分子靶向抗肿瘤药物课件讲义.ppt

1、1、肿瘤基因组发生了哪些改变？2、肿瘤基因组的改变对肿瘤的发生发展有什么样的推动作用？1、食管鳞癌基因组存在哪些改变？2、食管鳞癌基因组的改变对其发生发展具有什么样的促进作用？3、食管鳞癌基因组改变是否具有发展成为分子标志的潜力？食管鳞癌存在大量的基因组改变Shi et al.Clinical Cancer Research.2013食管不典型增生中存在众多的基因组改变Shi et al.Clinical Cancer Research.201311q13是早期病变与食管鳞癌共有的基因组改变Shi et al.Clinical&Translational Oncology.2013Shi et

2、 al.Clinical Cancer Research.2013ANO1可能是早期病变与食管鳞癌中11q13.3扩增的靶基因与预后相关的基因组改变Shi et al.Genes&Chromosomes Cancers.2011与预后相关的基因组改变Shi et al.Genes&Chromosomes Cancers.2011直肠癌的基因组改变Shi et al.GMC Medical Genomics.2012Liang and Shi et al.Oncology Reports.2013Zhou and Shi et al.Cancer biomarkers.2013细胞毒细胞毒 分子

3、靶向肿瘤药物分子靶向肿瘤药物 20112011GleevecIressaAvastinq 细胞信号转导细胞信号转导 q 肿瘤新生血管生成肿瘤新生血管生成q 胞外基质胞外基质 q 细胞周期细胞周期分子靶向抗肿瘤药物主要分类q 细胞凋亡细胞凋亡q DNA损伤修复系统损伤修复系统q 泛素化泛素化-蛋白酶体系统蛋白酶体系统q 表观遗传修饰系统表观遗传修饰系统q 肿瘤代谢肿瘤代谢q 肿瘤疫苗肿瘤疫苗蛋白酪氨酸激酶抑制剂蛋白酪氨酸激酶抑制剂丝丝/苏氨酸蛋白激酶抑制剂苏氨酸蛋白激酶抑制剂PI3K-AKT-mTOR信号通路信号通路MAPK信号通路信号通路n癌基因依赖型肿瘤癌基因依赖型肿瘤n罕见肿瘤治疗罕见肿瘤

4、治疗n广谱型与特异型广谱型与特异型 n耐药性耐药性分子靶向抗肿瘤药物十年启示分子靶向抗肿瘤药物十年启示n联合用药策略联合用药策略n细胞毒类药物细胞毒类药物n毒副作用毒副作用n个性化治疗个性化治疗癌基因依赖型肿瘤癌基因依赖型肿瘤(Oncogene Addiction)分子靶向药物十年启示分子靶向药物十年启示n一种肿瘤、一个基因、一个药物一种肿瘤、一个基因、一个药物p乳腺癌乳腺癌HER2p慢性粒细胞性白血病慢性粒细胞性白血病BCR-ABLp恶性黑色素瘤恶性黑色素瘤B-RAF癌基因依赖型肿瘤癌基因依赖型肿瘤癌基因依赖癌基因依赖(Oncogene Addiction)：肿瘤的发生和发展依赖于某一特定癌

5、基因的现象Weinstein于2002年提出癌基因依赖型肿瘤：癌基因依赖型肿瘤：OncogeneCancerMYCLymphoma,LeukemiaRASPancreatic,thyroid,colon,NSCLCHER2Breast,ovarian,NSCLSB-RAFMelanoma,thyroid,colorectalEGFRNSCLC,glioblastoma,colon,pancreasABLCMLPDGFRGlioma,GISTKITGISTPGFR3MyelomaALKALCLAURORA kinaseColon,breastRETThyroidOsteogenic sarcom

6、aOsteocytes-Myc-Myc乳腺癌与HER2n 受体酪氨酸激酶家族最重要的成员之一受体酪氨酸激酶家族最重要的成员之一n 调控肿瘤细胞的增殖、存活、粘附、迁移及分化调控肿瘤细胞的增殖、存活、粘附、迁移及分化n 在在20-30%的早期乳腺癌患者中高表达的早期乳腺癌患者中高表达靶向靶向HER2的单克隆抗体的单克隆抗体Herceptinn 靶向靶向HER2的单克隆抗的单克隆抗体体首个用于临床的首个用于临床的分子靶向药物分子靶向药物 n 首次于首次于1998年被年被FDA批批准用于准用于HER2阳性的转阳性的转移性乳腺癌的治疗移性乳腺癌的治疗n 单药或与细胞毒类药物单药或与细胞毒类药物Taxo

7、l联合用于转移性乳联合用于转移性乳腺癌的一线治疗腺癌的一线治疗慢性粒细胞性白血病慢性粒细胞性白血病(CML)与与BCR-ABLn 第第9号染色体上的号染色体上的Abl原癌原癌基因与第基因与第22号染色体上的号染色体上的Bcr基因相互易位形成融基因相互易位形成融合基因，引起蛋白激酶持合基因，引起蛋白激酶持续性激活续性激活n 90%以上慢性粒细胞性白以上慢性粒细胞性白血病患者骨髓细胞中存在血病患者骨髓细胞中存在特征性的费城染色体特征性的费城染色体靶向靶向BCR-ABL的小分子抑制剂的小分子抑制剂Gleevecq口服用药口服用药q专一性强专一性强q毒副作用小毒副作用小q对正常细胞影响很小对正常细胞影

8、响很小2001年年5月月FDA批准批准Gleevec上市，用于治上市，用于治疗慢性粒细胞白血病疗慢性粒细胞白血病n 丝丝-苏氨酸激酶苏氨酸激酶,是是RAS通路下游通路下游MEK 的主要激活因子的主要激活因子n 60的恶性黑色素瘤中存在的恶性黑色素瘤中存在B-RAF突变突变n 90%B-RAF突变为持续活化的突变为持续活化的V600E突变突变恶性黑色素瘤与恶性黑色素瘤与B-RAFNature Reviews Molecular Cell Biology,2004缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸Flaherty et al.N Eng J Med,2010nPlexxikon公司研发的靶向公司研发的靶向B

9、-RAFV600E 突变体的抑突变体的抑制剂制剂n口服有效，目前处于临床口服有效，目前处于临床III期研究期研究n对对80%B-RAF V600E突变的恶性黑色素瘤患者有效突变的恶性黑色素瘤患者有效B-RAF抑制剂抑制剂PLX4032治疗恶性黑色素瘤治疗恶性黑色素瘤PLX4032Johannessen et al,Nature,2010Nazarian et al,Nature,2010Solit and Sawyers,Nature,2010潜在问题潜在问题耐药性产生耐药性产生n40%患者使用患者使用8-12个月后产生显著耐药个月后产生显著耐药n耐药机制一：通过耐药机制一：通过COT 激活激

10、活MEKn耐药机制二：通过耐药机制二：通过RTKs例如例如PDGFR 代偿代偿MEK下游信号通路下游信号通路罕见肿瘤罕见肿瘤治疗治疗分子靶向药物的十年启示分子靶向药物的十年启示nHedgehog抑制剂（基底细胞瘤）抑制剂（基底细胞瘤）nPARP抑制剂（抑制剂（BRCA突变的乳腺癌）突变的乳腺癌）(Orphan tumor)罕见肿瘤罕见肿瘤(Orphan tumor)罕见肿瘤罕见肿瘤(Orphan tumor)：发病极低发病极低(10cdk20.6Src10EGFR0.08-0.25Flt34Met0.001-0.01Kit2.4IGFR-10.008 0.003 PDGFR 0.8Abl0.0

11、09 0.002 KDRIC50(mM)KinaseIC50(mM)KinaseSunitinibNature Reviews Drug Discovery,2007 Kinase assayIC50C-RAF,mVEGFR2 10 mMn 最早作为最早作为Raf 激酶抑制剂进激酶抑制剂进行开发行开发n 2005年年12月，月，FDA批准其上批准其上市治疗晚期肾细胞癌市治疗晚期肾细胞癌n 对肝癌和黑色素瘤也有较好对肝癌和黑色素瘤也有较好效果效果SorafenibSorafenib治疗晚期肝癌治疗晚期肝癌晚期肝癌患者使用晚期肝癌患者使用Sorafenib中位中位生存期和疾病进展时间及均比对生存期

12、和疾病进展时间及均比对照组延长照组延长3个月个月Llovet et al.,N Engl J Med,2008耐药性耐药性分子靶向药物的十年来启示分子靶向药物的十年来启示nEGFR抑制剂抑制剂耐药耐药酪氨酸激酶抑制剂耐药性酪氨酸激酶抑制剂耐药性p基因突变导致药物不结合基因突变导致药物不结合p 导致其他激酶激活导致其他激酶激活p导致磷酸酶功能降低导致磷酸酶功能降低获得性耐药获得性耐药内在性耐药内在性耐药p冗余激酶的同步激活冗余激酶的同步激活p激酶下游分子突变激酶下游分子突变p癌基因沉默癌基因沉默n抑制抑制EGFR导致导致c-Met激活激活nEGFR磷酸酶功能降低磷酸酶功能降低n激活的激活的IGF

13、1R、INSRnEGFR下游下游KRAS突变突变nE-cadherin基因沉默基因沉默EGFR突变导致耐药突变导致耐药Nature Reviews Cancer,2011EGFR二次突变二次突变耐药性突变耐药性突变增敏性突变增敏性突变nEGFR酪氨酸酪氨酸790位点的突位点的突变变(T790M)是是EGFR抑制抑制剂最重要的耐药机制之一剂最重要的耐药机制之一nEGFR抑制剂耐药的病人抑制剂耐药的病人中约有中约有50%具有该突变具有该突变c-Met扩增导致扩增导致EGFR抑制剂耐药抑制剂耐药McDermott et al.J Clin Oncol,2009c-Met扩增扩增EGFR抑制抑制剂耐药

14、剂耐药EGFR抑制抑制剂敏感剂敏感Engelman et al.,Science.2007nEGFR抑制剂耐药的肺癌细胞中抑制剂耐药的肺癌细胞中c-Met扩增扩增nc-Met通过通过ERBB3激活激活AKT从而产生耐药从而产生耐药Nature Reviews Cancer,2011克服克服EGFR耐药的治疗策略耐药的治疗策略同时靶向多条通路同时靶向多条通路联合用药及其策略联合用药及其策略分子靶向药物十年启示分子靶向药物十年启示联合用药联合用药p分子靶向与细胞毒类药物联分子靶向与细胞毒类药物联合用药合用药主导主导p分子靶向药物联合用药分子靶向药物联合用药p其他其他（与激素、放射治疗联用等）（与激

15、素、放射治疗联用等）p基于药物作用特点的联合用药基于药物作用特点的联合用药p基于药物作用机制的联合用药基于药物作用机制的联合用药p基于药物毒性的联合用药基于药物毒性的联合用药p基于耐药机制的联合用药基于耐药机制的联合用药p基于给药方案的联合用药基于给药方案的联合用药n 联合用药策略：联合用药策略：n 联合用药方式：联合用药方式：分子靶向药物联合用药分子靶向药物联合用药Kummar et al.,Nature Reviews Drug Discovery,2010n抑制同一作用靶点抑制同一作用靶点n抑制通路上下游抑制通路上下游n抑制具有代偿功能的不同通路抑制具有代偿功能的不同通路分子靶向药物联合

16、用药分子靶向药物联合用药Regales et al.,J Clin Invest.2009 n新一代不可逆的新一代不可逆的EGFR抑制剂抑制剂BIBW-2992与与EGFR单克隆抗单克隆抗体体cetuximab联用能显著抑制联用能显著抑制erlotinib耐药的耐药的EGFRT790M移移植瘤植瘤靶向同一作用靶点靶向同一作用靶点分子靶向药物联合用药分子靶向药物联合用药靶向通路上下游靶向通路上下游Li et al.,Cancer Cell.2007 n不可逆不可逆EGFR抑制抑制剂剂HKI-272与与Rapamycin联用，联用，能显著抑制能显著抑制EGFR T790M-L858突变突变的肺癌移

17、植瘤的肺癌移植瘤分子靶向药物联合用药分子靶向药物联合用药靶向具有代偿功能的不同通路靶向具有代偿功能的不同通路Engelman et al.,Nature Medicine,2008细胞毒药物重要性细胞毒药物重要性分子靶向药物十年启示分子靶向药物十年启示n主导地位主导地位n联合用药联合用药细胞毒类药物在肿瘤治疗中的主导地位细胞毒类药物在肿瘤治疗中的主导地位n市场份额市场份额p传统的治疗手段仍然是临床治疗第一传统的治疗手段仍然是临床治疗第一选择，化疗药以产品数量计占有最大的选择，化疗药以产品数量计占有最大的癌症治疗市场癌症治疗市场p化疗药市场在化疗药市场在2004-2013年内会显示稳年内会显示稳

18、定的成长，年均增速定的成长，年均增速8.8%n适应症适应症p对绝大多数肿瘤有效对绝大多数肿瘤有效1470亿美元亿美元2200亿美元亿美元联合优势：联合优势：p 降低有效药物剂量降低有效药物剂量p 减少毒性减少毒性 p 克服细胞毒类药物对细胞内克服细胞毒类药物对细胞内某些信号通路激活对抗肿瘤某些信号通路激活对抗肿瘤作用造成的影响作用造成的影响分子靶向药物与细胞毒药物联合用药分子靶向药物与细胞毒药物联合用药Bevacizumab与细胞毒类药物联用与细胞毒类药物联用重组的人类单克隆抗体，拮抗血重组的人类单克隆抗体，拮抗血管内皮生长因子管内皮生长因子VEGF，抑制肿，抑制肿瘤新生血管生成瘤新生血管生成

19、2004年获得年获得FDA批准上市批准上市与多种化疗药物联合用药治疗与多种化疗药物联合用药治疗20余种恶性肿瘤余种恶性肿瘤2010年销售额超过年销售额超过60亿美元亿美元Bevacizumab临床应用临床应用主要通过与主要通过与细胞毒类药物联合用药细胞毒类药物联合用药临床毒副作用临床毒副作用分子靶向药物十年启示分子靶向药物十年启示分子靶向药物一般不良反应分子靶向药物一般不良反应不良反应不良反应药物药物胃肠道、皮肤胃肠道、皮肤Anti-EGFR,Multi-targeted kinases间质性肺疾病间质性肺疾病Gefitinib,mTOR inhibitors低镁血症、低钙血症低镁血症、低钙血

20、症Imatinib心功能不全心功能不全Trastuzumab,multi TKI,others出血、血栓出血、血栓Anti-VEGF(R)胆囊炎胆囊炎Motesanib蛋白尿蛋白尿Bevacizumab,multi TKI可逆性后部白质脑病综合症可逆性后部白质脑病综合症Bevacizumab甲状腺功能减退症甲状腺功能减退症Sunitinib(Sorafenib)自身免疫失调自身免疫失调Anti-CTLA-4 monoclonal antibodies血液系统（血液系统（例如血小板數目例如血小板數目过过高高）Sunitinib,mTOR inhibitors分子靶向药物严重毒副作用分子靶向药物严

21、重毒副作用qRapid tumor re-growth and rebound revascularization(“tumor flare”)after therapy is stopped（肿瘤反弹、血管重建肿瘤反弹、血管重建）qIncrease in malignant aggressiveness(invasiveness/metastasis)（肿瘤转移肿瘤转移）q55岁妇女，岁妇女，8年前肾癌右肾切除年前肾癌右肾切除5年后年后用干扰素用干扰素alpa，9个月后复发；个月后复发；IL-2用用3个月无法耐受停药个月无法耐受停药q 改用改用Sunitinib，起始剂量，起始剂量50 mg

22、/day，6周一疗程，其中周一疗程，其中4周用药治疗、周用药治疗、2周间周间歇，期间发生骨转移歇，期间发生骨转移q一项一项63例病例回顾性调查出现骨转移例病例回顾性调查出现骨转移占占9.5%qSunitinib的的4/2治疗方案可导致肿瘤治疗方案可导致肿瘤flare-up已成为事实已成为事实TKI治疗前治疗前 TKI停药期间停药期间Sunitinib对对RRC治疗给药间歇引起肿瘤转移治疗给药间歇引起肿瘤转移Wolter et al.,Acta Oncol.2009VEGFR抑制剂抑制肿瘤生长同时，促进肿瘤转移抑制剂抑制肿瘤生长同时，促进肿瘤转移2009-70714212835421061071

23、08Group AGroup BGroup CGroup D60 m g/kg120 m g/kgV ehicleGroup E120 m g/kg120 m g/kg60 m g/kgi.v tumor implantation(LM2-4LUC+Cells)Days Post-ImplantationTumor BurdenPhotons/sec采用临床相同治疗方案，采用临床相同治疗方案，在在SCID小鼠印证小鼠印证Sunitinib 能够明显导致多器官肿瘤转移能够明显导致多器官肿瘤转移Days Post Tumor Implantation7142130Group A1 2 3 4 5

24、6 7Group D1 2 3 4 5Group E1 2 3 4 5Group B1 2 3 4 5 6 7Group C1 2 3 4 5 6 727Ebos et al.Cancer Cell,15:232-239,2009AntiangiogenicTherapyH1F-1Angiogenesis inhibitors:motivators of metastasis?Steeg P.Nature Medicine,2003A hypoxic twist in metastasis?Peinado H.Nature Cell Biology,2008TumorResponseandEl

25、evatedTumorHypoxiaproangiogenic genes invasion-related genes(e.g.c-met)metastasis-related genes(e.g.twist)增加增加/加重肿瘤缺氧状态、导致肿瘤转移复发加重肿瘤缺氧状态、导致肿瘤转移复发个体化治疗与生物标志物个体化治疗与生物标志物 分子靶向药物十年来启示分子靶向药物十年来启示r全球销售排行榜排名前全球销售排行榜排名前30位的位的“重磅炸弹重磅炸弹”级药物通级药物通常有效性也不过常有效性也不过40-60%r一种抗肿瘤药物仅对个别肿瘤组织类型的部分患者有一种抗肿瘤药物仅对个别肿瘤组织类型的部分患

26、者有一定疗效一定疗效r约约1/6的使用者发生不同程度的不良反应，药物不良反的使用者发生不同程度的不良反应，药物不良反应已经成为人类第应已经成为人类第5大死亡原因大死亡原因r遗传因素、环境因素、遗传遗传因素、环境因素、遗传-环境因素的相互作用，环境因素的相互作用，是造成药物反应（药物效应和毒性）个体和种族差异是造成药物反应（药物效应和毒性）个体和种族差异的主要原因的主要原因个体化治疗的必要性个体化治疗的必要性 甄别遗传和非遗传因素在药物反应中的细微差别，区分药甄别遗传和非遗传因素在药物反应中的细微差别，区分药物反应潜在的物反应潜在的“有效人群有效人群”、“无效人群无效人群”和和“毒性人群毒性人群

27、”，才能科学指导临床合理用药，提供安全、有效的联合用药方案，才能科学指导临床合理用药，提供安全、有效的联合用药方案，避免药物不良反应，实现量体裁衣的个体化药物治疗避免药物不良反应，实现量体裁衣的个体化药物治疗 治疗非小细胞肺癌明星药物治疗非小细胞肺癌明星药物Iressa q 选择性抑制选择性抑制EGFR酪氨酸激酶：酪氨酸激酶：EGFR(ErbB-1)：IC50=0.033 M Other cellular kinases：IC50 3 M2002年年7月，月，Iressa在日本被批准用于治在日本被批准用于治疗不可手术的或者是复发的非小细胞性疗不可手术的或者是复发的非小细胞性肺癌肺癌2003年年

28、5月，月，Iressa又被美国又被美国FDA批准用批准用于治疗经过标准含铂类方案和紫杉萜化于治疗经过标准含铂类方案和紫杉萜化疗后仍继续恶化晚期非小细胞肺癌患者疗后仍继续恶化晚期非小细胞肺癌患者 p Lynch等科学家发现，在等科学家发现，在IRESSA治疗效果比较好的肿瘤患者中，大治疗效果比较好的肿瘤患者中，大约有约有89以上的患者其肿瘤中以上的患者其肿瘤中EGFR激酶区是突变的激酶区是突变的p 进一步发现在非小细胞肺癌患者的肿瘤样品中发现了进一步发现在非小细胞肺癌患者的肿瘤样品中发现了30种以上的种以上的EGFR激酶区激酶区(exons 18-24)的突变的突变p 非小细胞肺癌患者的肿瘤样品

29、中非小细胞肺癌患者的肿瘤样品中EGFR激酶区突变的发生率和与激酶区突变的发生率和与IRESSA有效性，如性别、种族等是一致的有效性，如性别、种族等是一致的Lynch et al 2004;Paez et al 2004EGFR酪氨酸激酶突变对酪氨酸激酶突变对IRESSA的反应的反应 Iressa成功启示成功启示 q Iressa的优势人群的优势人群：EGFR突变型的非小细胞肺癌患者突变型的非小细胞肺癌患者 亚洲人亚洲人 不抽烟的人群不抽烟的人群 女性女性q 首次证实了分子靶点药物特别是酪氨酸激酶抑制剂治首次证实了分子靶点药物特别是酪氨酸激酶抑制剂治 疗恶性实体肿瘤的有效性疗恶性实体肿瘤的有效性

30、q 分子靶向药物具有局限性，不同类型的肿瘤甚至同一分子靶向药物具有局限性，不同类型的肿瘤甚至同一 肿瘤的不同亚型都需要有不同的针对性药物肿瘤的不同亚型都需要有不同的针对性药物 EML4-ALK融合蛋白融合蛋白EML4-ALK融融合蛋白合蛋白:n 棘皮动物微管相关蛋白棘皮动物微管相关蛋白4（EML4）与间变淋巴瘤激酶（与间变淋巴瘤激酶（ALK）的融）的融合基因合基因EML4-ALKn 染色体染色体2短臂重排突变短臂重排突变n 突变体活性能被突变体活性能被ALK抑制剂抑制抑制剂抑制Chr2Nature Reviews Drug Discovery,2009 EML4-ALK为非小细胞肺癌亚型的分子

31、标志为非小细胞肺癌亚型的分子标志物物J Clin Oncol,2009 q无无EGFR和和KRAS基因突变基因突变q 腺癌病人腺癌病人q 非或极轻度吸烟者非或极轻度吸烟者q 年轻年轻q 无性别、无年龄差异无性别、无年龄差异n EGFR抑制剂抑制剂单药单药n 铂类细胞毒药铂类细胞毒药物联合用药物联合用药n NSCLC肺癌中肺癌中ALK阳性阳性率约为率约为3%-7%n 每年有每年有40,000例例NSCLC肺癌病人肺癌病人ALK阳性阳性n NSCLC亚型分子标志物亚型分子标志物nRight TargetnRight MoleculenRight PatientnRight BiomarkernRight Dose分子靶向药物的研究策略分子靶向药物的研究策略