[发明专利]用于指导氟脲嘧啶类药物个体化治疗的基因组合

说明书

技术领域

本发明属于基因技术领域，涉及一组用于指导氟脲嘧啶类药物个体化治疗的基因组合。

背景技术

氟脲嘧啶类药物(5-FU)是目前治疗肠癌的主要化疗药物，亦用于乳腺癌、消化道肿瘤(包括原发性和转移性肝癌和胰腺癌)、卵巢癌和原发性支气管肺癌的辅助化疗和姑息治疗。其作用机理为：在体内先转变为5-氟-2-脱氧尿嘧啶核苷酸，后者抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶，阻断脱氧尿嘧啶核苷酸转变为脱氧胸腺嘧啶核苷酸，从而抑制DNA的生物合成。此外，还能掺入RNA，通过阻止尿嘧啶和乳清酸掺入RNA而达到抑制RNA合成的作用。氟脲嘧啶类药物为细胞周期特异性药，主要抑制S期瘤细胞。此类药物在杀死肿瘤细胞的同时，也不可避免地杀伤了正常组织细胞，引起较为严重的毒副作用。主要表现为：恶心、食欲减退或呕吐；口腔粘膜炎或溃疡；腹部不适或腹泻；周围血白细胞减少，长期应用可导致神经系统毒性。

DPYD(二氢吡啶脱氢酶)：DPD酶(Dihydropyrimidinedehydrogenase)广泛分布于各种组织，是氟脲嘧啶类药物在肝脏和其他细胞中代谢失活的限速酶，约80％-90％的5-FU在肝脏中被分解代谢为无活性代谢物(二氢氟尿嘧啶，FHU)。DPD酶是由DPYD基因所编码，DPYD基因的突变会引起DPD酶活性的下降并减少氟脲嘧啶类药物合成代谢生成核苷类似物的分解代谢排出体外的量。DPYD至少有20种与酶活性下降有关的突变，其中约50％的已知无功能等位基因与IVS14+1G/A点突变有关，称为DPYD*2A；在中国人群中，DPYD*5A和DPYD*9A的变异较高，DPYD*5A I543V和A1627G位点的突变率较多，其中A1627G位点的突变率为30％左右；DPYD*9A的C29R和T85C的突变率较多。这些位点的突变会使人体内DPD酶活性下降或缺失，无法代谢氟脲嘧啶类药物，造成毒副作用增加。因此，DPYD突变型肿瘤患者在接受化疗时，应避免或减量使用氟脲嘧啶类药物，并严密监视药物的毒副作用。

MTHFR(亚甲基四氢叶酸还原酶)：MTHFR(Methylenetetrahydrofolate reductase)是叶酸代谢的限速酶，它会不可逆的催化5，10-亚甲基四氢叶酸(5，10-MTHF)转变为5，10-甲基四氢叶酸，其中5，10-MTHF作为胸苷酸合成的重要原料，与DNA合成和修复有密切关系。5-FU进入人体后，在胸苷激酶的催化下转化为5-氟-2-脱氧尿甘酸，后者可通过两种作用机制发挥抗癌作用。其一是直接掺入RNA或DNA；其二是以TS为作用靶点，5-氟-2-脱氧尿苷酸与5，10-MTHF和TS形成一种稳定的共价络合物，是胸苷酸合成反应受阻，从而干扰DNA的合成和修复。研究证实MTHFR的多态性位点C677T和A1298C会影响MTHFR酶活性。即MTHFR基因编码的酶活性随677位点C/C、C/T、T/T基因型的改变呈递减趋势，随着1298位点A/A、A/C、C/C呈递增趋势。MTHFR酶活性的降低会直接影响5，10-MTHF向5-甲基四氢叶酸的转化，导致体内5，10-MTHF浓度升高，高浓度的5，10-MTHF会进一步增加5-FU的生物利用度，从而提高5-FU的抗癌效果。

TS(胸苷酸合成酶)：在正常细胞代谢情况下，TS(thymidylate synthetase)催化脱氧尿苷酸(dUMP)转变成脱氧胸苷酸(dTMP)，当5-FU进入体内即被活化成氟脲嘧啶脱氧核苷酸(FdUMP)，FdUMP代替dUMP与TS结合，使TS失活，不能合成dTMP，从而影响DNA合成，该途径也是5-FU发挥抗癌作用的主要途径。TS的基因多态性使TS蛋白的功能和表达存在差异，造成不同患者用5-FU治疗的疗效差别很大。该基因5’非翻译区中增强子区存在1个28bp的核苷酸片段重复多态，其重复次数包括2次(2R)、3次(3R)或更多次数，根据这种多态性可将TS基因分为2R/2R(2R纯合子)、3R/3R(3R纯合子)和2R/3R(2R/3R杂合子)三类，3R/3R基因型患者对5-FU的化疗有效率低于2R/2R、2R/3R基因型。其机制认为TS基因5’-UTR多态性影响了正常组织和肿瘤组织的TS mRNA表达，3R/3R基因型患者的TS mRNA表达，3R/3R基因型患者的TS mRNA表达明显高于2R/2R、2R/3R组，导致前者有较高的TS蛋白表达，使FdUMP不能有效地抑制TS，从而影响肿瘤细胞DNA的合成，导致5-FU治疗疗效差、TS的表达水平与5-FU的敏感性及患者的预后呈负关系。