吉西他滨个体化治疗疗效相关预测分子的研究进展

吉西他滨个体化治疗疗效相关预测分子的研究进展 吉西他滨个体化治疗疗效相关预测分子的 研究进展 ? 630?徐露娟,等吉西他滨个体化治疗疗效相关预测分子的研究进展 ofthecardiacL—typecalciumchannelinestrogenreceptor—de一[20]HorwitzKB.Thecentralroleofprogesteronereceptorsandpro— ficientmice[J].JGenPhysiol,1997,110:135—140.gestationalagentsinthemanagementandtreatmentofbreastcanc一 [19]JensenEV,JordanVC.Theestrogenreceptor:amodelformo—er[J].SeminOncol,1988,15:14,19. 1ecularmedicine.TheDorothyP.1andonAACRprizefortransla一(编校:徐萌) tionalresearch[J].ClinCancerRes,2003,3:71. 吉西他滨个体化治疗疗效相关预测分子的研究进展 徐露娟,钱晓萍,刘宝瑞 【指示性摘要】吉西他滨作为一种周期特异性药物在多种实体瘤的治疗中发挥重要作用.以药物遗传学及 药物基因组学为手段,选择合适的生物靶标,通过个体化治疗途径筛选合适人群成为提高吉西他滨疗效的 必要手段.本文复习近年国内外相关文献,对吉西他滨代谢,转运,药物作用靶点相关基因及其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达调控 分子在胰腺癌吉西他滨个体化治疗中的研究进展进行综述,初步探讨他们作为吉西他滨疗效预测分子在 药物个体化治疗中的临床意义. 【关键词】吉西他滨;胰腺癌;个体化治疗 【中图分类号】R730.53【文献标识码】ADOI:10.3969/j.issn.1672—4992.2012.03.61 【文章编号】1672—4992一(20l2)03—0630—04 吉西他滨是一种二氟核苷类抗代谢药物,因个体异质性 的影响,仅20%,30%患者从治疗中获益.寻找吉西他滨疗 效相关的分子标记对提高疗效势在必行.药物基因组学及 药物遗传学的发展为避免无效化疗提供可能性.本文就吉 西他滨在肿瘤治疗中的药物疗效相关分子标记的研究进展 进行综述. 1吉西他滨的作用机理 吉西他滨(22一双氟脱氧胞苷)为核苷酸结构类似 物,是一种细胞周期特异性抗代谢类药物,主要作用于肿瘤 细胞DNA合成期,在一定条件下,阻止G.期向S期的进展. 吉西他滨通过人平衡型核苷载体1(humanequilibrativenu— cleosidetransporters1,hENT1)和人集中核苷转运体3(human concentrativenucleosidetransporter,hCNT3)进入细胞,并通过 脱氧胞苷激酶(deoxycyidinekinase,dCK)磷酸化为双氟脱氧 胞苷一磷酸(dFdCMP),后者继续活化为双氟脱氧胞苷二磷 酸(dFdCDP)及双氟脱氧胞苷三磷酸(dFdCTP)活性产物, dFdCDP抑制核苷酸还原酶(ribonuleotidereductase,RR)的活 收稿日期 修回日期 基金项目 作者单位 【作者简介】 【通讯作者】 2Ol1—1O一18 20l1一Il—l1 国家自然科学基金青年项目(编号:81000980) 南京大学医学院附属鼓楼医院肿瘤中心暨南京大学 临床肿瘤研究所,江苏南京210008 徐露娟(1986一),女,河南濮阳人,在读硕士研究生, 主要从事肿瘤个体化治疗的研究.E—mail:xulu— mine418@l63.eom 刘宝瑞(1963一),男,吉林蛟河人,主任医师,教授,博 士生导师,主要从事生物标志指导下个体化抗肿瘤药 物治疗研究.E—mail:baoruiliu@nju.edu.cn 性,使细胞内DNA合成与修复所必需的原料脱氧二磷酸核 苷(尤其是dCTP)减少,从而进一步抑制DNA的合成;dFd- CDP直接抑制脱氧胞苷脱氨酶(deoxycytidinedeaminase, DCTD),减少dFdCMP代谢使其转化成活性代谢物dFdCDP. dFdCTP是一种DNA多聚酶抑制剂,dFdCTP则与dCTP竞争 结合进入DNA链,插入至DNA链中脱氧胞苷的位点,并与 鸟苷配对,使DNA链合成停止,进而DNA断裂,细胞死亡. 而5核苷酸酶(5nueleotidase,5一NT)和胞苷脱氨酶(cyt. idinedeaminase,CDA)作为主要的失活酶,吉西他滨直接通过 CDA代谢失活,5一NT则可使dFdCMP重新磷酸化,降低其 活性产物浓度. 2吉西他滨疗效相关分子标记 2.1hENT1 吉西他滨进入细胞需要核苷转运体的参与,而hENT1是 吉西他滨进入细胞的主要通道蛋白.影响bENT1表达及活 性的变化成为影响吉西他滨抗肿瘤活性的重要因素;体外对 22种非小细胞肺癌细胞的研究发现,吉西他滨对这些细胞的 Ic.与hENT1的基线表达水平密切相关…;2007年,Mori等 发现hENT1的mRNA的表达与胰腺癌细胞对吉西他滨的 Ic相关J,这在一定程度上说明hENT1表达水平是吉西他 滨对肿瘤细胞产生敏感性产生差异的重要原因. 近年来多项临床研究发现hENT1在吉西他滨个体化治 疗应用中具有重要指导价值.临床研究RTOG974中,人组 229名接受手术的胰腺癌患者,应用免疫组化染色方法测定 石蜡包埋组织中hENT1的表达水平,接受吉西他滨为基础的 术后辅助化疗组的患者,其hENT1蛋白表达水平和患者的无 病生存期(diseasefreesurvival,DFS)及总生存期(overallsnr- vival,os)相关,高表达患者更易从吉西他滨为基础的化疗中 获益,其0s较低表达和无表达的患者高.2006年Giovannet— 现代肿瘤医学2012年3月第20卷第3期 MODERN0NC0L0GY,Mar.2012,VOI.2O,NO.03?631? ti等检测了102例手术切除石蜡包埋组织中bENT1等吉西 他滨代谢相关基因的mRNA水平,研究表明hENT1的表达 水平和临床预后密切相关,hENT1高表达的患者OS25.7个 月,而低表达患者仅8.5个月,在疾病进展时间和无进展生 存期方面,高表达的患者也表现出优势.2010年一项药 物基因组学研究中,149例接受吉西他滨为基础化疗的进展 期胰腺癌患者hENT1A一201G单核苷酸多态性(single—na- cleotidepolymorphism,SNP)与治疗的敏感性相关,在AA/ AG型患者中有效率为65.0%,而GG型患者有效率只 有33.3%. 2.2dCK dCK是核苷类似物代谢环节中的关键酶,将吉西他滨活 化为一磷酸(dFdCMP).dCK的表达直接影响吉西他滨的抗 肿瘤活性.Kroep等在一项研究中证实:在包括胰腺癌在 内的多种实体瘤细胞中,dCK蛋白表达水平和药物敏感性及 dCK酶活性相关,dCKmRNA表达水平和dCK酶活性及蛋白 表达水平相关,但未发现dCKmRNA表达水平和吉西他滨的 药物敏感性方面存在相关性,这提示dCK的转录后调节可能 影响细胞对药物的敏感性.dCK的表达水平降低是细胞继 发耐药的原因.2008年一项研究中,以反义RNA沉默胰 腺癌耐药细胞dCK表达从而达到通过非抑制细胞增殖的方 式降低细胞对吉西他滨的敏感性,虽然以上细胞水平的基础 研究证明dCK在吉西他滨耐药中的地位,但在动物模型中的 研究却存在分歧,在诱导耐药的动物模型中,dCKmRNA表 达并未发生明显变化,说明dCK并非吉西他滨耐药的决定因 素. dCK在吉西他滨耐药方面的地位在体内研究及临床研 究中均存在争议.以免疫组化方式检测胰腺癌患者石蜡包 埋组织中dCK的蛋白表达,dCK低表达和高表达患者的OS 分别是14.6个月和21.7个月,而且年老患者的表达较年轻 患者为低,但患者组织中mRNA水平和0s却未见明显相关 性,这提示年龄相关的基因甲基化可能影响dCK基因的表 达j,而且该研究发现接受吉西他滨化疗的低表达和高表达 患者的OS的差异有统计学意义.然而在Giovannetti等的研 究中,患者dCK表达水平和预后未见明显相关性. 在药物基因组学研究中,dCK基因的单核苷酸多态性与 细胞对吉西他滨的敏感性相关,dCK基因9846位点的A/G 的多态性在胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性产生影响,携带 AG基因型的细胞敏感性高于携带GG基因型的细胞.研 究者研究了dCK临近启动子区域及编码区域的基因多态性, 发现3,UTR的SNPC3578T和dCK表达相关,携带C等位 基因与dCKmRNA的低表达存在相关性,这项研究为 dCK基因的SNP影响限速酶dCK的表达提供依据,同时在 一 定程度上提示dCK基因的单核苷酸多态性可能为吉西他 滨的个体化应用提供依据. 2.3RR 吉西他滨对肿瘤细胞的毒性除体现在参与到DNA从头 合成过程中,而且抑制RR的表达从而影响DNA合成.RR 是在DNA的从头合成途径中将核糖核苷酸转化为脱氧核糖 核苷酸的重要酶,这是除补救途径外产生三磷酸脱氧核糖核 苷酸的唯一途径.因此RR的突变或过表达较之减低dCK 的活性和增加5,_NT和CDA的活性更有可能成为吉西他滨 耐药的影响因素RRM1是RR作为底物结合部位和变构效 应的大亚基,RRM2是小亚基. RR的表达和细胞对吉西他滨的耐药相关,在诱导耐药 的细胞株中RRM1和RRM2的表达水平均升高.在胰腺 癌细胞中,平喘药曲尼司特通过降低RRM1的表达可加强对 吉西他滨的细胞毒性,促进细胞凋亡,同时研究发现干扰 RRM1的表达可使KP4细胞对吉西他滨的敏感性增加. RRM1在引起细胞耐药方面发挥重要作用,诱导耐药的胰腺 癌细胞RRMI表达比敏感细胞高4.5倍,以反义RNA沉默 RRM1mRNA和蛋白表达可使耐药细胞达到与敏感细胞对 吉西他滨同样的敏感水平.而且RRM1基因的单核苷酸 多态性和肿瘤对吉西他滨的敏感性也有关,Kwon等研究了 RRM1基因SNP与62种肿瘤细胞对吉西他滨的敏感性,发 现RRM12232G>A的细胞对吉西他滨的敏感性可能更 高. 在RR的基础研究中观察到,吉西他滨耐药的胰腺癌细 胞中RRM1和RRM2表达都有增高,但因RRM1是吉西他滨 活性代谢产物体内作用的靶点,临床研究更集中在RRMI的 表达与吉西他滨的疗效相关性方面,但其相关性颇有争议, 有研究表明RRM1低表达的患者更易从吉西他滨为基础的 术后辅助化疗中获益-161;Nakahira等研究了l8名胰腺癌 术后复发并接受以吉西他滨为基础的化疗患者,RRM1低表 达患者易从治疗中获益(P=0.018),接受治疗后,高表达患 者的预后较差,中位生存期短(P=0.016)[131;Akita等检测 了68例完全手术切除并接受吉西他滨一线治疗的胰腺癌患 者的RRM1蛋白表达,多因素分析发现RRM1表达水平是影 响生存期的唯一独立因素,高表达患者3年生存率高于低表 达患者(46.3%VS28.6%,P=0.0196);对于术后复发的患 者,RRM1低表达可从吉西他滨为基础的化疗中获益,而 RRM1高表达的患者接受吉西他滨治疗并不能改善生存期, P=0.0010_】,但在Ashida的研究中却发现RRM1的表达和 吉西他滨的疗效未见明显相关性?. 2.4CDA CDA是吉西他滨通过脱氨基方式代谢失活的关键酶,如 CDA失活则可能使吉西他滨的代谢受阻,从而使其毒性增 加,如CDA过表达则可使吉西他滨代谢失活过快,影响化疗 疗效.CDA过表达的细胞对吉西他滨耐药;近年来,关于 DCA基因与吉西他滨相关性的基础研究主要集中在DCA基 因的多态性上,CDA基因的多态性通过影响CDA酶的表达 和结构影响CDA的活性,将CDA突变型基因(79外显子A >T)和野生型基因分别导入哺乳动物细胞中,突变型细胞对 吉西他滨的代谢活性和Km值较野生型明显升高,但未发现 两者在蛋白表达水平上有明显差异.有研究发现, CDA上游启动子区域的3个转录因子结合位点的SNP(A一 92G,C一451T和C一897A),将这3种基因型组成的5种连 锁基因,分别转染进Cos一1细胞的荧光素酶表达质粒在不 同时间测定荧光素酶的表达活性,其中4种连锁基因(ACC/ GTC/ACA/GCC)表现出了高于对照组的表达水平;基于上述 体外研究,作者还发现野生型ACC/ACC基因的个体表达 CDA酶活性高于杂合型(ACC/ATC),这表明多个基因的 SNP连锁效应参与了CDA表达的调节.故可通过预测CDA 的表达水平来观察CDA低表达的人群中可能在抗肿瘤药物 的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 剂量化疗过程中毒性增加从而导致负性事件发生率 的升高. ? 632?徐露娟,等吉西他滨个体化治疗疗效相关预测分子的研究进展 CDA在肿瘤耐药方面也有发现,在诱导dCK高表达的 细胞系中,吉西他滨耐药细胞系CDA表达是敏感细胞的14 倍,加入CDA的特异性抑制剂四氢尿嘧啶核苷后,这些细胞 对吉西他滨的敏感性增强54倍. 然而在Giovannetti的研究中肿瘤组织CDAmRNA的表 达水平与临床预后未见明显相关性.在近年关于CDA基 因疗效和药物毒性相关SNP的研究中得到关注,Et本学者研 究了256例接受过吉西他滨治疗的肿瘤患者CDA的SNP和 药效动力学的关系,发现208G>A(AlaTOThr)可使患者吉西 他滨的血液学清除率降低,并且联合铂类及5一FU应用时血 液学毒性增加;研究发现CDAA一76C及CDA C111T均与吉西他滨的血液学毒性相关;而且TanakaM 等还发现CDAA一76C与患者对治疗的有效性相关J,携带 CDA一76AC/CC患者对吉西他滨治疗有效率为51.8%,比 携带AA基因型患者低(72.4%);但在OkazakiT的研究中 未发现CDAA一76C和疗效的相关性. 2.5人类R蛋白(humanRprotein,HuR) 应急蛋白HuR是一种RNA结合蛋白,连接在目标RNA 的3非编码区端富含U/AU的片段,稳定RNA或影响RNA 的表达.Costantino等研究发现,HuR过表达的细胞对吉 西他滨的敏感性高30倍,这种致敏作用主要源于HuR蛋白 和dCKmRNA的相互作用,HuR的蛋白过表达有助于稳定 dCKmRNA的表达,吉西他滨存在的条件下这种关系更加明 显,通过将HuR的表达从胞核易位至胞质增加HuR的胞质 浓度,从而使dCKmRNA的表达更稳定;在该研究临床试验 部分,接受吉西他滨术后辅助化疗胰腺癌患者中,胞质HuR 低表达的患者死亡率较高表达患者高7倍.该研究表明 HuR可能通过调节dCK的转录后水平来调节吉西他滨对胰 腺癌细胞的疗效,从而使HuR成为吉西他滨化疗的疗效预 测指标和潜在的治疗靶点.其后,有研究证明,接受吉西 他滨治疗且HuR高表达患者0s高达45个月,比低表达患 者高出23个月,同时研究验证了HuR蛋白可特异性结合在 VEGF和dCKmRNA上,这说明HuR不但通过影响dCK的 表达而且可以通过调节VEGF的表达影响OS.以上研究在 一 定程度上提示HuR在吉西他滨个体化治疗中的潜在意 义. 2.6DNA损伤修复相关基因 吉西他滨作用方式为干扰DNA合成,因此,DNA修复机 制可能参与了吉西他滨的作用过程,从而也参与了吉西他滨 耐药机制的形成.在临床前研究中,同源重组修复及碱 基切除修复作用缺失的细胞对吉西他滨耐药;这在一定 程度上提示:两种DNA修复方式可能在吉西他滨介导细胞 凋亡及与铂类药物相互作用方面有意义.近年,研究发现胰 腺癌患者DNA修复及损伤应答相关基因的SNP和患者的生 存期相关.Li等研究了92名接受吉西他滨为基础的新辅助 化疗的胰腺癌患者8种与DNA损伤应答和基因修复相关的 l3种SNP,发现RecQ1A159C,RAD54LC157T,XRCC1 R194W,andATMT77cSNP和患者的预后相关,并且4种 SNP有联合效应,含有其中的一种或多种SNP都将降低患者 的生存率j.该作者在其后的研究中进一步证明RecQ1携 带A等位基因和RAD54L携带C等位基因的患者生存期上 存在优势.以上研究提示DNA修复相关及损伤应答相 关基因可能影响以吉西他滨为基础化疗的胰腺癌患者的预 后. 2.7多基因联合检测 近年药物转运,代谢,分解等相关多基因联合检测评估 疗效成为研究药物个体化治疗的新方向,这种检测兼顾药物 体内作用的综合因素对药物疗效的影响.TanakaM的研究 中联合CDAA一76C,RRM1A33G,RRM1C一27A和hENT1 A一201G进行评分,将包含这些基因型的个数进行评分:0, 1分,2分,3—4分,发现患者同时携带的风险基因型的个数 不同,PFS有显着差异,处于3种评分层次上的患者的PFS 分别是8.3个月,6.0个月,4.2个月J.有研究者综合 hENT1,dCK,RRM1和RRM2mRNA表达水平评分,对接受 以吉西他滨为基础的术后辅助化疗患者的OS进行多因素分 析,发现低评分是预后差的独立预测指标,高评分的患者 DFS相对低评分患者长J.在另一项对154名可手术切除 胰腺癌患者的研究中发现携带CDAA一76C,dCKC一 1205T,DCTDT一47C,hCNT3C一69T,hENT1T一549C和 hENT1C913T的风险SNP的个数和OS相关.在2011年 ASCO会议上RRMcWilliams报道了多个基因多态性联合检 测预测吉西他滨化疗疗效,在其研究中筛选出9种与细胞凋 亡等相关的基因发现其SNP和吉西他滨化疗疗效存在相关 性.上述临床试验为吉西他滨疗效相关多基因联合检测 在吉西他滨个体化治疗中的应用提供了证据. 以上论述吉西他滨疗效相关的预测分子的表达和临床 指标的相关性,目前对hENT1,dCK,RR,CDA的研究较多,但 就其临床意义仍存在争议,对HuR的研究还缺乏大样本多 中心的研究,多基因联合检测的临床意义也需要进一步验 证.但越来越多的体外及临床实验为吉西他滨疗效相关基 因在肿瘤化疗中应用提供评价的标准,为解决目前有效率亟 待提高,避免无效化疗的临床需求提供依据.进而在进一步 完善检测技术基础上,通过对患者基因表达水平以及遗传状 态进行分析,从而制定出适合患者的最佳治疗 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,进一步 提高药物治疗有效率. 【参考文献】 [1]AchiwaH,OguriT,SatoS,eta1.Determinantsofsensitivityand resistancetogemcitabine:therolesofhumanequilibrativenucleo— sidetransporter1anddeoxycytidinekinaseinnon—smallcelllung cancer[J].CancerSci,2004,95:753—757. 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