微衛(wèi)星不穩(wěn)定性與結(jié)直腸癌關(guān)系的研究

何佳明 張 燕

河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院胃腸外科，河北石家莊 050011

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是常見消化道惡性腫瘤，根據(jù)世界衛(wèi)生組織癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國新發(fā)CRC 達(dá)到56 萬人，死亡人數(shù)達(dá)到29 萬人，發(fā)病率逐年增加。隨著細(xì)胞分子標(biāo)志物與 CRC 相關(guān)性研究的深入，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（microsatellite instability，MSI）逐漸成為研究熱點(diǎn)之一，本文通過對(duì)MSI 定義、分類、與CRC 發(fā)病的關(guān)系、檢測(cè)方法及治療特點(diǎn)進(jìn)行綜述，旨在加深臨床對(duì)MSI 與CRC 關(guān)系的認(rèn)識(shí)。

1 微衛(wèi)星不穩(wěn)定性

微衛(wèi)星由數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)多次重復(fù)核苷酸構(gòu)成短串重復(fù)的DNA 片段，其在復(fù)制時(shí)容易發(fā)生突變?cè)斐尚碌奈⑿l(wèi)星等位基因出現(xiàn)，使得整個(gè)基因片段結(jié)構(gòu)和長度發(fā)生改變，從而產(chǎn)生微衛(wèi)星遺傳不穩(wěn)定性。錯(cuò)配修復(fù)（mismatch repair，MMR）主要識(shí)別和糾正微衛(wèi)星復(fù)制中的錯(cuò)誤，這種修復(fù)機(jī)制缺失則會(huì)導(dǎo)致某些調(diào)控細(xì)胞生長或凋亡的重要基因在復(fù)制時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤得不到修正，復(fù)制錯(cuò)誤隨基因遺傳不斷積累，從而導(dǎo)致正常細(xì)胞逐漸向惡變的方向發(fā)展。目前根據(jù)MSI 發(fā)生頻率可分為微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定（high-frequency microsatellite instability，MSI-H)、微衛(wèi)星低度不穩(wěn)定（low-frequency microsatellite instability，MSI-L）和微衛(wèi)星穩(wěn)定（microsatellite stable，MSS）。MSI-H 腫瘤被發(fā)現(xiàn)具有密集的免疫浸潤和豐富的細(xì)胞因子環(huán)境特征，與腫瘤的發(fā)生關(guān)系密切。

2 微衛(wèi)星不穩(wěn)定性與結(jié)直腸癌

MSI 作為CRC 重要的發(fā)生機(jī)制之一，目前僅在腫瘤細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，而在腫瘤周圍正常組織細(xì)胞中未發(fā)現(xiàn)MSI。10%～20%的CRC 存在MSI，MSI 在CRC 中發(fā)生機(jī)制主要有兩種，一種是MMR 突變失活，約占CRC 的3%，可分布于整個(gè)DNA 序列而無顯著熱點(diǎn)，常見于林奇綜合征（lynch syndrome，LS）；另一種是MMR 啟動(dòng)子CpG 島超甲基化從而引起下游基因錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)誤，約占CRC 的12%，常見于散發(fā)性結(jié)直腸癌（sporadic colorectal cancer，SCRC）。

2.1 林奇綜合征

LS 是遺傳性CRC 中最常見的一類常染色體顯性遺傳病。其發(fā)生機(jī)制主要與MLH1、MSH2、MSH6和PMS2 基因突變有關(guān)，其中MLH1、MSH2 基因突變約占MMR 基因突變的90%，且MLH1 較MSH2更為常見，而MSH6 和PMS2 約占10%，其中PMS2占比不到5%。此外，MSH2 蛋白表達(dá)缺失也可由上皮細(xì)胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule，EPCAM）基因缺陷導(dǎo)致，研究證實(shí)EPCAM 基因缺陷可導(dǎo)致MSH2 基因啟動(dòng)子高甲基化而引起基因表觀沉默。普通人群CRC 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)僅有5.5%左右，而在LS 患者發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)則高達(dá)80%以上，其中90%以上的CRC 表現(xiàn)出MSI-H，約70%由MSH2 和MLH1基因突變?cè)斐?。LS 患者各種惡性腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加，早期進(jìn)行腫瘤基因篩查有助于診斷和干預(yù)。

2.2 散發(fā)性結(jié)直腸癌

既往研究證明啟動(dòng)子CpG 島超甲基化可使抑癌基因突變失活，這種現(xiàn)象在人類腫瘤基因中普遍存在。SCRC 患者通常發(fā)病年齡較大，平均發(fā)病年齡67 歲，常見于女性，主要為低分化癌，多伴有淋巴細(xì)胞浸潤。研究發(fā)現(xiàn)在SCRC 中腫瘤實(shí)性體積的增大可導(dǎo)致MSH2 和MSH6 的表達(dá)錯(cuò)誤率升高。在SCRC 中，MSI-H 的患者通常存在BRAF 基因突變，BRAF 基因突變與腫瘤轉(zhuǎn)移擴(kuò)散相關(guān)，是轉(zhuǎn)移性CRC較強(qiáng)的生存預(yù)測(cè)因素。在LS 中，MSI 患者并未檢測(cè)到BRAF 基因突變，當(dāng)MLH1 發(fā)生缺失時(shí)，應(yīng)檢測(cè)BRAF 基因以排除LS。

3 常用檢測(cè)方法

美國及中國的CRC 臨床診療指南均推薦MSI檢測(cè)用于所有的CRC 患者。常用MSI 狀態(tài)或MMR蛋白表達(dá)預(yù)測(cè)CRC 患者的療效，常用檢測(cè)方法主要包括：①多重?zé)晒饩酆厦告湻磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）及毛細(xì)管電泳技術(shù)檢測(cè)MSI 位點(diǎn)，②免疫組織化學(xué)（immunohistochemistry，IHC）法檢測(cè)MMR 蛋白表達(dá)；③二代測(cè)序（next-generation sequencing，NGS）平臺(tái)的MSI 算法。多重?zé)晒釶CR及毛細(xì)管電泳技術(shù)是檢測(cè)MSI 的“金標(biāo)準(zhǔn)”，2 個(gè)或2個(gè)以上微衛(wèi)星位點(diǎn)表現(xiàn)不穩(wěn)定性可診斷為MSI-H；僅有1 個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)表現(xiàn)不穩(wěn)定性可診斷為MSI-L；沒有任何位點(diǎn)表現(xiàn)不穩(wěn)定性可診斷為MSS。PCR 技術(shù)是目前敏感度較高的檢測(cè)方法，可檢測(cè)到常見突變基因以外的突變?cè)斐傻腗SI。IHC 通過4 種最常見MMR 蛋白（MLH1、MSH2、MSH6 和PMS2）與特異性檢測(cè)抗體結(jié)合進(jìn)行免疫檢測(cè)，MMR 蛋白反映了MSI 狀態(tài)，若MMR 基因任何一種表達(dá)錯(cuò)誤，則認(rèn)為是錯(cuò)配修復(fù)蛋白表達(dá)缺失（deficient mismatch repair，dMMR）；4 種基因表達(dá)全部陽性，則認(rèn)為錯(cuò)配修復(fù)蛋白正常表達(dá)（proficient mismatch repair，pMMR），一般認(rèn)為MSI-H 相當(dāng)于dMMR，而MSI-L或MSS 相當(dāng)于pMMR。目前基于NGS 平臺(tái)的MSI算法有MSI sensor、MSI FOne、MSI ColonCore 和MANTIS 等，主要檢測(cè)單核苷酸、插入缺失及基因融合等變異，與PCR 檢測(cè)技術(shù)相比，NGS 的優(yōu)勢(shì)在于具有高通量性，1 次可檢測(cè)數(shù)百至數(shù)百萬個(gè)基因，甚至可檢測(cè)整個(gè)基因組的變異情況，對(duì)指導(dǎo)治療及預(yù)測(cè)預(yù)后具有重要的臨床價(jià)值。

4 指導(dǎo)疾病治療

4.1 MSI 狀態(tài)用于結(jié)直腸癌的預(yù)后判斷

研究顯示MSI-H 的CRC 患者預(yù)后顯著優(yōu)于MSS 患者，包括SCRC 和LS，Popat 等通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，MSI-H 患者在各個(gè)分期中生存風(fēng)險(xiǎn)均較低，在接受CRC 根治術(shù)的患者中，MSI-H 的腫瘤患者預(yù)后要顯著優(yōu)于MSS，腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)的趨勢(shì)相對(duì)更低，且晚期MSI-H 患者的死亡率低于MSS。Benatti 等研究發(fā)現(xiàn)Ⅱ～Ⅲ期的MSI-H 的CRC 患者與MSS 和MSI-L 相比有生存優(yōu)勢(shì)，然而Ⅳ期患者則生存狀況較差。Roth 等對(duì)CRC 術(shù)后患者的預(yù)后進(jìn)行隨訪和研究，MSI-H 的CRC 患者預(yù)后優(yōu)于MSS患者，其無病生存期（disease-free survival，DFS）和總生存（overall survival，OS）更長，可能是腫瘤淋巴細(xì)胞浸潤過高所致。Venderbosch 等研究發(fā)現(xiàn)，MSI-H/dMMR 患者DFS 和OS 均較短，且BRAF基因突變概率高于pMMR 的患者，而BRAF 突變的CRC 患者往往預(yù)后不良，可能是由BRAF V600E 突變所驅(qū)動(dòng)，使得Ⅳ期CRC 患者生存期縮短。一項(xiàng)Ⅲ期臨床研究表明MSI 狀態(tài)與患者生存預(yù)后的關(guān)系主要與MSI 是散發(fā)還是遺傳相關(guān)，且可用BRAF 突變區(qū)分SCRC 和LS。研究發(fā)現(xiàn)MSI-H 腫瘤多發(fā)生于右半結(jié)腸，分化程度較差，黏液腺癌和印戒細(xì)胞癌多見，腫瘤體積較大，具有密集的免疫浸潤和豐富的細(xì)胞因子的環(huán)境特征，其與腫瘤的發(fā)生關(guān)系密切。MSI-H 的CRC 患者的淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移概率均較低，Ⅰ/Ⅱ期CRC 患者DFS 較長，與MSS 比較，MSI-H 的Ⅲ期CRC 患者預(yù)后較好，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移較少。

4.2 MSI 狀態(tài)用于結(jié)直腸癌的治療效果

4.2.1 化療 對(duì)于局部進(jìn)展期結(jié)直腸癌（locally advanced colorectal cancer，LACRC），dMMR 或MSI-H 狀態(tài)的Ⅱ期CRC 患者接受根治術(shù)后預(yù)后相對(duì)較好，5 年生存率高達(dá)80%，優(yōu)于MSS 和MSI-L 患者，有更長的OS 和較低的轉(zhuǎn)移率，但無法從單藥氟尿嘧啶類輔助治療中獲得較好療效，因此，所有Ⅱ期CRC 患者治療前均應(yīng)進(jìn)行MMR 檢測(cè)。在新輔助治療方面，有研究報(bào)道新輔助化療對(duì)大多數(shù)dMMR/MSI-H的CRC 患者不敏感。Morton報(bào)道dMMR/MSI-H組結(jié)腸癌患者FOxTROT 新輔助化療的有效率僅為4.7%，其中73.6%的腫瘤組織并未退縮。一項(xiàng)關(guān)于FOLFOX 作為直腸癌新輔助化療的研究顯示，dMMR/MSI-H 直腸癌病例中有29%發(fā)生腫瘤不良進(jìn)展，而pMMR 組則未見腫瘤進(jìn)展。對(duì)LACRC的治療，目前美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南推薦術(shù)前新輔助放化療（neoadjuvant chemoradiotherapy，NCRT）+根治性全直腸系膜切除術(shù)（total mesorectal excision，TME）+輔助化療作為治療方案，雖然NCRT可降低局部復(fù)發(fā)率，但患者的遠(yuǎn)期生存并未改善，MSS 組患者術(shù)后病理完全緩解（pathological complete response，pCR）率顯著高于MSI-H 組，其中約20%的患者對(duì)NCRT 并不敏感，且術(shù)后不良反應(yīng)和并發(fā)癥較多，如吻合口瘺、膀胱功能障礙、性功能障礙。

4.2.2 免疫治療 免疫治療的出現(xiàn)，為腫瘤治療開辟了新的道路。研究發(fā)現(xiàn)程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）/程序性死亡蛋白配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）對(duì)dMMR或MSI-H 晚期CRC 患者具有較好的治療效果，PD-1/PD-L1 抑制劑可誘導(dǎo)T 細(xì)胞活化，重新激活T細(xì)胞對(duì)腫瘤的免疫應(yīng)答系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的監(jiān)測(cè)與清除，從而發(fā)揮抗腫瘤作用，以此達(dá)到腫瘤術(shù)前降期、提高R0 切除率和術(shù)后病理緩解率及降低術(shù)后復(fù)發(fā)率。KEYNOTE016 研究首次報(bào)道PD-1 抑制劑用于經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)治療后無效的晚期CRC 患者，該項(xiàng)研究納入41 例患者，其中dMMR CRC 患者11 例、pMMR CRC 患者21 例、其他CRC 患者9 例，結(jié)果顯示11 例dMMR 患者的客觀緩解率（objective response rate，ORR）為62%，而pMMR 患者ORR 為0。dMMR患者的中位無進(jìn)展生存（progression-free survival，PFS）和OS 也長于pMMR 患者。初步證明PD-1 抑制劑對(duì)dMMR 的晚期腫瘤患者有效。Check Mate 142 研究結(jié)果表明MSI-H/dMMR CRC 患者均可從納武利尤單抗單藥或納武利尤單抗+伊匹木單抗治療中獲益，ORR 分別為31.1%和55.0%；12 個(gè)月的PFS 率分別為50%和71%；12 個(gè)月OS 率分別為73%和85%，且兩藥耐受性均良好。再次肯定PD-1抑制劑對(duì)dMMR CRC 的作用。由于90%以上的LS表現(xiàn)出MSI-H，所以PD-1 抑制劑能使LS 患者直接受益。KEYNOTE-177 研究是一項(xiàng)關(guān)于一線治療應(yīng)用帕博利珠單抗治療MSI-H/dMMR CRC 對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)化療（化療±貝伐珠單抗或西妥昔單抗）的研究，共307 例MSI-H/dMMR CRC 患者入組，結(jié)果表明帕博利珠單抗對(duì)MSI-H/dMMR 患者姑息治療12 個(gè)月和24 個(gè)月的PFS 率分別為55.3%和48.3%，均分別高于標(biāo)準(zhǔn)化療組的37.3%和18.6%。帕博利珠單抗治療的ORR 為43.8%，高于標(biāo)準(zhǔn)化療的33.1%。表明帕博利珠單抗可作為MSI-H/dMMR CRC 患者的一線治療方案。雖然中國尚未有大量MSI-H/dMMR CRC 患者應(yīng)用PD-1 抑制劑治療的研究數(shù)據(jù)，但基于國際上已有的臨床數(shù)據(jù)及2021 版NCCN 指南推薦，PD-1 抑制劑可應(yīng)用于適合的MSI-H/dMMR 晚期CRC 患者。雖然目前免疫檢查點(diǎn)抑制劑仍在探索之中，但對(duì)dMMR/MSI-H CRC 與免疫檢查點(diǎn)抑制劑輔助治療正進(jìn)行著不同模式的研究，如免疫聯(lián)合化療、雙免疫治療、免疫聯(lián)合靶向，相信在未來CRC 的免疫治療將探索出一種新的道路。

5 結(jié)語

綜上所述，MSI 是CRC 發(fā)生的重要途徑之一，是CRC 早期篩查和診斷的重要方法，是評(píng)估患者預(yù)后的重要預(yù)測(cè)手段及選擇輔助治療方法和免疫治療效果的預(yù)測(cè)標(biāo)志物。因此，應(yīng)對(duì)所有的CRC 患者進(jìn)行MSI 狀態(tài)或MMR 蛋白表達(dá)檢測(cè)。除此之外，如子宮內(nèi)膜癌、肺癌、膽囊癌等也常伴有MSI-H。總之，加深臨床對(duì)MSI 與CRC 關(guān)系的認(rèn)識(shí)，對(duì)給予患者正確合理的診斷、治療及干預(yù)具有積極作用。