TS表達(dá)與MMR狀態(tài)聯(lián)合檢測在結(jié)直腸癌預(yù)后中的研究進(jìn)展

張 西 綜述， 許 青 審校

(同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院腫瘤科,上海 200072)

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·綜 述·

TS表達(dá)與MMR狀態(tài)聯(lián)合檢測在結(jié)直腸癌預(yù)后中的研究進(jìn)展

張 西 綜述， 許 青 審校

(同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院腫瘤科,上海 200072)

胸苷酸合成酶(thymidylate synthetase， TS)是5-Fu(5-fluorouraci)發(fā)揮抗代謝作用治療胃腸道惡性腫瘤的重要作用靶點，TS mRNA及蛋白表達(dá)與5-FU類藥物的敏感性和抗藥性密切相關(guān)。DNA錯配修復(fù)MMR蛋白缺乏可以引起微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability，MSI)。MSI亞型與5-FU類藥物的療效及結(jié)直腸癌患者預(yù)后相關(guān)。目前，將TS表達(dá)或MMR狀態(tài)單獨作為結(jié)直腸癌預(yù)后因子仍存在爭議，因此聯(lián)合檢測TS表達(dá)與MMR狀態(tài)來判斷結(jié)直腸癌患者預(yù)后的研究受到越來越多的關(guān)注。

胸苷酸合酶； 錯配修復(fù)； 結(jié)直腸腫瘤； 預(yù)后

目前，隨著分子靶向治療的迅猛發(fā)展，使得結(jié)直腸癌的聯(lián)合化療方案(分子靶向藥物聯(lián)合化療藥物)取得了令人矚目的成就。但降低術(shù)后復(fù)發(fā)率、延長生存時間等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到理想的境界。因此需要更加可靠的分子標(biāo)記物來對腫瘤的侵襲性和藥物敏感性進(jìn)行區(qū)分。胸苷酸合成酶(thymidylate synthase, TS)表達(dá)和錯配修復(fù)(mismatch repair, MMR)狀態(tài)作為潛在分子標(biāo)記物在結(jié)直腸癌預(yù)后判斷中發(fā)揮著重要作用。

1 TS與DNA MMR狀態(tài)

1.1 TS

在正常細(xì)胞代謝情況下，TS催化尿嘧啶脫氧核苷酸(dUMP)轉(zhuǎn)變成脫氧胸苷酸(dTMP)，當(dāng)5-FU進(jìn)入體內(nèi)即被活化成氟尿嘧啶脫氧核苷酸(FdUMP)，F(xiàn)dUMP代替dUMP與TS結(jié)合，使TS失活，不能合成dTMP，從而影響DNA合成，該途徑也是5-FU發(fā)揮抗癌作用的主要途徑。TS的基因多態(tài)性使得TS蛋白表達(dá)存在差異，進(jìn)而影響5-Fu類化療藥物的療效[1]。

TS基因5′非翻譯區(qū)的增強(qiáng)子區(qū)存在包含28bp核苷酸的重復(fù)多態(tài)性片段，其重復(fù)次數(shù)2次(2R)、3次(3R)或更多次數(shù)，根據(jù)這種多態(tài)性可將TS基因分為2R/2R(2R純合子)、3R/3R(3R純合子)和2R/3R(雜合子)3類。研究顯示，3R/3R基因型對5-FU類藥物有效率低于2R/2R和2R/3R基因型，TS基因5`UTR多態(tài)性可以影響正常組織和腫瘤組織中的TSmRNA表達(dá)，由于3R/3R基因型患者的TSmRNA表達(dá)明顯高于2R/2R、2R/3R基因型，因此3R/3R基因型具有較高的TS蛋白表達(dá)，使FdUMP不能有效發(fā)揮競爭性抑制TS的作用，導(dǎo)致5-FU類藥物療效較差。目前免疫組化法可直接檢測腫瘤組織TS蛋白表達(dá)，通過PCR法檢測TS基因5′非翻譯區(qū)多態(tài)性也可判斷TSmRNA及蛋白表達(dá)狀態(tài)。

Dysager等[2]通過分析79例Ⅱ期結(jié)腸癌患者，發(fā)現(xiàn)其中51%的患者為TS基因純合型(2R/2R和3R/3R),49%為TS基因雜合型(2R/3R),TS基因純合型患者的5年生存率高于基因雜合型患(2R/3R)者(P=0.04)。Nakagawa等[3]發(fā)現(xiàn)TS mRNA的表達(dá)和TS蛋白的表達(dá)相關(guān)并且TS低表達(dá)患者的整體生存率明顯高于TS高表達(dá)的患者，同時多變量分析也表明TS表達(dá)是晚期結(jié)直腸癌患者的獨立預(yù)后因素。但Donada等[4]研究顯示，TS高表達(dá)患者接受5-Fu類藥物的輔助化療后，能夠延長總體生存期，這個發(fā)現(xiàn)對Ⅱ期結(jié)腸癌患者是否接受輔助化療具有重要的指導(dǎo)意義。目前，關(guān)于TS表達(dá)在結(jié)直腸癌患者預(yù)后判斷中的作用仍存在爭議。

1.2 DNA MMR狀態(tài)

DNA MMR基因(如MLH1、MSH2)的突變和或者修飾(如甲基化)可以導(dǎo)致MMR蛋白缺乏。在遺傳性非息肉型結(jié)直腸癌(即Lynch綜合征)患者中，可發(fā)現(xiàn)這些基因的一個或多個發(fā)生種系突變，這些病例占結(jié)直腸癌病例的1%～5%。大約19%的結(jié)腸癌患者會出現(xiàn)體細(xì)胞MMR蛋白的缺失，而另有研究[5]報道，MLH1基因啟動子的超甲基化與MMR基因失活有關(guān)，免疫組織化學(xué)分析可以對腫瘤組織中MMR蛋白進(jìn)行分析，錯配修復(fù)蛋白MLH1和MSH2，其中任何一種蛋白表達(dá)缺失均被定義為MMR蛋白缺乏(dMMR),兩者均表達(dá)則被定義為MMR蛋白表達(dá)(pMMR)。

DNAMMR蛋白缺乏可以導(dǎo)致“微衛(wèi)星不穩(wěn)定”(microsatellite instability, MSI)，常伴有腫瘤組織中DNA片段重復(fù)序列的升高或者降低，這種升高或者降低是由DNA重復(fù)序列低的插入或者缺失造成的。大多數(shù)的微衛(wèi)星序列散在分布于人類基因的非轉(zhuǎn)錄區(qū)，但是一些微衛(wèi)星也存在于對細(xì)胞生長和凋亡起重要調(diào)控作用基因的編碼區(qū)。MMR缺陷促進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)變的原因可能是由于微衛(wèi)星插入或缺失突變的積累導(dǎo)致對細(xì)胞生長和凋亡起重要調(diào)節(jié)功能的基因失活造成的。腫瘤組織的微衛(wèi)星不穩(wěn)定狀態(tài)可按照所測得標(biāo)記物(NR-21、NR-22、NR-24、BAT-25、BAT-26)數(shù)目的不同分為高不穩(wěn)定性(MSI-H)，低不穩(wěn)定性(MSI-L)和微衛(wèi)星穩(wěn)定(MSS)。MSI-H的結(jié)直腸癌有其獨特的生物學(xué)行為及對化療的反應(yīng)性。臨床試驗[6]顯示，在Ⅱ、Ⅲ期結(jié)腸癌患者中，MSI-H的患者預(yù)后較好。

MMR狀態(tài)在結(jié)腸癌患者預(yù)后評價方面正在引起關(guān)注，但關(guān)于根據(jù)MMR狀態(tài)判斷患者預(yù)后仍存在爭議。Lin等[7]對709例散發(fā)性結(jié)腸癌患者進(jìn)行研究，結(jié)果表明MSI-H的腫瘤有其獨特的臨床病理學(xué)特點，如女性好發(fā)、傾向于結(jié)腸近端、組織學(xué)分化較差等，MSI-H是CRC獨立的預(yù)后因子，總體生存期較MSI-L和MSS患者長(P=0.017)。Sinicrope 等[8]對2686名術(shù)后Ⅲ期接受FOLFOX方案化療的結(jié)腸癌患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)MMR狀態(tài)對患者的總體生存期無顯著影響，但dMMR的近端結(jié)腸癌患者無病生存期較pMMR的患者顯著延長(P<0.05 )。但研究[9]表明，MSI-H的CRC患者在無復(fù)發(fā)生存期(recurrence-free survival， RFS)，無病生存期(diseasefree survival， DFS)和OS方面與MSS/MSI-L的CRC患者均無明顯差別。Jover等[10]開展的前瞻性研究表明，雖然MMR狀態(tài)對結(jié)直腸癌患者的PFS及OS無顯著影響，但pMMR的腫瘤患者更易從氟尿嘧啶類藥物輔助化療中獲益。

造成研究結(jié)果差異的原因可能是在回顧性分析中的一些混雜因素的影響，如性別的差異(MSI-H常見于女性患者)、MSI標(biāo)記物的種類和數(shù)目的選取及MSI-H患者所占比例等。

2 TS和MMR聯(lián)合檢測在結(jié)直腸癌預(yù)后判斷中的作用

結(jié)直腸癌患者的個體化治療需要更加可靠的分子標(biāo)記物來對腫瘤組織的生物學(xué)行為和5-Fu類藥物敏感性進(jìn)行進(jìn)一步區(qū)分。由于結(jié)直腸癌的發(fā)生是一種復(fù)雜的多信號通路共同參與的復(fù)雜過程，依靠單一分子標(biāo)記物能否對惡性腫瘤患者預(yù)后進(jìn)行判斷仍然是值得懷疑的。因此通過對兩種已被證明的潛在的分子標(biāo)記物TS表達(dá)和MMR狀態(tài)進(jìn)行聯(lián)合檢測來代替單一分子標(biāo)記物檢測，可能會對治療方案的選擇和患者預(yù)后判斷提供更加有價值的信息。

系統(tǒng)評價MMR狀態(tài)和TS表達(dá)在結(jié)直腸癌患者預(yù)后判斷中作用的meta分析結(jié)果顯示,MMR表達(dá)缺失或TS低表達(dá)的腫瘤患者預(yù)后較好。?hrling等[11]為了對TS表達(dá)與MMR狀態(tài)聯(lián)合檢測在結(jié)腸癌患者預(yù)后判斷中作用進(jìn)行評估，按照TS表達(dá)(TS-H、TS-L)和MMR狀態(tài)的差異將患者分為4組(TS-L+dMMR組、TS-L+pMMR組、TS-H+dMMR組、TS-H+pMMR組)并主要將TS-L+dMMR組與TS-H+pMMR組進(jìn)行了比較分析，結(jié)果表明在TS-H+pMMR組接受5-FU為基礎(chǔ)的輔助化療的Ⅲ期結(jié)直腸癌患者預(yù)后明顯好于未接受過輔助化療的患者。TS-L+dMMR組患者總體生存期較TS-H+pMMR組患者長，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.06)。同時?hrling等[11]通過對Ⅱ-Ⅲ期結(jié)腸癌患者TS表達(dá)與MMR狀態(tài)進(jìn)行分析，結(jié)果表明TS表達(dá)與MMR狀態(tài)無顯著相關(guān)性，同樣Sinicrope等[12]對接受以5-FU為基礎(chǔ)的輔助化療的Dukes B2期和C期的CRC患者進(jìn)行MSI狀態(tài)和TS的表達(dá)測定，結(jié)果表明MSI狀態(tài)和TS的表達(dá)高低無關(guān)，并認(rèn)為TS的表達(dá)高低并不能解釋為何MSI-H的CRC患者在以5-FU為基礎(chǔ)的輔助化療中很少獲益。

另一方面，也有研究認(rèn)為MMR狀態(tài)與TS表達(dá)相關(guān)。Bendardaf等[13]對73例診斷為Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期的局部晚期或發(fā)生轉(zhuǎn)移的CRC患者TS表達(dá)和錯配修復(fù)MMR狀態(tài)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明TS的表達(dá)和MMR蛋白(hMLH1、hMSH2)中的hMLH1密切相關(guān)(P=0.0001)。該研究通過分析不同TS-MMR組合狀態(tài)對CRC患者預(yù)后的影響，結(jié)果表明TS-MMR聯(lián)合檢測不同組合狀態(tài)對患者無病生存期(DFS)有顯著影響，TS-MMR同時高表達(dá)的患者比TS-MMR同時低表達(dá)患者的DFS明顯延長，而且TS-MMR表達(dá)均低的CRC患者對5-FU類藥物的反應(yīng)性較好，此外在伴有轉(zhuǎn)移的Ⅳ期結(jié)直腸癌患者中TS-MMR表達(dá)均低的患者總體生存期明顯長于TS-MMR表達(dá)均高的患者(P=0.018)。Jensen等[14]對340例接受以5-FU為基礎(chǔ)輔助化療的CRC患者腫瘤標(biāo)本進(jìn)行分析，表明MSI狀態(tài)與TS的表達(dá)情況密切相關(guān)(P=0.001)，且MSI-H的CRC患者RFS及OS均顯著長于MSI-L的患者。但是該研究同時認(rèn)為TS的表達(dá)狀態(tài)可能不是解釋為何MSI-H患者預(yù)后較好并且對5-FU類藥物不敏感這一現(xiàn)象的原因，認(rèn)為MSI患者預(yù)后較好可能與其腫瘤的生物學(xué)行為相關(guān)。Odin等[15]對181例CRC患者的研究首次表明，MSI能明顯增加TS基因表達(dá)水平，微衛(wèi)星不穩(wěn)定標(biāo)記物數(shù)目與TS蛋白表達(dá)正相關(guān)。

TS表達(dá)和MMR狀態(tài)相關(guān)性爭議產(chǎn)生的原因可能是： (1) 由于檢測TS表達(dá)和MMR狀態(tài)方法存在差異，如一些研究采用免疫組化法檢測DNAMMR蛋白(MLH-1、MSH-2)表達(dá)情況，而一些研究則采用PCR法檢測微衛(wèi)星不穩(wěn)定標(biāo)記物(NR-21、NR-22、NR-24、BAT-25、 BAT-26)的數(shù)目來確定MSI的狀態(tài)；(2) 未采用統(tǒng)一的的標(biāo)準(zhǔn)來定義MSI的狀態(tài)，如一些研究采用美國國家研究所推薦標(biāo)準(zhǔn)，有些研究則采用Buhard[10]等人的推薦標(biāo)準(zhǔn)；(3) 腫瘤組織TS表達(dá)和MMR狀態(tài)檢測部位差異如分別位于直腸或結(jié)腸；(4) 研究納入的結(jié)直腸癌患者TNM分期存在差異，如Bendardaf等[13]的研究納入的主要為Ⅳ期結(jié)直腸癌患者，而?hrling等[11]的研究納入的為Ⅱ期或Ⅲ期結(jié)腸癌患者。

3 結(jié) 語

綜上所述，TS表達(dá)和MMR狀態(tài)是結(jié)直腸癌的潛在的預(yù)后因子，并且與患者對5-FU類化療藥物的敏感性和抗藥性相關(guān)。由于將MMR狀態(tài)或TS單獨作為預(yù)后因子仍存在爭議，因此期待更多的臨床研究對TS表達(dá)與MMR狀態(tài)進(jìn)行聯(lián)合檢測，并進(jìn)行相應(yīng)的配對組合分析，以便能夠?qū)Y(jié)直腸癌患者的預(yù)后進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷。

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Combined detection of thymidylate synthase expression and mismatch repair status in colorectal cancer： implications for prognosis

ZHANGXi，XUQing

(Dept. of Oncology, Tenth People’s Hospital, Tongji University, Shanghai 200072, China)

Thymidylate synthase (TS) is an important target of 5-fluorouracil(5-FU)in anti-metabolic therapy of gastrointestinal malignancies. The expression of TS mRNA and TS protein are closely related to sensitivity of 5-FU-based chemotherapy. Microsatellite instability (MSI) can be caused by deficient DNA mismatch repair(MMR). MSI was reported to be associated with the efficacy of 5-Fu-based chemotherapy and prognosis of patients. It is questionable whether a single marker of TS or MMR might play a relevant prognostic and predictive role because colorectal cancer is a complex and heterogeneous disease. Combined analysis of MMR status and TS expression may add valuable information to the prognosis of colorectal cancer patients.

thymidylate synthase; mismatch repair; colorectal cancer; prognosis

10.16118/j.1008-0392.2015.01.029

2014-03-25

上海市科委科研計劃(11411950602)

張 西(1986—)，男，碩士研究生.E-mail： 175633772@qq.com

許 青.E-mail： xuqingmd@yahoo.com.cn

R 735.3

A

1008-0392(2015)01-0129-04