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一文讀懂:結直腸癌中的錯配修復系統與微衛星

2019-6-30 作者:郭志鵬   來源:良醫匯-腫瘤醫生APP 我要評論0

繼靶向治療之后,免疫治療在惡性腫瘤綜合治療中占據越來越重要的地位,各種臨床研究層出不窮,談到免疫治療,就不能不提到錯配修復系統和微衛星的檢測,其中錯配修復蛋白與KRAS、BRAF基因檢測一起已經成為腸癌患者術后常規檢查項目。下面簡單介紹一下錯配修復系統和微衛星以及其在直腸癌患者中的意義。

錯配修復系統

錯配修復(mismatch repair,MMR)系統是人體正常細胞中的安全保障系統,負責對 DNA 復制過程中出現的堿基錯配進行修復,錯配修復基因的突變或者功能缺陷將導致錯配的堿基不能被及時有效地糾正,基因突變累積,并最終導致腫瘤發生。

MMR系統成員包括 MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2 等蛋白以及其上上游負責調控蛋白合成的基因,MMR基因突變或者修飾 (如甲基化 )可以導致 MMR蛋白的缺失,引起MMR缺陷(deficient MMR,dMMR)。

微衛星

微衛星(microsatellite,MS)是存在于真核細胞基因組中的重復簡單串聯DNA 序列,MS 序列位于基因編碼區和非編碼區,如啟動子、外顯子和內含子等區域,MS通過與特異性蛋白結合或改變DNA結構而發揮基因調控作用。MS 在基因任何位點都有穩定的重復長度是其發揮功能的前提,而重復區域也是復制過程中較易出錯的地方。很多重要的生長調節相關基因的編碼區或啟動子區含有微衛星,當上面4個錯配修復蛋白出現異常時,引起dMMR,這些 MS 重復區域出現的復制錯誤得不到糾正,導致復制錯誤不斷累積,造成彌漫的微衛星不穩定(microsatellite instability,MSI),并最終導致腫瘤的發生[1]。

MMR與MSI的檢測

目前臨床上主要采用兩種方法檢測MMR/MSI: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。

微衛星檢測時采取5個微衛星位點作為MSI的標準,并將 5個位點 中 2個或以上出現不穩定作為高度微衛星不穩定(MSI-H),而只有 1個時作為低度微衛星不穩定MSI-L, 并推薦以30%~40%作為 MSI-L與 MSI-H的分界 , 如果腫瘤沒有這些特征則可以將其歸為微衛星穩定(MSS)[2]。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。

MMR檢測主要利用IHC檢測 4 個已知 MMR 蛋白(MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2)。根據錯配修復蛋白檢測的結果,可以大致將其分為以下幾種類型(檢測思路見下圖)。



MMR胚系突變——Lynch綜合征(HNPCC)

Lynch綜合征是最常見的遺傳性直腸癌綜合征,約占結直腸癌的2%~4%,通常由于MMR基因胚系突變、常染色體顯性遺傳所導致,其臨床特征表現為早發、易患腫瘤。診斷為Lynch綜合征的患者患結直腸癌、子宮內膜疾病的風險遠較其他人群高,對于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Lynch綜合征的篩查,可顯著降低腫瘤的發病率和死亡率。

MMR體細胞突變——散發MSI腸癌

其病因為體細胞突變,MLH1表觀遺傳學沉默——啟動子甲基化。臨床特征通常表現為患者發病年齡較大,無家族史、非遺傳性,且此類患者BRAF突變率較高。

Lynch-like綜合征(LLS)

此類患者通常表現為腫瘤MMR缺失(MSI/MMR蛋白表達缺失),無MLH1啟動子甲基化,BRAF野生型,胚系突變檢測陰性。

MMR與MSI檢測意義

MSI結直腸癌與MSS結直腸癌相比,在預后、治療等方面均存在差異,而且與Lynch綜合征密切相關。MSI結直腸癌檢測臨床意義包括以下幾個方面。

預后性

MSI-H Ⅱ期結直腸癌5年無復發生存率高于MSS Ⅱ期結直腸癌。即在Ⅱ期結直腸癌患者中,MSI-H狀態提示良好預后。

預測性:指導治療

5-氟尿嘧啶(5-FU)是結直腸癌術后輔助治療的重要化療藥物。MSI-H Ⅱ期結直腸癌患者有良好預后但不能從5-FU治療獲益[3]。

Lynch綜合征的輔助診斷及篩查

從MSI-H結直腸癌中篩選出可疑患者,就個人而言早期診斷和預防性息肉切除術可以降低結直腸癌死亡率。此外,還可以為患者家族成員提供腫瘤預防和篩查。研究表明,阿司匹林能夠預防Lynch綜合征相關腫瘤的發生。

微衛星不穩定與PD-1免疫治療

2015年,Le DT等發現:抗PD-1藥物帕博利珠單抗在dMMR的結直腸癌患者中反應率顯著提高。提示dMMR腫瘤(結直腸癌和非結直腸癌)患者均可從抗PD-1治療獲益[4]。之后Dung T. Le等在Science發表研究成果,評估了PD-1抗體對12種dMMR腫瘤的治療效果,進一步證實了抗PD-1免疫治療針對dMMR腫瘤患者的“實力”。因此,《NCCN結直腸癌指南》2017版推薦PD-1免疫治療單藥帕博利珠單抗和納武利尤單抗用于dMMR/MSI-H晚期結直腸癌治療。此后,FDA更是批準帕博利珠單抗用于所有MSI-H或者dMMR實體瘤患者的治療。這是首次不分腫瘤類型,僅考慮腫瘤標志物的治療藥物。從“同病異治”到“異病同治”,具有劃時代的意義。

參考文獻
1.  馬賽. 基因錯配修復系統作用機制及其與常見惡性腫瘤的關系[J]. 武警醫學, 2017(2).
2.  秦瓊, 楊林, 王金萬. DNA錯配修復系統缺陷在結腸癌中的研究進展[J]. 癌癥進展, 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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