肿瘤防治的新挑战-肿瘤异质性,分子分型及个体化冶疗.ppt

肿瘤防治的新挑战 肿瘤异质性 分子分型 及个体化冶疗 中国医学科学院北京协和医学院肿瘤研究所肿瘤医院程书钧 我国恶性肿瘤发病及死亡情况的回顾与预测 预计在2020年 全球新发病例将达1500万 我国占1 5 死亡1000万 我国占1 4 现患病例3000万 肿瘤防治模式 高危个体癌前病变占位病变预防予警 发现手术 放疗 化疗生物 初级阶段 Wood LD et al Science 2007 Nov 16 Vol 318 1108 isolatedDNAfrom11breastand11colorectaltumorsanddeterminedthesequencesbasedonexonsrepresenting20 857transcriptfrom18 191gene Anygenethatwasmutatedinthetumorbutnotinnormaltissuefromthesamepatientswasanalyzedin24additionaltumors Pathwayratherthanindividualgenesappeartogovernthecourseoftumorigenesis Disruptionofapathwaybymutationinanyoneofitsgeneticcomponentswouldpresumablyleadtosimilarchangesingrowth The 15drivermutationinanindividualtumorlikelyreflectalterationsinasimilarnumberofpathways Afewgene mountains aremutatedinalargeproportionoftumors mostgenesaremutatedin 5 oftumorsrepresentedas hills 两个肿瘤突变基因重复的很少 Science2007 318 1108 Greenman Cetal Nature 2007 446 153 reported1 000somaticmutationsfoundinthecodingexonsof518proteinkinasegenesin210diversehumancancers Therewassubstantialvariationinthenumberandpatternofmutationsinindividualcancer Mostsomaticmutationsarelikelytobe passengers thatdonotcontributetooncogenesis However therewasevidencefor driver mutationcontributingtothedevelopmentofthecancerstudiedinapproximately120genes Thomas RKetal Naturegenetics 2007 39 347 determined238knownoncogenmutationacross1 000humantumorsamplesof17cancertypes Of17oncogensanalyzed theyfound14tobemutatedatleastonce and298 30 samplescarriedatleastonemutation 1 Wood LD et aldeterminedthe乳腺癌和结直肠癌DNAsequencesbasedonexonsof20 857transcriptfrom18 191gene Science 2007 Nov 16 Vol 318 1108 2 ThomasRK etal分析17类肿瘤238个oncogenes的突变 Naturegenetics 2007 39 153 3 Greenman C etal 分析210个不同人的肿瘤的518proteinkinasegeneexons的突变 Nature 2007 446 153 两个肿瘤之间突变基因重复的很少Pathwayratherthanindividualgenesappeartogovernthecourseoftumorigenesis Disruptionofapathwaybymutationinanyoneofitsgeneticcomponentswouldpresumablyleadtosimilarchangesingrowth Thedifferencesarelikelytobethebasisforthewidevariationintumorbehaviorandresponsivenesstotherapy TheepigeneticprogenitormodelofcancerStem progenitorcells表观遗传学 epigenetic 改变 Gatekeepermutation GeneticandepigeneticinstabilityFeinberg APetal NatureReviewGenetics 2006 7 21 33 我们还不清楚一个肿瘤包含有多少个基因的改变 以及相互的作用机理 但研究已揭示与癌变有关的基因参与的复杂性 造戌了肿瘤病人的个体反应不同 这是肿瘤分子分型和个体化冶疗的基础 肿瘤异质性 分子型 及个体化冶疗Systemsbiology 基因突变谱 SNP ArrayCGH 基因组甲基化谱基因表达谱MicroRNAs谱 Oncomirs 蛋白标志谱染色体异常细胞组织 DiffuselargeB cell DLBCL themostcommonsubtypeofnon Hodgkin slymphoma GerminalcentreB likeDLBCL toexpressgenescharacteristicofgerminalcentreBcell hadasignificantbettersurvival LMO2 BCL6 FN1 expressionrelatedtolongersurvival ActivatedB likeDLBCL toexpressgenesnormallyinducedduringinvitroactivationofperipheralbloodBcells CCND2 SCYA3 BCL2 expressionrelatedtoshortersurvival N Engl J Med 2004 300 1828 1837 Breastcancerpatientswiththesamestagecanhavemarkedlydifferenttreatmentresponses Theclinicalbehaviour suchaslymphnodestatusandhistologicalgrade failtoclassifyaccuratelyoutcome Chemotherapyorhormonaltherapyreducesdistantmetastasesbyone third however70 80 ofthesepatientswouldnotdevelopeddistantmetastaseswithouttheadjuvanttreatment thesepatientsmaynotbenefitfromthetreatment andmaypotentiallysufferfromthesideeffects Nature 2002 VOl 415 530 FDANewsFORIMMEDIATERELEASEP07 13February6 2007MediaInquiries TheMammaPrinttestusesthelatestinmoleculartechnologytopredictwhetherexistingcancerwillmetastasize spreadtootherpartsofapatient sbody 70genesactivityconfersinformationaboutthelikelihoodoftumorrecurrence MicroRNA miRNAs300 1000 areanabundantclassofnegativegeneregulatorsthathavebeenshowntocontrolawiderangeofbiologicalfunctionssuchascellularproliferation differentiationandapoptosis AbouthalfoftheannotatedhumanmiRNAsmapwithinfragileregionofchromosomes whichareareasofthegenomethatareassociatedwithvarioushumancancers miRNAmutationsormis expressioncorrelatewithvarioushumancancersandcanfunctionastumorsuppressorsandoncogenes AsinglemiRNAmightbindasmanyas200gegetargetsandso miRNAspotentiallycontroltheexpressionofaboutone thirdofhumanmRNAs NatureReviews Cancer2006 6 259 269 Luetal Nature 2005435 834 约25 临床诊断为肺癌Ia期患者 单纯接受手术治疗后会复发 因此有必要识别此亚型的患者 以便给予更有效的治疗 Potti等 NEnglJMed2006 355 570 用89例早期NSCLC病例构建了一个 肺癌转移模型 表达谱芯片 准确率93 高于目前应用的基于临床病理特征的预测方法64 并可鉴别出需要术后化疗的Ia期患者 该研究已被美国临床肿瘤学会 ASCO 评为2006年临床肿瘤研究主要进展之一 NENGLJMED2006 355 570 NENGLJMED2006 355 570 MethylationofthepromotorregionsofP16andCDH13inbothtumorandmediastinallymphnodesinstage1NSCLCpatientswasassociatedwithanoddsratioofrecurrentcancerof15 5 有甲基化病人无复发存活时间明显低于无甲基化 N ENGL J MED 2008 358 1118 42个基因可区分肺癌淋巴结转移 50 分子标志谱在判断乳腺癌治疗敏感性中的应用 北京市科委重大专项 通过分析新辅助化疗有效 完全缓解 部分缓解 与无效 肿瘤进展 患者治疗前后的肿瘤组织标本以及血标本 发现与乳腺癌化疗敏感性相关的分子标志谱 根据NCCNClinicalPracticeGuidelinesinOncology BreastCancer Version1 2005 选取临床IIA T2 N0 M0 IIB T2 N1 M0 T3 N0 M0 IIIA T3 N1 M0 期患者 其他符合保乳手术治疗的患者 除外肿瘤大小因素 以及局部进展期乳腺癌患者 IIIA T0 3 N2 M0 IIIB T4 N0 2 M0 AnyT N3 M0 入组 在接受治疗前 对入组患者进行空心针穿刺活检 coreneedlebiopsy 取得病理诊断 随后给予4周期EC方案 表阿霉素 环磷酰胺 14天 周期 评价疗效运用基因芯片技术 对治疗前后标本的mRNA表达情况进行检测 分析 比较治疗反应阳性组与治疗反应阴性组患者的上述检测指标之间的差异 寻找与新辅助化疗疗效相关的分子标志谱 建立预测化疗疗效的临床生物学模型 Iscancermetastasispredeterminedandpredictable 利用此153个有显著差异的基因 在国际上首次建立了一个肝癌转移的预测模型 这一模型预测待检标本的准确率达90 以上 YeQH etal NatMed 2003 9 416 423 NSCLC有淋巴结转移与无淋巴结转移病人比较 前者有1q25 32 12q23 24 3 17q12 22区域DNA拷贝增加 而且这种差别在原位癌阶段即已形成 提示在原位癌阶段即可能巳经有与转移相关的drivergenes在不断推动以后的肺癌转移 J Ma etal JPathl2006 210 205 213 癌前病变与癌 癌变的多阶段发生模式 从正常细胞发展到危及生命的恶性肿瘤 大多经历 癌前病变 阶段 而从 癌前病变 发展成侵袭性癌一般需要10年或更长的时间 癌前病变 的一个重要特征是具有可逆性 15 70 宫颈原位癌在10年后会发展成浸润癌 大约在3 5 4 5年中 16 的宫颈轻度不典型增生发展成重度不典型增生及原位癌 胃粘膜多阶段癌变过程 异型增生发生癌变的危险度增加41倍多 控制癌前病变 1950年以来 巴氏涂片检测宫颈癌前病变加上外科切除 使宫颈癌发生率和死亡率分别下降78 和79 而未实施这项措施的国家 宫颈癌仍然是妇女肿瘤的主要死亡原因 20mg day 6682人 对照 6706人 69个月后22 100043 4 100049岁下降44 50 59组降51 60组降55 原位癌组降56 不典型增生组降86 Estrogen受体阳性组降69 Estrogen受体阴性肿瘤无明显影响子宫内膜癌危险性上升Stage1 Tamoxifen 为什么有些癌前病变会发展成为浸袭性癌 而大部分不会 Molecularlesionsthatoccurinearlystageofcancerorinprecursorlesionsaremorelikelytohaveadirectinfluence Drivers oncanceroccurrenceandprogressionthanthosethataccumulateatthelaterstageofcancerdevelopment Amongthelatter manyalterationsmaybeconsideredas passengers 早期癌变预警标志 肿瘤早期发现和诊断是肿瘤治疗的关键 肺癌Stage1病人5年生存率70 左右StageIV病人5年生存率5 左右 Low doseCT筛查31 567无症状人群 1993 2005 发现的412Stage1肺癌病人10年生存率88 302例病人在诊断后一个月做手术 10年生存率92 8例病人Stage1 诊断后未接受治疗5年之内去世 N Engl J Med 2006 355 1763 未来肿瘤早诊研究趋势 分子影像学体液中肿瘤分子标志谱 技术路线 Molecular CellularProteomics2005 4 1480 收集条件培养基 浓缩 冻干 1 DSDS PAGE电泳 质谱鉴定 临床组织标本验证 检测到肺癌相关游离 分泌 蛋白已有1000多种 通过对肺癌患者血浆的检测分析 已鉴定出11种蛋白 8种明显差异 增高或降低 如MMP1 Fascin CD98 SC 14 3 3 eta sigma beta LAMC2 其中有7种未见在人血浆中被检出的报道 这也是目前国际上同类研究中最大的一个肿瘤相关分泌 释放蛋白数据库 Molecular CellularProteomics2005 4 1480 人类控制肿瘤的关键 预防与病毒相关的宫颈癌 肝癌将首先被控制控制癌前病变不断减少晚期肿瘤发生早期诊治晚期肿瘤的多靶点综合治疗 个体化冶疗 内在遗传因素 在北欧瑞典 丹麦 芬兰研究了44 788对双胞胎 其中10 803 9 512对 人发生肿瘤 表明有遗传因素影响的肿瘤是 前列腺癌42 大肠 直肠癌35 乳腺癌27 N Eng J Med 2000 342 78 85 与病毒相关的宫颈癌 肝癌将首先被控制1 HPV病毒疫苗2 2006年6月9日美国FDA批准Gardasil 加德西 上市 5年随访发现该疫苗有效预防了HPV16和HPV18型有关的宫颈 外阴和阴道癌前病变发生 预防HPV6和HPV11型相关的生殖器疣发生 AmericanBotanicalCouncil Austin Texas Nov9 2006 非赢利的美国植物学会创建者和执行主任马克 布鲁蒙萨尔说 一种复杂的草本制剂得以作为处方药进入美国市场 这是近半个世纪以来的第一次 这种新药 其安全和功效已经得到了充分的临床证明 并且跟所有化学或生物药物一样获得了FDA的批准 这一批准实际上为一个新药行业的建立铺平了道路 Whatwedon tknow一种基因能治好晚期肿瘤 一种药物能否治好晚期肿瘤 单一生物标志能否淮确预测肿瘤予后 晚期病人带瘤生存治疗 多靶点综合治疗 个体化冶疗 实现个体化治疗 避免过度治疗 是改善目前肿瘤治愈率低和死亡率高的有效途径 路在何方针对临床实际问题进行临床与实验室密切结合的研究 未来十年内中国医学科学研究自主创新的主战场一旦取得突破 成果就有可能转化为新的技术 应用于临床 Herceptin trastuzumab 针对HER2 positivebreastcancer tumorregression11 26 forunselected乳腺癌病人34 forHER2 positive乳腺癌病人 10 40 服Herceptin乳腺癌病人无明确的positivetest 20 乳腺癌病人HER2检测不准确 Pathway targeteddrugMoleculartyping personalizedtherapy希望和挑战 个体化治疗战略前移 Targeteddrivers 未来的肿瘤防治模式国家中长期科学和技术发展规划纲要疾病防治重心前移 研究预防和早诊关键技术 高危个体癌前病变占位病变预防予警 发现早诊 早冶 GenomeWebsiddailyNews April15 2008 ByAndreaAnderson SydneyBrennerUrgesCancerResearcherstoConsider BedsidetoBench Approach We reallmutants basically It shardtofindawildtype Wedon thavetolookforamodelorganismanymore Brennersaid Becausewearethemodelorganisms 新一代DNA测序技术 Roche s454 Illumina sSolexa Biosystem sSOLiD CharacterizingtranscriptsthroughsequencesratherthanthroughhybridizationthatwillrevolutionizetheresearchoforganismsNext generationsequencinghasimmediatelyapplicationsincancerresearch suchas specificcanceralleles copynumberchanges transcripts DNAmethylation microRNA Genemutation Systemsbiology 未来肿瘤研究中关键科学因素临床肿瘤研究 符合临床客观规律的肿瘤资源库 把随诊作为医院核心建设之一 高通量 快速分析基因 蛋白质及细胞结构与功能的先进技术平台 能进行综合研究的现代生物信息分析系统 谢谢 BildAH etal NatureReviewscancer 2006 6 735