泛癌种基因检测用药指导论文

一文读懂肿瘤精准用药基因检测 根据世界卫生组织（WHO）统计数据，全世界约有60%的人死于癌症、糖尿病、心血管疾病、慢性呼吸系统疾病这4大类疾病，而癌症则是最主要的死因之一。2008年全球死于癌症的患者达760万人，占全球死亡人数的13%，我国卫生部第三次全国死因调查结果也显示，癌症已成为我国仅次于心脑血管疾病的第二大死亡原因，占死亡总数的22.32%，并成为我国城市的首位死因。 目前，恶性肿瘤逐年升高的发病率及其巨大的医疗费用等因素，使得大家“谈癌色变”。好在治疗手段发展快速，包括手术和放疗的局部治疗和抗肿瘤药物的全身治疗类。其中，药物治疗已成为当今临床治疗肿瘤的重要手段之一。而提到肿瘤药物治疗，就不免会提到基因检测技术。对于医生和患者来说，基因检测是“既熟悉又陌生”的高科技！如何能让医生或患者通俗易懂地了解肿瘤基因检测，那可真是一门技术活。 今天，我就针对肿瘤用药的相关基因检测为大家做一期干货分享。 ○ 为什么要做肿瘤基因检测？ ○ 肿瘤用药基因检测到底检测了什么？有哪些抗肿瘤药物需要做基因检测？ ○ 是不是检测的基因越多越好？ ○ 基因检测的方法有哪些？哪一种是最好的？ ○ 肿瘤基因检测选取什么样本才是最好的？ 1. 为什么要做肿瘤基因检测？ 肿瘤基因检测的主要原因在于肿瘤是一类高度异质性疾病。也就是说，哪怕患的是同一种肿瘤，不同的患者也需要根据其实际情况采用不同的治疗方案，尤其是抗肿瘤用药的选择。不同患者对不同抗肿瘤药物的敏感程度差异巨大，故肿瘤临床治疗需要制定个体化的精准方案。而基因检测是评估患者使用药物效果非常重要的一环，能从分子层面给医生用药予精确的指导。 2. 肿瘤用药基因检测到底检测了什么？有哪些抗肿瘤药物需要做基因检测？ 实际上，不同类型抗肿瘤药物的基因检测项目是不同的。所以， 首先我为大家全面介绍一下抗肿瘤药物的类别，再介绍各种类抗肿瘤药物的基因检测项目。 目前，国际上临床常见的抗肿瘤药物大致可分为以下六类： 细胞毒类药物、激素类药物、靶向药物、免疫检验点抑制剂、生物反应调节剂及辅助药 。 细胞毒类药物 简介： 通常被称为“化疗”药物，此类药物主要是根据癌细胞增殖过快等生长特性杀死癌细胞，因此对具有类似特性的健康细胞也会无差别攻击，种类很多包括： （1）作用于DNA化学结构的药物，如铂类化合物等； （2）影响核酸合成的药物，如甲氨蝶呤、培美曲塞等； （3）作用于核酸转录的药物，如阿霉素、表阿霉素等； （4）作用于DNA复制的拓扑异构酶Ⅰ抑制剂，如伊立替康等； （5）主要作用于有丝分裂M期干扰微管蛋白合成的药物，如紫杉醇等； （6）其他细胞毒药。 基因检测目的： 评估药物对患者的有效性或安全性（毒副作用）。 基因检测类型： 基于患者对药物的代谢相关基因的多态性，评估不同化疗药物在患者体内代谢反应情况。 基因检测必要性： ⭐⭐⭐ 【由于没有涉及对肿瘤细胞基因突变的分析，化疗药物基因检测还不能算是完全意义上的精准医疗，但在其他外界条件相同的情况下，化疗药物基因检测可为患者从药物受益或毒副作用两个方面提供选择参考。】 激素类药物 简介： 主要是与激素相关的恶性肿瘤类型（如女性的乳腺癌、男性的前列腺癌等）的激素调节药物，包括如他莫昔芬、来曲唑、阿那曲唑等； 基因检测目的： 与细胞毒类药物相同，激素类药物基因检测主要评估的也是药物对患者的有效性或安全性（毒副作用）。 基因检测类型： 同化疗药物。 基因检测必要性： ⭐⭐ 靶向药 物 简介： 针对癌细胞上特定的“靶点”，比如某个特定的基因突变，抑制癌细胞生长直至杀死癌细胞的药物。靶向药物理论上只会抑制癌细胞，而不会对正常细胞造成显著伤害，因此副作用小很多。对于此类型药物，如果患者有相应的治疗靶点，则靶向药物有效率高，而且起效快，能迅速缓解肿瘤带来的症状，提高患者的生活质量，一定时期内能显著提高存活率。 靶向药物目前主要分为两类：大分子单抗类药物和小分子靶向药物。其中小分子靶向药物主要集中在蛋白酪氨酸激酶剂、蛋白酶和其他种类，典型代表是针对白血病的格列卫（Bcr-Abl 基因突变）和针对肺癌的易瑞沙（EGFR 基因突变）。 基因检测目的： 评估靶向药物对患者的疗效或耐药情况。 基因检测类型： 由于靶向药物类型较多，通常会检测每个靶向药物对应的肿瘤信号通路中特定基因的点突变/插入缺失/拷贝数变异/融合（结构变异）等情况，这些常被统称为“基因突变”。具体到小分子靶向药物涉及的主要基因及信号通路包括： (1) 表皮生长因子受体（EGFR）； (2) 血管内表皮细胞生长因子受体（VEGFR）家族； (3) 血小板衍化生长因子受体（PDGFR）家族； (4) 成纤维细胞生长因子受体（FGFR）家族； (5) 与恶性肿瘤发生密切相关的非受体酪氨酸激酶四个家族：ABL家族、JAK家族、SRC家族以及FAK家族； (6) 与mTOR抑制剂相关的PI3K/Akt信号通路。 基因检测必要性： ⭐⭐⭐⭐⭐ 靶向药物基因检测是通过患者癌细胞基因检测，从而选择对患者有效的特定药物或方案，是真正意义上的精准医学。由于很多靶向药物有明确疗效/耐药靶点，须遵循基因检测后才可使用！不应在未做相关基因检测的情况下盲目用！ 【 由于肿瘤的异质性和进化，靶向药物使用一段时间后可能会出现抗药性，需要换药，故靶向药物基因检测配合药物疗效最好定期检测。】 免疫检验点抑制剂 简介： 目前此类药物常被简称为“免疫药物”，主要是通过抑制癌细胞的抑制免疫应答，从而激活T细胞功能，让患者自身的免疫系统杀死变异的肿瘤细胞，主要包括了近年来大火的PD-1/PD-L1抑制剂以及CTLA-4抑制剂。该类型药物的很多响应患者会长期受益，一小部分患者甚至被治愈，是目前抗肿瘤药物的重点研发方向之一。 基因检测目的： 评估患者对此类药物可能的受益。 基因检测类型： 此类药物的基因检测主要是评估受益的生物标记，包括： （1）PD-L1表达，只针对PD-1/PD-L1抑制剂药物； （2）MMR/MSI检测，患者的DNA错配功能检测，两者属于同一类型检测，微卫星不稳定性（MSI）可以侧面反应MMR系统是否工作良好； （3）肿瘤突变负荷（TMB）。 基因检测必要性： ⭐⭐⭐⭐ 目前免疫检测点抑制剂类药物最大问题是有效率不高，仅在10%~20%，加上其目前费用较高，所以，通过基因检测评估药物可能的受益还是很有必要的. 【免疫药物的以上三个类型生物标记的基因检测，目前实际应用中仅可以选择其中之一。一般来说，如果是肺癌患者，由于目前上市的针对肺癌的此类药物基本都是PD-1/PD-L1抑制剂，建议选择PD-L1表达检测；如果是结直肠癌患者，则建议选择MSI检测，当然也可以根据实际情况选择同时检测综合评估或盲用药。】 生物反应调节剂 简介 ：主要通过机体免疫功能抑制肿瘤，如干扰素、白细胞介素-2、胸腺肽类。 基因检测目的： 目前此类药物基本不需要做基因检测。 基因检测类型： 无。 基因检测必要性： 无。 辅助药 简介： 肿瘤治疗中，辅助其他药物疗效或减轻其他药物带来副作用的药物，如 （1）升血药（如G-CSF、GM-CSF、白细胞介素-11、EPO等）； （2）止呕药（如恩丹西酮、盐酸格拉司琼等）； （3）镇痛药（如阿司匹林、扑热息痛、可待因、曲马多、吗啡、芬太尼等）； （4）抑制破骨细胞药（如氯膦酸二钠、帕米磷酸二钠等）。 基因检测目的： 目前此类药物基本不需要做基因检测。 基因检测类型： 无。 基因检测必要性： 无。 3. 是不是检测的基因越多越好？ 答案是否定的，要根据实际需要评估的药物，选择相对应的基因检测项目，尤其是靶向药物，每个药物的疗效/耐药靶点基因是比较固定的。 随着高通量测序技术（NGS）技术的崛起，商业市场将几个到成百上千个基因打包检测，即测序Panel 或“基因套餐”，但是由于目前已上市的靶向药物比较固定，当测序基因数量覆盖足够靶点基因后，再增加基因数量未必能进一步提供更多的靶向药物指导，这些Panel 提供的往往是一些额外的评析，如遗传评估；此外，大Panel 基因测序还可以用来进行拟合计算TMB。但目前基于大Panel 的TMB计算方法没有统一的标准，也没有统一的定论。 此外，Panel的测序结果还和其测序覆盖度（可覆盖的目前基因区域）、测序深度（可使用测序数据量衡量）等相关。基于以上几点， 对于NGS的测序Panel 大小选择应根据实际需求判断，而非单一按照基因量多少选择。 4.基因检测的方法有哪些？ 哪一种是最好的？ 基因检测的方法是直接与基因检测类型相关联的，每种基因检测类型都有较为合适基因检测方法。由于基因检测体系比较复杂，最好的方法是根据需要评估的药物选择相应的检测项目。下面我为大家简单总结一下各个基因检测类型对应的常见检测方法： (1) 基因多态性：PCR； (2) 相对表达检测：荧光定量PCR； (3) 点突变/小片段插入缺失：PCR； (4) 大片段插入缺失/拷贝数变异/融合（结构变异）：FISH； (5) 多基因多类型突变（相对表达检测除外）：NGS； (6) 多肽和蛋白质检测：免疫组化（IHC）。 5 .  肿瘤基因检测选取 什么 样本才是最好的？ 目前对于肿瘤基因检测，组织样本仍是金标准，且部分基因检测项目仅组织样本才可以实现。因此， 有条件的情况下，应优先选择组织样本 。 若无法取得组织样本，最好是临床处于中晚期（临床III期后）的患者再选用外周血进行ctDNA基因检测 。同时，外周血靶向药物ctDNA基因检测最好是在没有经过任何治疗之前进行，因为放化疗和靶向治疗均会对外周血ctDNA检测结果产生影响。 按照检出率，新鲜组织>石蜡切片>胸腹水上清>胸腹水细胞>外周血。 此外，由于外周血ctDNA在外周血cfDNA中的比率与肿瘤的大小和进展呈正相关，所以，ctDNA检测（肿瘤液态活检）目前在临床上除了肿瘤用药指导外，还有另一项更为重要的应用可能—— 肿瘤进展监控 ，具体的应用包括： (1) 肿瘤早诊（肿瘤早期筛查） 液体活检（包括ctDNA检测）可以通过血液等检测在健康的、无症状的人群中早期发现癌症，这是一项极具潜力的技术，可以和全基因组测序相结合，实时检测癌症的发生风险，一个可以实时的检测癌症发生的情况，一个则可以了解家族遗传和正常的癌症发生概率（比如原癌基因P53和乳腺癌BRAC基因检测等），相结合之下将会更好地预防癌症。 (2) 肿瘤治疗疗效跟踪 虽然ctDNA水平在不同的患者之间有很大的差异，但随着时间的推移，单个患者的ctDNA水平与肿瘤负荷和治疗效果的变化密切相关。一些研究表明，当肿瘤细胞死亡导致ctDNA释放增加时，ctDNA水平可能会在治疗开始后短暂升高。然而，在治疗开始1~2周后，对治疗有反应的患者的ctDNA水平急剧下降。在某些方面，ctDNA的变化在预测治疗效果方面要优于标准肿瘤标志物。这也是ctDNA可以在临床上用作癌症治疗效果长期跟踪的一个重要原因。 (3) 肿瘤复发监控 目前来说，实体瘤的主要治疗方式依旧是手术，目前还无法在手术后立即确定哪些患者含有残余病灶，而任何一个残留的微小癌细胞病灶都可能导致癌症复发。在已有的研究中，术后ctDNA检测可以预测乳腺癌、肺癌、结直肠癌和胰腺癌的残留病灶和肿瘤复发。这使得ctDNA成为很有潜力的术后管理策略。 目前来说，ctDNA检测已经可以帮助癌症患者更好地管理和治疗癌症，而在未来，ctDNA必将成为癌症治疗中不可或缺的一环。 结语 最后，我想说，肿瘤用药基因检测的核心目标是给予用药指导，且由于技术原因，医生或者患者很难直接读懂基因检测的结果，这就需要基因检测提供商提供对应的高标准解读，并根据解读结果为患者和医生提供相关用药评估。所以，医生或者患者要基于相应的目标抗肿瘤药物，合理选择相应的基因检测项目。 · END ·

找到一篇论文，希望对你有所帮助浅议基因工程药物的质量控制生命科学正成为21世纪的领头科学。生物药物毒性低、副作用小、容易为人体吸收，因此在药品中比例趋增。自1982年全世界第一个基因重组新药“人胰岛素”在美国上市以来，美国现已有近百种基因工程重组生物技术药物获FDA批准上市〔1〕；自1989年我国批准了第一个在我国生产的基因工程药物重组人干扰素α1b，现已正式批准上市的达20种。《中国药典》（2000年版）首次载入了基因工程产品。目前，基因工程药物主要有重组蛋白质或多肽类、抗体和疫苗3大类。此类药物的出现和发展，给药物分析带来了新的挑战，由于其可能含有用传统生产方法不可能存在的有害物质，所以这类产品的质量控制与传统方法生产的产品有本质的差别。鉴于这类产品生产工艺的特殊性，除需要鉴定最终产品外，还需从基因的来源及确证、菌种的鉴定、原始细胞库等方面提出质量控制的要求，对培养、纯化等每个生产环节严格控制，才能保证最终产品的有效性、安全性和一致性。由于产品有其固定的易变性，质量控制尚无非常成熟的经验和方法，本文在此就有关问题作一简述。1 质量控制要点1.1 原材料主要是对目的基因、表达载体及宿主细胞（如细菌、酵母、哺乳细胞和昆虫细胞）的检查，以及使用它们时制订严格要求，否则就无从保证产品质量的安全性和一致性，并可能产生不希望产生的遗传诱导的变化。1.2 培养过程无论是发酵还是细胞生产，关键是保证基因的稳定性、一致性和不被污染。主要控制的有生产用细胞库、有限代次的生产、连续培养过程。1.3 纯化工艺过程要求能保证去除微量DNA、糖类、残余宿主蛋白质、纯化过程带入的有害化学物质、致热原，或者将这类杂质减少至允许量。1.4 最终产品主要表现在生物学效价测定、蛋白质纯度检查、蛋白质的比活性、蛋白质的性质鉴定几个方面。1.5 杂质检测蛋白类，由于降解、聚合或者错误折叠而造成的目的蛋白变构体在体内往往会导致抗体的产生；非蛋白类，主要有细菌、病毒、热原质和DNA几种类型，往往在极低的水平就可以产生严重的危害作用。1.6 安全性试验其中的无菌试验、热原试验、安全性和毒性试验按我国新颁布的《中国生物制品规程》进行。2 基因工程药物的检验基因工程药物的质量控制需要采用理化、免疫学及生物学的方法共同实现。目前在基因工程药物的质量控制中，理化测定代替生物测定成为趋势，生物测定已退居为产品批准上市前做基础研究的生物活性验证手段。下面为成品理化性质的检定。2.1 蛋白质含量通常是测定溶液中蛋白质的浓度，由于每一种蛋白质都含有恒定量的氮元素，因此可以通过测定样品蛋白质中的氮含量来对蛋白质定量。常用的方法有光吸收法、双缩脲法、福林-酚法等。2.2 蛋白质纯度是一个重要的指标。一般指是否含有其他杂蛋白，而不包括盐、缓冲液离子、十二烷基硫酸钠（SDS）等小分子在内，根据中国生物制品检定规程，要求考虑上述小分子的存在与否。常用的方法有聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）、等电聚焦（IEF）、毛细管电泳（HPCE）、高效液相色谱（HPLC）等。2.3 蛋白质的分子量测定常用的方法有SDS-PAGE、HPCE、质谱法等。2.4 蛋白质等电点的测定理论上，一种蛋白质只有一个等电点。常用的方法有IEF法等。2.5 氨基酸组成分析可以和标准样品进行比较，以确认重组蛋白质的氨基酸组成是否和天然的蛋白质的氨基酸组成一样，如果是未知蛋白质，可以到蛋白质数据库中查阅，看和哪一种已知蛋白质组成相同，再做进一步确认，或者可能是一种新的蛋白质。常用的方法有水解蛋白质或多肽、氨基酸衍生方法（茚三酮法、荧光胺法等）等。2.6 部分氨基酸序列分析首先将氨基酸一个一个依次从蛋白质或者多肽的末端（N端或C端）切割下来，有化学法和酶法（化学法用得较多）；然后在氨基酸残基上衍生一个生色集团，通过HPLC法进行分离测定。包括N端氨基酸分析和C端氨基酸分析。2.7 肽图分析根据蛋白质分子量大小以及氨基酸组成特点，使用专一性较强的蛋白水解酶作用于特殊的肽链位点，将蛋白质裂解成较小的片断，通过一定的分离检测手段形成特征性的指纹图谱来进行分析。3 方法及技术应用大都采用适合于肽、蛋白质、多糖等大分子化合物的现代色谱、光谱综合性方法。3.1 质谱分析质谱技术（MS）包括MS联用广泛应用于蛋白质的纯度鉴定、分子量测定、序列测定、肽谱分析、二硫键测定、乙酰、糖基化等研究中，前景广阔。MS可以测定一个未知蛋白质或者不纯蛋白质各个组分的分子量（可高达几十万甚至几百万），同时可以定出较复杂的蛋白质裂解的每个肽片段的分子量及其序列；可以解决一些用经典的蛋白质结构测定方法难以解决的问题，如N端封闭的肽和环肽样品。常用的有快原子轰击质谱技术（FAB）、电喷雾质谱技术（ESI）、基质辅助激光解析质谱技术（MALDI）等。3.2 核磁共振技术（NMR）近来出现了二维、三维乃至四维NMR技术，提供了生物大分子的三维结构信息、局部结构以及构象动力学方面的信息；NMR技术还可以应用到鉴定蛋白质分子中某些原子与配体中某些原子间的相互接触，研究大分子间以及它们与小分子之间相互作用和分子识别。大致步骤为：研究样品的选择和制备、NMR数据的采集与数据处理、质子自旋系统的识别与信号归属、决定结构约束因子和分析规则二级结构、计算出符合约束因子的三维结构和进行结构精修。3.3 双相电泳技术双相凝胶电泳即等电聚焦/十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（INF/SDS-PAGE），分离系统应用了蛋白质分子的两个特性对其进行分离，第一相是根据不同蛋白质分子所带电荷量的差异，用等电聚焦技术分离蛋白质；第二相是根据不同蛋白质分子量大小的不同，与SDS结合后在聚丙烯酰胺凝胶中迁移的速度不同达到分离蛋白质的目的。随着技术的不断改进，结合同位素标记技术灵敏度逐渐提高，其应用范围更加广泛。3.4 蛋白质的二硫键分析二硫键是否正确配对，对生物活性至关重要。方法有前述的MS法。4 临床前安全性评价指导原则适用于利用细菌、酵母、昆虫、植物和哺乳动物细胞等表达系统从特征性细胞中得到的药物，但不包括常规细胞细菌和病毒疫苗或细胞和基因治疗。在设计方案时应考虑：相关动物种属的选择；动物的数量；给药方案；免疫原性；使用过程中受试动物的稳定性和量的恒定。要求包括：安全药理学；暴露水平评价（药代和毒代动力学）；单次给药毒性研究和重复给药毒性评价；免疫毒性研究；生殖和发育毒性研究；遗传毒性研究；致癌毒性研究；局部耐受性研究等8个方面。每一种生物技术药品是独特的，因此应根据药品的具体情况制定不同的安全性评价方案。生物技术药品的不良反应是其药理作用的放大，应选择最为相关的动物对其进行临床前安全性评价，再结合其生物学活性、药效和药代的资料，就能得到有用的药品安全性信息。20年来，我国虽然对生物技术药物分析研究做了大量的基础性工作，但仍有许多新问题、新情况需要认真对待，以适应时代变革的要求。我国生物药物分析的整体水平与发达国家相比，发展还极不平衡，更为先进的分析化学技术还不能及时地应用于生物药物的分析领域；对新兴生物技术药物的有效质量控制体系还未形成；相关的基础性研究还处于起步阶段，已滞后于生物技术药物本身的发展水平。这些都是亟待我们发展和努力的。参考资料：