研究表明,結(jié)直腸癌(CRC)是多種癌基因突變或抑癌基因失活累積導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定的結(jié)果,目前基因組不穩(wěn)定主要有以 DNA微衛(wèi)星重復(fù)序列長度改變?yōu)樘卣鞯?span>微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)和整個或部分染色體變異為特征的染色體不穩(wěn)定(CIN)兩種途徑。
結(jié)直腸癌遺傳學(xué)研究顯示約15%的原發(fā)性結(jié)直腸癌系MSI所致,其中約20%(總體結(jié)直腸癌的2%~4%)是林奇綜合征(Lynch綜合征),這意味每35例結(jié)直腸癌患者中就有1例林奇綜合征患者。MSI在大部分林奇綜合征和大約15%散發(fā)性結(jié)直腸的發(fā)病機制中起到了決定性的作用。
而且國內(nèi)外有學(xué)者提出微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)狀態(tài)可能是影響結(jié)直腸癌患者預(yù)后的因素,同時提出微衛(wèi)星不穩(wěn)定結(jié)直腸癌患者存在較為特殊的臨床病理特征。
那么到底什么是微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)呢?它又是如何形成的呢?
首先我們先了解一下什么是微衛(wèi)星?微衛(wèi)星又被稱為短串聯(lián)重復(fù),是一種短而重復(fù)且長度<10個核苷酸的DNA序列,一般由1~6個核苷酸串聯(lián)并且重復(fù)排列組成。
微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)指由于基因復(fù)制時因重復(fù)序列的插入或缺失突變導(dǎo)致微衛(wèi)星片段長度改變的現(xiàn)象。
微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)的發(fā)生主要由于錯配修復(fù)系統(tǒng)(MMR)缺陷引起的,很多生長調(diào)控相關(guān)因子的基因中含有大量微衛(wèi)星,在復(fù)制過程中易于出現(xiàn)錯誤,因此非常依賴MMR系統(tǒng)修復(fù)。
與結(jié)直腸癌相關(guān)的系統(tǒng)成員包括MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2,也是腸癌基因檢測包括的四個檢測項。(想知道更多可戳藍(lán)字前文→結(jié)直腸癌術(shù)后基因檢測,真的不是想騙我的錢嗎?)
圖片來源:《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》人衛(wèi)第九版
如MMR系統(tǒng)缺陷,則微衛(wèi)星復(fù)制錯誤無法被修復(fù),造成微衛(wèi)星不穩(wěn)定,引起腫瘤相關(guān)基因出現(xiàn)異常,進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生。
MSI在結(jié)直腸癌的發(fā)病機制中發(fā)揮著重要的作用,那么在臨床上如何檢測MSI呢?其判讀標(biāo)準(zhǔn)又是如何?
在臨床上MSI的檢測方法及其判讀標(biāo)準(zhǔn)
MSI檢測方法主要是PCR技術(shù)和免疫組織化學(xué)IHC技術(shù)。
PCR技術(shù)是通過在腫瘤組織樣本中擴增DNA的幾個微衛(wèi)星位點,然后與對應(yīng)的正常DNA進(jìn)行比較。
美國國家癌癥研究所推薦對 5 個微衛(wèi)星標(biāo)志物進(jìn)行檢測以確定 MSI 狀態(tài),其中包括兩個單核苷酸重復(fù)位點 BAT-25 和 BAT-26 以及 3 個多核苷酸重復(fù)位點D2S123、D5S346 和 D17S250。
除此之外,也有文獻(xiàn)推薦了其他檢測位點,比如 Promega 標(biāo)準(zhǔn)中包括5個單核苷酸重復(fù)位點 BAT-25、BAT-26、MONO-27、NR-21 和 NR-24 以及兩個多核苷酸重復(fù)位點 PENTA-C和 PENTA-D。
根據(jù) PCR 法檢測結(jié)果,結(jié)直腸癌可分為 3 類 :
1)如≥ 30% 的重復(fù)位點顯示 MSI,則為 MSI 高的結(jié)直腸癌 ;
2)如< 30% 的重復(fù)位點顯示 MSI,則為 MSI 低的結(jié)直腸癌 ;
3)如沒有重復(fù)位點顯示 MSI,則為微衛(wèi)星穩(wěn)定型(MSS)的結(jié)直腸癌。
IHC 法被廣泛用于鑒定一個或多個錯配修復(fù)蛋白(MLH1、MSH2、MSH6 和 PMS2)的缺失。
這些錯配修復(fù)蛋白通常在正常組織中表達(dá),而在錯配修復(fù)蛋白缺失的結(jié)直腸癌中則呈缺乏特異性染色,等同于MSI高的結(jié)直腸癌,而錯配修復(fù)蛋白表達(dá)完整的結(jié)直腸癌則為MSS 或 MSI 低的結(jié)直腸癌。
IHC 法檢測結(jié)果最常見的是 MSH2 和 MSH6 染色正常,而 MLH1 和 PMS2 同時缺失,表明患者可能是 Lynch綜合征相關(guān)的結(jié)直腸癌或錯配修復(fù)蛋白缺失的散發(fā)性結(jié)直腸癌,需進(jìn)一步檢測 BRAF V600E 突變和MLH1 啟動子 CpG 島超甲基化來予以區(qū)分。
其他錯配修復(fù)蛋白缺失,如 MSH2、MSH6 同時缺失或 MSH6、PMS2 的孤立缺失,極有可能是因基因生殖系突變導(dǎo)致的 Lynch 綜合征,可對患者的血白細(xì)胞 DNA 或正常組織進(jìn)行生殖系突變分析來予以明確。
在臨床上常常協(xié)同使用PCR技術(shù)和IHC技術(shù)檢測,這樣可以檢查出用單一方法檢測時可能漏掉的錯配修復(fù)缺陷的結(jié)直腸癌。
了解了MSI的檢測方法,那么MSI檢測有哪些臨床意義呢?
林奇綜合征的診斷主要基于MMR基因的胚系突變,最新一項研究表明簡化的臨床標(biāo)準(zhǔn)
滿足其一即可:
小于50歲的結(jié)直腸癌患者;
具有結(jié)直腸癌或子宮內(nèi)膜癌病史;
直系親屬具有結(jié)直腸癌或子宮內(nèi)膜病史。
加常規(guī)免疫組化檢測及MSI檢查初篩,再行BRAFV600E突變及胚系基因突變檢測確診,能極大地提高林奇綜合征的預(yù)測檢出率。
2. MSI狀態(tài)用于結(jié)直腸癌治療效果預(yù)測
與MSS 的結(jié)直腸癌相比,MSI 高的結(jié)直腸癌(包括散發(fā)性和 Lynch 綜合征相關(guān)的結(jié)直腸癌)患者的臨床表現(xiàn)較差,但預(yù)后更好。
3. MSI 狀態(tài)用于結(jié)直腸癌治療效果預(yù)測
氟尿嘧啶常用于Ⅱ期結(jié)直腸癌患者的化療,根據(jù)研究分析得出,MSS 患者可自氟尿嘧啶輔助化療中獲益,而 MSI 高的患者的生存結(jié)局尚未顯示有統(tǒng)計學(xué)意義。
此外,有研究發(fā)現(xiàn)氟尿嘧啶用于 MSI 高的Ⅱ期結(jié)直腸癌患者的輔助化療無益,提示可能與患者的錯配修復(fù)缺陷相關(guān)。
但是對手術(shù)后Ⅲ期結(jié)直腸癌患者,不論他們的 MSI 狀態(tài)如何,接受由氟尿嘧啶、亞葉酸和奧沙利鉑組成的標(biāo)準(zhǔn)輔助化療方案治療均有益。
最近的研究表明,MSI 高的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌對免疫檢查點抑制劑治療的響應(yīng)良好。MSI 高的腫瘤含有的豐富的新抗原可誘發(fā)免疫反應(yīng)。
同時,由于 MSI 高的腫瘤自身的不穩(wěn)定性和超突變性,檢查點蛋白常常在此類腫瘤中高表達(dá),通過對檢查點蛋白的靶向抑制,檢查點抑制劑可再次活化 T 細(xì)胞,促使機體免疫系統(tǒng)攻擊和殺滅腫瘤細(xì)胞 ,根據(jù)臨床研究結(jié)果顯示,免疫治療對 MSI 高的結(jié)直腸癌的療效和耐受性均良好。
MSI高的結(jié)直腸癌的篩查在臨床上具有重要意義,不僅能夠預(yù)測患者的預(yù)后,而且還可以指導(dǎo)患者的治療,所以建議結(jié)直腸癌患者都能夠進(jìn)行MSI的檢測,從而更好的了解病情,盡早得到有效治療。