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1、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
2、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
3、，阻止其复制及转录加速细胞凋亡,形成铂一DNA加合物通过DNAPtDNA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G2M期,双氯氨铂-adducts,DNA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,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
4、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-fu,Doc+5-fu,Gao Y,Zhu J,Zhang X,et al.PLoS One.2013;8(1):e52589,RA
5、P80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,mTOR,Rosell R,Perez-Roca L,Sanchez JJ,et al.PLoS One.2009;4(5):e5133,RAP80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,
6、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
7、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 Toxic
8、ity,Schwab M,Zanger UM,Marx C,et al.J Clin Oncol.2008 May 1;26(13):2131-8,*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3UTR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36倍。3R/3R的mRNA表达是2R/3R的21倍。2856的3R等位基因上存在GC的单
9、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）,TS,TS,TS,TS,DNA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,FdUMP,TS,FdUMP,FdUMP,FdUMP,FdUMP,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
10、,TS的mRNA表达水平与5-FU/奥沙利铂治疗的疗效相关（p0.001）TS低表达的患者生存期显著长于TS高表达的患者,氟尿嘧啶类检测的基因-TS,Association between genotypes and response to chemotherapy in the 80 patients,Graziano F,Ruzzo A,Loupakis F,et al.Br J Cancer.2008 Sep 2;99(5):716-21,DNA合成的限速酶，具有催化核糖核酸还原为脱氧核糖核酸功能的酶,吉西他滨 与 RRM1,核糖核苷酸还原酶M1（RRM1）,肿瘤组织中基因表达水平低的患
11、者，对吉西他滨药物敏感，高表达患者表现耐药。,肿瘤组织中基因表达水平高的患者，生存效果更佳。,吉西他滨 与 RRM1,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,伊立替康与UGT1A1,在体内经过CES转化为活性代谢物SN-38，其活性较伊立替康强100-1000倍SN-38经肝脏 UGT1A灭活，生成无活性代谢产物SN-38G产葡糖醛酸糖苷酶菌能在肠道逆转该反应，重新活化SN-38并引起剂量限制性毒性最常见的变异
12、为在启动子去TATA盒中插入一个双核苷酸（TA），产生等位基因UGT1A128，它可使SN-38的葡萄糖醛基化下降，从而引起体内活性SN-38的显著升高，增加毒副作用发生和程度,van der Bol JM,et al.Clin Cancer Res 2010;16(2):736-742.,伊立替康为前体药物,胆红素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶基因（UGT1A1）,UGT1A1*28与伊立替康副反应-迟发性腹泻/中性粒细胞减少的相关性,伊立替康与UGT1A1,UGT1A1*27(C686A)或UGT1A1*28(TA)7TAA:野生型：6个TA UGT1A1*6(G211A)：,使UGT1A1的
13、转录活性下降了三分之二。导致对伊立替康的毒性增加。,UGT1A1的多态性-伊立替康的毒性增加,此型的酶活性是野生型的49。,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,-微管蛋白与紫杉类药物,紫杉醇可使微管蛋白（微管蛋白和微管蛋白）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。,微管蛋白基因突变诱发紫杉耐药,III型 tubulin可能
14、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,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.14.2011,Increased p38 protein e
15、xpression in primary breast cancer correlates with up-regulated Topo II.Here,we report that p38,but not p38,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TOP2是蒽环的敏感性指标，而非紫杉类。,TOP
16、2蛋白和基因,TOP2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。2,3TOP2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);2239-2247【3】Villiman K,et al.
17、Mod Pathol.2002 May;15(5):486-91.【4】Park K,Kim J,Lim S,et al.J.Cancer,2003,39:631-634.,预后指标？,TOP2A,疗效预测？,基因,蛋白,乳腺癌新辅助化疗,乳腺癌辅助化疗,乳腺癌晚期化疗,TOP2A,Biomarker不是靶向药物的专属,抑制DNA聚合酶,Ara-c,抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶,5Fu、FT207、UFT、5-DFUR、卡培他滨,抗嘧啶药,HU,抑制核糖核苷酸还原酶,抑制二氢叶酸还原酶,MTX,烷化剂、MMC、DDP、BCNU、CCNU,与DNA交叉联结，破坏DNA,喜树碱类、鬼臼毒素类,抑制拓扑异构酶,PCB,引起DNA碎裂,BLM,引起DNA单链断裂,ACTD、柔红霉素、ADM、EPI、Mx,插入DNA，干扰转录,长春碱类、秋水仙碱、紫杉类,干扰微管蛋白，抑制有丝分裂,三尖杉酯碱,干扰核糖体功能，阻止蛋白质合成,L-ASP,分解门冬酰胺,抗嘌呤药抗叶酸药,Thank you！,
