一文读懂:为你详细解读微卫星不稳定

2019-05-16 16:05 来源:丁香园 作者:邵宜
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很多结直肠癌(colorectal cancer, CRC)患者需要做 MSI/MMR 检测来选择后续治疗。2017 年,FDA 批准 K 药用于「MSI-H/dMMR」实体瘤治疗,K 药也成为首个「不看部位看 marker」的抗肿瘤免疫药物。我们就来了解一下什么是 MSI/MMR,以及哪些患者应该接受检测。

一 MSI/MMR 简介

MMR 的中文名叫做「错配修复」(mismatch repair),系统成员包括 MLH1,MSH2,MSH6 和 PMS2 等蛋白。DNA 复制过程中偶尔会出现小 DNA 错配错误,可以被这些蛋白识别后剪切,并合成新链进行修复。

整个基因组有超过 100000 个被叫作「微卫星」的短串联重复序列区域,复制过程中易于滑动出现错误,因此非常依赖于 MMR 系统修复。

上面 4 个蛋白出现异常时,引起 MMR 缺陷(deficient MMR, dMMR),不能发现和修改微卫星复制错误而造成弥漫的微卫星不稳定(microsatellite instability, MSI)。虽然大部分微卫星位于非编码区,但是错置的突变会导致移码突变,引起肿瘤相关基因出现异常,进而诱导癌症发生。

高度 MSI(MSI-H)在大约 15% 的 CRC 中起决定作用,此外,MSI-H 也可导致子宫内膜癌,卵巢癌,胃癌等其他肿瘤。

dMMR 常见于两种情况:一种是 MMR 基因的胚系突变,这种情况叫做林奇综合征(Lynch Syndrome),常在一个家族中恶性肿瘤遗传性聚集发生 [1];更常见的则是 MMR 基因表观修饰失活引起的散发病例,通常伴有 CpG 岛甲基化表型(CpG island methylation phenotype, CIMP),50% 的病例同时具有 BRAFV600E 活化突变。反过来说,具有 CIMP 和 BRAFV600E 突变通常可排除林奇综合征 [2,3]。

由此我们看到,dMMR 临床意义上等同于 MSI-H,但在某些病例中,并不能同时检测到 dMMR 和 MSI-H。例如,MSH6 突变导致的 dMMR 引起 MSI 率较低,可能达不到诊断 MSI-H 的标准;而 MSI-H 阳性肿瘤偶尔来自于迄今未发现的 MMR 通路蛋白。因此,虽然二者的检测一致率很高,临床上也经常混为一谈,但并不能绝对地划等号 [4]。

二 MSI/MMR 的检测方法

目前临床上主要采用两种方法检测 MSI/MMR:免疫组织化学法 (immunohistochemistry, IHC) 检测 MMR 异常蛋白,或聚合酶链式反应 (polymerase chain reaction, PCR) 检测 MSI。

IHC 主要是检测 4 个已知 MMR 蛋白(MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2),如果 4 个蛋白中 ≥ 1 个不表达,肿瘤可能为 MSI-H[5]。IHC 便宜易行,但是有可能漏掉一些其他 MMR 蛋白引起的异常,而且由于肿瘤的异质性,整个肿瘤的评分有可能不一致。

PCR 通常对 BAT25,BAT26,D2S123, D5S346 和 D17S250 等位点进行检测。MSI 超过 30%(5 个位点中 2 个以上)为 MSI-H,少于 30%(1 个位点)考虑为微卫星低度不稳定(MSI-L),而没有不稳定则为微卫星稳定(microsatellite stability, MSS)[6]。PCR 是检测的金标准,能够更客观地评估功能性 dMMR 活性,但是对实验室条件要求高,价格相对昂贵。

IHC 和 PCR 法检测 MSI/MMR 的敏感性和特异性都很好,两种方法具有高度的一致性(>95%)[7]。而新的检测方法——二代测序是不是可能更快速准确地检测整个基因组的 MSI,我们拭目以待。

三 MSI/MMR 的意义

MSI/MMR 对于多种肿瘤的诊断、预后判断以及治疗选择具有重要意义。

首先是林奇综合征。如前所述,林奇综合征是由于 MMR 胚系突变导致个体易于发生 CRC 和子宫内膜癌等恶性肿瘤。对于具有上述肿瘤家族史,或者具有早发肿瘤的患者,有必要对其本人及家属进行林奇综合征的筛查,可显著降低肿瘤的发病率和死亡率。

其次,MSI 可以反映预后。MSI 对 CRC 的预后取决于分期,MSI-H 是Ⅱ期 CRC 预后良好的指标 [8],而转移性 CRC(mCRC)虽然只有 4% 的为 MSI-H,但这些肿瘤患者预后并不改善,特别是合并 BRAFV600E 突变的患者 [9]。

另外,MSI 可以指导后续治疗。MSI-H 的 II 期 CRC 预后良好,同时对氟脲嘧啶类药物不敏感 [10],因此,NCCN 指南和 CSCO 结直肠癌诊疗指南推荐所有 II 期 CRC 均进行 MSI/MMR 检测,存在 MSI-H 的患者不推荐在治疗中加入辅助化疗。

除了化疗,MSI 也可以反映 mCRC 患者对靶向药物的反应。CALGB/SWAOG 80405 研究的分子分析发现,MSI-H 的患者可以从贝伐珠单抗而非西妥昔单抗中获益,接受贝伐珠单抗比西妥昔单抗治疗死亡风险降低 87%[11]。当然这还需要更多的研究来证实。

MMR/MSI 还可以预测免疫治疗的疗效。MSI-H/dMMR 肿瘤突变多,具有广泛的免疫源性,因而对于 PD-1/PD-L1 抑制剂反应良好。KEYNOTE-016 研究中,帕博利珠单抗二线以上治疗 MSI-H/dMMR 的 CRC 患者,ORR 达到 36%,其他瘤种中 ORR 达到 46%。因此,2017 年 FDA 批准 K 药用于标准化疗后进展的 MSI-H/dMMR 的 CRC 患者以及治疗失败后的转移性 MSI-H/dMMR 实体瘤患者中 [12]。另一种免疫药物,纳武单抗在多重耐药的 MSI-H/dMMR mCRC 患者中也获得了 32% 的反应率,O 药也在同一年被加速批准用于 MSI-H/dMMR 的 CRC 患者氟尿嘧啶,奥沙利铂和伊立替康进展后治疗 [13]。

四 结语

现有证据表明除了筛查肿瘤遗传风险和指导 CRC 等肿瘤的治疗外,MSI/MMR 检测可以使所有可能存在 dMMR 状态的肿瘤患者获益,因此已经日益成为一个泛肿瘤生物标志物,值得引起重视。

参考文献

1. Aaltonen LA et al. Incidence of hereditary nonpolyposis colorectal cancer and the feasibility of molecular screening for the disease. N Engl J Med. 1998;338(21):1481-7

2. Herman JG et al. Incidence and functional consequences of hMLH1 promoter hypermethylation in colorectal carcinoma. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(12):6870–5

3. Domingo E et al. BRAF screening as a low-cost effective strategy for simplifying HNPCC genetic testing. J Med Genet. 2004;41(9):664–8

4. Wu Y et al. Association of hereditary nonpolyposis colorectal cancer-related tumors displaying low microsatellite instability with MSH6 germline mutations. Am J Hum Genet 1999;65(5):1291–8

5. Samowitz WS et al. Evaluation of colorectal cancers for Lynch syndrome: practical molecular diagnostics for surgical pathologists. Mod Pathol. 2015;28 Suppl 1:S109-13

6. Hegde M et al. ACMG technical standards and guidelines for genetic testing for inherited colorectal cancer (Lynch syndrome, familial adenomatous polyposis, and MYH-associated polyposis). Genet Med. 2014;16(1):101-16

7. Zhang X et al. Era of universal testing of microsatellite instability in colorectal cancer.World J Gastrointest Oncol. 2013;5(2):12–9

8. Tougeron D et al. Efficacy of Adjuvant Chemotherapy in Colon Cancer With Microsatellite Instability: A Large Multicenter AGEO Study. J Natl Cancer Inst. 2016;108(7)

9. Goldstein J et al. Multicenter retrospective analysis of metastatic colorectal cancer (CRC) with high-level microsatellite instability (MSI-H). Ann Oncol. 2014;25(5):1032-8

10. Sargent DJ et al. Defective mismatch repair as a predictive marker for lack of efficacy of fluorouracil-based adjuvant therapy in colon cancer. J Clin Oncol. 2010;28(20):3219-26

11. Innocenti F et al. Mutational Analysis of Patients With Colorectal Cancer in CALGB/SWOG 80405 Identifies New Roles of Microsatellite Instability and Tumor Mutational Burden for Patient Outcome. J Clin Oncol. 2019 Mar 13

12. Lee V et al. Mismatch Repair Deficiency and Response to Immune Checkpoint Blockade. Oncologist. 2016;21(10):1200-11

13 Overman MJ et al. Nivolumab in patients with metastatic DNA mismatch repair-deficient or microsatellite instability-high colorectal cancer (CheckMate 142): an open-label, multicentre, phase 2 study. Lancet Oncol. 2017;18(9):1182-1191

编辑: 王园园

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