錯(cuò)配修復(fù)基因與胃癌相關(guān)性的研究進(jìn)展

李昕雨，李 娟，屈怡帆，白 莉

(解放軍總醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，北京 100853)

腫瘤的發(fā)生過程復(fù)雜，涉及多方面因素。目前已明確的機(jī)制包括原癌基因的激活、抑癌基因的失活和凋亡基因的異?；罨Ｔ谀[瘤的形成過程中，DNA錯(cuò)配修復(fù)(mismatch repair，MMR)基因起一定作用。近年來，在某些散發(fā)性腫瘤中均發(fā)現(xiàn)了MMR系統(tǒng)功能的缺陷，如胃癌、子宮內(nèi)膜癌和胰腺癌等[1]。

1 MMR系統(tǒng)和微衛(wèi)星

1.1 MMR基因的組成

MMR系統(tǒng)由一系列能夠特異性識(shí)別并修復(fù)DNA堿基錯(cuò)配的蛋白組成[2]，用于維持遺傳物質(zhì)保持其原有的完整性及穩(wěn)定性，確保DNA復(fù)制的忠實(shí)性。在目前已發(fā)現(xiàn)的人類MMR系統(tǒng)中，所發(fā)現(xiàn)的蛋白至少有7種，分別為h-MLH1、h-MLH3、h-MSH2、h-MSH3、h-MSH6、h-PMS1和h-PMS2。這些蛋白相互之間形成異源二聚體，用于識(shí)別DNA復(fù)制過程中堿基的不匹配以及小核苷酸的插入或刪除(1～4堿基配對(duì))[3]。DNA的MMR功能喪失不僅可以發(fā)生在基因組水平，也可以發(fā)生在細(xì)胞水平[4]。

MMR系統(tǒng)最早發(fā)現(xiàn)于原核生物中。酵母MMR系統(tǒng)中有5種mutS 同源蛋白(MSH1、MSH2、MSH3、MSH4和MSH5)和3種mutL同源蛋白(PMS1、MLH1和MLH2)。其中，MSH1主要參與線粒體對(duì)應(yīng)的MMR過程；MSH2屬于核MMR基因；MSH3主要確保簡(jiǎn)單重復(fù)序列能夠較好地維持其本身的穩(wěn)定性；MSH4與MSH5同源，參與減數(shù)分裂的重組，但其與MMR過程無關(guān)。

1.2 MMR基因的功能

MMR基因通過編碼MMR蛋白之間相互形成的復(fù)合物參與MMR過程。MMR過程主要包括 3個(gè)步驟，即錯(cuò)配位點(diǎn)的定位、識(shí)別和蛋白的聚集修復(fù)，其可能的機(jī)制為MSH2與MSH6形成MutSα，識(shí)別單獨(dú)的堿基錯(cuò)配/插入缺失環(huán)。MSH2與MSH3形成異源二聚體MutSβ，識(shí)別2～8個(gè)堿基的插入缺失環(huán)。MutSα或MutSβ均具有內(nèi)在的ATP酶活性，兩者在MMR的起始過程中起到關(guān)鍵作用，同時(shí)也與識(shí)別錯(cuò)配堿基相關(guān)[5]。就插入缺失環(huán)整個(gè)過程來講，MutLα與MutSα先形成一種復(fù)合物，復(fù)合物再與ExoI進(jìn)行協(xié)同作用，完成錯(cuò)配部位的有效定位。在完成定位以后，就需要借助于增殖細(xì)胞的核抗原來完成后續(xù)的修復(fù)啟動(dòng)。具體的過程是，同MMR所涉及到的酶進(jìn)行有效結(jié)合，使存在錯(cuò)配堿基的這條DNA鏈能夠被切除掉，之后將會(huì)得到正確DNA鏈，也就達(dá)到了修復(fù)的目的。其中，hMLH1和hMSH2是MMR系統(tǒng)中最重要的兩個(gè)組分。正常情況下它們?cè)诎麧{內(nèi)合成，被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核后才參與完成MMR反應(yīng)。其中之一異常則可使MMR系統(tǒng)的功能受損甚至喪失，從而阻斷復(fù)合物形成，導(dǎo)致相關(guān)的其他蛋白丟失，而MMR家族中其他基因的異常則僅會(huì)導(dǎo)致編碼蛋白的丟失[6]。

由于MMR基因的高保守性，一旦出現(xiàn)了MMR基因缺失，基因組的穩(wěn)定性就會(huì)降低，導(dǎo)致突變率升高。由于MMR基因缺陷增高細(xì)胞突變頻率，突變表型形成加劇了基因突變累積，進(jìn)一步導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

目前研究表明，單一MMR基因的缺陷不足以引起腫瘤發(fā)生。MMR基因缺陷引起腫瘤發(fā)生的原因有4個(gè)方面[7-9]：(1)癌/抑癌基因出現(xiàn)更高的突變頻率；(2)人體內(nèi)部分功能基因遺傳存在很大程度的不穩(wěn)定；(3)可能會(huì)產(chǎn)生烷化劑等對(duì)細(xì)胞造成較大損害的物質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[10]；(4)誘導(dǎo)損傷細(xì)胞凋亡功能的缺陷。

1.3 微衛(wèi)星

微衛(wèi)星(microsatellite)屬于DNA重復(fù)序列，主要由2～6個(gè)核苷酸重復(fù)單位構(gòu)成，約占人類總基因的10%[11]。目前認(rèn)為，微衛(wèi)星的遺傳穩(wěn)定性較高。當(dāng)某個(gè)MMR基因出現(xiàn)缺陷時(shí)，DNA復(fù)制過程出現(xiàn)的錯(cuò)誤不能被及時(shí)矯正，導(dǎo)致微衛(wèi)星移碼突變(插入/刪除)，基因片段的數(shù)量產(chǎn)生變化，從而產(chǎn)生微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability，MSI)[8，12，13]。

美國(guó)國(guó)立癌癥研究院的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)包含了5個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)，其中有2個(gè)單核苷酸重復(fù)序列，即BAT-25和26；還包含了3個(gè)二核苷酸重復(fù)序列，分別是D-17S25015、D2S123和D5S346。由于MSI的發(fā)生頻率不同，可將其分為3種類型，即高度MSI(high microsatellite instability，MSI-H)、低度MSI(low microsatellite insability，MSI-L)以及微衛(wèi)星穩(wěn)定(microsatellite stability，MSS)。在以上5個(gè)位點(diǎn)中，有≥2個(gè)出現(xiàn)MSI現(xiàn)象稱為MSI-H，僅1個(gè)產(chǎn)生MSI則稱為MSI-L，若沒有MSI現(xiàn)象產(chǎn)生稱為MSS[14]。Nagasaka等[15]針對(duì)MSI給出了一個(gè)比較新的定義，首先需要保證≥1個(gè)單核苷酸重復(fù)序列不穩(wěn)定，其次是需要保證在上述5個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)之中出現(xiàn)1個(gè)不穩(wěn)定，這樣才能夠被判定為MSI，用以降低2個(gè)二核苷酸重復(fù)序列不穩(wěn)定產(chǎn)生的假陽性率。

1.4 檢測(cè)方法

1.4.1 免疫組織化學(xué) 免疫組織化學(xué)(immunohistochemistry,IHC)法是常用的檢測(cè)MMR蛋白方法。MMR基因表達(dá)特定的MMR蛋白，應(yīng)用此方法檢測(cè)MMR蛋白，可以反映MMR基因的功能情況。IHC的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單、實(shí)用，且花費(fèi)少[16]。

1.4.2 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction，PCR)通過對(duì)上述提到的5個(gè)位點(diǎn)，即BAT-25、BAT-26、D-17S25015、D2S123和D5S346PCR進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)PCR產(chǎn)物行6%聚丙烯酰胺凝膠電泳以檢測(cè)MSI狀態(tài)[17]。PCR技術(shù)能夠檢測(cè)出被IHC忽略的MMR基因缺失(MMR-deficient，dMMR)，被認(rèn)為是dMMR篩查的標(biāo)準(zhǔn)方法。

1.4.3 基因檢測(cè) 對(duì)外周血進(jìn)行基因測(cè)序。因價(jià)格昂貴，目前不作為常用的檢測(cè)方法。

前兩種檢測(cè)方法的一致性近90%，如聯(lián)合使用，敏感性更高[18]。

2 MMR基因與胃癌

MMR基因已成為預(yù)測(cè)結(jié)腸癌預(yù)后的標(biāo)志物。2016年美國(guó)國(guó)家綜合癌癥網(wǎng)(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)指南提出，Ⅱ期結(jié)腸癌術(shù)后患者應(yīng)檢測(cè)MMR基因，dMMR患者無需進(jìn)行輔助化療，MMR基因完整(MMR-proficient，pMMR)患者才應(yīng)考慮行術(shù)后輔助化療。MMR基因在癌癥家族中的作用已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。

近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)MSI與胃癌的研究結(jié)果顯示[19]，MSI-H胃癌患者具有明顯特征。Jahng等[20]對(duì)219例胃癌患者的分析結(jié)果表明，與MSS和MSI-L患者相比，MSI-H患者病灶發(fā)生于胃竇部者更多(P<0.001)，表現(xiàn)為腸型者更多(P<0.05)，且伴明顯淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)者更多(P<0.001)。Oki等[21]對(duì)240例胃癌患者的研究結(jié)果表明，MSI-H患者的腫瘤大多位于胃竇部，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移更常見。An等[22]對(duì)1990例胃癌患者的研究結(jié)果表明，MSI-H者老年女性居多，病灶位于胃竇部者居多，組織學(xué)分型為腸型者居多。上述結(jié)果表明，MSI胃癌大多數(shù)為腸型，位于遠(yuǎn)端胃，多發(fā)生于老年女性。

一些研究表明MSI-H患者預(yù)后相對(duì)較好，但由于MSI-L和MSS患者對(duì)氟尿嘧啶類藥物相對(duì)敏感，也有研究得出相反的結(jié)果[18]。Fang等[23]對(duì)214例接受胃癌根治性手術(shù)患者進(jìn)行分析后總結(jié)，與 MSI-L和MSS患者相比，MSI-H患者具有更高的 5年總生存率(P=0.030)。An等[22]觀察了進(jìn)行R0手術(shù)切除胃癌的1990例患者，認(rèn)為MSS、MSI-L與MSI-H患者之間的總生存期差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。胃癌患者M(jìn)SI的發(fā)生率為15%～30%。伴MSI胃癌患者多發(fā)生遺傳性疾病，如林奇綜合征，但大多數(shù)為散發(fā)，只有小部分患者(約10%)有家族史。

目前，以抗程序性死亡受體-1(programmed cell death-1，PD-1)/PD-1-配體1(PD-1-ligand 1，PD-L1)為代表的新型癌癥免疫療法取得的成功已經(jīng)有目共睹。已有研究證明，與無MMR缺陷或MSS腫瘤患者相比較，伴有MMR缺陷或MSI的腫瘤患者對(duì)PD-1抑制劑的反應(yīng)性更好，派姆單抗(pembrolizumab)在MSI腫瘤患者中的反應(yīng)率、無進(jìn)展生存期以及總生存期具有明顯優(yōu)勢(shì)[8]。與其他免疫治療方法不同，抗PD-1/PD-L1可以針對(duì)腫瘤誘導(dǎo)的免疫缺陷以及正在進(jìn)行的腫瘤免疫過程使得腫瘤特異性免疫過程激活[24]。如果存在MSI，腫瘤細(xì)胞的突變則較多，患者對(duì)免疫治療則更敏感。

3 小 結(jié)

MMR基因?qū)ξ赴┑脑\斷、治療及預(yù)后有重要提示作用。目前胃癌的治療策略及MMR系統(tǒng)在胃癌中的作用尚不十分明確。越來越多證據(jù)表明dMMR與pMMR胃癌的預(yù)后和化療敏感性不盡相同。因此，MMR基因可否成為篩查胃癌高危人群的常規(guī)檢測(cè)需要更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。

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