結直腸癌微衛星不穩定性檢測及其臨床意義

作者:雪山飛狐

來源:醫學界腫瘤頻道

  約80%-85%的CRC由CIN引起,包括家族性腺瘤性息肉病(Familial adenomatous polyposis, FAP)(APC基因胚系突變)和散發性CRC(APC、P53、DCC、KRAS等基因突變);而另外15%-20%的CRC則主要是由MSI引起,包括遺傳性非息肉病性結直腸癌(Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer, HNPCC,又稱Lynch綜合征)(錯配修復基因胚系突變)和散發性MSI(+)CRC(錯配修復基因MLH1基因啟動子甲基化)。

一、MSI和錯配修復基因

  MSI是指與正常組織相比,在腫瘤中某一微衛星由於重複單位的插入或缺失而造成的微衛星長度的任何改變,出現新的微衛星等位基因現象。其發生機制主要包括DNA多聚酶的滑動導致重複序列中1個或多個鹼基的錯配和微衛星重組導致鹼基對的缺失或插入。

  錯配修復(Mismatch Repair, MMR)是指在含有錯配鹼基的DNA分子中,使核苷酸序列恢復正常的修復方式。MMR基因家族包含9個基因,主要用來糾正DNA雙螺旋上錯配的鹼基對,還能修復一些因複製打滑而產生的小片段核苷酸插入或缺失。MMR的大致過程是:MMR基因識別出正確的DNA鏈,切除掉不正確的核苷酸片段,然後通過DNA聚合酶III和DNA連接酶的作用,合成正確配對的雙鏈DNA。

  CRC患者常常發生MMR基因缺失,主要是由基因突變或啟動子甲基化引起,其中MSH2和MLH1基因突變占所有基因改變的90%以上。MMR基因突變或啟動子甲基化可導致MMR基因功能缺失,從而引起含有錯配鹼基、核苷酸插入或缺失的DNA分子不能正常修復,最終引起廣泛的MSI。

二、MSI的檢測方法及判讀標準

  臨床上主要利用免疫組織化學(IHC)染色或多聚酶鏈反應(PCR)方法檢測CRC患者的MSI狀態。IHC主要是檢測MMR蛋白(MLH1、MSH2、MSH6和PMS2)表達情況,其結果判讀標準見表1。

備註:dMMR:MMR基因缺失;pMMR:MMR基因正常;MSI-H:高度微衛星不穩定;MSI-L:低度微衛星不穩定;MSS:微衛星穩定。

  PCR主要是檢測DNA分子鏈上的MSI狀態,通常對5個位點(NR-27、NR-24、NR-21、BAT-25和BAT-26)進行檢測,其分級標準見表2。

三、MSI檢測的臨床意義

  (1)判斷預後

  臨床上對高危II期CRC患者的定義為預後較差者,主要包括以下高危因素:T4(IIB、IIC期)、組織學分化差(3/4級,不包括MSI-H者)、淋巴結切除數目不足12枚、腫瘤合併腸梗阻或穿孔、手術切緣陽性或可疑陽性、脈管侵犯、神經束受侵。一項納入32項研究共7642例II期CRC患者的薈萃分析結果顯示,與MSS患者相比,MSI-H患者死亡風險(Hazard Ratio, HR)為0.65(95%CI,0.59-0.71),降低高達35%。目前已有大量證據表明,dMMR/MSI-H是II期CRC患者預後良好的一個標誌物。因此,對於具有dMMR/MSI-H腫瘤的II期CRC患者,3/4級分化(低分化)不再認為是高危因素。

  (2)指導治療

  一項回顧性研究結果顯示,MSI-H患者並不能從5-FU的輔助化療中獲益。另一項研究結果則表明,dMMR可作為5-FU輔助治療CRC無效的預測標誌物。一項薈萃分析結果亦顯示:在II期CRC患者中,具有dMMR者接受輔助化療較未經治療者並無生存優勢,5年DFS反而顯著縮短(72% vs. 87%)。這些研究結果表明,對於具有dMMR/MSI-H的II期患者,給予5-FU輔助化療非但不能帶來生存獲益,反而對患者不利。因此,II期CRC患者是否需要輔助化療,需要綜合考慮臨床高危因素和MSI狀態。如果考慮氟尿嘧啶類單葯治療,推薦行MMR檢測;對於具有dMMR/MSI-H的II期患者,可能預後較好,不應給予氟尿嘧啶類單葯輔助治療。

  在2015年ASCO年會上,來自約翰霍普金斯醫院的Le, et al,報道了基於MMR狀態指導下的抗PD-1免疫治療在晚期癌症中的價值。該研究共入組了32例經目前所有標準治療均失敗的晚期CRC患者,包括11例dMMR和21例pMMR,所有人均接受抗PD-1單抗Pembrolizumab(10mg/kg, Q2W)治療。結果顯示,dMMR組和pMMR組的ORR分別為40%和0,而兩組的DCR分別為90%和11%,均具有顯著差異;dMMR組的中位PFS和OS均未達到,而pMMR組的中位PFS和OS分別為2.2月(HR,0.103; 95%CI,0.029-0.373, p<0.001)和5.0月(HR,0.216; 95%CI,0.047-1.1,p=0.02)。因此,研究者認為,對於經目前所有標準治療均失敗、且為dMMR的晚期CRC患者,可給予抗PD-1單抗Pembrolizumab治療。

  (3)幫助篩選Lynch綜合征

  Lynch綜合征,既往亦稱HNPCC,是一種常染色體顯性遺傳病,由於MMR基因發生胚系突變所致,約佔所有CRC的3%-5%。Lynch綜合征最突出的特點之一是攜帶者本人或家族成員可發生CRC及其他多種Lynch相關腫瘤,包括子宮內膜癌、卵巢癌、泌尿系腫瘤、胃癌和小腸癌等,其中CRC和子宮內膜癌最為多見。攜帶者終身患CRC和子宮內膜癌的風險分別為80%和20%-60%。而且攜帶者發生CRC或其他Lynch相關腫瘤的年齡較輕,結腸癌和子宮內膜癌平均診斷年齡分別約為45歲和46歲,顯著早於普通人群。

  Lynch綜合征的篩選對患者本人有非常重要的意義。首先,通過積極的腸鏡隨訪,Lynch綜合征患者第二原發CRC發病率及死亡率顯著降低;其次,Lynch綜合征攜帶者發生CRC的時間顯著短於散發性CRC,因此腸鏡的複查頻率(每1-2年一次)要顯著高於散發性CRC患者;第三,可指導手術治療方案的制定,例如對Lynch綜合征患者行預防性全結腸切除或對完成生育後的婦女考慮行預防性的子宮和雙附件切除。

  同時,Lynch綜合征的篩選對患者家屬成員亦非常重要。確診Lynch綜合征能夠指導患者家屬接受Lynch綜合征相關腫瘤的篩查,降低其發病率和死亡率。同時,由於Lynch綜合征攜帶者CRC的發病年齡顯著早於普通人群,因此接受腸鏡篩查的初次年齡需提前至20-25歲。

  總之,MSI檢測對於CRC患者的預後判斷和治療指導具有重要意義,如條件允許,所有CRC患者均應進行MSI檢測。同時,對於可疑的患者,均應進行MSI檢測,以幫助Lynch綜合征的篩查,從而對確診的Lynch綜合征患者及其家屬進行早期相關干預。

參考文獻

  1.Cancer Genome Atlas Network. Comprehensive molecular characterization of human colon and rectal cancer. Nature 2012; 487: 330-337.

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