缺失的患者，剂量降低到1/10，由原来的每天一次变成每周只给三次，根据骨髓抑制的程度和特别疾病的需要调整；换药；（4）由于拥有正常TPMT活性和基因型的个体仍然有可能出现血细胞减少症，血象检查仍需每月至少一次。•多项研究指出：尽管TPMT基因突变率较低，但仍然建议临床医师在使用硫唑嘌呤药物前应进行TPMT基因检测，根据TPMT基因型进行用药可有效避免严重不良反应的发生。•在使用硫唑嘌呤治疗炎症性肠炎和急性淋巴细胞白血病时，通过TPMT基因分型指导用药，从而避免严重不良反应的发生，平均可分别节省$1300和$3000.AZA用药建议03AZA基因型指导03AZA基因型指导032.氯吡格雷个体化治疗（PCI）前体药物氯吡格雷CYP2C19的多态性研究CYP2C19基因型与代谢表型*2*3*17代谢表型GGGGCCEM/RM(正常代谢)CTUM（超快代谢）TTUM（超快代谢）GACCIM（中间代谢）CTIM（中间代谢）TTIM（中间代谢）AACCPM（慢代谢）CTIM（中间代谢）TTIM（中间代谢）AGGGCCIM（中间代谢）CTIM（中间代谢）TTIM（中间代谢）GACCPM（慢代谢）CTIM（中间代谢）TTIM（中间代谢）AACCPM（慢代谢）CTPM（慢代谢）TTPM（慢代谢）AAGGCCPM（慢代谢）CTIM（中间代谢）TTIM（中间代谢）GACCPM（慢代谢）CTPM（慢代谢）TTPM（慢代谢）AACCPM（慢代谢）CTPM（慢代谢）TTPM（慢代谢）我们可以根据CYP2C19的基因型将其代谢表型分为4类：超快代谢型UM快代谢型EM/RM中间代谢型IM慢代谢型PM其药动学反应被分为UMEMIMPM4种代谢型，无论氯吡格雷600、300还是75mg的不同剂量，活性代谢物和血小板抑制效应都呈剂量依赖性降低，越来越容易发生血栓GWAS将ADP刺激的氯吡格雷血小板聚集反应定位CYP2C19所在的基因簇CYP2C19*2携带者同非携带者相比心血管病1年病死率增加HR=2.42倍（95%CI1.18-4.99)FDA的黑框警告•氯吡格雷1997年美国批准上市•2006年报道CYP2C18*2抗血小板功能降低；•2009年起失功能等位基因副反应开始报道,如CYP2C19*2型年轻人心梗用药者心血管病终点事件风险增加到3.69倍；支架术后1月内再狭窄率增加，CYP2C19低功能等位基因冠脉综合症死亡心梗卒中等终点时间增加；•2010年发现增加总死亡，2010年3月FDA出台黑框警告明示失功能基因型或换药警告内容警告：氯吡格雷代谢不良者，其在体内不能有效地转化为发挥药物作用的活性形式，药物疗效因而显著降低提醒：医生应了解目前可以对编码CYP的CYP2C19基因进行检测，可以选择进行此项检查来判断患者CYP2C19的功能。建议：已经证实的氯吡格雷代谢不良者，医生应考虑应用其他抗血小板药物，或增加氯吡格雷的剂量。其他影响氯吡格雷代谢的因素•氯吡格雷代谢不良还与其他一些基因的遗传变异有关，如ABCB1基因异常、PON1基因突变等，与CYP2C19突变共存时可能加重氯吡格雷代谢不良的程度PON-1：AA纯合，半年后出现支架血栓的风险比为12.90，出现心肌梗死的风险比为4.93。病例分析•患者男，66岁因“反复胸闷1月余”入院•入院后完善检查，予以拜阿司匹林、波立维双联抗血小板聚集，可定调脂稳定斑块，波利特护胃，雅施达降压等对症处理。排除禁忌后，于2015-5-7在局麻下行CAG+PTCA+支架术，造影示左主干正常；前降支近段狭窄85%；回旋支中远段弥漫性病变狭窄50-60%；右冠脉近段瘤样扩张伴狭窄60-70%，远段狭窄95%。•介入结论：冠脉多支病变，累及：LAD，LCX，RCA。成功PCITO右冠脉（PAPTNER3.0*36mm）。成功PCITO前降支（PAPTNER3.0*24mm）。现患者一般情况可，无明显胸闷、胸痛等不适主诉，予以出院随访。•患者基因型：该患者目前采用阿司匹林联合氯吡格雷双重抗血小板治疗。从基因型角度考虑，患者CYP2C19酶为慢代谢型，PON1野生型，恐无法产生足够的氯吡格雷活性代谢产物，氯吡格雷抵抗风险较高。该抗血小板方案可能无法发挥足够的抗血小板作用；患者用药前血小板聚集率（ADP）76%用药后65.10%；明显氯吡格雷抵抗，远期心血管事件风险大，建议更换抗血小板药物！3.抗凝治疗新指引(华法林)一、深静脉血栓或肺栓塞1、华法林通常情况下，患者在治疗过程中，只有33%-64%的时间达标.与剂量直接相关的ADR发生率为6–39%治疗矛盾：剂量不够发生血栓，剂量过大有出血的风险•CYP2C9负责清除S-华法林体成无活性产物，有50余种SNPs,其中CYP2C9*2和*3使酶活严重下降，清除华分别下降30%和80%易导致华蓄积，需要减少药量。•维生素K环氧化物还原酶复合体(VKORC)是华法林的作用靶点，启动子区-1639G/A多态致启动子表达不同，A需要降低减少30%华法林用药。•VKORC1中国人突变高于欧美人群，造成华法林敏感性强于欧洲人群GWAS研究：•CYP2C9*2和*3在亚洲人突变频率较低•VKORC1突变在亚洲人高频突变•近年研究发现亚洲人高频的CYP4F2基因突变解释部分华法林剂量1.CYP2C9/VKORC1基因型提前预判避免初始剂量过大维持剂量2.根据IWPC公式，预估维持剂量，加快达到稳态的时间，减少ADR•根据基因检测盒临床信息发展了一系列经验证的华法林用药剂量预测算法(如国际华法林药物基因组学联合会的算法)。这些算法预测能力类似，约解释40-65%剂量变异(主要为白人).而单用临床信息仅能估计约20%剂量变异•研究推动了NIH资助大规模华法林临床试验的研究，也促使FDA批准更新抗凝药物华法林的产品说明书上要求在警示信息中标明人的遗传差异可能影响其对该药物的反应•但是华法林使用者常规临床基因检测的依据还需大规模临床试验验证。易出血的病人、连用其他抗凝药开支太大等情况等可基因检测华法林基因指导的现状与展望4.他汀药物的ADR基因检测预测他汀类用药疗效不见得需要•因为已找到的遗传变异预测他汀疗效幅度都较小（10-15%），而临床医生也可根据他汀种类、剂量和基线胆固醇决定他汀种类和剂量，所以不见得需要做基因检测来指导他汀的用药剂量基因检测预测他汀毒副作用已经被临床应用•OATP1B1(polypeptideorganicaniontransporterP1B1,有机阴离子转运多肽P1B1,由SLCO1B1基因编码)参与肝脏摄取他汀•SLCO1B1基因中有两个常见rs4149056(521T＞C,Val174Ala，*5),rs2306283(388A＞G)影响肝脏转运他汀的功能•一项发表在NEJM上的GWAS发现一个多态rs4363657影响大剂量辛伐他汀(80mg)致心肌病，此位点同521T＞C高度连锁(R2=0.97)。此发现后来得到重复。但效益未在阿托伐他汀及普伐他汀中得到验证，提示此效益为辛伐他汀特异性•2010年，美国约210万人用80mg的辛伐他汀，因为80mg剂量的辛伐他汀增加肌病（包括致死性横纹肌溶解）风险，2011年6月FDA宣布辛伐他汀说明书被修订，不提倡开最高80mg剂量的辛伐他汀处方。检测出SLCO1B1基因rs4149056*5预示更高的风险••SLCO1B1*5的毒副作用辛伐他汀阿托伐他汀普伐他汀、洛伐他汀或氟伐他汀（在40mg的辛伐他汀中*5的关联性同样被证实）•虽然目前证据还在积累过程中（辛伐他汀1A，余2A），如果发现SLCO1B1*5（突变）改用其他水溶性他汀，减小剂量，或用其他药物。5.Β-受体阻滞剂的ADRβ-受体阻滞剂美托洛尔(倍他乐克)主要被CYP2D6代谢，其最常见遗传变异CYP2D6*4(rs38920