van der Bol JM, et al. Clin Cancer Res 2010; 16(2):736-742.
UGT1A1*28与伊立替康副反应 --迟发性腹泻/中性粒细胞减少的相关性
伊立替康与UGT1A1

UGT1A1*27(C686A)或UGT1A1*28[(TA)7TAA]: 野生型：6个TA 使UGT1A1的转录活性下降了三分之二。
BRCA1
位于染色体17q21的家族性乳腺癌易感基因
• BRCA1 参与
– DNA 修复
– mRNA 转录
– 细胞周期的调节
– 蛋白泛素化等
in two kinds of DNA repair mechanisms: NER and double-strand break repair (DSBR) (Martin et al, 2008).
• 与5-Fu化疗疗效相关的基因多态存在于TS基因的5’区和3’UTR区。
•
TS基因起动子5’区的28bp序列重复多态(TS2R 和TS3R) 将影响基因的表达。
– 2R表现为TS基因低表达，3R表现为TS基因高表达。3’区－6bp表现出细胞内TS 基因低表达。 – 3R/3R的mRNA表达是2R/2R的3．6倍。 – 3R/3R的mRNA表达是2R/3R的2．1倍。 – 28％－56％的3R等位基因上存在G＞C的单核苷酸多态，2R/3G、3C/3G、3G/3G) mRNA高表达，2R/2R、2R/3C 、 3C/3C mRNA低表达
3-5%的人群携带失活性突变基因 早期研究表明，大约25%的病人
在5-Fu治疗后出现3-4度毒性反应
的肿瘤患者携带杂合性DPYD2A 等位基因
DPD: 二氢嘧啶脱氢酶 TS: 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 TP:胸(腺嘧啶脱氧核)苷磷酸化酶
OPRT:乳清酸磷酸核糖基转移酶
Association of DPYD Genotypes With Isolated Types of Toxicity
TS低表达的患者生存期显著长于TS高表达的患者
Association between genotypes and response to chemotherapy in the 80 patients
Graziano F, Ruzzo A, Loupakis F, et al. Br J Cancer. 2008 Sep 2;99(5):716-21
TS（胸腺嘧啶核苷酸合成酶）
dUMP（脱氧尿嘧啶核苷酸）
FdUMP FdUMP
TS
FdUMP
TS
FdUMP
FdUMP
5-FU的活性代谢产物FdUMP可与 dUMP竞争性结合TS，TS失活，抑制 DNA的合成，从而抑制肿瘤细胞的生 长和增殖
TS
TS
TS
dTMP（脱氧胸腺嘧啶核苷酸）
DNA合成，肿瘤生长
BRCA1在DNA损伤修复中的作用
DNA损伤
DNA损伤传感器进行探 测并发出损伤信号
BRCA1招募多个修 复蛋白形成复合体
定位到损伤部位进 行修复
BRCA1同时预测铂类和紫杉类的疗效
晚期食管鳞癌（n=144） Cis+5-fu Doc+5-fu
Gao Y, Zhu J, Zhang X, et al. PLoS One. 2013;8(1):e52589
Delayed diarrhoeag rade 3/4
16 27 25 P = 0.31 13 20 29 NS
Rouits et al.
75
CRC
CPT-11 85 mg/m2 q1w, 180 mg/m2 q2w +5-FU/LV
Marcuello et al.
95
CRC
CPT-11 + 5-FU/tomudex 80 mg/m2 q1w, 180 mg/m2 q2w, 350 mg/m2 q3w
• 核苷酸剪切修复(NER)：
• 在DNA大块损伤（顺 铂等重金属所致损伤） 的修复中起重要作用
DNA加合物与旁路调节
顺铂耐药
Siddik ZH. Oncogene. 2003 Oct 20;22(47):7265-79.
ERCC1
位于19号染色体的核苷酸剪切修复家族的重要成员
•
与DNA修复酶缺乏互补基因 (XPF)形成异源二聚体 在DNA单链受损处的5 ’端进行 剪切而发挥功能 NER过程中起限速作用
•
mTOR
RAP80协助BRCA1定位于DNA损伤部位
Rosell R, Perez-Roca L, Sanchez JJ, et al. PLoS One. 2009;4(5):e5133
常规化疗药物疗效预测分子靶向化疗
• 铂类：
– ERCC1，BRCA1
• 抗代谢药物
– 希罗达/5-Fu：DPD基因多态性，TS – 吉西他滨：RRM1
3 10
4 9 4 9
5.1 1.6
7.7 1.4 12.5 1.4
*Compared with DPYD wt/wt.
Schwab M, Zanger UM, Marx C, et al. J Clin Oncol. 2008 May 1;26(13):2131-8
TS基因多态与5-Fu疗效相关
导致对伊立替康的毒性增加。

UGT1A1*6(G211A)：
此型的酶活性是野生型的49％ 。
UGT1A1的多态性-伊立替康的毒性增加
UGT1A1 status correlation with irinotecan-associated toxicity and treatment efficacy
经典化疗药物生物标志物
Right people Right time
常规化疗药物疗效预测分子靶向化疗
• 铂类：
– ERCC1，BRCA1
• 抗代谢药物
– 希罗达/5-Fu：DPD基因多态性，TS – 吉西他滨：RRM1
• 拓扑异构酶抑制剂
– CPT-11：UGT1A1基因多态性
• 植物类：
– 紫杉醇：微管蛋白
DNA损伤修复途径的靶点
铂类等主要靶点通过损伤DNA，阻止其复制及转录加速细胞凋亡
– – – – – – 形成铂一DNA加合物 通过DNA—Pt—DNA结构形成交联 破坏DNA的正常结构 阻碍DNA的模板作用 抑制DNA的复制和转录 使增殖迅速的细胞停滞在G2／M期
双氯氨铂-adducts
DNA修复机制是铂类耐药的主要因素
•
DPD: 二氢嘧啶脱氢酶
TS: 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 TP:胸(腺嘧啶脱氧核)苷磷酸化酶
OPRT:乳清酸磷酸核糖基转移酶
DPD与5-FU代谢
• DPD是5-Fu代谢的限速酶
•
在肝脏中80%的5-Fu被DPD代谢
灭活
– DPD酶活性↓：5-Fu分解代谢率
↓→5-Fu活性代谢产物↑→ 毒性
反应↑
• •
IFL (CPT-11 : 125 mg/m2 d 1, 8, 15, and 22 every 6 weeks), reduced dose 100 mg/m2, IROX (CPT-11: 200 mg/m2 q3w), FOLFOX 5-FU/LV or 5-FU/LV + CPT-11 (CPT-11: 180 mg/m2 q2w)
• 拓扑异构酶抑制剂
– CPT-11：UGT1A1基因多态性
• 植物类：
– 紫杉醇：微管蛋白
• 蒽环类：
– TOP2A
氟脲嘧啶类药物代谢途径
DPD: 二氢嘧啶脱氢酶
TS: 胸腺嘧啶核苷酸合成酶 TP:胸(腺嘧啶脱氧核)苷磷酸化酶
OPRT:乳清酸磷酸核糖基转移酶
胸腺嘧啶磷酸化酶(TP)
• Capecitabine作为5FU的前体药物，在胃 肠道的吸收过程中并 不会被DPD灭活； • 转变为5-二氢氟尿嘧 啶(5-DHFU) 进一步通过肿瘤中的 TP转化为5-FU，发挥 其细胞毒性作用
• 蒽环类：
– TOP2A
• The ERCC1 (excision repair cross-complementing 1) is a gene encoding a protein of the nucleotide excision repair (NER) complex, a group of proteins able to correct DNA damage induced by substances forming adducts, like platinum (Martin et al, 2008). • High levels of ERCC1 protein have been shown to be a positive prognostic factor in chemotherapy-naive radically resected NSCLC (Olaussen et al, 2006; Zheng et al, 2007; Simon et al, 2008).
RAP80协助BRCA1定位于DNA损伤部位
• • RAP80 是BRCA1 复合物行使正常 的DNA 修复功能所必需的结构单元。 RAP80与聚集在DNA 损伤位点的 特定类型泛素结合，将BRCA1 靶 定到DNA 断裂位点，从而使得 BRCA1 复合物能够到达损伤位点， 在正常的DNA 损伤修复反应中起关 键作用。 另外，RAP80 还能特异性地与 BRAC1 一起在细胞周期的G2/M 检 控点处起作用
伊立替康为前体药物
•
• • •
在体内经过CES转化为活性代谢物SN-38， 其活性较伊立替康强100-1000倍
SN-38经肝脏 UGT1A灭活，生成无活性代 谢产物SN-38G 产葡糖醛酸糖苷酶菌能在肠道逆转该反应， 重新活化SN-38并引起剂量限制性毒性 最常见的变异为在启动子去TATA盒中插入 一个双核苷酸（TA），产生等位基因 UGT1A1＊28，它可使SN-38的葡萄糖醛 基化下降，从而引起体内活性SN-38的显 著升高，增加毒副作用发生和程度