基因导向的个体化给药 在医院临床药学中的应用.ppt
青岛大学附属医院药学部 隋忠国2016.5.21,基因导向的个体化给药在医院临床药学中的应用,基因导向的个体化给药的发展历程与作用,1,基因导向的个体化给药在我院临床药学中的应用,2,卫计委加强基因测序管理要点,3,主要内容,一、基因导向的个体化给药的发展历程与作用,1997年6月,Abbott-Genset（雅培-基赛） 两大公司共同成立世界上第一个基因与制药公司研究药物基因组学, Abbott-Genset Alliance 的诞生,标志着药物基因组学时代的到来。 药物基因组学，又称基因组药物学或基因组药理学，是药理学或基因组学的一个分支。它是研究基因组或基因变异对药物在人体内吸收、代谢、疗效及不良反应产生影响的现象及其机制，从而指导新药开发和合理用药的一门新学科。,药物基因组学的诞生,7,药物基因组学的意义,基因多态性是药物基因组学的基础和重要研究内容,90%以上的人类变异是由SNP引起导致人类药物代谢和反应差异的主要原因46个染色体组装的。三十亿个碱基对，有超过3百万（每一千中有一个）单一碱基对的变化。这称为单核苷酸多态性SNP,BaiO,10,BaiO,11,BaiO,12,老年人儿童新生儿,肝功能肾功能 心功能,饮食 吸烟合并用药,药物反应个体差异,个体化用药,BaiO,13,基因导向的个体化给药,根据个人精细的基因组信息，对疾病实行早期查出，终生量体裁衣预防和治疗疾病的医疗保健模式。,A lifelong, individually tailored health care approach to the detection, prevention and treatment of disease based on knowledge of an individual's precise genetic profile.,BaiO,14,个体化医学4P医学中的先行领域,Preventive 预防,participatory 参与,Personalized 个体化,P1,P2,P4,P3,Predictive 预测,疾病率DNA 序列定期体检,生活方式的改变和避免危险因素疫苗疗养重点在提前干预,根据个体的独特遗传变异, 选择合适药物和合适的剂量，开发针对独特遗传变异人群的药物,病人了解疾病并 参与用药选择,基因导向的个体化给药优势,传统的医疗模式下，临床医师对症选择某种药物并按照规定给予常规治疗，其药物和剂量的选择是否合适此病人只能在用药后进行判断。基因导向的个体化给药模式下，临床医师可以根据病人的基因型资料实施给药方案，以提高疗效、减少不良反应，同时减轻病人的痛苦和经济负担。,二、基因导向的个体化给药在我院临床药学中的应用,机遇： 医改提出医药分家，成立药物基因组学为药剂科成立了新的学科，真正实现临床药师的价值。,实验室的建立,2012.9.5成立中南大学湘雅医学检验所青岛分中心,测序仪,生物安全柜,本检验所汇集了中南大学湘雅一流的专业技术力量与高端医疗资源，整合了个体化医学倡导者工程院院士周宏灏领衔的个体化医学研究团队，为社会提供权威的常规医学检测服务。目前专业于基因导向肿瘤、痛风病、器官移植、糖尿病、高血压、心脑血管疾病等个性化药物治疗的临床研究、应用和推广。,1. HLA-B*5801检测与别嘌呤醇作用：HLA（人类白细胞抗原）是人类主要组织相容性复合体的表达产物，在免疫系统中主要负责细胞间的相互识别和诱导免疫反应，调节免疫应答。突变型：在使用别嘌呤醇的病人中，凡是产生皮肤不良反应者，100%会有HLA-B*5801基因变异。用药指导：携带HLA-B*5801 等位基因者慎用别嘌呤醇，以免引起皮肤不良反应。月平均基因检测量：50例左右,检测项目举例,痛风患者的基因检测和个体化给药,别嘌呤醇为次黄嘌呤氧化酶抑制剂，能够减少尿酸合成并降低血中尿酸浓度，是治疗痛风的首选药物。但该药引起的严重药疹临床屡见报道，是最易引起严重药疹的药物之一非布司他为2-芳基噻唑衍生物，是一种黄嘌呤氧化酶抑制剂，通过抑制尿酸合成降低血清尿酸浓度。价格较别嘌呤醇高,安全,经济,别嘌呤醇与HLA-B,随着人类基因组学和药物基因组学研究的不断深入，一些药物所致严重皮肤反应与人类白细胞抗原B（human leucocyte antigen-B，HLA-B）基因多态性的关系得到了揭示,别嘌呤醇与HLA-B,别嘌呤醇与HLA-B,别嘌呤醇与HLA-B,HLA-B*5801等位基因与别嘌呤醇药物引起严重不良反应具有统计学关联性,Meta-analysis图,我院开展HLA-B基因检测,临床研究表明HLA-B*5801 与别嘌呤醇所致Stevens-Johnson 综合症，中毒性表皮坏死松解症显著相关如患者携带HLA-B*5801 等位基因，不建议使用别嘌呤醇,HLA-B*5801等位基因检测与个体化用药流程,患者初次门诊,HLA-B*5801等位基因检测,患者复诊,患者用药,别嘌呤醇（HLA-B*5801阴性）,非布司他（HLA-B*5801阳性）,2. CYP 2C9、VKORC1检测与华法林作用：华法林主要由CYP2C9代谢，抗凝作用由维生素K环氧化物还原酶复合物亚单位1（ VKORC1 ）酶介导。突变型： CYP2C9 基因突变导致华法林代谢减慢，抗凝作用增强； VKORC1基因 突变增强VKORC1 酶对华法林的敏感性，抗凝作用增强。用药指导：发现携带突变等位基因的患者给与相对低的华法林剂量。月平均基因检测量：20例左右,检测项目举例,3. CYP 2C19检测与氯吡格雷作用：CYP2C19是氯吡格雷重要的体内代谢酶。突变型：携带CYP2C19*2，*3基因型患者氯吡格雷抗血小板聚集的效果出现下降，并呈现基因-剂量效应。用药指导：发现携带突变等位基因的患者增加氯吡格雷的剂量，或选用其他不经CYP2C19 代谢的抗血小板药物如替格瑞洛等。月平均基因检测量：15例左右,检测项目举例,4. GPIa检测与阿司匹林作用：血小板胶原受体血小板膜糖蛋白Ia/IIa ( GPIa/IIa )密度增加可能是血栓形成的潜在危险因素和阿司匹林抵抗的原因。突变型：GPIa基因多态性可以增加血小板膜胶原受体的密度，从而降低阿司匹林疗效。 用药指导：发现携带突变等位基因的患者增加阿司匹林的剂量。月平均基因检测量：15例左右,检测项目举例,检测项目汇总,检测报告,检测报告模式,检测位点统计,检测位点统计,2015.11各基因所占的份额（除CYP3A4）,每年创造效益400万。,涉及基因情况,湘雅药学专家来我院学术交流,科研平台建设,月平均基因检测量50例左右基因导向的用药指导临床接收率>90%发表SCI论文多篇,学术水平,目前承担,承担课题情况,专业委员会的建立成立山东省个体化用药委员会学术交流会每年定期召开会议，沟通交流近期药物基因组学进展及发展方向科室宣讲会医院的大部分科室开展了学术讨论会,学术水平,学术宣教情况,扩大检测涉及的药品范围美国FDA提出近160种药物与基因标志物有关，我们要逐步对这些药品相关的基因进行检测真正做到前验式的个体化医学将基因分型切实用于临床，将病人按基因型进行分组后治疗药物模型的建立进行临床科研，确立药物的剂量调整模型扩大宣传力度利用个体化医学分会举办学术活动,学术水平,下一步发展方向,三、卫计委加强基因测序管理要点,学术水平,我国基因测序现状混乱,收费混乱。目前国内基因检测项目没有纳入临床检测范畴，所以也没有收费标准，有时候同一个检测的价格可以相差数千元之多。从业人员混乱。基因检测的从业人员需要具有医学背景，但现实状况都是很多学生物出身的人在做，从业背景的混乱导致检测过程不规范，即便是同一份标本，做出来的报告也五花八门，检测结果不够准确。检测仪器、诊断试剂混乱。很多基因测序仪未通过国家食品药品监管部门的审批注册，有的批件过期。基因测序的使用范围混乱。,学术水平,卫计委加强对基因检测的管理,国家卫生计生委医政医管局关于印发药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南（试行）和肿瘤个体化治疗检测技术指南（试行）的通知中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会2015-07-31 国卫医医护便函2015240号,确立药物基因组学地位,药物基因组学领域得到了迅猛发展，越来越多的药物基因组生物标记物及其检测方法相继涌现。药物体内代谢、转运及药物作用靶点基因的遗传变异及其表达水平的变化可通过影响药物的体内浓度和敏感性，导致药物反应性个体差异。药物反应相关基因及其表达产物的分子检测是实施个体化药物治疗的前提。 指南旨在为个体化用药基因检测提供一致性的方法。,指南指出：,检测仪器、软件、诊断试剂需要通过国家食品药品监管部门的审批注册。成立基因测序临床应用试点单位。国家将重新制定相关的准入标准和管理规范。,学术水平,何以规范基因测序,标本的种类,全血和骨髓标本组织标本口腔脱落细胞,质量保证,室内质量控制操作程序（SOP）参加室间质评或实验室间比对核心技术PCR医疗机构临床基因扩增实验室管理办法PCR实验室认证,九大检测方法,PCR-直接测序法PCR-焦磷酸测序法荧光定量PCR法PCR-基因芯片法PCR-电泳分析PCR-高分辨率熔解曲线法等位基因特异性PCR法PCR-限制性片段长度多态性方法原位杂交（ISH）,PCR-直接测序法,PCR-Sanger测序该方法属于定性检测。优点是测序长度较长，可发现新的变异位点。主要不足：灵敏度不高，尤其是在进行肿瘤组织体细胞突变检测时，当组织中靶标基因突变比例低于20时，可能出现假阴性结果；对试剂和仪器有特殊要求，不易普及；操作复杂，成本相对较高，速度慢、通量低。,实时荧光PCR法,实时荧光PCR法灵敏度高，分型准确，操作简便快捷，所用仪器容易普及，易于推广使用。但该方法通量不高，探针成本较高，单个位点的检测成本与样本量有关，样本量越小，成本越高。本方法主要适于对少量位点、大样本进行分型。目前CFDA已批准CYP2C9、VKORC1等多种基因多态性检测的PCR-荧光检测试剂盒。,PCR-基因芯片法,其主要优点是可同时对多个待测SNP位点进行检测。我国CFDA已批准多种用于药物代谢酶和药物作用靶点基因如ALDH2、CYP2C9、CY2C19、CYP2D6、ADR1、ACE、VKORC1多态性检测的基因芯片试剂盒。,等位基因特异性PCR,（Amplification Refractory Mutation System PCR，ARMS-PCR）该方法可以用于检测各种类型的SNP，其优势是灵敏度高，特别适合于对肿瘤组织中的体细胞突变进行检测；缺点是假阳性率较高。,PCR-焦磷酸测序法,要优点：检测灵敏度较高，对体细胞突变和甲基化等可实现定量检测；分型准确可靠，通量较高，实验设计灵活，可发现新的突变或遗传变异。主要缺点：对试剂和仪器有特殊要求，不易普及；测序长度仅100bp，不能对长片段进行分析。,原位杂交技术的基本原理,利用核酸分子单链之间有互补的碱基顺序，通过碱基对之间非共价键的形成，出现稳定的双链区，形成杂交的双链。1.两条核苷酸单链片段，在适宜的条件下，通过氢键结合，形成DNA-DNA、DNA-RNA或 RNA-RNA 双键分子2.应用带有标记的（有放射性同位素，如3H、35S、32P，荧光素、生物素、地高辛等非放射性物质)DNA或 RNA片段作为核酸探针,与组织切片或细胞内待测核酸(RNA或DNA）片段进行杂交3.用放射自显影等方法予以显示，在光镜或电镜下观察目的 mRNA或DNA 的存在与定位,原位杂交（ISH）法,为病理学检测，需要在特殊显微镜下判断。分为亮视野原位杂交和荧光原位杂交（FISH）。ISH法检测的靶标具有完整的细胞核，无需进行核酸的提取。ISH法主要用于测定基因扩增和基因缺失异常。,基因类型,SNPRNAdMMR（错配修复蛋白缺失）MSI（微卫星不稳定）甲基化,检测体系的性能验证,个体化医学检测质量保证指南所有试剂都需进行性能评价：要求试剂取得CFDA注册证严格标准操作规程（SOP）的自配试剂（LDT）个体化医学分子检测包括定性检测和定量检测定性检测的性能验证指标主要包括重复性/精密度、准确度（突变型的检测能力）、分析特异性、检出限等，可参考美国临床实验室标准化协会（CLSI）的EPl2一A2文件进行。定量检测监测体系性能验证的指标主要包括准确度、精密度、线性、可报告范围、检出限、参考区间、灵敏度、特异性等。,药物代谢酶和药物作用靶点基因检测分析,一是根据个体的遗传信息调整用药剂量，以增加药物疗效，减少药物不良反应的发生；二是根据个体的遗传信息确定用药的种类，避免应用针对特定基因型个体无效或可能产生严重药物不良反应的药物,药物代谢酶和药物作用靶点基因检测项目,国际及国内证据确凿，意义明确的基因。有些指南提出了几百种基因，这是极其不严谨的。除了以往公认SNP、mRNA表达、蛋白表达外，增加关于表观遗传学方面的检测，如甲基化、MSI等,列出25种基因,个体化医疗检测内容,1. 基因多态性2. 体细胞基因突变3. 基因表达水平mRNA水平蛋白质水平4. 基因表观遗传学,定性,定量,修饰,个体化药物伴随断包括SNP of genegene mutation, expression of gene(mRNA and protein) 应用SNPdrug metabolismMutationdrug targetmRNA or Proteindrug metabolism反映: Variability in drug efficacy and toxicity技术SNP and mutation: Sequencing， Realtime PCR，Realtime PCR+HRM， Realtime PCR+ARMS，PCR+RFLP，PCR+SSCPmRNA：Realtime RT-PCR,个体化药物伴随诊断,基因导向的个体化给药是临床药学发展的新机遇和新使命，随着芯片技术的不断进步、样本数量的不断累积，高通量平台成本的降低，以及多候选基因的联合研究，必然可以让药物基因组信息服务于临床药物治疗，使患者因此而受益，为实现个体化用药迈出实质性的步伐。,小结与展望,感谢聆听！,
