经典化疗药物生物标志物.pptx

经典化疗药物生物标志物经典化疗药物生物标志物Right people Right time常规化疗药物疗效预测分子靶向化疗•铂类： – ERCC1，BRCA1•抗代谢药物 – 希罗达/5-Fu：DPD基因多态性，TS – 吉西他滨：RRM1•拓扑异构酶抑制剂 – CPT-11：UGT1A1基因多态性•植物类： – 紫杉醇：微管蛋白•蒽环类： – TOP2A• The ERCC1 (excision repair cross-complementing 1) is a gene encoding a protein of the nucleotide excision repair (NER) complex, a group of proteins able to correct DNA damage induced by substances forming adducts, like platinum (Martin et al, 2008).• High levels of ERCC1 protein have been shown to be a positive prognostic factor in chemotherapy-naive radically resected NSCLC (Olaussen et al, 2006; Zheng et al, 2007; Simon et al, 2008). DNA损伤修复途径的靶点铂类等主要靶点通过损伤DNA，阻止其复制及转录加速细胞凋亡–形成铂一DNA加合物 –通过DNA—Pt—DNA结构形成交联 –破坏DNA的正常结构 –阻碍DNA的模板作用 –抑制DNA的复制和转录 –使增殖迅速的细胞停滞在G2／M期双氯氨铂-adductsDNA修复机制是铂类耐药的主要因素•核苷酸剪切修复(NER) ：•在DNA大块损伤（顺 铂等重金属所致损伤 ）的修复中起重要作 用DNA加合物与旁路调节Siddik ZH. Oncogene. 2003 Oct 20;22(47):7265-79.顺铂耐药ERCC1•与DNA修复酶缺乏互补基因 (XPF)形成异源二聚体•在DNA单链受损处的5 ’端进行 剪切而发挥功能•NER过程中起限速作用位于19号染色体的核苷酸剪切修复家族的重要成员ERCC1过表达可使停滞在G2/M 期细胞的损伤DNA得到迅速修复British journal of cancer 2013j Olaussen KA, Dunant A, Fouret P, et al. N Engl J Med. 2006 Sep 7;355(10):983-91.2011年NCCN指南（NSCLC）BRCA1• BRCA1 参与– DNA 修复– mRNA 转录– 细胞周期的调节– 蛋白泛素化等位于染色体17q21的家族性乳腺癌易感基因in two kinds of DNA repair mechanisms: NER and double-strand break repair (DSBR) (Martin et al, 2008). BRCA1在DNA损伤修复中的作用DNA损伤DNA损伤传感器进行探 测并发出损伤信号BRCA1招募多个修 复蛋白形成复合体定位到损伤部位进 行修复BRCA1同时预测铂类和紫杉类的疗效晚期食管鳞癌（n=144）Cis+5-fuDoc+5-fuGao Y, Zhu J, Zhang X, et al. PLoS One. 2013;8(1):e52589RAP80协助BRCA1定位于DNA损伤部位•RAP80 是BRCA1 复合物行使正常 的DNA 修复功能所必需的结构单 元。

•RAP80与聚集在DNA 损伤位点的 特定类型泛素结合，将BRCA1 靶 定到DNA 断裂位点，从而使得 BRCA1 复合物能够到达损伤位点 ，在正常的DNA 损伤修复反应中 起关键作用•另外，RAP80 还能特异性地与 BRAC1 一起在细胞周期的G2/M 检 控点处起作用mTORRosell R, Perez-Roca L, Sanchez JJ, et al. PLoS One. 2009;4(5):e5133RAP80协助BRCA1定位于DNA损伤部位常规化疗药物疗效预测分子靶向化疗•铂类： – ERCC1，BRCA1•抗代谢药物 – 希罗达/5-Fu：DPD基因多态性，TS – 吉西他滨：RRM1•拓扑异构酶抑制剂 – CPT-11：UGT1A1基因多态性•植物类： – 紫杉醇：微管蛋白•蒽环类： – TOP2A氟脲嘧啶类药物代谢途径DPD: 二氢嘧啶脱氢酶 TS: 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 OPRT:乳清酸磷酸核糖基转移酶 TP:胸(腺嘧啶脱氧核)苷磷酸化酶胸腺嘧啶磷酸化酶(TP)•Capecitabine作为5- FU的前体药物，在胃 肠道的吸收过程中并 不会被DPD灭活；•转变为5-二氢氟尿嘧 啶(5-DHFU)•进一步通过肿瘤中的 TP转化为5-FU，发挥 其细胞毒性作用 DPD: 二氢嘧啶脱氢酶 TS: 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 OPRT:乳清酸磷酸核糖基转移酶 TP:胸(腺嘧啶脱氧核)苷磷酸化酶DPD: 二氢嘧啶脱氢酶 TS: 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 OPRT:乳清酸磷酸核糖基转移酶 TP:胸(腺嘧啶脱氧核)苷磷酸化酶•DPD是5-Fu代谢的限速酶•在肝脏中80%的5-Fu被DPD代谢 灭活–DPD酶活性↓：5-Fu分解代谢率 ↓→5-Fu活性代谢产物↑→ 毒性反应↑•3-5%的人群携带失活性突变基因•早期研究表明，大约25%的病人 在5-Fu治疗后出现3-4度毒性反应 的肿瘤患者携带杂合性DPYD2A 等位基因DPD与5-FU代谢 Association of DPYD Genotypes With Isolated Types of ToxicitySchwab M, Zanger UM, Marx C, et al. J Clin Oncol. 2008 May 1;26(13):2131-8DPYD wt/*2A No.% Toxicity (Overall )OR :4.67 ; 95% CI: 1.54 to 14.2, P=.010*Grade 3 to 4 6 5.5 Grade 0 to 2 7 1.2 Diarrhea OR:3.3 , 95% CI: 0.9 to 12.3 , P =NS*Grade 3 to 4 3 5.1 Grade 0 to 2 10 1.6 Mucositis OR: 5.8 , 95% CI: 1.71 to 19.4 , P =.013*Grade 3 to 4 4 7.7 Grade 0 to 2 9 1.4 Leucopenia OR: 10.19 , 95% CI: 3.0 to 35.1 , P =.0021*Grade 3 to 4 4 12.5 Grade 0 to 2 9 1.4 *Compared with DPYD wt/wt.TS基因多态与5-Fu疗效相关•与5-Fu化疗疗效相关的基因多态存在于TS基因的5’区和3’UTR区。

•TS基因起动子5’区的28bp序列重复多态(TS2R 和TS3R) 将影响基因的表达–2R表现为TS基因低表达，3R表现为TS基因高表达3’区－6bp表现出细胞内TS基 因低表达–3R/3R的mRNA表达是2R/2R的3．6倍–3R/3R的mRNA表达是2R/3R的2．1倍–28％－56％的3R等位基因上存在G＞C的单核苷酸多态，2R/3G、3C/3G、 3G/3G) mRNA高表达，2R/2R、2R/3C 、 3C/3C mRNA低表达TS（胸腺嘧啶核苷酸合成酶） dUMP（脱氧尿嘧啶核苷酸）dTMP（脱氧胸腺嘧啶核苷酸）TSTSTSTSDNA合成，肿瘤生长5-FU的活性代谢产物FdUMP可与dUMP竞争性结合TS，TS失活，抑制DNA的合成，从而抑制肿瘤细胞的生长和增殖 FdUMPTSFdUMPFdUMPFdUMPFdUMP•5-FU的关键酶缺失; •5-FU代谢酶活性增加; •TS还原性叶酸底物的缺乏; •TS基因扩增; •TS基因过度表达或基因突变引起的TS活性或水平改变; •DNA损伤反应通路的变化dTMPdUMPFdUMPTSTS的mRNA表达水平与5-FU/奥沙利铂治疗的疗效相关（p 6/7 > 7/7) 16.0 10.7 8.0 P =0.02 (6/6 > 6/7 > 7/7) Liu et al.128 mCRC CPT-11 180 mg/m2 q2w +5-FU/LV WT (6/7) (7/7) 79.7 15.6 4.7 4.9 53.8 P < 0.01 5.9 26.9 P < 0.01 常规化疗药物疗效预测分子靶向化疗•铂类： – ERCC1，BRCA1•抗代谢药物 – 希罗达/5-Fu：DPD基因多态性，TS – 吉西他滨：RRM1•拓扑异构酶抑制剂 – CPT-11：UGT1A1基因多态性•植物类： – 紫杉醇：微管蛋白•蒽环类： – TOP2Aβ-微管蛋白与紫杉类药物•紫杉醇可使微管蛋白（α微管蛋白和β微管蛋白）和组成的微管蛋白 二聚体失去动态平衡，诱导与促进微管蛋白聚合、微管装配，防止 解聚，使微管稳定，从而阻止癌细胞的生长于G2/M期。

β微管蛋白基因突变诱发紫杉耐药•III型β –tubulin可能是紫杉醇耐药的预测标志物常规化疗药物疗效预测分子靶向化疗•铂类： – ERCC1，BRCA1•抗代谢药物 – 希罗达/5-Fu：DPD基因多态性，TS – 吉西他滨：RRM1•拓扑异构酶抑制剂 – CPT-11：UGT1A1基因多态性•植物类： – 紫杉醇：微管蛋白•蒽环类： – TOP2A蒽环类与抗TOP2药物的作用机制蒽环类细胞质细胞核DNA转录 c-myc c-fos c-jun ?17q21-22：共扩增或共调节 拓扑异构酶 Iiα c-erbB-2直接作用间接抑制Hengstler JG, et al. Cancer Res 1999; 59:3206-3214. Mei .x.Qi The Journal of Biological Chemistry Vol 286 NO.41, PP. 35883-35890 Oct. 14.2011Increased p38γ protein expression in primary breast cancer correlates with up-regulated Topo IIα. Here, we report that p38γ, but not p38α, MAPK is specifically activated by treatment of breast cancer cells with topoisomerase II (Topo II) drugs, whereas paclitaxel (Taxol) does not have this effect. 抗TOP2药物作用机制提示TOP2α是蒽环的敏感性指标，而非紫杉类。

TOP2α蛋白和基因•TOP2α酶蛋白与乳腺癌细胞增殖密切相关[1]，表现为G0/G1期较低， S期开始升高，G2/M期达到顶峰，但各细胞周期均有表达[2,3]•TOP2α基因定位于人类17号染色体（CEP17q12-22），与Her2基因 相邻，是一个与乳腺癌等恶性肿瘤增殖相关的基因[4]【1】 Jarvinen TA，Kononen J，Pelto-Huikko M，et al. 『J』.Am J Pathol，1996，148(6):2073-2082.【2】 Liu D，Huang GL，Kameyama K，et al. 『J』.Cancer,2002,94(8。