微衛星不穩定:這個腫瘤指標你絕對不能忽視

2021-01-19 腫瘤時間

很多結直腸癌(colorectal cancer, CRC)患者需要做 MSI/MMR 檢測來選擇後續治療。2017 年,FDA 批准 K 藥用於「MSI-H/dMMR」實體瘤治療,K 藥也成為首個「不看部位看 marker」的抗腫瘤免疫藥物。我們就來了解一下什麼是 MSI/MMR,以及哪些患者應該接受檢測。



MMR 的中文名叫做「錯配修復」(mismatch repair),系統成員包括 MLH1,MSH2,MSH6 和 PMS2 等蛋白。DNA 複製過程中偶爾會出現小 DNA 錯配錯誤,可以被這些蛋白識別後剪切,併合成新鏈進行修復。


整個基因組有超過 100000 個被叫作「微衛星」的短串聯重複序列區域,複製過程中易於滑動出現錯誤,因此非常依賴於 MMR 系統修復。


上面 4 個蛋白出現異常時,引起 MMR 缺陷(deficient MMR, dMMR),不能發現和修改微衛星複製錯誤而造成瀰漫的微衛星不穩定(microsatellite instability, MSI)。雖然大部分微衛星位於非編碼區,但是錯置的突變會導致移碼突變,引起腫瘤相關基因出現異常,進而誘導癌症發生。


高度 MSI(MSI-H)在大約 15% 的 CRC 中起決定作用,此外,MSI-H 也可導致子宮內膜癌,卵巢癌,胃癌等其他腫瘤。


dMMR 常見於兩種情況:一種是 MMR 基因的胚系突變,這種情況叫做林奇症候群(Lynch Syndrome),常在一個家族中惡性腫瘤遺傳性聚集發生 [1];更常見的則是 MMR 基因表觀修飾失活引起的散發病例,通常伴有 CpG 島甲基化表型(CpG island methylation phenotype, CIMP),50% 的病例同時具有 BRAFV600E 活化突變。反過來說,具有 CIMP 和 BRAFV600E 突變通常可排除林奇症候群 [2,3]。


由此我們看到,dMMR 臨床意義上等同於 MSI-H,但在某些病例中,並不能同時檢測到 dMMR 和 MSI-H。例如,MSH6 突變導致的 dMMR 引起 MSI 率較低,可能達不到診斷 MSI-H 的標準;而 MSI-H 陽性腫瘤偶爾來自於迄今未發現的 MMR 通路蛋白。因此,雖然二者的檢測一致率很高,臨床上也經常混為一談,但並不能絕對地劃等號 [4]。



目前臨床上主要採用兩種方法檢測 MSI/MMR:免疫組織化學法 (immunohistochemistry, IHC) 檢測 MMR 異常蛋白,或聚合酶鏈式反應 (polymerase chain reaction, PCR) 檢測 MSI。


IHC 主要是檢測 4 個已知 MMR 蛋白(MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2),如果 4 個蛋白中 ≥ 1 個不表達,腫瘤可能為 MSI-H[5]。IHC 便宜易行,但是有可能漏掉一些其他 MMR 蛋白引起的異常,而且由於腫瘤的異質性,整個腫瘤的評分有可能不一致。


PCR 通常對 BAT25,BAT26,D2S123, D5S346 和 D17S250 等位點進行檢測。MSI 超過 30%(5 個位點中 2 個以上)為 MSI-H,少於 30%(1 個位點)考慮為微衛星低度不穩定(MSI-L),而沒有不穩定則為微衛星穩定(microsatellite stability, MSS)[6]。PCR 是檢測的金標準,能夠更客觀地評估功能性 dMMR 活性,但是對實驗室條件要求高,價格相對昂貴。


IHC 和 PCR 法檢測 MSI/MMR 的敏感性和特異性都很好,兩種方法具有高度的一致性(>95%)[7]。而新的檢測方法——二代測序是不是可能更快速準確地檢測整個基因組的 MSI,我們拭目以待。



MSI/MMR 對於多種腫瘤的診斷、預後判斷以及治療選擇具有重要意義。


首先是林奇症候群。如前所述,林奇症候群是由於 MMR 胚系突變導致個體易於發生 CRC 和子宮內膜癌等惡性腫瘤。對於具有上述腫瘤家族史,或者具有早發腫瘤的患者,有必要對其本人及家屬進行林奇症候群的篩查,可顯著降低腫瘤的發病率和死亡率。


其次,MSI 可以反映預後。MSI 對 CRC 的預後取決於分期,MSI-H 是Ⅱ期 CRC 預後良好的指標 [8],而轉移性 CRC(mCRC)雖然只有 4% 的為 MSI-H,但這些腫瘤患者預後並不改善,特別是合併 BRAFV600E 突變的患者 [9]。


另外,MSI 可以指導後續治療。MSI-H 的 II 期 CRC 預後良好,同時對氟脲嘧啶類藥物不敏感 [10],因此,NCCN 指南和 CSCO 結直腸癌診療指南推薦所有 II 期 CRC 均進行 MSI/MMR 檢測,存在 MSI-H 的患者不推薦在治療中加入輔助化療。


除了化療,MSI 也可以反映 mCRC 患者對靶向藥物的反應。CALGB/SWAOG 80405 研究的分子分析發現,MSI-H 的患者可以從貝伐珠單抗而非西妥昔單抗中獲益,接受貝伐珠單抗比西妥昔單抗治療死亡風險降低 87%[11]。當然這還需要更多的研究來證實。


MMR/MSI 還可以預測免疫治療的療效。MSI-H/dMMR 腫瘤突變多,具有廣泛的免疫源性,因而對於 PD-1/PD-L1 抑制劑反應良好。


KEYNOTE-016 研究中,帕博利珠單抗二線以上治療 MSI-H/dMMR 的 CRC 患者,ORR 達到 36%,其他瘤種中 ORR 達到 46%。因此,2017 年 FDA 批准 K 藥用於標準化療後進展的 MSI-H/dMMR 的 CRC 患者以及治療失敗後的轉移性 MSI-H/dMMR 實體瘤患者中 [12]。


另一種免疫藥物,納武單抗在多重耐藥的 MSI-H/dMMR mCRC 患者中也獲得了 32% 的反應率,O 藥也在同一年被加速批准用於 MSI-H/dMMR 的 CRC 患者氟尿嘧啶,奧沙利鉑和伊立替康進展後治療 [13]。




現有證據表明除了篩查腫瘤遺傳風險和指導 CRC 等腫瘤的治療外,MSI/MMR 檢測可以使所有可能存在 dMMR 狀態的腫瘤患者獲益,因此已經日益成為一個泛腫瘤生物標誌物,值得引起重視。


編輯:decie | 責任編輯:王弘

投稿:decie@qq.com

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參考文獻

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

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