[发明专利]抗代谢类化疗药物疗效相关基因mRNA表达水平检测液相芯片和检测方法

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学领域，涉及医学和生物技术，具体的是涉及抗代谢类化疗药物疗 效相关的基因mRNA表达水平检测液相芯片及检测方法。

背景技术

化疗药物治疗是目前治疗肿瘤的主要手段之一，可以分为烷化剂类、抗代谢类、抗微管 类、拓扑异构酶抑制剂、抗生素类、激素类、分子靶点类等。其中，常用的抗代谢药物有叶 酸拮抗物、嘌呤类似物、嘧啶类似物等，这一类药物的结构和人体正常生理代谢的结构类似， 因而可以干扰正常代谢物的功能，在核酸合成的不同水平加以阻断而产生疗效。由于尚未发 现正常细胞和肿瘤细胞蛋白代谢上的特异性差异，起效的机制在于利用了正常细胞和肿瘤细 胞中碱基和酶系含量的差异，因而抗代谢药物的最大缺点是在抑制肿瘤细胞的同时对增生旺 盛的正常细胞也有相当的毒性，且易发生耐药。大量研究发现，核糖核苷酸还原酶M1(RRM1)、 胸腺嘧啶合成酶(TYMS，TS)等目标基因的表达水平是预测患者能否使用抗代谢类药物及其 疗效的重要依据。

(1)吉西他滨与核糖核苷酸还原酶M1(RRM1)

吉西他滨是细胞周期特异性抗代谢类药物，主要作用于DNA合成期的肿瘤细胞，即S期 细胞。RRM1是DNA合成途径中的限速酶，并参与吉西他滨的代谢途径。通过微阵列分析发现 吉西他滨耐药患者中RRM1高表达，并证实吉西他滨耐药患者中RRM1表达水平同时对铂类药 物治疗亦有影响。研究表明RRM1和ERCC1的mRNA表达水平有很强的正向相关性。低RRM1 mRNA 水平的肺癌患者对吉西他滨和顺铂敏感性相对较高，中位生存期延长，而高RRM1表达患者药 效性和中位生存期明显下降。

(2)嘧啶类抗代谢化疗药物(5-FU)与胸腺嘧啶合成酶(TYMS，TS)

5-FU(氟尿嘧啶，fluorouracil)属抗代谢类药物中的氟尿嘧啶类，该类药物还有替加 氟、卡莫氟、氟尿苷、脱氧氟尿苷以及卡培他滨等。这些药物在体内均转化为5-FU，继而发 挥抗肿瘤作用。5-FU是最早使用的药物之一，而且至今仍是癌症治疗中不可缺少的广谱抗肿 瘤药。氟尿嘧啶类药物的抗肿瘤疗效虽得到广泛认可，但患者用药后药效的个体差异很大、 且有不同程度的毒副作用。它对骨髓和消化道毒性较大，常引起脱发、神经毒性和皮肤色素 沉着，偶见肝、肾损害。

5-FU是尿嘧啶5位上的氢被氟取代的衍生物，在细胞内转变为5-氟尿嘧啶脱氧核苷酸 (5F-dUMP)，而抑制脱氧胸苷酸合成酶，阻止脱氧尿苷酸(dUMP)甲基化转变为脱氧胸苷酸 (dTMP)，从而影响DNA的合成。此外，5-FU在体内可转化为5-氟尿嘧啶核苷，以伪代谢产物 形式掺入RNA中干扰蛋白质的合成，故对处于各细胞周期细胞也有作用。

TYMS是嘧啶核苷酸合成的限速酶，也是5-FU发挥细胞毒作用的目标酶。5-FU的代谢产物 5F-dUMP与TYMS、5，10-亚甲基四氢叶酸结合，形成稳定的三元复合物，阻碍TYMS催化dUMP转 变为dTMP的生理过程，从而抑制DNA复制和修复。TYMS基因mRNA的表达水平、稳定性和翻译效 率存在个体差异，并可导致肿瘤患者对5-FU为基础的化疗疗效不同。大量临床研究显示，TYMS mRNA高表达的患者较对5-FU产生耐药性，即TYMS基因表达水平低的患者对5-FU类药物敏感， 反之表达水平高的患者表现耐药。对结直肠癌患者的临床研究中显示，TYMS的mRNA表达水平 与5-FU/奥沙利铂治疗的疗效相关(p＜0.001)，TYMS mRNA低表达的患者在治疗开始后，其生 存概率明显高于高表达者。因此，TYMS的表达水平可能是预测5-FU疗效的关键指标。

(3)持家基因β2-微球蛋白(B2M)、铁传递蛋白受体(TFRC)和TATA框结合蛋白(TBP)

持家基因一般在体内可稳定表达，但由于这种稳定表达是相对的，在一定的病理状态或 用药情况下，某些常用的持家基因的表达也会发生变化。选择在我们所研究对象中稳定表达 的基因作持家基因，对保证检测结果的准确性至关重要。因此，本发明从一定数量的常用持 家基因中进行筛选，确定3个合适的持家基因，分别是：β2-微球蛋白(B2M)、铁传递蛋白 受体(TFRC)、TATA框结合蛋白(TBP)。

基于以上基因的表达水平与化疗药物疗效的相关性，专家推荐患者在接受化疗药物之前， 应当进行相关的基因mRNA表达水平的检测，帮助临床医生根据患者的个体差异制定个体化用 药方案，以提高药物疗效，减少药物毒副作用的发生。