表觀遺傳學(xué)修飾在腫瘤診斷和治療中的應(yīng)用課件

1、表觀遺傳學(xué)修飾在腫瘤診斷和治療中的應(yīng)用邱 林 MD.PhD哈爾濱血液病腫瘤研究所.第1頁，共30頁。遺傳學(xué)在腫瘤診斷和治療中的應(yīng)用RT-PCRFISH伊馬替尼Ph染色體第2頁，共30頁。表觀遺傳學(xué) 在不改變基因序列的基礎(chǔ)上，通過基因修飾及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、DNA和其他分子的相互作用而影響和調(diào)節(jié)基因的表達和功能，這種影響是可遺傳的，也是可逆的。 主要包括：基因組印記、DNA甲基化、組蛋白修飾和RNA干擾等。表觀遺傳學(xué)第3頁，共30頁。DNA甲基化DNA甲基轉(zhuǎn)移酶第4頁，共30頁。正常人的甲基化狀態(tài)GRNBK，APMIS 2019：115第5頁，共30頁。組蛋白乙?；c去乙酰化Kim，Epigene

2、tic 2019:1第6頁，共30頁。異常的表觀遺傳修飾會導(dǎo)致腫瘤發(fā)生Vaissiere Mutation Research 659 (2019)第7頁，共30頁。調(diào)控基因表達表觀遺傳學(xué)修飾異常的表觀遺傳修飾會導(dǎo)致腫瘤發(fā)生 抑癌基因沉默原癌基因活化DNA甲基化組蛋白修飾第8頁，共30頁。異常的表觀遺傳修飾會導(dǎo)致腫瘤發(fā)生Galm, blood Review 2019:20第9頁，共30頁。異常的表觀遺傳修飾會導(dǎo)致腫瘤發(fā)生Vaissiere Mutation Research 2019:659 第10頁，共30頁。腫瘤細(xì)胞中常見異常甲基化導(dǎo)致基因沉默 Pathway Genes細(xì)胞周期Rb, p1

3、4, p15, p16, p73細(xì)胞侵潤和黏附E-cadherin, APC, TIMP-3, VHL凋亡調(diào)節(jié)DAP kinase 1, caspase 8, TMS-1DNA 損傷修復(fù)O6MGMT, hMLH1, BRCA1, GST生長因子RAR2, CRBP1, SOCS-1, SOCS-3, ERGalm, blood Review 2019第11頁，共30頁。DNA的甲基化的檢測甲基化芯片甲基化特異性PCR亞硫酸氫鹽序列分析限制性酶切掃描技術(shù)第12頁，共30頁。表觀遺傳學(xué)與癌癥的進展正常上皮細(xì)胞發(fā)育異常原位癌轉(zhuǎn)移癌癌癥全基因組甲基化水平CpG島甲基化水平組蛋白修飾失平衡第13頁，共3

4、0頁。腫瘤中異常的表觀遺傳學(xué)改變表觀遺傳學(xué)改變CpG島高甲基化 基因組低甲基化 miRNAs高甲基化 組蛋白修飾異常結(jié)腸癌 + + + +乳腺癌 + + + +肺癌 + + +神經(jīng)膠質(zhì)瘤 + + +白血病 + + + +淋巴瘤 + + + +膀胱癌 + + + +腎癌 + + +前列腺癌 + + +食管癌 + +胃癌 + + + +肝癌 + + +腫瘤類型GRNBK，APMIS 2019：115第14頁，共30頁。早期診斷檢測血清或組織液中CpG島的超甲基化例：尿液中GSTP1的甲基化可用于前列腺癌的診斷治療通過去甲基化或去乙?；D(zhuǎn)移酶抑制劑，間挨計劃CpG島超甲基化可作為化療、激素治療和靶向

5、治療療效評價的標(biāo)準(zhǔn)例：MGMT甲基化變化可作為神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者替莫唑胺治療效果的評價標(biāo)準(zhǔn)預(yù)后CpG島超甲基化可作為化療、激素治療和靶向治療療效評價的標(biāo)準(zhǔn)例：MGMT甲基化變化可作為神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者替莫唑胺治療效果的評價標(biāo)準(zhǔn)腫瘤表觀遺傳學(xué)修飾在腫瘤診斷和治療中的應(yīng)用Esteller, N Engl J Med 2019:358第15頁，共30頁。甲基化檢測的優(yōu)點取材方便：尿沉淀，血漿，痰，血液，等檢測的是DNA，穩(wěn)定不易降解。正常組織與腫瘤組織的甲基化有質(zhì)區(qū)別，而非量的區(qū)別，檢測具有高度的特異性和敏感性抑癌基因的甲基化早于腫瘤的發(fā)生，適合早期診斷。第16頁，共30頁。DNA甲基化與腫瘤診斷及預(yù)后腫瘤

6、類型診斷標(biāo)志(診斷率)預(yù)后標(biāo)志AMLp15INK4B (70%)、SOCS1 (50%)p15INK4B、CDH1MDSp15INK4B (50%)p15INK4B、CDH1、HIC1非何杰金氏淋巴瘤DAPK (80%) 、 SHP1 (100%) 、DBC1 ( 100%)LMNA 、 MGMT何杰金氏淋巴瘤SYK、BOB.1/ORF頭頸癌LHX6(60%)、RASSF1A(80%) 、 DAPK(70%) 、 RAR(70%)RPRM、MGMT、MINT31食管癌APC(90%)、TIMP3(50%)APC、TIMP3胃癌CDH1(50%)CDH1大腸癌SST(80%)p16INK4A和p

7、14ARF肝癌p16INK4A(50%)、RASSF1A(80%)乳腺癌CDH1(70%) 、RASSF1A(80%)CDH1非小細(xì)胞肺癌PCDH20 (50%)FHIT、PCDH20、TSLC1/IGSF4膀胱癌RUNX3 (70%)CDH1、 FHIT、TIMP3前列腺癌GSTP1(70%)、APC(70%)、PTGS2(70%)GSTP1、APCGRNBK，APMIS 2019：115第17頁，共30頁。檢測血漿和血清中DNA甲基化標(biāo)志物檢測血漿和血清中DNA甲基化標(biāo)志物疾病 DNA來源 標(biāo)志敏感度 特異性膀胱癌血漿CDKN2A(ARF)13/15(87%)N/A血清CDKN2A(INK

8、4A)12/14(86%)31/31(100%)乳腺癌血漿CDKN2A(INK4A)5/35(14%)N/A血漿CDKN2A(INK4A)6/43(14%)N/A結(jié)腸癌血清CDKN2A(INK4A)14/20(70%)44/44(100%)血漿CDKN2A(INK4A)21/58(36%)N/A胃癌血清CDH1、CDKN2A(INK4A) 、GSTP1、CDKN2B(INK4B)、DAPK145/54(83%)30/30(100%)肝癌血漿/血清CDKN2A(INK4A)、CDKN2B(INK4B)17/23(74%)35/35(100%)肺癌血清(NSCLC)血漿CDKN2A(INK4A)

9、、GSTP1 、DAPK1、MGMT CDKN2A(INK4A)11/15(73%) 64/73(88%)N/AN/A前列腺癌血漿/血清GSTP112/16(75%)22/22(100%)Laird, Nature Review Cancer 2019第18頁，共30頁。檢測不同部位中DNA甲基化標(biāo)志物疾病 DNA來源 標(biāo)志敏感度 特異性膀胱癌尿沉渣CDH1(E-Cadherin)、DAPK1、CDKN2A(INK4A) 、RARB(RAR-)20/22(91%)13/17(76%)乳腺癌乳腺導(dǎo)管內(nèi)液脫落細(xì)胞CCND2(CyclinD2)、RARB(RAR-)、TWIST17/19(89%)4

10、0/45(89%)頭頸癌唾液CDKN2A(INK4A)、GSTP1、MGMT11/17(65%)30/30(100%)肺癌痰CDKN2A(INK4A) 、MGMT10/10(100%)N/A前列腺癌血沉棕黃層GSTP15/16(31%)26/26(100%)活檢沖洗液脫落細(xì)胞GSTP121/63(33%)30/31(97%)Laird, Nature Review Cancer 2019第19頁，共30頁。DNA甲基化與腫瘤診斷及預(yù)后Mund, Epigenetic 2019:1第20頁，共30頁。國內(nèi)研究進展 解放軍總醫(yī)院于力教授研究團隊 應(yīng)用限制性酶切掃描技術(shù)（ RLGS）技術(shù)篩 選出白血

11、病細(xì)胞中高甲基化狀態(tài)的基因， 如ID4基因登，用于急性白血病診斷、療效觀察、預(yù)后判斷、微小殘留病檢測等的有力手段。已開發(fā)ZO-1基因啟動子區(qū)DNA甲基化檢測試劑盒2. 應(yīng)用篩選出的高甲基化狀態(tài)的基因如ID4基因，篩選靶向治療藥物第21頁，共30頁。表觀遺傳學(xué)治療在腫瘤治療中應(yīng)用Vaissiere Mutation Research 2019 :659第22頁，共30頁。去甲基化藥物可以逆轉(zhuǎn)抑癌基因CpG島甲基化，恢復(fù)抑癌基因的功能。去甲基化藥物高度特異性的作用于甲基化的胞嘧啶，并不引起正常細(xì)胞中基因表達的實質(zhì)性改變。在動物模型中都可以觀察到去甲基化藥物可以阻止或逆轉(zhuǎn)腫瘤的發(fā)生。常用的去甲基化抑

12、制劑有地西他濱和5氮雜胞苷已獲FDA批準(zhǔn)用于MDS治療。DNA甲基化在腫瘤治療中應(yīng)用第23頁，共30頁。表觀遺傳學(xué)藥物在臨床中的應(yīng)用藥物治療范圍甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-氮雜胞甙（已獲FDA批準(zhǔn)）MDS，AML，CML地西他濱（已獲FDA批準(zhǔn)）AML，CML，MDSMG98腎細(xì)胞癌RG108結(jié)腸癌細(xì)胞株普魯卡因胺結(jié)腸癌細(xì)胞株HDAC抑制劑SAHA（已獲FDA批準(zhǔn)）皮膚T細(xì)胞淋巴瘤，多種實體瘤PXD101多種實體瘤LBH589皮膚T細(xì)胞淋巴瘤縮酚酸肽多種腫瘤細(xì)胞株，MDS，AML丁酸苯酯MDS丙戊酸成神經(jīng)瘤細(xì)胞MS-275前列腺癌細(xì)胞株，多種實體瘤，淋巴惡性腫瘤CI-994多種實體瘤第24頁，共30頁

13、。5-氮雜胞甙治療MDS的臨床試驗作者GALGB 9221FabreFenauxLyon給藥劑量75 mg/m2/day75 mg/m2/day75 mg/m2/dayAZA 5-2-2 (75 mg/m/day5 days,AZA 5-2-5 (50 mg/m/day5 days, AZA 5 (75 mg/m/day 5 days)臨床試驗IIIIIIIIIII病例數(shù)n=99n=61n=179n=139療效10%CR，1%PR，36%HI ，ORR 47%16%CR， 25%PR，21% HI ，ORR 62%28.5% CR+PR AZA 5-2-2：44% HI AZA 5-2-5：5

14、2% HI AZA 5： 57%HI 毒副作用 骨髓抑制，惡心，嘔吐骨髓抑制，局部反應(yīng)，1-2級胃腸不適惡心，嘔吐，骨髓抑制，局部反應(yīng)，腹瀉，疲勞骨髓抑制Kuendgen, Ann Hemaol 2019第25頁，共30頁。HDACi治療MDS及AML的臨床試驗作者OdenikeByrdGiles GarciaGojo抑制劑縮酚酸肽縮酚酸肽LBH589SAHAMS-275臨床試驗IIIIII給藥劑量i.v.,18mg/m2/dayi.v., 13 mg/kg/m2i.v.,4.8-14mg/m2Oral, 100-300 mgOral, 4-10mg/m2患者人數(shù)及臨床診斷AML (n=18)

15、AML (n=10)AML (n=13),MDS (n=1)AML (n=31),MDS (n=3),CML (n=1)AML (n=38)療效2例骨髓原始細(xì)胞清除骨髓和外周血中原始細(xì)胞短暫下降8例外周血中原始細(xì)胞短暫下降1例CR，2例CRp，1例PR，5例完全骨髓緩解7例血液學(xué)改善，骨髓和外周血中原始細(xì)胞短暫下降毒副作用 惡心，嘔吐，疲勞惡心，嘔吐，疲勞，腹瀉，腫瘤溶解綜合征QT延長，惡心，嘔吐，低血鉀惡心，嘔吐，腹瀉，中性粒細(xì)胞減少，盲腸炎，疲勞中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，感染，疲勞，惡心，嘔吐Kuendgen, Ann Hemaol 2019第26頁，共30頁。DNMT抑制劑與HDACi聯(lián)合使用的

16、臨床試驗作者GarciaSorianoMaslakBlumGore給藥劑量DAC 15 mg/m2+ VPA oral 20, 35,50 mg/kgAZA 75 mg/m2+VPA Oral 50,62.5 ,75 mg/kg +ATRA AZA 75 mg/m2+PB 200 mg/kgDAC 20 mg/m2+VPA15,20,25 mg/kgAZA 25,50 75mg/m2 days+PB 375 mg/kg/day 病例數(shù)AML (n=48)MDS (n=6)AML (n=49)MDS (n=4)AML (n=8)MDS (n=2)AML (n=11)AML (n=18)MDS (n=13)CMML (n=1)療效CR(19%)CRp(3%)CR(22%) CRp(5%)骨髓緩解(13%)PR(30%)CR(18%) CRi(18%)PR(18%)CR(14%) PR(3%) HI(21%)毒副作用 中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，發(fā)熱，惡心，疲勞中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，骨髓抑制，感染，髓樣分化綜