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阿查符
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1 分子医学的临床应用 Clinical Application of Molecular medicine 上海伯豪医学检验所邱耕 2014 年 6 月北京

2 概念 Molecular medicine is a broad field, where physical, chemical, biological and medical techniques are used to describe molecular structures and mechanisms, identify fundamental molecular and genetic errors of disease, and to develop molecular interventions to correct them. The molecular medicine perspective emphasizes cellular and molecular phenomena and interventions rather than the previous conceptual and observational focus on patients and their organs. --Massoud TF, Gambhir SS., Trends in Molecular Medicine, Vol. 13, No. 5, May 2007, pp

3 概念以分子生物技术为基本出发点, 综合人类遗传学基因组学蛋白组学生物组织学以及分子实验与测试技术和生物信息技术等, 寻找在生命体的微观层面进行早期诊断和个性化治疗的临床应用技术与产品成为转化医学的一个重点和生命科学与临床医学发展前沿的一个亮点兴起这股浪潮会引发临床医学的新飞跃和医疗与保健产业新市场的

4 应用 Molecular medicine will open the door to early Detection of diseases and individualized treatment Based on each persons unique genetic fingerprint People of all ages will benefit. --The Dawn of Molecular Medicine

5 应用 - 4P 医学的新时代陈竺 : 人类基因组计划的完成, 数百种病原基因的解析, 促进了医学模式的转变, 产生所谓 4P 医学 Predictive Medicine 预测医学 Preventive Medicine 预防医学 Personalized Medicine 个体化医学 Participatory Medicine 参与医学人们从以往根据临床症状体征和可见的实体病变发现和诊断疾病, 到深入分子机制去早期预测早期发现疾病 ; 从以往一种疾病一种药物任何人患同种病吃同一种药, 到药物靶向治疗, 这些都得益很大程度上于医学分子生物学的发展!

6 影响 --TheDawnofMolecularMedicine

7 分子诊断学 (Molecular Diagnosis) 分子生物学 : 研究核酸 (DNA 和 RNA) 的学科分子诊断学 : 为临床诊断目的研究核酸的学科鉴别完整的基因鉴别特定的基因序列鉴别单个碱基改变 -- 临床分子诊断学

8 分子诊断的应用分析跨行业的分布 1) 医疗 ; 2) 卫生防疫 ; 3) 农业 ; 4) 环保 ; 5) 法医 ; 6) 其他传染病血筛遗传病肿瘤及其治疗个体化治疗易感基因检测

9 分子诊断项目个体化用法医分子分子遗传药快速 ; 特异 ; 灵敏 ; 适用面广技术复杂 ; 昂贵病原体分子病理血筛感染性疾病性传播疾病遗传病分子肿瘤个体化用药流式细胞细胞遗传易感基因

10 我病了症状 / 体征影像 Zh.vikipedia.org 检验报告病理切片细胞染色体核酸 DNA RNA 蛋白质

11 表象改变是有内在变化的基础癌症是由什么引起的? 癌症源自一个单细胞从一个正常细胞转变为一个肿瘤细胞要经过一个多阶段过程, 通常从癌前病变发展为恶性肿瘤这些变化是一个人的基因因素和三种外部因素之间相互作用的结果, 这些外部因素包括 : 物理致癌物质, 例如紫外线和电离辐射 ; 化学致癌物质, 例如石棉烟草烟雾成分黄曲霉毒素 ( 一种食品污染物 ) 和砷 ( 一种饮水污染物 ); 以及生物致癌物质, 例如由某些病毒细菌或寄生虫引起的感染 -- 世界卫生组织 (WHO) 癌症实况报道

12 分子诊断 - 早期诊断世界范围内, 宫颈癌是妇女第二常见癌症每年新发病例约 500,000,250,000 死亡欧洲 : 每年超过 25,000 新病例, 约 12,000 死亡美国 : 每年近 11,000 新病例, 约 4,000 死亡中国 : 我国每年宫颈癌新发病例约万 prizes/medicine/laureates/2008/pres s.html 3 10

13 分子诊断 - 早期诊断我国大肠癌的发病率和死亡率逐年升高, 目前在长三角珠三角东北等高发地区大肠癌的发病率已跃居恶性肿瘤第二位单位 : 万 ( 人数 ) 每年十万以上患者死于大肠癌数据来源 :2012 中国肿瘤登记年报

14 分子诊断 - 早期诊断正常黏膜腺瘤严重异形增生癌症 Adenoma Carcinoma Sequence Early-Stage Cancer 1-3 years to develop Late-Stage Cancer 60% of new cases 5-year survival rates 94% 82% 62% 8%

15 大肠警哨原理体内病变组织微环境发生变化血细胞在流经病变组织时, 与组织进行信息交流血细胞基因表达发生相应变化, 传递信息, 激活体内免疫反应 / 修复机制 Chaussabel, D. BMC Biol, : p. 84.

16 大肠警哨原理 1 drop of blood Candidate Genes from Microarray Validate Genes using RT-PCR Combine Genes by Logistic Regression Gene set optimization Multiplexed Biomarker Sets

17 大肠警哨检测报告个人信息当前患结直肠癌的风险值报告解读

18 分子诊断 - 个体化治疗肿瘤施虐的通道 - 信号通路找到堵塞治病效果 - 生存曲线

19 分子诊断 - 个体化治疗个体化医学 (personalized medicine, PM) 是一种医学模式, 它是指提倡以病人个体为单位, 配置医疗卫生资源, 比如医学决定实践和产品个人的遗传信息在这一医学模式中扮演了主要的角色, 还曾经是这一模式中的唯一核心个体化医学在疾病诊疗过程中涉及个体化诊断和个体化治疗具体来说, 个体化医药是基于个体间遗传背景的不同, 对疾病易感性预测诊断治疗反应和预后判断都有个体化的应对方案(Risch, Burchard et al. 2002) 只不过, 现在所指的个体化医药, 更多的是指药物的药物靶向治疗和药物遗传学的范畴 (Phamargenetics) the right dose, for the right person, at the right time.

20 分子诊断 - 个体化治疗美国食品和药品监督管理局 (FDA) 在 2003 年就指定相关法律, 规定申报的新药均需要做药物遗传学研究并呈报数据, 这样做的核心目的是两个 : 1) 找到真正对新药有潜在应答者, 这样可以显著提高药物的疗效 ; 2) 预先排除可能产生毒副反应的病人这样做显然可以使药物开发更具针对性和关注病人健康 --US Food and Drug Administration. FDA issues guidance on pharmacogenomic data. with link to (accessed December 2003).

21 分子诊断 - 个体化治疗联合国世界卫生组织统计 : 全球死亡患者中,1/3 是死于不合理用药, 而非死于自然疾病本身我国国家卫生部药品不良反应监察中心的数据为 : 住院病人中, 每年约有 20 万人死于药品不良反应 ; 家庭用药不良反应需要住院治疗的病人则多达 250 万人提高药物的疗效, 降低药物的毒副作用, 减少医疗费用让患者花最短的时间最少的钱, 达到最好的治疗效果体现医院实力和科研水平, 提高医疗服务水平, 增强医院竞争力帮助医生的职责从治病向治好病转化

分子诊断 - 个体化治疗 1 2 3 4 用药安全指导用药预后监测社会效益从分子水平检测确定患者治疗用于患者预后提高药物疗效

22 分子诊断 - 个体化治疗用药安全指导用药预后监测社会效益从分子水平检测确定患者治疗用于患者预后提高药物疗效患者对药物的敏过程中的用药疗效跟踪监测减轻患者痛苦感度和承受力, ( 包括放化疗 ) 减少医疗资源浪确定适合何种药剂量的调整费物

23 分子诊断应用防止提前干预早期发现直达靶标分子机理靶向治疗遗传背景灵敏

24 个性化治疗 - 肿瘤靶向治疗作用机理靶向药物是针对肿瘤基因开发的, 它能够识别肿瘤细胞上由肿瘤细胞特有的基因所决定的特征性位点, 通过与之结合 ( 或类似的其他机制 ), 阻断肿瘤细胞内控制细胞生长增殖的信号传导通路, 从而杀灭肿瘤细胞阻止其增殖由于这样的特点, 靶向药物不仅效果好, 而且副作用要比常规的化疗方法小得多 (1) 小分子药物通常是信号传导抑制剂, 它能够特异性地阻断肿瘤生长增殖过程中所必需的信号传导通路, 从而达到治疗的目的 (2) 单克隆抗体药物通过抗原抗体的特异性结合来识别肿瘤细胞, 药物作用于细胞膜外, 与生长因子竞争结合受体, 阻断信号传道

25 个体化治疗 - 靶向治疗 - 小分子药物商品名名称适应症作用靶点治疗指导易瑞沙吉非替尼局部晚期或转移性 NSCLC EGFR-TKI, 抑制 EGFR-TK 磷酸化, 阻断肿瘤细胞信号传导 EGFR KRAS BRAF 突变 EGFR 扩增格列卫伊马替尼慢性粒细胞性白血病 (CML) 胃肠间质细胞瘤 (GIST) 等小分子多靶点 TKI Bcr-abl KIT PDGFRA 突变索坦舒尼替尼对标准疗法没有响应或不能耐受之 GIST 和转移性肾细胞癌 EGFR VEGFR PDGFR KIT FLT3 等多靶点 TKI KIT PDGFRA 突变多吉美索拉菲尼肾细胞癌肝癌黑色素瘤 NSCLC 首个口服 EGFR VEGFR 等多靶点酪氨酸激酶抑制剂 BRAF 突变等特罗凯 / 他西卫 / 它赛瓦厄罗替尼至少两种化疗无效局部晚期或转移性的晚期 NSCLC 的三线治疗 EGFR-TKI, 抑制 EGFR-TK 磷酸化, 阻断肿瘤细胞信号传导 EGFR KRAS BRAF 突变 EGFR 扩增泰克泊拉帕替尼 ERBB2/HER2 阳性乳腺癌因结构为小分子, 与赫赛汀不同, 能够透过血脑屏障, 对于乳腺癌脑转移有一定的治疗作用一种口服的小分子 EGFR 的 TKI, 同时作用于 EGFR/Her-1 和 ERBB2/Her-2 两个靶点 ERBB2/HER2 FISH

26 个体化治疗 - 肿瘤单抗靶点检测疾病单抗药物检测项目检测结果单抗药物疗效索坦 ( 舒尼替尼 ); C-kit 基因 11 号外显子 ; 胃肠道间质瘤格列卫 ( 伊马替尼 ); PDGFRA 基因号外显子 ; 突变型好 (GIST) 达希纳 ( 尼洛替尼 ); C-kit 基因号外显子 ; PDGFRA 基因 14 号外显子 ; 野生型差特罗凯 ( 厄洛替尼 ); 突变型好 EGFR 基因号外显子 ; 易瑞莎 ( 吉非替尼 ); 野生型差非小细胞肺癌易瑞莎 ( 吉非替尼 ); 突变型差 K-ras 基因密码子 ; (NSCLC) 泰欣生 ( 尼妥珠单抗 ); 野生型好阿瓦斯汀 ( 贝伐单抗 ); K-ras 基因密码子 ; 突变型好野生型差多吉美 ( 索拉非尼 ); BRAF 基因 V600E 突变检测 ; 突变型好野生型差肾细胞癌突变型好阿瓦斯汀 ( 贝伐单抗 ); K-ras 基因密码子 ; (RCC) 野生型差索坦 ( 舒尼替尼 ); C-kit 基因号外显子 ; 突变型好野生型差原发性肝癌突变型好多吉美 ( 索拉非尼 ); BRAF 基因 V600E 突变检测 ; (HCC) 野生型差阿瓦斯汀 ( 贝伐单抗 ); 阳性好 EGFR 基因扩增检测 ; 结直肠癌爱必妥 ( 西妥昔单抗 ); 阴性差 (CRC) 维克替比 ( 帕尼单抗 ); K-ras 基因密码子 ; 突变型差泰欣生 ( 尼妥珠单抗 ); BRAF 基因 V600E 突变检测 ; 野生型好达希纳 ( 尼洛替尼 ); 突变型差 ABLT315I 突变检测 ; 慢粒 Sprycel( 达沙替尼 ); 野生型好 (CML) 格列卫 ( 伊马替尼 ); 阳性好 ph+ 检测 ; 阴性差阳性好赫赛汀 ( 曲妥珠单抗 ); HER-2 基因扩增检测 ; 乳腺癌阴性差 (Breast Cancer) 阳性好阿瓦斯汀 ( 贝伐单抗 ); EGFR 基因扩增检测 ; 阴性差鼻咽癌阳性泰欣生 ( 尼妥珠单抗 ); EGFR 基因扩增检测 (NPC) 阴性差好

27 个性化治疗 - 肿瘤化疗药物与相关基因作用机理通过对细胞的毒害发挥作用由于不能准确识别肿瘤细胞, 因此在杀灭肿瘤细胞的同时也会殃及正常细胞, 尤其是杀伤人体中生长发育旺盛的血液淋巴组织细胞等 (1) 烷化剂类尼莫司汀卡莫司汀洛莫司汀环磷酰胺异环磷酰胺甘磷酰芥替莫唑胺 (TMZ) 等 e.g. MGMT 甲基化 TMZ 用药指导 ; MGMT 表达量低烷化剂类药物敏感 (2) 抗代谢药 5- 氟尿嘧啶吉西他滨甲氨蝶呤卡莫氟去氧氟鸟苷多西氟鸟啶硫鸟嘌呤等 e.g. TS 基因多态性 5-Fu 用药指导 ; RRM1 表达吉西他滨用药指导 ; TPMT 基因多态性甲氨蝶呤用药指导 (3) 抗肿瘤动植物成分药伊立替康紫杉醇长春碱依托泊苷等 e.g. UGT1A1 基因多态性伊立替康毒副作用 ; TUBB3 表达量 ( 低 ) 紫杉醇长春碱敏感 ; TOP2A 表达量 ( 高 ) 依托泊苷敏感 (4) 抗肿瘤激素类他莫昔芬甲他孕酮氨鲁米特等 e.g. CYP2D6 基因多态性他莫昔芬药效 ; FVL 基因突变他莫昔芬药物不良反应 (5) 抗肿瘤抗生素多柔比星 ( 阿霉素 ) 表柔比星( 表阿霉素 ) 丝裂霉素等 e.g. GSTP1 基因多态性阿霉素药效 (6) 杂类卡铂顺铂门冬酰胺酶等 e.g. ERCC1 表达量 ( 低 ) 铂类药物敏感

28 个体化治疗 - 化疗药物基因检测药物名称检测项目检测结果疗效分析氟尿嘧啶类铂类蒽环类紫杉类伊立替康甲氨喋呤巯嘌呤类环磷酰胺依托泊苷培美曲赛丝裂霉素来曲唑阿那曲唑他莫西芬 TYMS(2R/3R) DPYD(IVS14+1G>A) MTHFR(C677T) ERCC1(C118T) XRCC1(R399Q) GSTM1 GSTP1(I105V) GSTP1(I105V) CYP2C8(R139K K399R) UGT1A1 MTHFR(C677T) TPMT(A719G) CYP2C9(C430T) CYP2C9(A1075C) CYP3A4(A13989G) UGT1A1 TYMS(2R/3R) NQO1(C609T) NQO1(C465T) CYP19A1(rs4646) CYP19A1(rs10046) CYP2D6*10(C/T) 2R/2R or 2R/3R 3R/3R G/G G/A or A/A C/C or C/T T/T C/C C/T or T/T R/R R/Q or Q/Q 缺失无缺失 I/I I/V or V/V I/I I/V or V/V 139R/399K 139K/399R 6/6TA 6/7TA or 7/7TA C/C or C/T T/T A/A A/G or G/G C/C or C/T T/T A/A or A/C C/C A/A or A/G G/G 6/6TA 6/7TA or 7/7TA 2R/2R or 2R/3R 3R/3R C/C T/T or C/T C/C T/T or C/T G/G G/T or T/T G/G G/A or A/A C/C or C/T 好差毒副作用一般毒副作用大一般好好一般好一般好一般一般好一般好毒副作用一般毒副作用大毒副作用一般毒副作用大毒副作用一般毒副作用大毒副作用一般毒副作用大一般差一般差毒副作用一般毒副作用大毒副作用一般毒副作用大好差好差好差差好好差好

10q24.2 Chromosome 10 华法林个体化用药解析 -CYP2C9 SNP- 导致人类遗传易感性的重要因素 SNP- 导致人类药物代谢和反应差异的重要因素 A G SN P C A A C 突变野生型突变型 10q24.

29 10q24.2 Chromosome 10 华法林个体化用药解析 -CYP2C9 SNP- 导致人类遗传易感性的重要因素 SNP- 导致人类药物代谢和反应差异的重要因素 A G SN P C A A C 突变野生型突变型 10q CYP2C9 gene 9 Exon 55kb 490 AA Arg144Cys G A G G A C C T G T G T T C A A Glu Asp Cys Arg Val Gln CYP2C9*3 CYP2C9*1 Normal No enzymatic enzymatic activity activity 3 CYP2C9 作为药物代谢中一种重要的 CYP450 酶有近百种药物是 CYP2C9 的底物, 占了临床常用药物的 10-20% 甲苯磺丁脲 (tolbutamide) 华法林(warfarin) 苯妥英 (phenytoin) CYP2C9 具有遗传多态性, 人类存在几种等位基因的突变体, 其中研究最多也是最主要的 CYP2C9 等位基因有三种, 即野生型 (CYP2C9*1),R144C 突变体 (CYP2C9*2) 和 I359L 突变体 (CYP2C9*3)

30 个性化治疗 -FDA 确认的药品说明书与基因多态性基因药物 ( 具有相似剂量调整的药物 ) CYP2C19 伏立康唑奥美拉唑, 泮托拉唑艾美拉唑雷贝拉唑地西泮那非那韦 CYP2C9 CYP2D6 DPYD G6PD NAT TPMT UGT1A1(*28) VKORC1 塞来考昔华法林阿托西汀文拉法辛利哌利酮塞托溴胺吸入他莫昔芬噻吗洛尔氟西汀奥氮平西维美林托特罗定特比萘芬 ; 曲马多氯氮平阿立哌唑美托洛尔普萘洛尔卡维地洛普罗帕酮硫利达嗪普罗替林可待因卡培他滨氟尿嘧啶乳膏和外用液拉布立酶氨苯砜伯氨喹氯喹利福平异烟肼吡嗪酰胺硫唑嘌呤硫鸟嘌呤 6- 巯基嘌呤依立替康 (Irinotecan) 华法林

31 高通量测序核心技术项目介绍 - 产前筛查研究证实 cffdna 可作为无创产筛的最优材料 8 孕周以后持续存在, 孕周越大含量越高 :cffdna 在孕妇怀孕 4 周时便可检出, 8 周后含量上升并稳定存在, 且孕周越大 cffdna 的含量越高 cffdna 在孕期持续存在的这一特性使其可以在早孕期中孕期, 甚至是晚孕期进行检测, 检测孕周广泛核小体形式存在,DNA 稳定性好 : cffdna 在外周血中以核小体形式存在, 具有较好的稳定性, 保证了用 cffdna 作为检测材料的可行性半衰期短, 分娩后迅速降解 :cffdna 的半衰期很短, 为 16.3 分钟, 在正常分娩 2 小时后在母体外周血中已检测不到 cffdna 快速降解的这种特性使其可以作为无创产前检测的最优检测材料

高通量测序核心技术项目介绍产前筛查 4008803609 021-61400896 200436 26 28 www.shbiochip.com www.biomedlab.

32 高通量测序核心技术项目介绍产前筛查 DNA 1. Buffer CF min 2000x g(rcf),5min min, Buffer CF1 1:1 10%

33 高通量测序核心技术项目介绍 - 产前筛查利用高通量测序技术平台已进行了 1832 例胎儿染色体非整倍体无创产前基因检测, 其中 1 例提示 21chr 高风险, 并经后续染色体分析确认为 21 三体综合征, 其中提示 21chr 低风险的个体目前已经有 1370 例出生, 均为正常个体, 根据这些数据说明, 目前检测结果与临床符合性为 100%

34 高通量测序核心技术项目介绍 - 肿瘤诊断 / 治疗

35 上海伯豪医学检验所 PCR 生物芯片测序 FISH 因为专注, 所以专业

36 上海伯豪医学检验所

37 上海伯豪医学检验所 - 技术平台 1202 平方米,2000 万投资, 专业 : 临床细胞分子遗传学技术平台 :PCR 测序芯片 FISH

38 上海伯豪医学检验所开放的平台实验室共建的舞台客服技术质量市场策划服务双赢的模式物流销售

39 上海伯豪医学检验所 - 质量体系参照标准 :ISO15189 核心 : 检测全过程质量控制 ( 前, 中, 后 ) 规范性文件 : 共 318 个专业技术培训 : 达 45 次, 其中二代测序 20 次室间质评 & 室间比对 : (1) 室间质评项目 100% 通过 (2)

40 上海伯豪医学检验所独立实验室运作特点 - 流程 --BML --BML

41 联系我们客服热线 : 微博 :@ 上海伯豪医学检验所电邮 :biomedlab@shbiochip.com 官网 : 微信 :

42 请批评指正!

个体化治疗单项检测目录 2 项目项目名称检测方法检测编号心衰治疗 PM-006 β 受体阻断药疗效与剂量预测 PM-007 苯妥英钠剂量及毒性预测 PM-008 卡马西平毒性预测 Sanger 法测序 PM-009 托莫西汀剂量及毒性预测 PM-00 盐酸氟西汀剂量及毒性预测 PM-0

个体化治疗单项检测目录 2 项目项目名称检测方法检测编号心衰治疗 PM-006 β 受体阻断药疗效与剂量预测 PM-007 苯妥英钠剂量及毒性预测 PM-008 卡马西平毒性预测 Sanger 法测序 PM-009 托莫西汀剂量及毒性预测 PM-00 盐酸氟西汀剂量及毒性预测 PM-0 个体化治疗单项检测目录项目编项目名称抗高血压糖尿病高血脂症抗凝药物检测方法号检测样本类型 β 受体阻断药疗效与剂量预测 β 肾上腺素受体 β-r 65G>C ACEI 类疗效与剂量预测 RFLP 片段分析血管紧张素转化酶 ACE I/D AT 受体阻断药疗效与剂量预测细胞色素氧化酶(CYP2C9*) 钙通道阻滞药疗效与剂量预测心房利钠素前体 A NPPA T228C