乳腺癌精准医疗之路

会计学1乳腺癌精准医疗之路乳腺癌精准医疗之路2015年1月20日，奥巴马在国情咨文演讲中提出了“精准医学(PrecisionMedicine)”计划. 1月30日奥巴马正式推出“精确医学计划”，提议在2016财年向该计划投入2.15亿美元，以推动个性化医疗的发展。“精准医学”就是指根据每个病人的个人特征量体裁衣式地制定个性化治疗方案。它是由“个性化医疗”联合最新的遗传检测技术发展而来。計畫前期執行包括对100萬人进行DNA测序，透過研究不同族群、各個年齡層的個人化基因資訊，來協助治療癌症與糖尿病等疾病.US PresidentBarack ObamaUS副总统拜登今年早些时候推出癌症登月计划该计划预计投资11亿美元旨在通过设计新的策略来预防，诊断，治疗，并治愈来降低癌症的毁灭性负担特定目标包括用新的方法来制备癌症疫苗，早期发现，癌细胞的单细胞的基因组分析，进一步发展癌症联合疗法, 等。精準醫學計劃在全球获得了巨大的正面響應，尤其是在中國。2015年，英国启动10万人基因组计划，旨在通过大规模的基因组分析，寻找疾病的精准诊疗方案。精准医学：我国医学发展的历史机遇 ! 中国在15年内将跟踪投放600 (200+400) 亿元人民币2015年年初以来, 中国已连续举办了了许多关于癌症精密医学的研讨会, 和许多关于癌症治疗的大型计划，包括深圳公布的10000中国人的测序项目.今年3月科技部关于发布国家重点研发计划精准医学研究等重点专项 (精准医学研究20亿)-“精准医学计划”适合我国的情况吗？-“精准医学计划”对我国的发展有大概率获胜的机会吗？- 切记盲目跟从，应该静下来反思，“精准医学”是否能够为民众的健康带来益处？ 什么时间之内, 怎样的益处？USChina(29%)(15%)Table 8. Five-year Relative Survival Rates* (%) by Stage at Diagnosis, US, 2005-2011 Early detection is the key for survival ! USA 早期诊断率为7080%，而中国却不足20%。中国的多数癌症诊断都是中晚期，治疗非常被动和盲目。癌症病人护理, 治疗, 临床及基础研究等各项指标均与美国有不小的差距!精准医学：我国医学发展的历史机遇 ! 广义：测序是对生命语言中的基本元素，及其修饰和衍生物进行测定和解读。包括：DNA测序RNA测序蛋白组测序表观遗传组测序测序成本迅速下降第一次人类基因组测序耗时13年，成本30亿美元，到2008年11月，基因组测序仅需一两周，花费10万美元。新一代仪器可将全基因组序列测序成本降到1000美元以下，成本不足第一代的百万分之一。而且随着技术进步，仍在不断下降。成本快速下降，测序领域的超摩尔定律助推临床应用1918年8月13日2013年11月19日第一代（稳定需求）第一代（稳定需求）ABi3130 xL(FDA CFDA)3730 xL3500 xL（FDA CFDA）第三代第三代Life Technologies (ABi)Ion Torrent PGMHelicos BiosciencesHelicos Genetic Analysis System Pacific BiosciencesRSSystem 第二代（高速发展）第二代（高速发展）RocheGenome Sequencer FLX System GS Junior System IlluminaGenome Analyzer IIxMiSeqHiSeq 1000HiSeq 2000HiSeq 2500Life Technologies (ABi)5500 SOLiD System5500 xL SOLiD SystemDanaherMotionPolonator G.007Complete Genomics无锡艾吉因生物信息技术有限公司无锡艾吉因生物信息技术有限公司AG-100深圳华因康基因科技有限公司（深圳华因康基因科技有限公司（CFDA）Pstar-1中科院北京基因组所中科院北京基因组所/半导体所半导体所BIGIS-1BIGIS-4各类高通量测序技术原理2007GA11Gb/Run 32bp length single20082009201020122014GA IIGA IIxHiseq 2000Hiseq 2500Hiseq X-ten8Gb/Run30Gb/Run200Gb/Run600Gb/run，11天600Gb/天/台50bp length100bp length100bp length150bp length60人/天Paired-endPaired-endPaired-endPaired-end18000人类基因组/年bp: base pair, 碱基1kb = 1000 bp1Mb = 1000,000 bp1Gb = 1000,000,000 bpRun: 指高通量测序平台单次上机测序反应Lane: 测序芯片上的一条流通槽，测序文库与试剂均在里边 名词汇总：http:/ line）肿瘤组织体细胞突变检测（Somatic）液态活检（Liquid Biopsy）高通量测序技术在临床中的主要应用范围I I或或 IIII期、雌激素受体阳性、淋期、雌激素受体阳性、淋巴结转移阴性巴结转移阴性及将要采用他莫昔芬治及将要采用他莫昔芬治疗的新确诊乳腺癌患者。疗的新确诊乳腺癌患者。绝经后，淋巴结阳性、雌激素受绝经后，淋巴结阳性、雌激素受体阳性的浸润性乳腺癌患者，也体阳性的浸润性乳腺癌患者，也可通过可通过2121基因检测评估是否需要基因检测评估是否需要化疗。化疗。乳腺癌21基因检测(OncoType Dx)“乳腺癌乳腺癌2121基因检测基因检测”是检测恶性肿瘤组织中一组特异基因的表达，对预测预后、复发、转移乃至指导治疗提供信息，最终目的是为患者的个体化治疗提供帮助。研究机构样本量淋巴结性状雌激素性状治疗NSABP B-20, Pittsburgh, PA233阴性阳性他莫昔芬(100%)Rush University, Chicago, IL7810个或以上淋巴结阳性/-他莫昔芬(54%)化疗（80%）Providence St. Josephs hospital, Burbank, CA136阳性/-阳性/-他莫昔芬（41%）化疗（39%） Objective: Prospectively validate the Recurrence Score result as a predictor of distant recurrence in node-negative, ER+ patients Multicenter study with prespecified 21-gene assay, algorithm, endpoints, analysis planRandomizedRegisteredPlacebonot eligibleTamoxifeneligibleTamoxifeneligiblePaikS,etal.N Engl J Med.2004;351:2817-2826.Oncotype DX Clinical Validation: NSABP B-14All PatientsLow Risk (RS 4 cm% Distant Recurrence-free at 10 YearsAllpatients(N=668)All PatientsLow Risk (RS 60Age 50-60Age 40-50Age 40All patients (N=668)% Distant Recurrence-free at 10 Years406080100135662940591610333011756264173814844All PatientsLow Risk (RS 18)Int Risk (RS 18-30)High Risk (RS 31)RS, Recurrence ScorePaik S, et al. N Engl J Med. 2004;351:2817-2826.Oncotype DX Clinical Validation: NSABP B-14, Subgroup Analysis by Age Distant recurrence over time10-Year rate of recurrence = 6.8%*95%CI:4.0%,9.6%0246810121416YearsPaikS,etal.N Engl J Med.2004;351:2817-2826.0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%Proportion without distant recurrence RS18,n=338RS18-30,n=149RS31,n=181AllPatients,n=668P 0.00110-Year rate of recurrence = 14.3%95%CI:8.3%,20.3%10-Year rate of recurrence = 30.5%*95%CI:23.6%,37.4%*10-Yeardistantrecurrencecomparisonbetweenlow-andhigh-riskgroups:P0.001RS,RecurrenceScoreresultOncotype DX Clinical Validation: NSABP B-14, Distant RecurrenceStudyDesignNNodal statusPrognosticPredictive NSABP B-141Prospective; tam only668NegYES-Kaiser Permanente2Prospective; case-control790 cases/controlsNegYES-NSABP B-143Prospective; placebo vs tam645NegYESYESQuantitative ER predicts tamoxifen benefitNSABP B-204Prospective; tam chemo651Neg-YESRS predicts chemotherapy benefitECOG 21975Prospective; AC vs AT465Neg/PosYES-SWOG 88146Prospective; tam chemo367PosYESYESRS predicts chemotherapy benefitTransATAC7Prospective;tam vs AI1231Neg/PosYES-1. Paik S, et al. N Engl J Med. 2004;351:2817-2826.2. Habel LA, et al. Breast Cancer Res. 2006;6:R25-R39.5. Goldstein LJ, et al. J Clin Oncol. 2008;26:4063-4071. 3. Paik S, et al. J Clin Oncol. 2005;23(16S): abstract 510.6. Albain KS, et al. Lancet Oncol. 2010;11:55-65. 4. Paik S, et al. J Clin Oncol. 2006;24:3726-3734.7. Dowsett M, et al. J Clin Oncol. 2010;28:1829-1834.The Oncotype DX Assay Provides Consistent Results in Over 4,000 Breast Cancer Patients Studied28* Based on meta-analysis of seven studies with 912 patientsChemotherapyNo ChemotherapyWomen Diagnosed with Breast CancerTreatment Plan Prior to Oncotype DXTreatment Plan After Oncotype DX Chemotherapy recommended for 62% of patients Over a 37% Change in Treatment Decisions乳腺癌的多分型及其他因素决定了检测及预估的困难度增加，其中最为迫切的一个因素就是ER阳性及HER2阴性的患者是否进行内分泌治疗或者化疗是不确定的，而这一不确定性导致了过度治疗。200520122015 开始拟算与乳腺癌相关的重要的增殖基因。开始拟算与乳腺癌相关的重要的增殖基因。 ABCSG-8;ABCSG-6，August 1，2011，Clinical Cancer Research 两项验证性临床研究（两项验证性临床研究（ABCSG-6,ABCSG-8ABCSG-6,ABCSG-8） 2008版S3指南分为高中低三类人群，其中有1371处于临床难以分析的中风险人群，Epclin对这部分人群进行了分析，发现840例低风险人群远期复发率是4.5%，531例高风险人群远期复发率是19.7%。 圣安东尼乳腺癌大会报道圣安东尼乳腺癌大会报道EPclinEPclin对患者的晚期转移复发评估的数据。对患者的晚期转移复发评估的数据。圣安东尼乳腺癌大会报道圣安东尼乳腺癌大会报道EPclinEPclin与与2121基因的比对研究。基因的比对研究。Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-012013_Microarrays_Brase_REVOEW_EndoPredicGeneSelecyionValidation MultiGeneTestComparisonDowsett M et al，SABCS 2015 S3-012015圣安东尼奥乳腺癌大会DowsettMetal，SABCS2015S3-01 EPclin分析评估ATAC研究中928例接受阿那曲唑或他莫西芬治疗、已行RS评估的ER+/HER2-原发乳腺癌患者的mRNA； 首要研究终点为DR（Distant Recurrence,远处复发率）； 统计方法：KaplanMeier 方法与Cox回归分析评估随访0-5年、5-10年、10年的DR风险，LR-chi sq（似然比检验）分析评估乳腺癌复发风险分析、RS联合或不联合CTS的预后信息。DowsettMetal，SABCS2015S3-01明确分子特征以筛选出暂不需化疗的患者*评估ER+乳腺癌患者5年单独内分泌治疗后的远处复发风险Oncotype DX 21-gene复发评分（Paik et al，NEJM 2004） EPclin: EndoPredict (11genesEP+T, N)TransATAC： 1231 绝经后 ER+ 5y Tam或ana治疗 未接受化疗 （Dowsett et al, JCO 2010.28:1829-1834）RS广泛用于评估乳腺癌患者5年辅助内分泌治疗的10年远处复发（DR）风险，而不同于 RS评分的是，EPclin作为一种预后预测因子，需要联合8基因及3个内参基因及1个DNA内参表达特征积分（EP）及肿瘤大小、淋巴结分级进行评分。DowsettMetal，SABCS2015S3-01*Dowsettetal,BreastCancerRes.2007;9:R81 EPclin分析评估ATAC研究中928例接受阿那曲唑或他莫西芬治疗、已行RS评估的ER+/HER2-原发乳腺癌患者的mRNA； 首要研究终点为DR（Distant Recurrence,远期复发率）； 统计方法：KaplanMeier 方法与Cox回归分析评估随访0-5年、5-10年、10年的DR风险，LR-chi sq（似然比检验）分析评估乳腺癌复发风险分析、RS联合或不联合CTS的预后信息。Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-01DowsettMetal，SABCS2015S3-01Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-01与RS相比，EP和Epclin能够更精确筛选出远处复发低风险患者Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-01与RS相比，EP和Epclin能够更精确筛选出远处复发低风险患者Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-01DowsettMetal，SABCS2015S3-01检测值为低风险人群的最后复发率EPclin能够识别出不需化疗的远处复发低风险患者因为EPclin结合淋巴结情况及肿瘤大小等参数，故相比RS提供了更精确的预后信息在淋巴结阳性患者中EPclin与RS差异明显淋巴结阴性患者EPclin3.33提示预后良好该研究强调纳入临床病理参数进行总体风险评估的重要性。试验结论EndoPredict试验类型12基因试验标本FFPE试验技术RT-PCR适应症预测ER+，HER2-N0/N+中等风险无证据级别I晚期转移有临床因素有（肿瘤大小+淋巴结情况）ESMO推荐有ASCO推荐有欧洲共同体认证（CE）有循证证据循证证据EPclinoncotype DXER阳性ER阳性HER2阴性HER2阴性绝经前后绝经前后1-3期乳腺癌1-3期乳腺癌肿瘤病理分级T1-3肿瘤病理分级T1-30-3淋巴结转移0-3淋巴结转移4淋巴结转移4淋巴结转移Epclin与RS对比EPclin： low risk10% high risk10%OncoType Dx： low risk10% intermediate risk 10-20% high risk20%calibrated for node negativenon-low risk10%Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-01Epclin与Oncotype Dx对比临床应用临床应用：检测多种肿瘤的患病风险；检测肿瘤基因型，判定家系成员患病风险；指导肿瘤个性化治疗。科研应用科研应用快速、低成本的探索肿瘤相关基因的突变；若采用毛细管测序的技术，一次只能检测一条DNA片段，需要大量人力，成本高，且需要大量DNA样本。、茱莉 BRCA1阳性针对肿瘤基因外显子或SNP多态性位点进行NGS检测。 抑癌基因抑癌基因 参与DNA同源重组和损伤修复， 维持基因组稳定性 调控细胞周期 突变导致抑癌功能丧失或减弱突变导致抑癌功能丧失或减弱 突变结果主要造成蛋白截短，介导同源重组功能丧失，损伤修复能力下降，累积基因组不稳定性，诱发肿瘤。Cancer Sci 2004;95:866871StableStablegenome genome UnstableUnstablegenome genome Yes NoBRCA1/2的生物学基础 BRCA1与癌症发生的关系 乳腺癌在普通人群的发病风险10% 卵巢癌在普通人群的发病风险1% 拥有BRCA1突变的女性，5070岁之前患乳腺癌的发病风险51-87% 拥有BRCA1突变的女性，5070岁之前患卵巢癌的发病风险23-44% CANCERAGE RANGECANCER RISKRISK FOR GENERAL POPULATIONFemalebreast To age 50Up to 51%1.9%To age 70Up to 87%7.3%Second primary within 5 years of a first diagnosisUp to20%2%OvarianTo age 50Up to 23%0.2%To age 70Up to 44%0.7%Ovarian cancer within 10 years of a breast cancer diagnosisUp to 12.7%1%PancreaticTo age 80Up to 51%1%ProstateTo age 70Up to 51%8.2%Male BreastTo age 70Up to 51%0.1% 拥有BRCA2突变的女性，70岁之前患乳腺癌的发病风险28-84% 拥有BRCA2突变的女性，70岁之前患卵巢癌的发病风险27%CANCERAGE RANGECANCER RISKRISK FOR GENERAL POPULATIONFemalebreast To age 50Up to 28%1.9%To age 70Up to 84%7,3%Second primary within 5 years of a first diagnosis12%2%OvarianTo age 70Up to 27%0.7%Ovarian cancer within 10 years of a breast cancer diagnosis6.8%1.0%PancreaticTo age 807% or higher if there is a family history of pancreatic cancer1%Male BreastTo age 706.8%10激素类药物（来曲唑，阿那曲唑，依西美坦，氟维司群，他莫昔芬）洛氏伐(NosFam)-乳腺癌+=PIK3CA：25%HER2：20%CCND1：15%PTEN：5%65%EGFR非小细胞肺癌结直肠癌头颈部鳞状细胞癌乳腺癌胃癌胰腺癌HER2神经母细胞瘤非霍奇金淋巴瘤ALK易瑞沙，特罗凯阿法替尼，拉帕替尼，赫赛汀克唑替尼，色瑞替尼黑色素瘤BRAF达拉菲尼，威罗菲尼卵巢癌BRCA1/2PARP抑制剂（奥拉帕尼）洛氏伐(NosFam)-乳腺癌基于组织的肿瘤体细胞突变检测的局限性液态活检(Liquid Biopsy)SpeicherMR,PantelK.TumorsignaturesinthebloodJ.Naturebiotechnology,2014,32(5):441-443.作为无法获取组织标本的补充，无创取样后的检测结果指导临床用药实现实时动态监测，预测耐药及复发 提高全程管理水平指导用药指导用药实时监测实时监测循环而匀质的血液标本，在一定程度有效克服异质性匀质标本匀质标本ctDNA检测技术面临的挑战1. 肿瘤风险易感基因检测对诊断的价值？ 数据库的积累？预测的精准性？ 23and me？2013年11月26日，FDA叫停 健康基因检测服务。 2015年3月：批准其布卢姆综合症基因携带者检测服务(一种隐性遗传病)。 BRCA1、BRCA2-乳腺癌易感基因，药物靶点（奥拉帕尼）2. 肿瘤相关突变基因检测的诊断价值？ 1）小panel基因突变累积-大panel基因突变累积都在用，那个合适？小panel 2）ARMSPCR法(灵敏度（病理切片/新鲜组织）国外roche，qiagen 5%，国内1%？TKI必要性？ NGS（1%随测序深度增加）数字PCR（0.5%） 3）ctDNA液态活检 灵敏度应大于1% NGS 数字PCR 应该用更灵敏的方法3.注册审批的难度 1)国家标准物质研制的难点? 如EGFR位点很多 2)临床试验的难点 对照试剂 ?I I或或 IIII期、雌激素受体阳性、淋期、雌激素受体阳性、淋巴结转移阴性巴结转移阴性及将要采用他莫昔芬治及将要采用他莫昔芬治疗的新确诊乳腺癌患者。疗的新确诊乳腺癌患者。绝经后，淋巴结阳性、雌激素受绝经后，淋巴结阳性、雌激素受体阳性的浸润性乳腺癌患者，也体阳性的浸润性乳腺癌患者，也可通过可通过2121基因检测评估是否需要基因检测评估是否需要化疗。化疗。乳腺癌21基因检测(OncoType Dx)“乳腺癌乳腺癌2121基因检测基因检测”是检测恶性肿瘤组织中一组特异基因的表达，对预测预后、复发、转移乃至指导治疗提供信息，最终目的是为患者的个体化治疗提供帮助。DowsettMetal，SABCS2015S3-01 EPclin分析评估ATAC研究中928例接受阿那曲唑或他莫西芬治疗、已行RS评估的ER+/HER2-原发乳腺癌患者的mRNA； 首要研究终点为DR（Distant Recurrence,远期复发率）； 统计方法：KaplanMeier 方法与Cox回归分析评估随访0-5年、5-10年、10年的DR风险，LR-chi sq（似然比检验）分析评估乳腺癌复发风险分析、RS联合或不联合CTS的预后信息。Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-01Dowsett M et al，SABCS 2015 S3-01 BRCA1与癌症发生的关系 乳腺癌在普通人群的发病风险10% 卵巢癌在普通人群的发病风险1% 拥有BRCA1突变的女性，5070岁之前患乳腺癌的发病风险51-87% 拥有BRCA1突变的女性，5070岁之前患卵巢癌的发病风险23-44% CANCERAGE RANGECANCER RISKRISK FOR GENERAL POPULATIONFemalebreast To age 50Up to 51%1.9%To age 70Up to 87%7.3%Second primary within 5 years of a first diagnosisUp to20%2%OvarianTo age 50Up to 23%0.2%To age 70Up to 44%0.7%Ovarian cancer within 10 years of a breast cancer diagnosisUp to 12.7%1%PancreaticTo age 80Up to 51%1%ProstateTo age 70Up to 51%8.2%Male BreastTo age 70Up to 51%10激素类药物（来曲唑，阿那曲唑，依西美坦，氟维司群，他莫昔芬）洛氏伐(NosFam)-乳腺癌液态活检(Liquid Biopsy)SpeicherMR,PantelK.TumorsignaturesinthebloodJ.Naturebiotechnology,2014,32(5):441-443.