分子诊断与精准医疗课件.ppt

1、精准医疗 2015年年3月月11日，国家首次精准医学战略日，国家首次精准医学战略专家会议，提出专家会议，提出中国精准医疗计划中国精准医疗计划 卫计委表示，将其列入国家卫计委表示，将其列入国家“十三五十三五”科技发展重大专项科技发展重大专项 3月，国家卫计委公布了第一批月，国家卫计委公布了第一批肿瘤诊断肿瘤诊断与治疗与治疗项目高通量基因测序技术临床试项目高通量基因测序技术临床试点单位点单位 精确诊断第一步：明确患者的精确诊断第一步：明确患者的基因突变状态基因突变状态 精准医学是精确诊断和靶向治疗的结合什么是分子诊断？什么是分子诊断？ 分子诊断（分子诊断（molecular diagnosismo

2、lecular diagnosis）：应用分子）：应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术，称为分子诊达水平的变化而做出诊断的技术，称为分子诊断。断。 包括包括DNADNA、RNARNA和蛋白质和蛋白质 所有疾病所有疾病( (除外伤除外伤) )的发生均与基因的发生均与基因 检测技术：检测技术：n测序(Sequence)n原位杂交(Hybridization)n聚合酶链式反应(PCR)与遗传有关的与遗传有关的DNADNA结构是由硷结构是由硷基连接而成的基连接而成的双股双螺旋结双股双螺旋结构。一些硷基构。一些硷基片段即为基

3、因片段即为基因 基因：基因：DNA的结构的结构 当基因丢失，当基因丢失，或易位，或或易位，或插入外来基插入外来基因即可发生因即可发生肿瘤肿瘤肿瘤药物的发展趋势肿瘤药物的发展趋势EGFR突变检测的意义突变检测的意义 1、吉非替尼-Gefitinib，商品名: 易瑞沙-Iressa，2015，FDA批准一线药，生产商: 阿斯利康（AstraZeneca）。 2、厄洛替尼-Erlotinib，商品名: 特罗凯-Tarceva，2013年，FDA批准一线药，生产商：罗氏（Roche）。 3、埃克替尼-Icotinib，商品名：凯美纳-Conmana ，2011，CFDA批准的二线药，生产厂家：贝达药业

4、股份有限公司。 4、19缺失或外显子21(L858R)取代突变，阿法替尼-Afatinib，商品名：Gilotrif，2013，FDA批准的一线药，2015年8月在华上市，生产厂家：德国勃林格殷格翰公司。 5、T790M突变：AZD9291(阿斯利康)，RociletinibEGFR基因突变状态是EGFR酪氨酸酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗晚期NSCLC最重要的疗效预测因子。EGFREGFR信号通路及靶向治疗机制信号通路及靶向治疗机制检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床意义临床意义 EGFRE18/19/20/21不突变不突变野生型，肿瘤细胞信号正常转导，特罗凯野生型，肿瘤细胞信号正常转导，

5、特罗凯/易瑞沙易瑞沙/凯美纳凯美纳/阿法替尼疗效较低阿法替尼疗效较低突变突变突变型，阻断肿瘤细胞信号转导，特罗凯突变型，阻断肿瘤细胞信号转导，特罗凯/易瑞沙易瑞沙/凯美纳凯美纳/阿法替尼疗效较高阿法替尼疗效较高4.4.肺癌肺癌EGFREGFR通路靶向分子病理检测通路靶向分子病理检测nEGFREGFR突变较易发生于突变较易发生于亚洲人亚洲人、女性女性、腺癌腺癌、不吸烟不吸烟患者。患者。n最有效的是最有效的是E19/E21E19/E21突变，占总突变突变，占总突变90%90%，E20E20为耐药突变。为耐药突变。nEGFREGFR突变患者使用吉非替尼反应率可达到突变患者使用吉非替尼反应率可达到71

6、.2%71.2%，而野生型患者只有，而野生型患者只有1.1%1.1%。nEGFREGFR野生型患者使用吉非替尼死亡风险增加野生型患者使用吉非替尼死亡风险增加185%185%。KRASE2(12/13)/3(61)不突变不突变野生型，西妥昔单抗疗效较高野生型，西妥昔单抗疗效较高突变突变突变型，西妥昔单抗疗效较低突变型，西妥昔单抗疗效较低BRAFE15(V600E)不突变不突变野生型，西妥昔单抗疗效较高野生型，西妥昔单抗疗效较高突变突变突变型，西妥昔单抗疗效较低突变型，西妥昔单抗疗效较低PIK3CA(542/545)/(1043/1047)不突变不突变野生型，西妥昔单抗疗效较高野生型，西妥昔单抗疗

7、效较高突变突变突变型，西妥昔单抗疗效较低突变型，西妥昔单抗疗效较低VEGFR1基因表达基因表达高高贝伐单抗贝伐单抗(阿瓦斯汀阿瓦斯汀)疗效较高疗效较高低低贝伐单抗贝伐单抗(阿瓦斯汀阿瓦斯汀)疗效较疗效较低低1.EGFR1.EGFR2.K-RAS2.K-RASK-ras K-ras 信号通路信号通路nK-RASK-RAS基因属基因属RasRas基因家族，基因家族，正常时能调控细胞生长路径；正常时能调控细胞生长路径；异常时，导致细胞持续生长。异常时，导致细胞持续生长。n K-RAS K-RAS蛋白是蛋白是EGFREGFR信号传导信号传导中关键下游调节因子。中关键下游调节因子。nK-RASK-RAS

8、基因突变使结直肠癌患基因突变使结直肠癌患者对西妥昔单抗治疗产生耐者对西妥昔单抗治疗产生耐药性。药性。K-RASK-RAS基因突变检测基因突变检测K-RASK-RAS基因突变检测基因突变检测3.B-RAF3.B-RAFBRAF是MAPK的最强激活剂，40多种突变，15外显子1799T/A最常见；多见于黑色素瘤（突变率40-60%）、结直肠癌、甲状腺乳头状癌、NSCLC（突变率0.5-4.9%，女性、肺腺癌患者）；4.ALK4.ALK融合基因融合基因 ALKALK激酶抑制剂：克唑替尼、色瑞替尼激酶抑制剂：克唑替尼、色瑞替尼EML4-ALK融合基因可见于多种肿瘤，如间变性大细胞淋巴瘤、炎性成肌纤维细

9、胞瘤、成神经细胞瘤和NSCLC等；在NSCLC人群中，EML4-ALK阳性率约为3%7%左右；主要存在于腺癌中、轻度吸烟、年轻男性；33%非EGFR、KRAS突变的NSCLC患者出现EML-4-ALK突变，排他性强；EML4-ALK阳性者并不能从EGFR-TKI靶向治疗中获益，而Crizotinib对EML4-ALK突变型晚期NSCLC患者的疾病控制率可达90%，接受Crizotinib治疗可使患者获得明显的生存获益临床意义：临床意义： EML4-ALK基因融合或ALK基因断裂呈阳性的患者可以从克唑替尼/色瑞替尼的治疗中获得最大化的生存效益。 在克唑替尼上市时，FISH被美国食品药品监督管理局

10、（FDA) 批准为 EML4-ALK 阳性 NSCLC 的伴随诊断方法，是ALK融合基因检测的金标准。 检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床意义临床意义EML4-ALK基因融合基因融合(9种融合类型种融合类型)不融合不融合基因不融合，克唑替尼的疗效不佳基因不融合，克唑替尼的疗效不佳融合融合基因融合，克唑替尼的疗效较好基因融合，克唑替尼的疗效较好 关于阳性率：关于阳性率： 西方肺腺癌患者EGFR突变阳性率约为10%，亚裔腺癌患者为50%左右，亚裔鳞癌约为2.7%； 不吸烟、女性、肺腺癌患者EGFR突变阳性率更高； KRAS突变在非亚裔、吸烟及黏液癌中最常见；50%结直肠癌患者中； EML4-AL

11、K融合阳性率约为3%-11%。 关于互斥性：关于互斥性： EGFR和KRAS突变重叠在肺癌患者的发生率1%； EML4-ALK融合和EGFR突变大多数情况下不同时存在。5. PIK3CA5. PIK3CA PIK3CA是一种癌基因，编码I类磷脂酰肌醇-3激酶的p110催化亚单位，PI3Kp110a；该基因可以发生体细胞突变而致癌的基因。突变热点突变热点均能增强均能增强PI3KPI3K的脂质激酶活性。的脂质激酶活性。 已发现多种癌症，如结直肠癌（1032%）、乳腺癌、非小细胞肺癌等存在PIK3CA基因突变。 PIK3CA存在两个热点突变区热点突变区： 9号外显子（E542K、E545K、E545

12、G突变）； 20号外显子（H1047R、H1047L突变）； PIK3CA基因突变导致PI3K/Akt信号通路 持 续 性 活 化持 续 性 活 化 ，PI3K作为EGFR下游信号分子被激活，导 致 肿 瘤 细 胞 对EGFR-TKI等药物的耐药耐药。 临床意义临床意义 检测PIK3CA基因突变可以预测肿瘤患者对EGFR-TKI等药物的耐药性，用于临床辅助诊断，为临床医生选择靶向药物提供参考。 PIK3CA与K-RAS同时突变，具有很高的耐西妥昔单抗特性。 检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床意义临床意义PIK3CA(E9/20)不突变不突变对对EGFR抗体药物疗效好抗体药物疗效好突变突变对对

13、EGFR抗体类药物疗效不好抗体类药物疗效不好6. KIT6. KIT和和PDGFRaPDGFRaGISTs中KITKIT基因突变率约为90%90%，且突变形式多样。主要集中于1111号外显子号外显子（Lys550- Val560）约占70-80%、9 9号外显子号外显子（Ala502-Tyr503）约占5%-10%。检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床意义临床意义C-KIT(9/11/13/17)不突变不突变对伊马替尼对伊马替尼/舒尼替尼疗效不好舒尼替尼疗效不好突变突变对伊马替尼对伊马替尼/舒尼替尼疗效好舒尼替尼疗效好不突变不突变对伊马替尼对伊马替尼/舒尼替尼疗效不好舒尼替尼疗效不好PDGFR

14、A(12/14/18)突变突变对伊马替尼对伊马替尼/舒尼替尼疗效好舒尼替尼疗效好临床意义临床意义伊马替尼伊马替尼(Glivec，格列卫)是一种特殊的酪氨酸激酶抑制剂，经FDA批准可应用于c-Kit阳性、不能手术切除和/或转移性的恶性GISTs的治疗。检测KIT基因突变对于指导GISTs患者的合理用药，具有重要的参考价值。 靶向治疗提高药物有效性、安全性、减少靶向治疗提高药物有效性、安全性、减少毒副作用；同时会产生耐药毒副作用；同时会产生耐药 耐药耐药 原发耐药：原发耐药：KRAS 获得性耐药：获得性耐药：T790M和和C-MET 动态监测动态监测NSCLCNSCLC患者（经患者（经EGFR-T

15、KIEGFR-TKI治疗）血浆治疗）血浆DNADNA的的EGFREGFR突变状态，由初始检测到实时检测；突变状态，由初始检测到实时检测； 三代三代EGFR-TKI AZD9291EGFR-TKI AZD9291，对于对于EGFREGFR敏感突变和敏感突变和T790MT790M耐耐药突变的患者均有效；已初步确立临床疗效；药突变的患者均有效；已初步确立临床疗效； 二代二代ALKALK抑制剂抑制剂AlectinibAlectinib治疗克唑替尼耐药患者，已初治疗克唑替尼耐药患者，已初见临床疗效；见临床疗效； 免疫疗法，免疫疗法，MEDI4736MEDI4736、Pembrolizumab、Nivol

16、umab，在在NSCLC中显示出有效性；中显示出有效性； 以以C-METC-MET过表达为靶点，克服过表达为靶点，克服EGFR-TKIEGFR-TKI获得性耐药；获得性耐药；2015ASCO 最新进展7.HER-27.HER-2基因扩增基因扩增各肿瘤的分子病理诊断方案各肿瘤的分子病理诊断方案1313肺癌肺癌药物（药物（NCCN 2014NCCN 2014年年V4V4版）版）检测靶标检测靶标检测内容检测内容适用样本适用样本化疗药物卡铂、顺铂ERCC1、BRCA1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水ERCC1(118)、ERCC2(312)、XRCC1(194/399)、GSTP1(105)基因多态

17、性外周血多西他赛、紫杉醇、长春瑞滨、长春花碱、白蛋白结合型紫杉醇TUBB3、STMN1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水MDR1(2677/3435)基因多态性外周血培美曲塞TYMS、TYMPmRNA表达水平组织、切片、胸腹水TYMS(3-UTR/5-UTR)、DPYD(2A/5A/9A)、MTHFR(677/1298)基因多态性外周血吉西他滨RRM1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水RRM1(37)基因多态性外周血依托泊苷TOP2AmRNA表达水平组织、切片、胸腹水伊立替康UGT1A1(*6/*28)基因多态性外周血丝裂霉素NQ01(465/609)基因多态性外周血异环磷酰胺CYP2C9(*

18、3)、CYP2C19(*2/*3)基因多态性外周血靶向药物厄洛替尼、阿法替尼EGFR(E18、E19、E20、E21)、KRAS(E2、E3)基因突变组织、切片、胸腹水西妥昔单抗KRAS(E2、E3)、BRAF(V600E)、PIK3CA(E9、E20)基因突变组织、切片、胸腹水贝伐单抗VEGFR1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水克唑替尼、色瑞替尼EML4-ALK、ROS1基因融合组织、切片、胸腹水ALK(FISH)基因断裂组织、切片、胸腹水C-MET基因扩增组织、切片、胸腹水1414. .结直肠癌分子诊断项目结直肠癌分子诊断项目1313结直肠癌分子诊断项目结直肠癌分子诊断项目药物（药物（N

19、CCN 2015NCCN 2015年年V2V2版）版）检测靶标检测靶标检测内容检测内容适用样本适用样本化疗药化疗药物物奥沙利铂ERCC1、BRCA1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水ERCC1(118)、ERCC2(312)、XRCC1(194/399)、GSTP1(105)基因多态性外周血5-FU、卡培他滨、氟尿嘧啶TYMS、TYMPmRNA表达水平组织、切片、胸腹水TYMS(3-UTR/5-UTR)、DPYD(2A/5A/9A)、MTHFR(677/1298)基因多态性外周血伊立替康UGT1A1(*6/*28)基因多态性外周血甲酰四氢叶酸MTHFR(677/1298)、MTRR(66)基因

20、多态性外周血靶向药靶向药物物贝伐单抗、阿柏西普VEGFR1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水瑞戈菲尼C-KIT(9/11/13/17)、PDGFR(12/14)、BRAF(V600E)基因突变组织、切片、胸腹水西妥昔单抗、帕尼单抗KRAS(E2、E3)、NRAS、BRAF(V600E)、PIK3CA(E9、E20)基因突变组织、切片、胸腹水乳腺乳腺癌分子诊断项目癌分子诊断项目药物（药物（NCCN 2014NCCN 2014年年V3V3版）版）检测靶标检测靶标检测内容检测内容适用样本适用样本化疗药物卡铂、顺铂ERCC1、BRCA1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水ERCC1(118)、ERCC2

21、(312)、XRCC1(194/399)、GSTP1(105)基因多态性外周血多西他赛、紫杉醇、长春瑞滨、伊沙匹隆、艾日布林TUBB3、STMN1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水MDR1(2677/3435)基因多态性外周血卡培他滨、氟尿嘧啶TYMS、TYMPmRNA表达水平组织、切片、胸腹水TYMS(3-UTR/5-UTR)、DPYD(2A/5A/9A)、MTHFR(677/1298)基因多态性外周血吉西他滨RRM1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水RRM1(37)基因多态性外周血表柔比星、阿霉素TOP2AmRNA表达水平组织、切片、胸腹水环磷酰胺CYP2C9(*3)、CYP2C19(*2

22、/*3)基因多态性外周血甲氨蝶呤MTHFR(677/1298)基因多态性外周血靶向药物贝伐单抗VEGFR1mRNA表达水平组织、切片、胸腹水曲妥珠、帕妥珠单抗HER-2(FISH)基因扩增组织、切片、胸腹水PIK3CA(E9、E20)基因突变组织、切片、胸腹水拉帕替尼HER-2(FISH)基因扩增组织、切片、胸腹水EGFR(E18、E19、E21)基因突变组织、切片、胸腹水内分泌他莫昔芬CYP2D6(*3/*4/*5/*6/*10)基因多态性外周血家族性遗传乳腺癌早筛BRCA1(185)、BRCA2(5382/6174)基因多态性外周血1717. .白血病分子诊断项目白血病分子诊断项目胃肠道间

23、质瘤分胃肠道间质瘤分子诊断项目子诊断项目肿瘤化疗肿瘤化疗分子诊断项目分子诊断项目检测靶标检测靶标/ /内容内容技术平台技术平台相关疾病相关疾病/ /药物药物临床意义临床意义EGFREGFR基因基因(外显子18、19、20、21体细胞突变)DNA测序法或ARMS-PCR法非小细胞肺癌阿法替尼厄洛替尼吉非替尼埃克替尼1、EGFR基因突变状态是EGFR酪氨酸酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗晚期NSCLC最重要的疗效预测因子。KRASKRAS基因基因(密码子12/13、61体细胞突变)结直肠癌西妥昔单抗帕尼单抗尼妥珠单抗 黑色素瘤维罗非尼达拉非尼曲美替尼1、KRAS/BRAF/PIK3CA野生型结直肠

24、癌可以从西妥昔/帕尼单抗的治疗中获得最大化的生存效益。2、BRAF V600E基因突变的恶性黑色素瘤患者可以从维罗非尼/达拉非尼/曲美替尼的治疗中获得最大化生存效益。3、BRAF V600E基因突变与甲状腺乳头状癌患者死亡率显著相关，是侵润性肿瘤临床表型和预后不佳的指标。4、BRAF V600E基因突变与脑胶质瘤密切相关，对毛细胞型星形细胞瘤(PCA)和多形性黄色瘤型星形细胞瘤(PXA)诊断具有价值。5、60%的肺朗格汉斯细胞组织细胞增生症(PLCH)患者有BRAF V600E基因突变，受益于维罗非尼治疗。BRAFBRAF基因基因(外显子15 V600E体细胞突变)PIK3CAPIK3CA基因

25、基因(外显子9、20体细胞突变)EML4-ALKEML4-ALK基因基因融合ALKALK基因基因断裂荧光PCR法FISH法非小细胞肺癌克唑替尼色瑞替尼(Ceritinib)1、EML4-ALK基因融合或ALK基因断裂呈阳性的患者可以从克唑替尼/色瑞替尼的治疗中获得最大化的生存效益。2、CD74-ROS1是ROS1基因最常见的融合类型。基因融合阳性患者受益于克唑替尼/色瑞替尼的治疗。3、EGFR野生型NSCLC患者，建议行ALK/ROS1/C-MET检测。ROS1ROS1基因基因融合 荧光PCR法 C-METC-MET基因基因扩增 荧光PCR法 分子病理临床价值案例分子病理临床价值案例- -小结

26、小结(I)(I)检测靶标检测靶标/ /内容内容技术平台技术平台相关疾病相关疾病/ /药物药物临床意义临床意义C-KITC-KIT基因基因(外显子9、11、12、13、14、17、18体细胞突变)DNA测序法胃肠道间质瘤伊马替尼舒尼替尼1、C-KIT/PDGFR基因突变检测结果结合CD117/DOG1免疫组化检测结果对GIST的诊断具有极其重要的临床应用价值。2、C-KIT/PDGFR基因突变类型可以预测伊马替尼/舒尼替尼的剂量、疗效、原发性耐药等。3、C-KIT基因突变是粘膜型、肢端型黑色素瘤的独立预后不良因素。而且，C-KIT基因突变的晚期黑色素瘤患者可以最大化受益于伊马替尼的治疗。PDGF

27、RPDGFR基因基因(外显子12、14、18体细胞突变)HER-2HER-2基因基因扩增FISH法乳腺癌曲妥珠单抗蒽环类1、HER-2基因扩增阳性的乳腺癌患者可以从曲妥珠单抗(赫赛汀)的治疗中获得最大化的生存效益。2、TOP2A基因扩增/表达是蒽环类药物选择及疗效预测的独立指标。3、BRCA1/2基因突变与家族性乳腺癌及卵巢癌的发生密切相关，对乳腺癌的预防和早期诊断具有重要意义。TOP2ATOP2A基因基因扩增BRCA1/2BRCA1/2基因基因(BRCA1外显子2、BRCA2外显子20体细胞突变)DNA测序法分子病理临床价值案例分子病理临床价值案例- -小结小结(II)(II)ERCC1 m

28、RNA，BRCA1 mRNAERCC1(118)、ERCC2(312)XRCC1(194/399)、GSTP1(105)TUBB3 mRNA，STMN1 mRNAMDR1(2677/3435)TYMS mRNA，TYMP mRNATYMS(3-/5-UTR)MTHFR(677/1298)DPYD(2A/5A/9A)RRM1 mRNA，RRM1(37)依托泊苷TOP2A mRNAUGT1A1(*6/*28)NQO1(465/609)CYP2C9(*3)，CYP2C19(*2/*3)化疗类化疗类分子诊断项目分子诊断项目临床常见的几种化疗药物临床常见的几种化疗药物检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床

29、意义临床意义ERCC1mRNA表达表达高高DNA切除修复能力增强，切除修复能力增强，Pt药物的疗效降低药物的疗效降低低低DNA切除修复能力降低，切除修复能力降低，Pt药物的疗效增强药物的疗效增强1 1.ERCC1.ERCC1与铂类与铂类2 2.RRM1.RRM1与吉西他滨与吉西他滨检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床意义临床意义RRM1mRNA表达表达高高DNA修复能力增强，吉西他滨的疗效降低修复能力增强，吉西他滨的疗效降低低低DNA修复能力降低，吉西他滨的疗效增强修复能力降低，吉西他滨的疗效增强3 3.TUBB3.TUBB3与紫杉醇类与紫杉醇类检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床意义临床意义

30、TUBB3mRNA表达表达高高高表达，紫杉醇类的疗效降低高表达，紫杉醇类的疗效降低低低低表达，紫杉醇类的疗效增强低表达，紫杉醇类的疗效增强4 4.BRCA1.BRCA1与铂类与铂类/ /抗微管类抗微管类检测靶标检测靶标检测结果检测结果临床意义临床意义BRCA1mRNA表达表达高高高表达，高表达，Pt类的疗效降低，抗微管类的疗效增强，类的疗效降低，抗微管类的疗效增强，低低低表达，低表达， Pt类的疗效增强类的疗效增强 在正确时间根据正确患者的正确遗传学特征选在正确时间根据正确患者的正确遗传学特征选择正确剂量的正确药物择正确剂量的正确药物 是个体化医疗的核心。是个体化医疗的核心。 分子诊断成为筛选和鉴别不同患者个体化遗传分子诊断成为筛选和鉴别不同患者个体化遗传学特征不可缺少的关键性技术；为疾病的预防、学特征不可缺少的关键性技术；为疾病的预防、预测、诊断、治疗和预后判断提供信息和决策预测、诊断、治疗和预后判断提供信息和决策依据。依据。