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一文读懂:结直肠癌中的错配修复系统与微卫星

2019-6-30 作者:郭志鹏   来源:良医汇-肿瘤医生APP 我要评论0

继靶向治疗之后,免疫治疗在恶性肿瘤综合治疗中占据越来越重要的地位,各种临床研究层出不穷,谈到免疫治疗,就不能不提到错配修复系统和微卫星的检测,其中错配修复蛋白与KRAS、BRAF基因检测一起已经成为肠癌患者术后常规检查项目。下面简单介绍一下错配修复系统和微卫星以及其在直肠癌患者中的意义。

错配修复系统

错配修复(mismatch repair,MMR)系统是人体正常细胞中的安全保障系统,负责对 DNA 复制过程中出现的碱基错配进行修复,错配修复基因的突变或者功能缺陷将导致错配的碱基不能被及时有效地纠正,基因突变累积,并最终导致肿瘤发生。

MMR系统成员包括 MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2 等蛋白以及其上上游负责调控蛋白合成的基因,MMR基因突变或者修饰 (如甲基化 )可以导致 MMR蛋白的缺失,引起MMR缺陷(deficient MMR,dMMR)。

微卫星

微卫星(microsatellite,MS)是存在于真核细胞基因组中的重复简单串联DNA 序列,MS 序列位于基因编码区和非编码区,如启动子、外显子和内含子等区域,MS通过与特异性蛋白结合或改变DNA结构而发挥基因调控作用。MS 在基因任何位点都有稳定的重复长度是其发挥功能的前提,而重复区域也是复制过程中较易出错的地方。很多重要的生长调节相关基因的编码区或启动子区含有微卫星,当上面4个错配修复蛋白出现异常时,引起dMMR,这些 MS 重复区域出现的复制错误得不到纠正,导致复制错误不断累积,造成弥漫的微卫星不稳定(microsatellite instability,MSI),并最终导致肿瘤的发生[1]。

MMR与MSI的检测

目前临床上主要采用两种方法检测MMR/MSI: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。

微卫星检测时采取5个微卫星位点作为MSI的标准,并将 5个位点 中 2个或以上出现不稳定作为高度微卫星不稳定(MSI-H),而只有 1个时作为低度微卫星不稳定MSI-L, 并推荐以30%~40%作为 MSI-L与 MSI-H的分界 , 如果肿瘤没有这些特征则可以将其归为微卫星稳定(MSS)[2]。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。

MMR检测主要利用IHC检测 4 个已知 MMR 蛋白(MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2)。根据错配修复蛋白检测的结果,可以大致将其分为以下几种类型(检测思路见下图)。



MMR胚系突变——Lynch综合征(HNPCC)

Lynch综合征是最常见的遗传性直肠癌综合征,约占结直肠癌的2%~4%,通常由于MMR基因胚系突变、常染色体显性遗传所导致,其临床特征表现为早发、易患肿瘤。诊断为Lynch综合征的患者患结直肠癌、子宫内膜疾病的风险远较其他人群高,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Lynch综合征的筛查,可显著降低肿瘤的发病率和死亡率。

MMR体细胞突变——散发MSI肠癌

其病因为体细胞突变,MLH1表观遗传学沉默——启动子甲基化。临床特征通常表现为患者发病年龄较大,无家族史、非遗传性,且此类患者BRAF突变率较高。

Lynch-like综合征(LLS)

此类患者通常表现为肿瘤MMR缺失(MSI/MMR蛋白表达缺失),无MLH1启动子甲基化,BRAF野生型,胚系突变检测阴性。

MMR与MSI检测意义

MSI结直肠癌与MSS结直肠癌相比,在预后、治疗等方面均存在差异,而且与Lynch综合征密切相关。MSI结直肠癌检测临床意义包括以下几个方面。

预后性

MSI-H Ⅱ期结直肠癌5年无复发生存率高于MSS Ⅱ期结直肠癌。即在Ⅱ期结直肠癌患者中,MSI-H状态提示良好预后。

预测性:指导治疗

5-氟尿嘧啶(5-FU)是结直肠癌术后辅助治疗的重要化疗药物。MSI-H Ⅱ期结直肠癌患者有良好预后但不能从5-FU治疗获益[3]。

Lynch综合征的辅助诊断及筛查

从MSI-H结直肠癌中筛选出可疑患者,就个人而言早期诊断和预防性息肉切除术可以降低结直肠癌死亡率。此外,还可以为患者家族成员提供肿瘤预防和筛查。研究表明,阿司匹林能够预防Lynch综合征相关肿瘤的发生。

微卫星不稳定与PD-1免疫治疗

2015年,Le DT等发现:抗PD-1药物帕博利珠单抗在dMMR的结直肠癌患者中反应率显著提高。提示dMMR肿瘤(结直肠癌和非结直肠癌)患者均可从抗PD-1治疗获益[4]。之后Dung T. Le等在Science发表研究成果,评估了PD-1抗体对12种dMMR肿瘤的治疗效果,进一步证实了抗PD-1免疫治疗针对dMMR肿瘤患者的“实力”。因此,《NCCN结直肠癌指南》2017版推荐PD-1免疫治疗单药帕博利珠单抗和纳武利尤单抗用于dMMR/MSI-H晚期结直肠癌治疗。此后,FDA更是批准帕博利珠单抗用于所有MSI-H或者dMMR实体瘤患者的治疗。这是首次不分肿瘤类型,仅考虑肿瘤标志物的治疗药物。从“同病异治”到“异病同治”,具有划时代的意义。

参考文献
1.  马赛. 基因错配修复系统作用机制及其与常见恶性肿瘤的关系[J]. 武警医学, 2017(2).
2.  秦琼, 杨林, 王金万. DNA错配修复系统缺陷在结肠癌中的研究进展[J]. 癌症进展, 2012, 10(6):580-584.
3. Sargent D J, Marsoni S, Monges G, et al. Defective mismatch repair as a predictive marker for lack of efficacy of fluorouracil-based adjuvant therapy in colon cancer[J]. Journal of Clinical Oncology, 2010, 28(20):3219-3226.
4. V, Murphy A, Le D T, et al. Mismatch Repair Deficiency and Response to Immune Checkpoint Blockade[J]. Oncologist, 2016, 21(10):1200–1211.



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