药物基因组学研究与肺癌个体化治疗

书书书高端述评韩宝惠，男，上海交通大学附属胸科医院肺内科主任，上海交通大学医学院兼职教授、博士生导师，享有国务院特殊津贴。曾在美国、香港进修。任中国抗癌协会肺癌专业委员会全国委员，中国抗癌协会临床肿瘤多中心协作委员会执行委员，中华医学会上海分会肺科专业委员会委员兼肺癌组组长，上海市卫生局呼吸病质控中心专家组成员，国际生物疗法与现代肿瘤治疗学会会员，美国肿瘤临床协会会员。《中华呼吸和结核杂志》、《中华临床医学杂志》和《中华肿瘤防治杂志》等１０余种杂志编委。《肺癌通讯》主编，《肿瘤基础与临床》副主编。上海市首届医学百名跨世纪学科带头人培养对象。上海市欧美同学会医学部理事兼副秘书长，上海市医疗保险专家咨询委员会委员，上海市卫生系统高级职称评审委员会委员。发表有关肺癌研究论文４０余篇。主编专著一部，参编专著１０余部。获上海市卫生局科技进步三等奖。上海市肺癌“登山计划”负责人，国家肺癌诊断与治疗“十一五”攻关课题子课题负责人。犎犃犖犅犪狅犺狌犻，ｍａｌｅ，ｔｈｅｃｈｉｅｆｏｆｉｎｐｕｌｍｏｎａｒｙｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｈａｎｇｈａｉＣｈｅｓｔＨｏｓｐｉｔａｌ，ＰｒｏｆｅｓｓｏｒａｎｄＰｈＤａｄｖｉｓｏｒｏｆｔｈｅｍｅｄｉｃａｌｓｃｈｏｏｌｏｆＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｗｉｎｎｅｒｏｆｓｐｅｃｉａｌｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌｌｏｗａｎｃｅ；１９９７．１１－１９９７．１２Ｍ．ＤＡｎｄｅｒｓｏｎＨｏｓｐｉｔａｌｆｏｒＯｎｃｏｌｏｇｙｔｒａｉｎｉｎｇ，１９９８．１２－１９９９．２ＭａｒｒｙＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒｐｕｌｍｏｎａｒｙｄｉｓｅａｓｅｔｒａｉｎｉｎｇ，２０００．７－２００１．９ＲｅｓｅａｒｃｈｆｅｌｌｏｗｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｉｔｔｓｂｕｒｇｈｆｏｒｔｒａｉｎｉｎｇｉｍｍｕｎｅｔｈｅｒａｐｙｏｆｍａｌｉｇｎａｎｔ．ＭｅｍｂｅｒａｎｄｅｘｅｃｕｔｉｖｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅａｎｔｉｃａｎｃｅｒａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ｍｅｍｂｅｒｏｆｐｕｌｍｏｎａｒｙｂｕｒｅａｕｏｒｏｆＣｈｉｎｅｓｅｍｅｄｉｃａｌａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ｍｅｍｂｅｒｏｆＡｍｅｒｉｃａｎｓｏｃｉｅｔｙｏｆｃｌｉｎｉｃａｌｏｎｃｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｅｄｉｔｏｒｏｆＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｕｂｅｒｃｕｌｏｓｉｓａｎｄＲｅｓｐｉｒａｔｏｒｙＤｉｓｅａｓｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｉｎｉｃａｌＰｒａｃｔｉｃａｌＭｅｄｉｃｉｎｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣａｎｃｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｓｏｏｎ；ｔｈｅｃｈｉｅｆｅｄｉｔｏｒｏｆＬｕｎｇＣａｎｃｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｕｂｅｄｉｔｏｒｏｆＨｅｎａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｎｃｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｍｅｍｂｅｒｏｆＳｈａｎｇｈａｉＳｏｃｉｅｔｙｏｆＭｅｄｉｃａｒｅ，ｔｈｅｓｅｃｒｅｔａｒｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉＯｖｅｒｓｅａｓＲｅｔｕｒｎｅｄＳｃｈｏｌａｒｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｍｅｄｉｃａｌｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ．Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄｏｖｅｒ４０ｐａｐｅｒｓａｎｄｅｄｉｔｅｄ《Ｂｉｏｉｍｍｕｎｅｔａｒｇｅｔｅｄｃａｎｃｅｒｔｈｅｒａｐｙ》，ＷｉｎｎｅｒｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｐｒｉｚｅｏｆｔｈｅａｄｖａｎｃｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ．药物基因组学研究与肺癌个体化治疗韩宝惠上海市胸科医院，上海２０００３０Ｐｈａｒｍａｃｏｇｅｎｅｔｉｃｓｆｏｒｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｉｚｅｄｌｕｎｇｃａｎｃｅｒｔｈｅｒａｐｙ犎犃犖犅犪狅犺狌犻犛犺犪狀犵犺犪犻犆犺犲狊狋犎狅狊狆犻狋犪犾，犛犺犪狀犵犺犪犻２０００３０，犘．犚．犆犺犻狀犪　　同样是非小细胞肺癌（ｎｏｎｓｍａｌｌｃｅｌｌｌｕｎｇｃａｎｃｅｒ，ＮＳＣＬＣ）甚至是同一种细胞类型的肺癌采用同样的治疗方案和剂量会产生截然不同的治疗结果和毒副反应，是何种原因导致这一现象产生的？回答这一问题首先要了解我们是否在治疗“同一种或同一群”患者，在病理组织学相同的情况下，它们的生物学特性（单核苷酸多态性，ＳＰＮ）是否存在差异。答案是肯定的，遗传多态性在个体间差异有统计学意义。这也就是我们所要讨论的起源于２０世纪９０年代末的一门新兴学科———药物基因组学（Ｐｈａｒｍａｃｏｇｅｎｏｍｉｃｓ），药物基因组学是基于药物反应的遗传多态性提出来的，遗传多态性是药物基因组学的基础。药物遗传多态性表现为药物代谢酶的多态性、药物受体的多态性和药物靶标的多态性等，这些多态性的存在可能导致许多药物治疗中药效和不良反应的个体差异。药物基因组学从基因水平揭示这些差异的遗传特征，鉴别基因序列中的差异，从基因水平研究药效的差异，并以药物效应及安全性为目标，研究各种基因突变与药效及安全性之间的关系。药物基因组学的研究不同于一般的基因学研究，不是以发现新的基因、探明疾病的发生机制、预见发病风险及诊断疾病为目的，而是从已知基因素对药物效应的影响，确定药物作用的靶点，研究从表型到基因型的药物反应的个体多样性。它将基因组技术，如基因测序、基因表达分析和统计遗传学等用于药物的研究开发手段，同时应用如凝胶电泳技术、聚合酶链反应、等·１０８·中华肿瘤防治杂志２００７年６月第１４卷第１１期　　ＣＨＩＮＪＣＡＮＣＥＲＰＲＥＶＴＲＥＡＴ，Ｊｕｎｅ２００７，Ｖｏｌ．１４　Ｎｏ．１１位基因扩增技术、荧光染色、高通量基因检测技术等来检测一些与药物作用的靶点或与控制药物作用、分布和排泄相关的基因变异。ＤＮＡ阵列技术、高通量筛选系统及生物信息学等的发展，为药物基因组学研究提供了多种手段和思路。药物基因组学通过对包括选择药物起效、活化和排泄等过程相关的候选基因进行研究，鉴定基因序列的变异，估计它们在药物作用中的意义，用统计学分析基因突变与药效的关系，将基因的多态性与药物效应的个体多样性紧密联系在一起，并使其对个体化治疗具有更强的针对性和应用价值。当进入２１世纪，循证医学、靶向治疗的临床应用使人们看到了肺癌治疗的新曙光。循证医学为我们解答了诸如肺癌术后是否辅助化疗的问题，解决了晚期肺癌现代化疗优于支持治疗，确立了进展期ＮＳＣＬＣ第３代二药含铂一线治疗的地位，以及二线、三线推荐方案等。而新近肺癌靶向治疗的临床应用为我们提供了更丰富的治疗手段和策略。的确，近些年我们不乏见到部分晚期肺癌患者经过多学科综合治疗，获得了３年甚至５年的长期存活的案例。但这些还远远不够，肿瘤学家及临床医师面对的是全部肺癌的５年生存率＜１５％这一严峻的现实。循证医学、靶向治疗这些新的进展可能对进一步提高肺癌的５年生存率会有帮助，但如果能进一步提高肺癌的长期生存率，“发现治疗靶点准确地选择患者”这一药物基因组学基本原理和方法，即针对每位患者制定出最适合于疾病特性的针对性治疗方案，其实就是当今肺癌治疗的热点问题———个体化治疗。个体化治疗又是建立在循证医学基础上，以药物基因组学研究为依托的一门新兴学科，个体化的最大目标和任务就是要通过各种上述所介绍的有效方法（ＤＮＡ阵列技术、高通量筛选系统及生物信息学等）获得肺癌治疗获益人群的准确信息指导临床治疗。同时，根据治疗的反应评估和检测不断修正治疗方案，以获取最佳治疗效果，这就是当今肺癌治疗的理想之路。目前对术后肺癌的辅助化疗均采用同一种方案。那么是否能根据患者的耐药情况作到针对每位患者“量体裁衣”即根据肿瘤生物学特征和药物基因组学改变进行有针对性的个体化治疗？近年来的研究表明，细胞信号传导中相关因子的表达异常、肿瘤细胞ＤＮＡ修复的异常及其他相关基因的表达异常与肺癌耐药的产生存在密切联系。随着肿瘤耐药机制研究的不断深入，目前认为耐药是多种基因参与及多种机制共同作用的结果，不同药物可能由不同的耐药机制引起；同一种药物的耐药可由几种耐药机制介导。因此，应用药物基因组学基本原理和方法，针对患者制定出最适合于疾病特性的针对性治疗方案是提高治疗疗效的关键。其中以下几方面为目前研究的热点。１　ＤＮＡ修复异常与耐药到目前为止，顺铂仍是治疗肺癌的基础用药，其作用机制除了顺铂与细胞ＤＮＡ的碱基相互作用形成泡状链内铂ＤＮＡ加合物、引起ＤＮＡ复制障碍以及抑制癌细胞的分裂外，泡状链内铂２ＤＮＡ加合物能激活多条信号通路，如ＡＴＲ、ｐ５３、ｐ７３和ＭＡＰＫ介导的信号通路，诱导细胞发生凋亡。肿瘤细胞ＤＮＡ加合物的修复异常将削弱凋亡过程，产生对顺铂的耐药。核苷酸切除修复（ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｅｘｃｉｓｉｏｎｒｅｐａｉｒ，ＮＥＲ）是修复ＤＮＡ损伤的一种重要的途径，其主要功能是识别和修复化疗产生的ＤＮＡ加合物。ＮＥＲＸＰＣＨＨＲＡＤ２３、ＸＰＡ、ＲＰＡ、ＴＦＩＩＨａｎｄＸＰＣ、ＸＰＢ、ＸＰＤ、ＥＲＣＣＸＰＦ、ＲＦＣ和ＤＮＡ连接酶等一大组基因，其中错配切除修复蛋白（ｅｘｃｉｓｉｏｎｒｅｐａｉｒｃｒｏｓｓｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ１，ＥＲＣＣ１）作为损伤碱基５′３′的切割酶，起着重要作用。Ｒｙｕ等研究发现，ＥＲＣＣ１第１１８位密码子的多态性可影响患者的生存率和疗效，基因型为Ｃ／Ｃ的患者中位生存期为４８６ｄ，而基因型为Ｃ／Ｔ或Ｔ／Ｔ的患者中位生存期为２８１ｄ，两者差异有统计学意义，因此认为，ＥＲＣＣ１第１１８位密码子Ｃ／Ｃ基因型可作为预测以顺铂为基础治疗ＮＳＣＬＣ患者疗效的指标。但Ｌｏｒｄ等研究发现，ＥＲＣＣ１ｍＲＮＡ表达水平低的患者中位生存期高于ＥＲＣＣ１ｍＲＮＡ表达水平高的患者。Ｍｏｎｚｏ等研究了５６例用健择（顺铂）化疗的ＮＳＣＬＣ患者，其反应率与ＥＲＣＣ１ｍＲＮＡ水平呈负相关。２００６年ＡＳＣＯ会议中Ｓｏｒｉａ采用标准的免疫组化，检测了国际肺癌临床试验（ＩＡＬＴ）入组的７８３例手术切除的ＮＳＣＬＣ患者肿瘤组织中ＥＲＣＣ１的表达情况。每例标本根据肿瘤细胞核阳性的百分比和染色强度进行半定量的组织学评分（Ｈ评分）。Ｈ评分的中位值作为区分ＥＲＣＣ１阳性和阴性的分界点。总生存分析采用临床和病理因素调整的Ｃｏｘ模型。结果显示，免疫染色后，７８３例中有７６１例（９７％）标本符合分析条件。３３５例患者（４４％）的ＥＲＣＣ１阳性。含顺铂方案辅助化疗受益与ＥＲＣＣ１状态有关（犘＜０．００９）。ＥＲＣＣ１阴性的患者随机接受辅助化疗明显延长生存时间，降低死亡风险（风险比０．６７，９５％可信区间０．５１～０．８９，犘＜０．００６）。ＥＲＣＣ１阳性患者无论是否接受辅助化疗，生存情况差异无统计学意义（风险比１．１８，９５％可信区间０．８７～１．６１，犘＝０．２９）。对随机接受观察的患者进行分析，肿瘤组织中ＥＲＣＣ１阳性的亚组患者预后较好（风险比０．６５，９５％可信区间０．４８～０．８９，犘＜０．００８）。Ｍａｔａｋｉｄｏｕ研究核苷酸切除修复（ＮＥＲ）通路基因变异对肺癌预后的影响也得出了相同的结论，该研究对４０８例肺癌患者分析了ＮＥＲ相关基因编码的非同义单核苷酸多态（ＳＮＰｓ）。肺癌患者中位年龄６３岁，小细胞肺癌（ｓｍａｌｌ·２０８·韩宝惠　药物基因组学研究与肺癌个体化治疗ｃｅｌｌｌｕｎｇｃａｎｃｅｒ，ＳＣＬＣ）和ＮＳＣＬＣ分别是１０５例和２９９例。中位随访２４个月，２３４例患者死亡。ＳＣＬＣ和ＮＳＣＬＣ的平均生存时间分别是１７．３个月和１８．６个月。不管患者是否接受含铂方案化疗，ＸＰＧＨ１１０４Ｄ纯合型等位基因和ＣＳＢＭ１０９７Ｖ、Ｒ１２１３Ｇ以及Ｑ１４１３Ｒ杂合基因型与生存降低有关（风险比２．２２，９５％可信区间１．１９～４．１６，犘＝０．０１３；风险比１．３９，９５％可信区间１．０５～１．８４，犘＝０．０２）。风险基因型与诊断时的病理类型和分期差异无统计学意义。为了评价ＳＮＰｓ对含铂方案化疗疗效的预测价值，在含铂和非铂治疗的患者中评价了基因型和生存的关系。未用顺铂的患者中，ＲＡＤ２３ＢＡ２４９Ｖ和ＣＳＢＭ１０９７Ｖ等位基因型与总生存降低有关（犘值分别是０．００４和０．００２），而ＸＰＣＫ９３９Ｑ等位基因型与生存改善有关（犘＝０．０３）。含铂治疗的患者中，ＸＰＧＨ１１０４Ｄ等位基因携带者总生存明显降低（犘值分别是０．０４和０．００４