表观遗传学修饰在肿瘤诊断和治疗中的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,表观遗传学修饰在肿瘤诊断和治疗中的应用,邱 林,MD.PhD,哈尔滨血液病肿瘤研究所,.,遗传学在肿瘤诊断和治疗中的应用,RT-PCR,FISH,伊马替尼,Ph,染色体,表观遗传学,在不改变基因序列的根底上，通过基因修饰及蛋白质与蛋白质、DNA和其他分子的相互作用而影响和调节基因的表达和功能，这种影响是可遗传的，也是可逆的。,主要包括：基因组印记、DNA甲基化、组蛋白修饰和RNA干扰等。,表观遗传学,DNA,甲基化,DNA,甲基转移酶,正常人的甲基化状态,GRNBK,，,APMIS 2007,：,115,组蛋白乙酰化与去乙酰化,Kim,，,Epigenetic 2006:1,异常的表观遗传修饰会导致肿瘤发生,Vaissiere Mutation Research 659(2021),调控基因表达,表观遗传学修饰,异常的表观遗传修饰会导致肿瘤,发生,抑癌基因沉默,原癌基因活化,DNA,甲基化,组蛋白修饰,异常的表观遗传修饰会导致肿瘤发生,Galm,blood Review 2006:20,异常的表观遗传修饰会导致肿瘤发生,Vaissiere Mutation Research 2021:659,肿瘤细胞中常见异常甲基化导致基因沉默,Pathway,Genes,细胞周期,Rb,p14,p15,p16,p73,细胞侵润和黏附,E-cadherin,APC,TIMP-3,VHL,凋亡调节,DAP kinase 1,caspase 8,TMS-1,DNA,损伤修复,O,6,MGMT,hMLH1,BRCA1,GST,生长因子,RAR2,CRBP1,SOCS-1,SOCS-3,ER,Galm,blood Review 2005,DNA,的甲基化的检测,甲基化芯片,甲基化特异性,PCR,亚硫酸氢盐序列分析,限制性酶切扫描技术,表观遗传学与癌症的进展,正常上皮细胞,发育异常,原位癌,转移癌,癌症,全基因组甲基化水平,CpG,岛甲基化水平,组蛋白修饰失平衡,肿瘤中异常的表观遗传学改变,表观遗传学改变,CpG,岛高甲基化 基因组低甲基化,miRNAs,高甲基化 组蛋白修饰异常,结肠癌,+,+,乳腺癌,+,+,肺癌,+,+,神经胶质瘤,+,+,白血病,+,+,淋巴瘤,+,+,膀胱癌,+,+,肾癌,+,+,前列腺癌,+,+,食管癌,+,胃癌,+,+,肝癌,+,+,肿瘤类型,GRNBK,，,APMIS 2007,：,115,早期诊断,检测血清或组织液中,CpG,岛的超甲基化,例：尿液中,GSTP1,的甲基化可用于前列腺癌的诊断,治疗,通过去甲基化或去乙酰化转移酶抑制剂，间挨方案CpG岛超甲基化可作为化疗、激素治疗和靶向治疗疗效评价的标准,例：MGMT甲基化变化可作为神经胶质瘤患者替莫唑胺治疗效果的评价标准,预后,CpG,岛超甲基化可作为化疗、激素治疗和靶向治疗疗效评价的标准,例：,MGMT,甲基化变化可作为神经胶质瘤患者替莫唑胺治疗效果的评价标准,肿瘤,表观遗传学修饰在肿瘤诊断和治疗中的应用,Esteller,N Engl J Med 2021:358,甲基化检测的优点,取材方便：尿沉淀，血浆，痰，血液，等,检测的是,DNA,，稳定不易降解。,正常组织与肿瘤组织的甲基化有质区别，而非量的区别，检测具有高度的特异性和敏感性,抑癌基因的甲基化早于肿瘤的发生，适合早期诊断。,DNA,甲基化与肿瘤诊断及预后,肿瘤类型,诊断标志,(,诊断率,),预后,标志,AML,p15,INK4B,(70%),、,SOCS1,(50%),p15,INK4B,、,CDH1,MDS,p15INK4B(50%),p15,INK4B,、,CDH1,、,HIC1,非何杰金氏淋巴瘤,DAPK,(80%),、,SHP1,(,100%),、,DBC1,(,100%),LMNA,、,MGMT,何杰金氏淋巴瘤,SYK,、,BOB.1/ORF,头颈癌,LHX6(60%),、,RASSF1A,(80%),、,DAPK(70%),、,RAR,(70%),RPRM,、,MGMT,、,MINT31,食管癌,APC,(90%),、,TIMP3(50%),APC,、,TIMP3,胃癌,CDH1(50%),CDH1,大肠癌,SST,(80%),p16,INK4A,和,p14,ARF,肝癌,p16,INK4A,(50%),、,RASSF1A,(80%),乳腺癌,CDH1(70%),、,RASSF1A,(80%),CDH1,非小细胞肺癌,PCDH20(50%),FHIT,、,PCDH20,、,TSLC1/IGSF4,膀胱癌,RUNX3,(70%),CDH1,、,FHIT,、,TIMP3,前列腺癌,GSTP1,(70%),、,APC,(70%),、,PTGS2,(70%),GSTP1,、,APC,GRNBK,，,APMIS 2007,：,115,检测血浆和血清中,DNA,甲基化标志物,检测血浆和血清中,DNA,甲基化标志物,疾病,DNA,来源,标志,敏感度,特异性,膀胱癌,血浆,CDKN2A(ARF),13/15(87%),N/A,血清,CDKN2A(INK4A),12/14(86%),31/31(100%),乳腺癌,血浆,CDKN2A(INK4A),5/35(14%),N/A,血浆,CDKN2A(INK4A),6/43(14%),N/A,结肠癌,血清,CDKN2A(INK4A),14/20(70%),44/44(100%),血浆,CDKN2A(INK4A),21/58(36%),N/A,胃癌,血清,CDH1,、,CDKN2A(INK4A),、,GSTP1,、,CDKN2B(INK4B),、,DAPK1,45/54(83%),30/30(100%),肝癌,血浆,/,血清,CDKN2A(INK4A),、,CDKN2B(INK4B),17/23(74%),35/35(100%),肺癌,血清,(NSCLC),血浆,CDKN2A(INK4A),、,GSTP1,、,DAPK1,、,MGMT,CDKN2A(INK4A),11/15(73%),64/73(88%),N/A,N/A,前列腺癌,血浆,/,血清,GSTP1,12/16(75%),22/22(100%),Laird,Nature Review Cancer 2003,检测不同部位中,DNA,甲基化标志物,疾病,DNA,来源,标志,敏感度,特异性,膀胱癌,尿沉渣,CDH1(E-Cadherin),、,DAPK1,、,CDKN2A(INK4A),、,RARB(RAR-,),20/22(91%),13/17(76%),乳腺癌,乳腺导管内液脱落细胞,CCND2(CyclinD2),、,RARB(RAR-,),、,TWIST,17/19(89%),40/45(89%),头颈癌,唾液,CDKN2A(INK4A),、,GSTP1,、,MGMT,11/17(65%),30/30(100%),肺癌,痰,CDKN2A(INK4A),、,MGMT,10/10(100%),N/A,前列腺癌,血沉棕黄层,GSTP1,5/16(31%),26/26(100%),活检冲洗液脱落细胞,GSTP1,21/63(33%),30/31(97%),Laird,Nature Review Cancer 2003,DNA,甲基化与肿瘤诊断及预后,Mund,Epigenetic 2006:1,国内研究进展,解放军总医院于力教授研究团队,应用限制性酶切扫描技术 RLGS技术筛 选出白血病细胞中高甲基化状态的基因，如ID4基因登，用于急性白血病诊断、疗效观察、预后判断、微小残留病检测等的有力手段。已开发ZO-1基因启动子区DNA甲基化检测试剂盒,2.应用筛选出的高甲基化状态的基因如ID4基因，筛选靶向治疗药物,表观遗传学治疗在肿瘤治疗中应用,Vaissiere Mutation Research 2021:659,去甲基化药物可以逆转抑癌基因,CpG,岛甲基化，恢复抑癌基因的功能。,去甲基化药物高度特异性的作用于甲基化的胞嘧啶，并不引起正常细胞中基因表达的实质性改变。,在动物模型中都可以观察到去甲基化药物可以阻止或逆转肿瘤的发生。,常用的去甲基化抑制剂有地西他滨和,5,氮杂胞苷已获,FDA,批准用于,MDS,治疗。,DNA,甲基化在肿瘤治疗中应用,表观遗传学药物在临床中的应用,药物,治疗范围,甲基转移酶抑制剂,5-,氮杂胞甙（已获,FDA,批准）,MDS,，,AML,，,CML,地西他滨,（已获,FDA,批准）,AML,，,CML,，,MDS,MG98,肾细胞癌,RG108,结肠癌细胞株,普鲁卡因胺,结肠癌细胞株,HDAC,抑制剂,SAHA,（已获,FDA,批准）,皮肤,T,细胞淋巴瘤，多种实体瘤,PXD101,多种实体瘤,LBH589,皮肤,T,细胞淋巴瘤,缩酚酸肽,多种肿瘤细胞株，,MDS,，,AML,丁酸苯酯,MDS,丙戊酸,成神经瘤细胞,MS-275,前列腺癌细胞株，多种实体瘤，淋巴恶性肿瘤,CI-994,多种实体瘤,5-,氮杂胞甙治疗,MDS,的临床试验,作者,GALGB 9221,Fabre,Fenaux,Lyon,给药剂量,75 mg/m,2,/day,75 mg/m,2,/day,75 mg/m,2,/day,AZA 5-2-2(75 mg/m/day5 days,AZA 5-2-5(50 mg/m/day5 days,AZA 5(75 mg/m/day 5 days),临床试验,III,III,III,II,病例数,n=99,n=61,n=179,n=139,疗效,10%CR,，,1%PR,，,36%HI,，,ORR 47%,16%CR,，,25%PR,，,21%HI,，,ORR 62%,28.5%CR+PR,AZA 5-2-2,：,44%,HI,AZA 5-2-5,：,52%HI,AZA 5,：,57%HI,毒副作用,骨髓抑制，恶心，呕吐,骨髓抑制，局部反应，,1-2,级胃肠不适,恶心，呕吐，骨髓抑制，局部反应，腹泻，疲劳,骨髓抑制,Kuendgen,Ann Hemaol 2021,HDACi,治疗,MDS,及,AML,的临床试验,作者,Odenike,Byrd,Giles,Garcia,Gojo,抑制剂,缩酚酸肽,缩酚酸肽,LBH589,SAHA,MS-275,临床试验,II,I,I,I,I,给药剂量,i.v.,18mg/m,2,/day,i.v.,13 mg/kg/m,2,i.v.,4.8-14mg/m,2,Oral,100-300 mg,Oral,4-10mg/m,2,患者人数及临床诊断,AML(n=18),AML(n=10),AML(n=13),MDS(n=1),AML(n=31),MDS(n=3),CML(n=1),AML(n=38),疗效,2,例骨髓原始细胞清除,骨髓和外周血中原始细胞短暂下降,8,例外周血中原始细胞短暂下降,1,例,CR,，,2,例,CRp,，,1,例,PR,，,5,例完全骨髓缓解,7,例血液学改善，骨髓和外周血中原始细胞短暂下降,毒副作用,恶心，呕吐，疲劳,恶心，呕吐，疲劳，腹泻，肿瘤溶解综合征,QT,延长，恶心，呕吐，低血钾,恶心，呕吐，腹泻，中性粒细胞减少，盲肠炎，疲劳,中枢神经系统,毒性，感染，疲劳，恶心，呕吐,Kuendgen,Ann Hemaol 2021,DNMT,抑制剂与,HDACi,联合使用的临床试验,作者,Garcia,Soriano,Maslak,Blum,Gore,给药剂量,DAC 15 mg/m,2,+VPA oral 20,35,50 mg/kg,AZA 75 mg/m,2,+VPA Oral 50,62.5,75 mg/kg,+ATRA,AZA 75 mg/m,2,+PB 200 mg/kg,DAC 20 mg/m,2,+VPA,15,20,25 mg/kg,AZA 25,50 75mg/m,2,days,+PB 375 mg/kg/day