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胶质瘤的分子分型与精准医疗
胶质瘤的分子分型与精准 医疗精准医疗时代已经到来? Stiefel（右）：女性，68岁，白种人。o o 2014年11月诊断为胶质母细胞瘤IV级。 手术后接受持续放化疗。o未进行基因检测，需接受心理治疗。?Anselmo（左）：女性，59岁，白种人。o o 2013年10月诊断为胶质母细胞瘤。 手术切除75%肿瘤。术后接受放化疗不耐受，1个月后停止。o 术后样本立刻针对410个基因异常进行检 测，发现BRAF突变。进入Basket Trial， 口服威罗菲尼，持续1年，MRI显示肿瘤 缩小55%。1什么是精准医疗精准医疗：是这个时代的创新医学概念，是在医学实践中充分考 虑患者的基因情况、生活环境和生活方式，对每个患者独特的疾 病特征采取精确对应的预防、诊断、治疗和预后监控措施。独特的基因情况生物信息分析2大数据分析精确对应的治疗癌症精准治疗的应用? 精确分型? 预后预测? 疗效预测 ? 不良反应预测3基因检测在治疗方案的选择中越发重要? 进行基因检测以确定&100? 进行基因检测能够发 现是否有潜在治疗药? 存在相同基因改变的是否能够获益于特定药物治疗癌症患者患者可能从同种药物治疗获益物&70&30004脑肿瘤的治疗是一个巨大挑战?胶质瘤是最常见的恶性原发脑肿 瘤，预后不良o 每年新发病例 & 14,000?尽管手术、放疗、化疗取得进步o 高级别胶质瘤仍然致命?亟需新的治疗方法o 寻找新的靶点5组织学分型仍属经验科学100% 80% 60% 40% 20% 0% 100%75%75%64% 51%80%71%62%46%60%40% 20% 0%57% 36%40%Consistency of diagnosis by the same pathologist 5-14 weeks apart6Consistency of diagnosis by different pathologists组织学分型遭遇挑战IDH, TP53, ATRX mutations Median Survival: Grade II: 60 mo Grade III: 36 mo Progress to GBM (Secondary GBM)Astrocytoma (WHO grade II and III) Oligodendroglioma (WHO grade II and III)1p/19q co-deletion IDH, CIC, FUBP1, TERT promoter Median Survival: Grade II: 120 mo Grade III: 60 mo Chemosensitive“There are also many cells which appear to be transitions between gigantic oligodendroglia and astrocytes. It is impossible to classify them as belonging in either group”Bailey P, Bucy PC. Oligodendrogliomas of the brain. J Pathol Bacteriol Oligoastrocytoma (WHO grade II and III) Ambiguous Morphology7杜克大学胶质瘤分子机制研究B3/3 7/7100% 80%60%27/30 43/5134/3611/13IDH2 mutatedIDH1 mutated38/5240% 20%0/211/7 0/306/123 0/15 0/55 0/4940%Yan et al. (2009) New Engl J Med8TERT在不同癌种中的频率Killela, Reitman, et al., PNAS, 20139分子分型（IDH&TERT）与病理分型10Killela, Pirozzi, et al., Oncotarget, 2014分子分型（IDH&TERT）与预后IDH 突变 +TERT 突变 +中位总生存期（月） 127.3IDH 突变TERT 突变中位总生存期 （月）+-+63.831.8 18.6+-+42.316.6 11.3Killela, Pirozzi, et al., Oncotarget, 201411IDH&TERT与1p19qPrimary Glioblastomas (n=51)Oligodendrogliomas (n=45)Astrocytomas (n=40)Oligoastrocytomas (n=24)12Killela, Reitman, et al., PNAS, 20131p19q联合缺失&IDH突变与PCV化疗Cairncross, et al. JCO. 201413MGMT甲基化? O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶(06一methylguanine―DNA methyhransferase，MGMT)定位于 10q26，编码一种修复O6-甲基鸟嘌呤的酶。在正常组织中，MGMT启动子一般都处在非甲基化状态。 CpG位点甲基化会导致染色质结构改变，从而阻止转录因子结合、导致基因的沉默。?MGMT可以使烷化剂作用下形成的06位甲基化鸟嘌呤去甲基化，有效地修复DNA损伤，同时自身不可逆失活为烷基化MGMT。MGMT一个分子只能修复一个烷基加合物，因此，MGMT被称为“自杀”酶。?MGMT启动子甲基化在少突胶质细胞瘤中发生率为60％～80％，在混合性少突星形细胞瘤发生率为60％～70％，在GBM发生率为20％～45％，在间变性星形细胞瘤中发生率为40％～50％，在毛细胞型星形细胞瘤发生率为20％～30％“。? ? ? 具有MGMT启动子甲基化的胶质瘤患者对化疗、放疗敏感，生存期较长。 在新诊断GBM患者中，MGMT启动子甲基化与TMZ治疗疗效相关。 在继发性GBM和低级别弥漫性胶质瘤中，MGMT启动子甲基化状态与IDH基因突变和1p/19q缺失的状态呈正相关。14胶质瘤6项基本检测? IDH1/IDH2 突变 ? TERT 启动子区突变 ? 1p19q 联合缺失其他TERTMarkerIDHMGMT? MGMT启动子甲基化? BRAF 突变1p19q以IDH基因突变为核心的胶质瘤分子指标15案例：儿童多形性胶母细胞瘤-BRAF? ? 男，12岁，白种人 病史：9岁连续一周出现渐进性左侧肢体无力。MRI 显示右额顶区球形不均匀强化的囊实混合型肿块 （7cm X 5cm X 5cm），扩展至内囊、丘脑、基底 节区。行立体定向右额顶开颅术，大部分肿瘤切除； 为保留患者神经机能，右内囊和丘脑最内侧结构未积 极切除。 ? 病理显示为弥漫浸润性胶质瘤，胶质母细胞瘤IV 级。 术后放化疗24个月，MRI显示治疗期间疾病无进 展。治疗停止后4个月，原来残余病灶出现新的增 强 。考虑患者无症状、肿瘤的浸润性、及肿瘤位 置，未进行手术及活检。Robinson et al. BMC Cancer 2014?16案例1：儿童多形性胶质母细胞瘤-BRAF?? ?分子检测显示BRAF V600E突变威罗菲尼是针对V600E的BRAF抑制剂。患者口服威罗菲尼28天。 2个月后，MRI显示部分反应。?? ?4个月后，MRI检测不到复发肿瘤。6个月后，疗效持续。 副作用：皮疹Robinson et al. BMC Cancer 201417与胶质瘤相关的其他biomarkers18与胶质瘤相关的其他biomarkers19CanSelectTM 88 Panel含有MMR基因和MSI指标76基因的突变 分析ABL1 AKT1 CSF1R CTNNB1 FANCF FANCG GNAS HNF1A MLH1 MPL PALB2 PDGFRA SMAD4 SMARCB1ALKAPC ATM BRAF BRCA1 BRCA2 BRIP1DDR2EGFR ERBB2 ERBB4 EZH2 FANCA FANCCFANCLFBXW7 FGFR1 FGFR2 FGFR3 FLT3 FOXL2HRASIDH1 IDH2 JAK2 JAK3 KDR KITMSH2MSH6 MTOR NF1 NF2 NOTCH1 NPM1PDGFRBPIK3CA PMS2 PTCH1 PTEN PTPN11 RB1SMOSRC STK11 TERT TP53 TSC1 TSC2CDKN2ACDH1 ALK BCL2FANCD2FANCE BCR EGFRGNA11GNAQ ETV1 FTV4KRASMET ETV6 EWSR1NRASNTRK1 KLL RARARETROS1 ROS1 TMPRSS2VHL14个基因重排 13个基因的拷贝 数变化 5个微卫星不稳定性指标PDGFRA RETALKEGFR FGFR1 BAT-26ERBB3 FGFR3 NR-21FGFR2 MET NR-24KIT MYCN MONO-27MYC RETPDGFRAERBB2BAT-2520CanSelectTM 203基因名单(1/2)195个基因的 突变分析ABL1 ACVR1 AKT1 AKT2 ALK APC AR ARID1A ARID1B ASXL1 ATM ATRX AURKA AXIN2 BAP1 BCL2 BCR BLM BNPR1A BRAF BRCA1 BRCA2 BRIP1 BTK BUB1B CALR CBL CCND1 CCNE1 CDC73 CDH1 CDK4 CDK6 CDKN1B CDKN2A CDKN2B CDKN2C CEBPA CHEK2 CIC CREBBP CSF1R CTNNB1 CYLD DAXX DDB2 DDR2 DICER1 DNMT3A EGFR EP300 ERBB2 ERBB3 ERBB4 ERCC1 ERCC2 ERCC3 ERCC4 ERCC5 ESR1 ETV1 ETV5 EWSR1 EXT1 EXT2 EZH2 FANCA FANCB FANCC FANCD2 FANCE FANCF FANCG FANCI FANCL FANCM FBXW7 FGFR1 FGFR2 FGFR3 FGFR4 FH FLCN FLT3 FLT4 FOXL2 GATA1 GATA2 GNA11 GNAQ GNAS GPC3 H3F3A H3F3B HNF1A HRAS IDH1 IDH2 IGF1R IGF2R IKZF1 JAK1 JAK2 JAK3 KDR KIT KRAS MAML1 MAP2K1 MAP2K4 MDM2 MDM4 MED12 MEN1 MET MLH1 MLL MPL MSH2 MSH6 MTOR MUTYH MYC MYCL1 MYCN MYD88 NBN NCOA1 NF1 NF2 NKX2-1 NOTCH1 NOTCH2 NOTCH3 NOTCH4 NPM1 NRAS NTRK1 PALB2 PAX5 PBRM1 PDGFRA PHOX2B PIK3CA PIK3R1 PMS1 PMS2 POLD1 POLE POLH POT1 PRKAR1A PRSS1 PTCH1 PTEN PTPN11 RAD51C RAF1 RB1 RECQL4 RET RNF43 ROS1 RUNX1 SBDS SDHAF2 SDHB SDHC SDHD SF3B1 SMAD2 SMAD3 SMAD4 SMARCB1 SMO SRC STAG2 STK11 SUFU TERT TET2 TGFBR2 TNFAIP3 TOP1 TP53 TSC1 TSC2 TSHR VHL WAS WRN WT1 XPA XPC XRCC121CanSelectTM 203基因名单(2/2)ABL1 CCND1 ERBB3 GATA2 IGF1R MAML1 MYC NOTCH3 RUNX169个基因的拷贝 数变化AKT1 AKT2 ALK AR BCL2 BRAF CBLCCNE1 CDK4 CDK6 CSF1R CTNNB1 EGFR ERBB2BRAF DNAJB1 EGFRERBB4 EZH2 FGFR2 FGFR3 FGFR4 FLT3 FOXL2ETV1 ETV4 ETV5GNA11 GNAQ GNAS H3F3A HRAS IDH1 IDH2ETV6IGF2R JAK1 JAK2 JAK3 KDR KIT KRASMAP2K1 MDM2 MDM4 MED12 MET MLL MPLMYC NTRK1 PDGFRAMYCL1 MYCN MYD88 NCOA3 NKX2-1 NOTCH1 NOTCH2PDGFRB PRKACA RAF1NOTCH4 NRAS PAX5 PDGFRA PIK3CA PTPN11 RETRARA RET ROS1SF3B1 SMO TSHR24个基因的重排ALK BCL2 BCRTMPRSS2 FGFR3 TACC3EWSR1 MLL22泛生子Panel的设计充分支持NCCN 指南癌种非小细胞肺癌 中枢神经系统肿瘤 胃癌 结直肠癌 乳腺癌NCCN指南涵盖的基因 (治疗靶点，筛查，遗传风险)ALK, BRAF, EGFR, ERBB2, KRAS, MET, RET, ROS1IDH1, IDH2 CDH1, ERBB2 APC, BRAF, KRAS, MLH1, MSH2, MSH6, MUTYH, NRAS, PMS2 BRCA1, BRCA2, CDH1, ERBB2, PTEN, STK11, TP53 ALK, APC, BRAF, CSF1, CTNNB1, ETV1, ETV4, ETV6, EWSR1, MDM2, PDGFB, PDGFRA, SDHB, SDHC, SDHD, SMARCB1 BRAF,RAS, RET软组织肉瘤甲状腺癌子宫肿瘤黑色素瘤MLH1, MSH2, MSH6, PMS2BRAF, KIT…………23脑干胶质瘤24生物信息：三套算法确保准确性测序 数据3G Panel 10G 外显子优化后的 开源算法Sample 私有专利算法 tracking约翰霍普金斯 专有算法结果一致：软件自动汇报结果 如有不一致：使用视觉识别进行判断NGS Panel 分析一般发现 2~5 个突变 外显子分析一般发现 30~70个突变 25临床样本要求? 取样o 样本类型：新鲜肿瘤组织/全血（用于1p19q检测和/或Panel） o 样本保存液：常温保存7天o 手术后样本直接置于保存液中o 泛生子上门提取26新鲜组织/冰冻肿瘤组织-最优? 取材用量：如果是来自手术：需要100mg 以上(1 块黄豆大小，或者 5×5×5毫米立方体）；如果来自活检，需要使用粗针，取3-5条（缺点是 无法判断肿瘤细胞含量） ? 取材注意事项：尽量取瘤内组织，避免瘤周及灼烧组织，确保肿瘤细胞含 量? 所需耗材：1~2ml 细胞冻存管 (需要具有旋盖，不需要放置任何保存液)? 保存：使用液氮速冻10秒，之后转移到-80度冰箱 ? 运输：干冰运输（运输过程中确保干冰没有全部挥发）27手术来源的肿瘤石蜡块/石蜡切片※ 若无优质冰冻组织，可考虑石蜡组织（由于石蜡中DNA不断降解，因此倾 向于3年内的样品）? 取材用量：a. FFPE 组织块：5×5×5毫米立方体（黄豆大小）；b. FFPE 组织切片：切片面积不小于 0.5cm2，包埋组织面积不小于 1 cm2，切片厚度不小于 10?m；白片数量不少于 15 张； 含头尾2张 HE 染色切片，标记出肿瘤含量最高的区域(&50%)； c. FFPE 组织切片（保存在 EP 管中） ：估测切片体积等同于15张10μm白片量 ，需保证肿瘤纯度&50% ? 保存和运输条件：常温 28不推荐的肿瘤组织样本1. 来自活检组织的石蜡样本（块/切片） 2. 福尔马林长期浸泡组织不推荐原因：样本量少，肿瘤纯度低。若DNA质检不合格，则不能进行下一步检测。29泛生子简介? 成立于2013年? 北京、上海、杭州医学检验所 ? 产品服务于：多种癌症患者和关注患癌风险的健康人? 2篇《自然.遗传学》? 多项商标及专利 ? 技术：癌症基因组分析技术、循环肿瘤DNA(ctDNA)分析技术、高精度荧光定量PCR技术、数字化液滴PCR技术30公司特点? 世界领先的技术? 与杜克大学脑癌中心合作，技术实力强大 ? 战略合作伙伴：约翰霍普金斯大学Bert Vogelstein教授（世界No1引用率） ? 2014年两篇专有技术成果发表于《自然遗传学》上，支持参与多篇学术成果发表 ? 全球化业务 ? 与中美顶尖癌症研究机构和医院合作 ? 美国建立研发中心 ? 针对中美市场的诊断产品及服务 ? 优秀的团队? 团队成员具有多领域教育、研究背景? 美国约翰霍普金斯大学、杜克大学、芝加哥大学、法国巴黎高等商学院、英国剑桥大学、中国科学院、 医学科学院等，具有近20年的癌症研究经验和多年商业经验 ? 来自医生、国际顶尖药企及体外诊断器械公司的管理经验31全球化布局和视野? Baltimore (JHU)? RTP (Duke)? 北京? 上海? 杭州32全球顶尖的科学顾问团队? Darell D. Bigner, MD, PhD? Edwin L. Jones, Jr. and Lucille Finch Jones 癌症研究院教授 ? 杜克大学 Preston Robert Tisch 脑肿瘤研究中心和儿童脑肿瘤 基础研究所主任? Roger E. McLendon, MD? 美国杜克大学病理学教授、神经病理学及外科病理学主任，解剖 病理学服务部主任，脑肿瘤中心组织库主任? Sujuan Ba, PhD? 全美癌症研究基金会（the National Foundation for Cancer Research，NFCR）首席运行官33公司成立后重要学术成果? 2014年在世界一流专业学术期刊《自然遗传学NatureGenetics》上发表两篇文章，分别在脑癌和食管癌领域做出顶级研究34感谢!35
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