5-FU Toxizität / Dihydropyrimidin

Zentrum für Labormedizin
Clinical Genomics
Pharmacogenomics
Zentrumsleiter: Prof. Dr. med. Martin Fiedler
5-Fluorouracil (5-FU)/Capecitabin-Toxizität:
Molekulargenetischer Nachweis von Mutationen im
DPYD-Gen
Der Antimetabolit 5-Fluorouracil und dessen orale Prodrug
Capecitabin gehören zu den am häufigsten verwendeten
Chemotherapeutika in der Behandlung solider Tumore. Die
Wirksamkeit einer 5-FU-Therapie hängt vor allem von der
Geschwindigkeit des Abbaus von 5-FU ab. Dieser wird wesentlich
mitbeeinflusst von der Dihydropyrimidin-Dehydrogenase (DPD).
Da normalerweise etwa 80% des 5-FU durch DPD zu β-Alanin
degradiert werden, führt eine verminderte Enzymaktivität zu
einer erhöhten Zytotoxizität bei gleicher verabreichter Dosis. Die
Folgen sind Neutro- und Thrombozytopenie, schwere orale und
intestinale Mukositis (Diarrhoe) und dermatologische Toxizität
(Hand-Foot-Syndrom). Letale Ausgänge einer 5-FU Behandlung
als Folge einer DPD-Defizienz sind ebenfalls beschrieben.
Analyse: Untersuchung der genetischen DPYD-Varianten
c.1905+1G>A, c.1679T>G, c.2846A>T , und rs75017182 mittels
Allelic Discrimination Assay. Nach Isolierung der genomischen
DNA werden die Regionen im DPYD-Gen um die vier Mutationen
mittels
real-time
Polymerase-Kettenreaktion
(RT-PCR)
amplifiziert. Dabei werden mittels TaqMan®-Sonden gleichzeitig
das mutierte und das unmutierte Allel detektiert und so der
Genotyp bestimmt.
Im DPD-Gen (DPYD) sind bis heute vier verschiedene Mutationen
bekannt, welche zu einer reduzierten Enzymaktivität führen und
mit einem erhöhten Risiko für schwere Toxizität unter Therapie
mit 5-FU oder Capecitabin assoziiert sind. Die am längsten
bekannte, mit 5-FU-Toxizität assoziierte Mutation ist ein G>AAustausch an Position +1 der konservierten GT-Spleissstelle in
Intron 14 (c.1905+1G>A, DPYD*2A). Infolge dieser Mutation fehlt
das gesamte Exon 14 im fertigen Genprodukt, wodurch ein
inaktives Protein entsteht. Daneben gibt es zwei exonische
Mutationen, welche an entscheidenden Stellen im Enzym die
Aminosäuresequenz verändern, c.1679T>G (p.Ile560Ser) und
c.2846A>T (p.Asp949Val). Diese Veränderungen im Protein
führen zu reduzierter DPD-Aktivität und somit vermindertem 5FU Abbau. Schliesslich wurde im Intron 10 des DPD-Gens eine
„kryptische“ Spleissvariante identifiziert (rs75017182, c.11295923C>G), welche mitten im Intron eine zusätzliche Spleissstelle
herbeiführt mit der Konsequenz, dass 44 falsche Basenpaare in
das DPD-Gentranskript eingeführt werden. Dies wiederum führt
zu einer Verschiebung des Leserasters und einem inaktiven
Genprodukt aus in diesen Transkripten.
Methode: TaqMan®-Genotypisierung, aus DNA (aus Vollblut)
Proben: 2 ml EDTA Blut oder DNA
Versand: per A-Post
Frequenz: 1mal pro Woche
Nach heutigem Wissensstand können 20-30% der Fälle von früh
auftretender, schwerer 5-FU assoziierter Toxizität durch diese
vier DPYD-Mutationen erklärt werden. Etwa 5 bis 7 % der
Europäer sind Träger dieser Risikovarianten. Mit einer
entsprechenden Anpassung der 5-FU Dosis kann in diesen
Patienten das Toxizitätsrisiko reduziert werden. Deswegen ist
heterozygoten Trägern von DPYD-Risikovarianten gemäss
klinischen Leitlinien (https://www.pharmgkb.org/gene/PA145)
eine tiefere 5-FU Dosis indiziert. Um eine Unterdosierung zu
verhindern, wird zudem empfohlen, nach einer Dosisreduktion
der 5-FU Plasmaspiegel zu überprüfen.
Indikation: Zur Risikoabklärung bezüglich 5-FU assoziierter
Toxizität vor einer Therapie mit 5-FU oder Capecitabin oder zur
Abklärung der molekularen Ursache einer aufgetretenen 5-FU
oder Capecitabin Toxizität.
Testresultat:
- Wildtyp: Keine der vier untersuchten Toxizität-assoziierten
DPYD-Risikovarianten vorhanden. Kein Hinweis auf genetisch
bedingtes erhöhtes Toxizitätsrisiko. Standarddosis von 5-FU oder
Capecitabin, ggf. 5-FU Plasmaspiegel überprüfen.
- Mutiert heterozygot: Eine mit 5-FU Toxizität assoziierte DPYDRisikovariante wurde gefunden. Erhöhtes Toxizitätsrisiko,
Dosisreduktion von 50% (oder gemäss klinischen Leitlinien) mit
anschliessender Überprüfung des 5-FU Plasmaspiegels
empfohlen.
- Mutiert homozygot oder compound heterozygot: In beiden
Genkopien wurden mit 5-FU Toxizität assoziierte DPYDRisikomutationen gefunden. Stark erhöhtes Toxizitätsrisiko,
Kontraindikation für 5-FU oder Capecitabin.
Die Analyse zur Überprüfung des 5-FU Plasmaspiegels wird
durch das Zentrum für Labormedizin Bern angeboten.
Informationen zur Präanalytik:
http://www.insel.ch/fileadmin/ikc/ikc_users/Pdf/Merkblatt_M
y5-FU_Preanalytik_v1.pdf
Voranmeldung und Bestellung Sample Stabilizer Kit:
Zentrale Annahme ZLM, Tel: 031 632 29 79
Referenzen
Froehlich et al. (2015) Int J Cancer 136(3):730-9
Meulendijks et al. (2015) Lancet Oncol 16(16):1639-50
Deenen et al. (2015) J Clin Oncol 34(3):227-34
Caudle et al. (2013) Clin Pharmacol Ther 94(6):640-5
Auskunft / Voranmeldung: Tel: 031 632 29 69, Fax: 031 632 48 62
Inselspital, Zentrum für Labormedizin, Clinical Genomics, Freiburgstrasse, CH-3010 Bern, www.zlm.insel.ch/fachgebiete/pharmacogenomics
Prof. Dr. med. Martin Fiedler, Zentrumsleiter und verantwortlicher Laborleiter Pharmakogenetik, Telefon: +41 31 63 2 22 01, E-mail: [email protected]
Prof Dr. phil. nat. Carlo Largiadèr, akademischer Fachverantwortlicher Pharmakogenetik, Telefon: +41 31 632 95 45, E-mail: [email protected]
Version 2.1 (16.08.2016)