医学课件大全肿瘤诊断和预后生物标志物的研究.ppt

1、肿瘤诊断和预后生物标志物肿瘤诊断和预后生物标志物的研究进展的研究进展曹志成曹志成 院士院士2010年年5月月22日日香港伊香港伊利沙伯利沙伯医院医院结论结论五个基因指纹与非小细胞肺癌的无复发生存期和总生存期密切相关Dual-specificity phosphatase 6(DUSP6),monocyte-to-macrophage differentiation associated protein(MMD),signal transducer and activator of transcription 1(STAT1),v-erb-b2 avian erythroblastic leuk

2、emia viral oncogene homolog 3(ERBB3),lymphocyte-specific protein tyrosine kinase(LCK).根据五个基因指纹根据五个基因指纹RT-PCR检测的不同结果，用检测的不同结果，用Kaplan-Meier法分法分析非小细胞肺癌患者的生存时间析非小细胞肺癌患者的生存时间 Overall survival and relapse-free survival are shown for the 101 patients with NSCLC(Panel A and Panel B,respectively)and for the

3、 59 patients with stage I or II disease(Panel C and Panel D,respectively).Overall survival is also shown for the independent cohort of 60 patients(Panel E),for the 42 patients in this cohortwho had stage I or II disease(Panel F),and for the 86 patients described in an independent set of published NS

4、CLC microarray data10(Panel G).设定为 10%假阴性灵敏性 91%,特异性 73%70 个预后相关基因表达谱个预后相关基因表达谱监督分析监督分析vant Veer et al.,Nature 415,p.530-536,200270 个与预后显著相关的基因肿瘤标本 细胞增殖 血管新生 与细胞外基质的黏附 局部侵犯 进入血管内、存活、外渗 细胞增殖 血管新生 与细胞外基质的黏附 未知功能的基因(25)70 个预后相关基因个预后相关基因与肿瘤细胞生物学各个方面均有关与肿瘤细胞生物学各个方面均有关独立验证：独立验证：Buyse et al,JNCI 2006;98:11

5、83-92307 例微阵列试验具有高度的可重复性微阵列试验具有高度的可重复性(99%)Glas et al,BMC Genomics 2007可重复性：重复试验良好预后组患者没有一例复发良好预后组患者没有一例复发MammaPrint:良好预后组(n=23)不良预后组(n=144)Straver M et al,Brit Cancer Res Treat 2009Oncotype Dx的临床研究发展的临床研究发展 发展高通量、实时RT-PCR技术来定量检测固定肿瘤标本中的基因表达 筛选出250个候选基因 在来自3个临床研究、共447例患者中检测250个候选基因与复发风险的相关性 已发表的文献已发

6、表的文献基因组数据库基因组数据库基于基于DNA 阵列的实验阵列的实验16 个肿瘤相关基因+5 个参考基因 Oncotype DX(复发风险指数)Paik et al.NEJM.2004.如何评估乳腺癌患者的复发风险如何评估乳腺癌患者的复发风险传统病理学标准传统病理学标准Oncotype DX基因组学时代的基因组学时代的新工具新工具年龄肿瘤大小淋巴结状态ER/PRHER2肿瘤分期辅助化疗基于电脑模式RS=+0.47 x HER2 指数指数-0.34 x ER 指数指数+1.04 x 细胞增殖指数细胞增殖指数+0.10 x 细胞侵润指数细胞侵润指数+0.05 x CD68-0.08 x GSTM1

7、-0.07 x BAG1细胞增殖细胞增殖Ki-67STK15SurvivinCyclin B1MYBL2雌激素雌激素ERPRBcl2SCUBE2细胞侵润细胞侵润Stromelysin 3Cathepsin L2HER2GRB7HER2BAG1GSTM1参考基因Beta-actinGAPDHRPLPOGUSTFRCCD68Paik et al,NEJM 2004;351:2817-2616个肿瘤基因和个肿瘤基因和5个参考基因构成了个参考基因构成了Oncotype DX基因组，根据这基因组，根据这些基因的表达情况计算复发指数：些基因的表达情况计算复发指数：Oncotype DX 21-基因复发指数

8、基因复发指数 复发指数复发指数403530252015105005101520253035404550复发指数复发指数十年内远处复发转移发生率十年内远处复发转移发生率95%C.I.复发指数复发指数低危组低危组 RS 50%是CR的患者)正常的鼻咽组织 鼻咽肿瘤肿瘤位于右侧咽鼓管垫Cho WC.Most common cancers in Asia-Pacific region:nasopharyngeal carcinoma.In:Cancer report of Asian-Pacific region 2010:284-289.蛋白质芯片的应用：蛋白质芯片的应用：鼻咽癌肿瘤生物标志物的发现

9、鼻咽癌肿瘤生物标志物的发现 149 例鼻咽癌患者的血样 (未分化型鼻咽癌或分化差的鳞癌）35 例正常人血样100001100012000130001400015000100001100012000130001400015000GC10 A3(P1F6)GC10 A5(P1F6)GC17 A3(P1F6)GC29 A3(P1F6)GC6 A1(P1F6)GC1 A7(P2F6)GC25 A5(P2F6)GC37 A7(P2F6)GC3 A7(P3F6)GC24 A1(P3F6)GC23 BT1(P3F6)GC20 BT1(P3F6)GC11 A4(P3F6)GC11 A9(P3F6)GC9 BT

10、1(P4F6)GC13 BT1(P5F6)GC8 A3(P5F6)GC15 BT1(P5F6)GC14 BT1(P5F6)GC21 A3(P6F6)GC18 A3(P6F6)GC12 A4(P6F6)GC26 A6(P7F6)GC22 BT1(P7F6)GC27 A3(P8F6)GC27 A10(P8F6)GC28 A7(P8F6)GC36 A8(P9F6)GC35 A3(P9F6)GC32 BT1(P10F6)GC31 A13(P10F6)GC34 A3(P11V6)PS165 A8(P3F6)PS165 A15(P3F6)PS178 A8(P3F6)PS178 A15(P3F6)PS192

11、 A8(P4F6)PS192 A15(P4F6)PS205 A8(P4F6)PS205 A15(P4F6)PS213 A8(P2F6)PS213 A15(P2F6)PS217 A8(P5F6)PS217 A15(P5F6)PS223 A8(P6F6)PS223 A15(P6F6)PS250 A8(P4F6)PS250 A15(P4F6)PS253 A8(P2F6)PS253 A15(P2F6)PS260 A9(P4F6)PS260 A16(P4F6)PS279 A8(P5F6)PS279 A15(P5F6)1021138615248546001600胰蛋白酶消化质谱分析(肽图信息)2-D 凝胶

12、纯化标本 寻找蛋白 数据库识别鉴定质谱数据采集进行蛋白识别鉴定质谱数据采集进行蛋白识别鉴定MS/MS法识别标志物法识别标志物34/37离子与血清淀粉样A配对随访生物标志物随访生物标志物11,695 Da水平（水平（3例鼻咽癌复发，例鼻咽癌复发，11例缓解）例缓解）Cho WC et al.Clin Cancer Res 2004;10:43-52血清生物标志物在鼻咽癌复发患者化疗前后的改变血清生物标志物在鼻咽癌复发患者化疗前后的改变EP:Biomarker:7,659 DaGC:Biomarker:7,765 DaEP方案：依托泊苷和顺铂 GC方案：吉西他滨和顺铂Cho WC et al.Pr

13、oteinChip array profiling for identification of disease-and chemotherapy-associated biomarkers of nasopharyngeal carcinoma.Clin Chem 2007;53:241-50.卵巢癌的基本数据卵巢癌的基本数据 患病率 40/100,000(每2500人里有一个)每年新诊断患者23,000人 每年死亡人数14,000人 五年总生存率20-30%75%患者初诊时已是晚期(III/IV期)I/IIa期治愈率90%因此，早期发现对提高患者总生存期至关重要发现生物标志物的研究设计发现生

14、物标志物的研究设计地区地区 1(100)良性良性(50)对照组对照组(30)良性良性(90)对照组对照组(49)III/IV期期(2)I/II期期(35)良性良性(26)对照组对照组 63III/IV期期(103)I/II期期(20)I/II期期(35)Ca(41)Other Ca 2(20)对照组对照组(41)Other Ca 1(20)Other Ca 3(20)独立独立确认确认交叉交叉比较比较候选候选标志物标志物地区地区 2(176)地区地区 3(164)地区地区 4(63)地区地区 5(142)多因素多因素模型模型 蛋白蛋白 ID免疫化验免疫化验独立确认独立确认结果结果:描述性数据描述

15、性数据 两组间两组间 t-检验检验 表现表现 ROC曲线分析曲线分析多因素模型多因素模型获得获得00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.10.20.30.40.50.60.70.80.91ROC curve,area=0.94327,std=0.094973,alpha=2.791,beta=0.471541-SpecificitySensitivity 发现发现 1 发现发现 2总体表现总体表现 采用蛋白质芯片系统发现第I/II期卵巢癌的生物标志物 五个机构共503个样本 严密的交叉确认和独立确认研究设计 固定特异性(97%)三个标志物组(载脂蛋白 A1、间胰蛋白酶抑

16、制物 IV和甲状腺素运载蛋白)：敏感性74%CA125：敏感性65%固定敏感性(83%)三个标志物组：特异性94%CA125：特异性54%确认各个生物标志物的身份,与相应的疾病生物学相联系多标志物研究的开拓多标志物研究的开拓敏感性“真阳性”特异性“真阴性”单个标志物 65%35%生物标志物模式 90%90%Peak A CriteriaPeak B CriteriaPeak C Criteria肿瘤肿瘤正常正常FDA于于2009年年9月月11日批准了日批准了OVA1 试验试验 将生物标志物的发现从实验室开拓到临床应用中从实验室开拓到临床应用中 基于一项前瞻性双盲的临床研究，纳入27个机构共51

17、6例患者 269 例患者只根据手术前信息手术前信息进行评估 247 例患者根据手术前信息手术前信息和OVA1结果结果进行评估 OVA1 检测能识别出额外的潜在恶性肿瘤潜在恶性肿瘤患者 有助于指导手术决策手术决策OVA1 首个FDA获准的基于蛋白水平基于蛋白水平的体外诊断多因素指数检测 首个FDA获准的用于卵巢癌术前和术后的预后检测预后检测 在血标本血标本中检测 5 个蛋白个蛋白 SELDI技术筛选出2-微球蛋白、转铁蛋白、载脂蛋白A1、甲状腺素运载蛋白 CA125 预测良恶性良恶性可能Scientific AmericanCho WC.Proteomic approaches to cance

18、r target identification.Drug Discov Today:Ther Strategies 2007;4(4):245-250.肿瘤治疗靶点肿瘤治疗靶点细胞生长 运动性 细胞存活 细胞增殖 血管新生PPPPPDK1,2生长因子信号通路基因转录DNA 复制和修复16358910112细胞膜细胞核膜127477 1.生长因子 2.生长因子受体 3.连接蛋白 4.停靠蛋白/结合蛋白 5.鸟嘌呤核苷酸交换因子 6.磷酸酶和磷酸酯酶 7.信号激酶 8.核糖体 9.转录因子10.组蛋白11.DNA12.微管微管动力学RNA 转录51结肠癌中结肠癌中KRAS突变决定了对突变决定了对E

19、GFR治疗的疗效治疗的疗效Mutant KRAS+EGFR-EGFRWild type KRAS +EGFR -EGFRAmado et al.J Clin Oncol;26:1626-1634 200852结肠癌中结肠癌中KRAS突变决定了对突变决定了对EGFR治疗的疗效治疗的疗效Mutant KRAS+EGFR-EGFRWild type KRAS +EGFR -EGFRAmado et al.J Clin Oncol 2008;26:1626-34KRAS突变率:32%PIK3CA 突变率:13%BRAF突变率:10%传统肿瘤治疗传统肿瘤治疗:Rx治疗化疗Dx诊断分期、分级、免疫组织化学检验Rx治疗:信号通路靶向治疗个体化肿瘤治疗个体化肿瘤治疗:结肠癌中结肠癌中PI3K信号途径的信号途径的159个基因指纹个基因指纹 信号通路和网络分析信号通路和网络分析 Cho WC.Proteomics technologies and challenges.Genomics Proteomics Bioinformatics 2007;5(2):77-85.Cho WC(ed).An omics perspective on cancer research.New York:Springer 2010.谢谢 谢谢E-mail:chocsha.org.hk