微衛星不穩定在前列腺癌中的研究進展

李嘉雯,吳 鶴

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是男性生殖系統常見的惡性腫瘤,其發病率位居世界第二,尤其在美國居于男性惡性腫瘤的首位[1]。PCa的發病率具有顯著的地域差異,我國的發病率雖然低于歐美國家,但隨著生活方式西方化、人口老齡化等因素,發病率呈顯著上升趨勢[2]。在生存預后方面,我國PCa患者的生存率亦呈上升趨勢,根據2000～2014年癌癥生存趨勢的全球監測(CONCORD-3)報道,我國PCa患者的生存率從2000年的57.7%上升至2014年的69.2%,但美國、加拿大等歐美國家PCa的5年總體生存率均在90%以上,日本、韓國和新加坡等亞洲國家的5年總體生存率也均在85%以上,顯著優于我國[3]。

PCa的發生、發展機制目前并未完全闡明,其生物學行為復雜,多數PCa以雄激素依賴性腫瘤的形式出現,一直以來雄激素和通過雄激素受體(androgen receptor, AR)介導的信號傳導是正常前列腺發育和腫瘤發生的關鍵驅動因素。干擾雄激素介導的信號傳導仍是治療晚期PCa的主要手段[4-6]。同時疾病的發生、發展過程也受多種基因調控[7-8]。參與DNA損傷修復(DNA damage response, DDR)途徑的基因失調會導致更高的突變率和基因組不穩定,此為PCa腫瘤發生的常見驅動因素[9]。在臨床上,PCa的治療方式主要包括前列腺切除術、激素和(或)轉移性癌癥的細胞毒性化療。全身性治療方案還包括免疫檢查點抑制劑,該抑制劑已在部分具有MSI的PCa患者中顯示出療效[10-11]。隨著免疫治療的發展,PCa治療方法也在發生改變。本文就近年來MSI與PCa的相關研究進展進行綜述。

1 MSI的發生機制及檢測

MSI主要是DNA錯配修復功能異常,微衛星在復制過程錯誤地持續積累,導致序列長度發生改變[12-13]。MSI是腫瘤發生發展的重要因素,1993年首次被發現,具有MSI的腫瘤類型包括結直腸癌、胃癌、子宮內膜癌等,均可通過錯配修復(mismatch repair, MMR)基因及其蛋白質檢測判定MSI狀態[14]。這些具有MSI表型的腫瘤通常高度突變,具有免疫原性的腫瘤微環境,成為免疫療法藥物最佳靶點[12]。近年發現PCa中也存在MSI[14]。MMR系統影響PCa的發生,通過增加與MLH1和MSH3中的單核苷酸多態性相關的PCa風險,以及MSH2和MSH6中的結構重排作為侵襲性PCa高突變的潛在機制[15]。MSH2是PCa中是最常改變的基因,在PCa中備受關注,與具有MSI的PCa的Lynch綜合征有關[16]。MSH2或MSH6丟失驅動的DNA錯配修復途徑缺陷的患者PCa發病率顯著增加。而導致這一現象發生的關鍵是AR,它是導致PCa發生的驅動因素,可以通過兩種潛在的雄激素相關機制,一是雄激素相關染色體易位導致MSH2基因功能喪失;二是通過miR-21轉錄后調控[17-18]破壞MSH2蛋白表達。而PCa中PMS2和MLH1的發生率明顯較低,提示PCa與其他腫瘤的MMR蛋白缺失類型不同。

MSI檢測通常使用MSI分子檢測和免疫組化檢測MMR蛋白表達[19]。若腫瘤中有一種MMR(MLH1、PMS2、MSH2或MSH6)蛋白免疫組化核表達喪失,則稱為錯配修復缺失(mismatch repair deficiency, dMMR),反之則稱為錯配修復完整(mismatch repair proficient, pMMR)。免疫組化檢測屬于常規檢測,分子檢測評估MSI已被提出作為免疫組化的替代方法[20]。分子檢測中,若腫瘤呈現至少40%微衛星序列不穩定,則稱為MSI,分為微衛星高度不穩定(microsatellite instability high, MSI-H)和微衛星低度不穩定(microsatellite instability low, MSI-L)[21-22];微衛星穩定(microsatellite stability, MSS)腫瘤則相反。文獻報道免疫組化檢測和MSI分子檢測的一致性為96%,免疫組化會遺漏一定比例的MSI-H,MSI分子檢測也可能遺漏免疫組化發現的dMMR病例[23]。而同時使用免疫組化、MSI分析和NGS可以提高MSI檢測的準確性。與結直腸癌相比,原發性PCa中MSI更罕見且檢測難度較大,造成這種差異的原因可能是前列腺樣本的腫瘤含量相對較少,降低了MSI檢測的敏感性。由于隨時間增加,每次細胞分裂后都會產生MSI錯誤,而原發性PCa的絕對增殖率通常低于結直腸癌,因此前列腺腫瘤細胞分裂次數較少,MSI水平較低[16]。因此推測原發性PCa相對較低的增殖和凋亡率也是MSI檢測敏感度低的一個因素。

2 MSI在PCa中的流行現狀、病理學特征及預后

具有MSI的PCa總體發病率較低。不同文獻報道MSI-H/dMMR頻率范圍1.2%～12.0%,MSI-H的發生率僅3.7%[13]。有研究報道,在1 033例PCa中,32例(3.1%)檢出MSI-H/dMMR[10]。Pritchard等[24]研究顯示,60例晚期PCa中12%顯示出MSI。Fraune等[25]研究發現200例晚期前列腺癌中,7例表現出MSI(3.5%)。約10%的晚期/轉移性前列腺腫瘤的單核苷酸突變率升高,幾乎均由MMR家族(MSH2、MSH6、MLH1或PMS2)造成,伴有MSI。

伴有MSI的PCa確實對免疫檢查點抑制劑治療有良好的反應,正確評估MSI至關重要。然而,MSI分析存在弊端,其檢測通常是在小活檢標本中進行,可能無法反映整個腫瘤質量[24]。液體活檢可能對克服這些限制非常重要[10]。組織活檢可反映癌癥特定時間點單個部位的突變和信息,而液體活檢可以提供實時信息,分析克隆和亞克隆變異[42]。

晚期PCa患者已被批準使用許多新的治療選擇,從而使轉移性疾病患者的生存期更長,盡管如此,仍無法治愈。因此,有研究者討論了PCa的免疫生物學,介紹了正在進行的試驗和可用的臨床數據,以了解免疫療法是否可成為該疾病的有效選擇,以及確定哪些患者更容易受益[35]。免疫治療生物標志物(如PD-1、TMB或dMMR/MSI-H)在PCa中的預后或預測價值需進一步評估[30]。雖然,免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors, ICI)的單藥治療效果不大,但與其他標準治療(激素藥物、化療、PARP抑制劑)的聯合已顯示出一些效果[36]。研究者還就PCa提出了新靶點,這些靶點可能通過ICI調節腫瘤微環境并提高抗腫瘤活性。

3 MSI對PCa免疫治療的作用

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PCa是成年男性中最常見的癌癥類型,也是癌癥相關死亡(僅次于肺癌)的第二大常見原因。根治性前列腺切除術和放療加或不加雄激素剝奪療法(androgen deprivation therapy, ADT)是局部PCa的標準治療方法,ADT是晚期疾病的主要治療方法[32]。然而,轉移激素敏感和去勢耐藥仍是臨床主要面臨的挑戰,目前已經研究了幾種類型的治療方法[33],包括AR靶向抑制劑、化學療法、免疫治療和(poly ADP-ribose polymerase, PARP)抑制劑,以提高患者的生存率。

目前,雄激素剝奪療法和化療無法治愈PCa,但免疫療法在癌癥治療中的發展[4]為PCa治療帶來了較大的前景。已有研究表明,具有MMR基因突變的PCa患者對免疫檢查點阻斷有反應,并且有證據表明MMR基因突變具有高度的種族特異性[34]。具有MMR基因丟失和突變的晚期前列腺腫瘤可能對針對PD-1或CTLA-4的免疫療法產生良好的反應,這與最近FDA批準的PD-1抑制劑治療具有MSI所有組織學類型的轉移性腫瘤具有特別的意義和臨床相關性[25]。

關于Lynch綜合征PCa的研究較少,但對于伴有Lynch綜合征的患者而言,確定是否使用PD-1抑制劑治療具有重要意義[31]。

美國食品藥品監督管理局已批準Sipuleucel-T用于治療無癥狀或癥狀輕微的轉移性去勢抵抗性前列腺癌(metastatic castration-resistant prostate cancer, mCRPC),并且免疫檢查點抑制劑可用于治療所有實體瘤,包括PCa、dMMR/MSI的腫瘤[41]。由于各種免疫抑制機制在腫瘤微環境中共存和交叉相互作用,因此必須以更加針對的方式選擇不同的免疫治療方法[4],使免疫治療能夠成功治療mCRPC,并應用于更廣泛的PCa患者。

PCa通常被認為是免疫學上的“冷”,其特征在于T細胞排斥、低抗原負荷和相對高度免疫抑制微環境[37]。PCa被認為是一種免疫原性差的組織,在PCa中檢測TMB無法預測對ICI的反應[38]。這可能是由于PCa的免疫“冷”行為,導致T細胞對腫瘤微環境的吸引力較低[39]。這些因素使PCa對免疫治療抵抗,因此加強了對聯合療法的研究,如添加PARP抑制劑、化學療法或AR靶向抑制劑,這可能有助于增強抗腫瘤免疫反應[40]。

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MSI或dMMR在PCa中少見,具有MSI/dMMR的PCa的組織學和分子特征描述不完整。因此,有學者試圖確定具有MSI/dMMR的PCa的特征[26]。然而,具有MSI的PCa臨床病理特征存在矛盾。一些研究表明MSH2表達缺失與侵襲性PCa之間存在聯系,MSH2表達丟失率高與腫瘤侵襲性病理特征、腫瘤浸潤淋巴細胞增加和更高的病理分級有關[16]。有研究顯示,與良性前列腺增生相比,原發性前列腺腫瘤中MSH2蛋白表達缺失,在高級別前列腺腫瘤(Gleason評分為9～10)中表達缺失率更高[16,27]。MSH2過表達與PCa進展和患者不良預后相關[28]。MSH2表達較高的前列腺腫瘤,分級較高,發病率高,總生存率較差[27]。MSH2在原發性前列腺腫瘤中表達最強烈,是晚期PCa中最常改變的MMR基因,并且MMR基因最常與發生MSI的Lynch綜合征有關,MSH2高表達也表明在DNA復制過程中,癌細胞的增殖率較高,它們更需要糾正突變和DNA損傷[27]。有文獻表示MSH6過表達也是PCa侵襲性的標志[28],盡管未顯示出統計學意義,但MSH6過表達似乎是腫瘤預后較差的標志。推測MSH6蛋白過表達是因為DNA復制紊亂需要DNA修復系統來修復。一方面有腫瘤和正常組織都缺乏MSH6表達的病例;另一方面,有正常組織弱表達而腫瘤組織過表達的病例。這種正常組織和腫瘤之間的差異表明MSH6可能存在過表達,并且可以推測這種特征反映了更高的腫瘤侵襲性[29]。PMS2表達缺失是一個罕見的事件,但發現與前列腺特異性抗原(prostate specific antigen, PSA)復發之間存在關聯。Norris等[28]也證實PMS2表達增加是PCa預后標志物。MLH1表觀遺傳沉默大多發生在結直腸癌和子宮內膜癌中,在PCa中發生頻率極低[30]。

綜上所述，研究中所指的課程連貫性主要具有以下特征：一方面，課程內容具有內部整體性（詳見文中“內容分布”“主題選擇”“主題連續性”等內容的探討）；另一方面，課程內容知識在邏輯層面上具有次序性（詳見文中“主題邏輯結構”等內容的探討）．

關于接受免疫治療的具有dMMR的PCa患者的文獻較少。有文獻報道dMMR/MSI-H的PCa中PSA50緩解率為54.5%,在MMR突變的晚期PCa患者中,發現接受PD-1抑制劑治療的2例患者在12周時實現了≥9%的前列腺特異性抗原應答,伴有MMR突變的晚期PCa患者似乎對激素治療及PD-1抑制劑的反應特別敏感[30]。Graham等[11]報道了相似的PSA50緩解率為53%,在