微衛(wèi)星不穩(wěn)定性與結直腸癌關系的研究

何佳明 張 燕

河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院胃腸外科，河北石家莊 050011

結直腸癌（colorectal cancer，CRC）是常見消化道惡性腫瘤，根據(jù)世界衛(wèi)生組織癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國新發(fā)CRC 達到56 萬人，死亡人數(shù)達到29 萬人，發(fā)病率逐年增加。隨著細胞分子標志物與 CRC 相關性研究的深入，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（microsatellite instability，MSI）逐漸成為研究熱點之一，本文通過對MSI 定義、分類、與CRC 發(fā)病的關系、檢測方法及治療特點進行綜述，旨在加深臨床對MSI 與CRC 關系的認識。

1 微衛(wèi)星不穩(wěn)定性

微衛(wèi)星由數(shù)個甚至數(shù)十個多次重復核苷酸構成短串重復的DNA 片段，其在復制時容易發(fā)生突變造成新的微衛(wèi)星等位基因出現(xiàn)，使得整個基因片段結構和長度發(fā)生改變，從而產(chǎn)生微衛(wèi)星遺傳不穩(wěn)定性。錯配修復（mismatch repair，MMR）主要識別和糾正微衛(wèi)星復制中的錯誤，這種修復機制缺失則會導致某些調(diào)控細胞生長或凋亡的重要基因在復制時發(fā)生的錯誤得不到修正，復制錯誤隨基因遺傳不斷積累，從而導致正常細胞逐漸向惡變的方向發(fā)展。目前根據(jù)MSI 發(fā)生頻率可分為微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定（high-frequency microsatellite instability，MSI-H)、微衛(wèi)星低度不穩(wěn)定（low-frequency microsatellite instability，MSI-L）和微衛(wèi)星穩(wěn)定（microsatellite stable，MSS）。MSI-H 腫瘤被發(fā)現(xiàn)具有密集的免疫浸潤和豐富的細胞因子環(huán)境特征，與腫瘤的發(fā)生關系密切。

2 微衛(wèi)星不穩(wěn)定性與結直腸癌

MSI 作為CRC 重要的發(fā)生機制之一，目前僅在腫瘤細胞中被發(fā)現(xiàn)，而在腫瘤周圍正常組織細胞中未發(fā)現(xiàn)MSI。10%～20%的CRC 存在MSI，MSI 在CRC 中發(fā)生機制主要有兩種，一種是MMR 突變失活，約占CRC 的3%，可分布于整個DNA 序列而無顯著熱點，常見于林奇綜合征（lynch syndrome，LS）；另一種是MMR 啟動子CpG 島超甲基化從而引起下游基因錯配修復錯誤，約占CRC 的12%，常見于散發(fā)性結直腸癌（sporadic colorectal cancer，SCRC）。

2.1 林奇綜合征

LS 是遺傳性CRC 中最常見的一類常染色體顯性遺傳病。其發(fā)生機制主要與MLH1、MSH2、MSH6和PMS2 基因突變有關，其中MLH1、MSH2 基因突變約占MMR 基因突變的90%，且MLH1 較MSH2更為常見，而MSH6 和PMS2 約占10%，其中PMS2占比不到5%。此外，MSH2 蛋白表達缺失也可由上皮細胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule，EPCAM）基因缺陷導致，研究證實EPCAM 基因缺陷可導致MSH2 基因啟動子高甲基化而引起基因表觀沉默。普通人群CRC 發(fā)生風險僅有5.5%左右，而在LS 患者發(fā)生風險則高達80%以上，其中90%以上的CRC 表現(xiàn)出MSI-H，約70%由MSH2 和MLH1基因突變造成。LS 患者各種惡性腫瘤發(fā)生風險增加，早期進行腫瘤基因篩查有助于診斷和干預。

2.2 散發(fā)性結直腸癌

既往研究證明啟動子CpG 島超甲基化可使抑癌基因突變失活，這種現(xiàn)象在人類腫瘤基因中普遍存在。SCRC 患者通常發(fā)病年齡較大，平均發(fā)病年齡67 歲，常見于女性，主要為低分化癌，多伴有淋巴細胞浸潤。研究發(fā)現(xiàn)在SCRC 中腫瘤實性體積的增大可導致MSH2 和MSH6 的表達錯誤率升高。在SCRC 中，MSI-H 的患者通常存在BRAF 基因突變，BRAF 基因突變與腫瘤轉移擴散相關，是轉移性CRC較強的生存預測因素。在LS 中，MSI 患者并未檢測到BRAF 基因突變，當MLH1 發(fā)生缺失時，應檢測BRAF 基因以排除LS。

3 常用檢測方法

美國及中國的CRC 臨床診療指南均推薦MSI檢測用于所有的CRC 患者。常用MSI 狀態(tài)或MMR蛋白表達預測CRC 患者的療效，常用檢測方法主要包括：①多重熒光聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）及毛細管電泳技術檢測MSI 位點，②免疫組織化學（immunohistochemistry，IHC）法檢測MMR 蛋白表達；③二代測序（next-generation sequencing，NGS）平臺的MSI 算法。多重熒光PCR及毛細管電泳技術是檢測MSI 的“金標準”，2 個或2個以上微衛(wèi)星位點表現(xiàn)不穩(wěn)定性可診斷為MSI-H；僅有1 個微衛(wèi)星位點表現(xiàn)不穩(wěn)定性可診斷為MSI-L；沒有任何位點表現(xiàn)不穩(wěn)定性可診斷為MSS。PCR 技術是目前敏感度較高的檢測方法，可檢測到常見突變基因以外的突變造成的MSI。IHC 通過4 種最常見MMR 蛋白（MLH1、MSH2、MSH6 和PMS2）與特異性檢測抗體結合進行免疫檢測，MMR 蛋白反映了MSI 狀態(tài)，若MMR 基因任何一種表達錯誤，則認為是錯配修復蛋白表達缺失（deficient mismatch repair，dMMR）；4 種基因表達全部陽性，則認為錯配修復蛋白正常表達（proficient mismatch repair，pMMR），一般認為MSI-H 相當于dMMR，而MSI-L或MSS 相當于pMMR。目前基于NGS 平臺的MSI算法有MSI sensor、MSI FOne、MSI ColonCore 和MANTIS 等，主要檢測單核苷酸、插入缺失及基因融合等變異，與PCR 檢測技術相比，NGS 的優(yōu)勢在于具有高通量性，1 次可檢測數(shù)百至數(shù)百萬個基因，甚至可檢測整個基因組的變異情況，對指導治療及預測預后具有重要的臨床價值。

4 指導疾病治療

4.1 MSI 狀態(tài)用于結直腸癌的預后判斷

研究顯示MSI-H 的CRC 患者預后顯著優(yōu)于MSS 患者，包括SCRC 和LS，Popat 等通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，MSI-H 患者在各個分期中生存風險均較低，在接受CRC 根治術的患者中，MSI-H 的腫瘤患者預后要顯著優(yōu)于MSS，腫瘤遠處轉移復發(fā)的趨勢相對更低，且晚期MSI-H 患者的死亡率低于MSS。Benatti 等研究發(fā)現(xiàn)Ⅱ～Ⅲ期的MSI-H 的CRC 患者與MSS 和MSI-L 相比有生存優(yōu)勢，然而Ⅳ期患者則生存狀況較差。Roth 等對CRC 術后患者的預后進行隨訪和研究，MSI-H 的CRC 患者預后優(yōu)于MSS患者，其無病生存期（disease-free survival，DFS）和總生存（overall survival，OS）更長，可能是腫瘤淋巴細胞浸潤過高所致。Venderbosch 等研究發(fā)現(xiàn)，MSI-H/dMMR 患者DFS 和OS 均較短，且BRAF基因突變概率高于pMMR 的患者，而BRAF 突變的CRC 患者往往預后不良，可能是由BRAF V600E 突變所驅動，使得Ⅳ期CRC 患者生存期縮短。一項Ⅲ期臨床研究表明MSI 狀態(tài)與患者生存預后的關系主要與MSI 是散發(fā)還是遺傳相關，且可用BRAF 突變區(qū)分SCRC 和LS。研究發(fā)現(xiàn)MSI-H 腫瘤多發(fā)生于右半結腸，分化程度較差，黏液腺癌和印戒細胞癌多見，腫瘤體積較大，具有密集的免疫浸潤和豐富的細胞因子的環(huán)境特征，其與腫瘤的發(fā)生關系密切。MSI-H 的CRC 患者的淋巴結和遠處轉移概率均較低，Ⅰ/Ⅱ期CRC 患者DFS 較長，與MSS 比較，MSI-H 的Ⅲ期CRC 患者預后較好，淋巴結轉移和遠處轉移較少。

4.2 MSI 狀態(tài)用于結直腸癌的治療效果

4.2.1 化療 對于局部進展期結直腸癌（locally advanced colorectal cancer，LACRC），dMMR 或MSI-H 狀態(tài)的Ⅱ期CRC 患者接受根治術后預后相對較好，5 年生存率高達80%，優(yōu)于MSS 和MSI-L 患者，有更長的OS 和較低的轉移率，但無法從單藥氟尿嘧啶類輔助治療中獲得較好療效，因此，所有Ⅱ期CRC 患者治療前均應進行MMR 檢測。在新輔助治療方面，有研究報道新輔助化療對大多數(shù)dMMR/MSI-H的CRC 患者不敏感。Morton報道dMMR/MSI-H組結腸癌患者FOxTROT 新輔助化療的有效率僅為4.7%，其中73.6%的腫瘤組織并未退縮。一項關于FOLFOX 作為直腸癌新輔助化療的研究顯示，dMMR/MSI-H 直腸癌病例中有29%發(fā)生腫瘤不良進展，而pMMR 組則未見腫瘤進展。對LACRC的治療，目前美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南推薦術前新輔助放化療（neoadjuvant chemoradiotherapy，NCRT）+根治性全直腸系膜切除術（total mesorectal excision，TME）+輔助化療作為治療方案，雖然NCRT可降低局部復發(fā)率，但患者的遠期生存并未改善，MSS 組患者術后病理完全緩解（pathological complete response，pCR）率顯著高于MSI-H 組，其中約20%的患者對NCRT 并不敏感，且術后不良反應和并發(fā)癥較多，如吻合口瘺、膀胱功能障礙、性功能障礙。

4.2.2 免疫治療 免疫治療的出現(xiàn)，為腫瘤治療開辟了新的道路。研究發(fā)現(xiàn)程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）/程序性死亡蛋白配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）對dMMR或MSI-H 晚期CRC 患者具有較好的治療效果，PD-1/PD-L1 抑制劑可誘導T 細胞活化，重新激活T細胞對腫瘤的免疫應答系統(tǒng)，加強對腫瘤細胞的監(jiān)測與清除，從而發(fā)揮抗腫瘤作用，以此達到腫瘤術前降期、提高R0 切除率和術后病理緩解率及降低術后復發(fā)率。KEYNOTE016 研究首次報道PD-1 抑制劑用于經(jīng)標準治療后無效的晚期CRC 患者，該項研究納入41 例患者，其中dMMR CRC 患者11 例、pMMR CRC 患者21 例、其他CRC 患者9 例，結果顯示11 例dMMR 患者的客觀緩解率（objective response rate，ORR）為62%，而pMMR 患者ORR 為0。dMMR患者的中位無進展生存（progression-free survival，PFS）和OS 也長于pMMR 患者。初步證明PD-1 抑制劑對dMMR 的晚期腫瘤患者有效。Check Mate 142 研究結果表明MSI-H/dMMR CRC 患者均可從納武利尤單抗單藥或納武利尤單抗+伊匹木單抗治療中獲益，ORR 分別為31.1%和55.0%；12 個月的PFS 率分別為50%和71%；12 個月OS 率分別為73%和85%，且兩藥耐受性均良好。再次肯定PD-1抑制劑對dMMR CRC 的作用。由于90%以上的LS表現(xiàn)出MSI-H，所以PD-1 抑制劑能使LS 患者直接受益。KEYNOTE-177 研究是一項關于一線治療應用帕博利珠單抗治療MSI-H/dMMR CRC 對比標準化療（化療±貝伐珠單抗或西妥昔單抗）的研究，共307 例MSI-H/dMMR CRC 患者入組，結果表明帕博利珠單抗對MSI-H/dMMR 患者姑息治療12 個月和24 個月的PFS 率分別為55.3%和48.3%，均分別高于標準化療組的37.3%和18.6%。帕博利珠單抗治療的ORR 為43.8%，高于標準化療的33.1%。表明帕博利珠單抗可作為MSI-H/dMMR CRC 患者的一線治療方案。雖然中國尚未有大量MSI-H/dMMR CRC 患者應用PD-1 抑制劑治療的研究數(shù)據(jù)，但基于國際上已有的臨床數(shù)據(jù)及2021 版NCCN 指南推薦，PD-1 抑制劑可應用于適合的MSI-H/dMMR 晚期CRC 患者。雖然目前免疫檢查點抑制劑仍在探索之中，但對dMMR/MSI-H CRC 與免疫檢查點抑制劑輔助治療正進行著不同模式的研究，如免疫聯(lián)合化療、雙免疫治療、免疫聯(lián)合靶向，相信在未來CRC 的免疫治療將探索出一種新的道路。

5 結語

綜上所述，MSI 是CRC 發(fā)生的重要途徑之一，是CRC 早期篩查和診斷的重要方法，是評估患者預后的重要預測手段及選擇輔助治療方法和免疫治療效果的預測標志物。因此，應對所有的CRC 患者進行MSI 狀態(tài)或MMR 蛋白表達檢測。除此之外，如子宮內(nèi)膜癌、肺癌、膽囊癌等也常伴有MSI-H。總之，加深臨床對MSI 與CRC 關系的認識，對給予患者正確合理的診斷、治療及干預具有積極作用。