微卫星不稳定在结直肠癌预后及治疗指导中的研究进展*

程钰，庞皓玥，段绍杰 综述，胡凯文 审校

100029 北京，北京中医药大学 第二临床医学院 (程钰、庞皓玥、段绍杰);100078 北京，北京中医药大学东方医院 肿瘤科(胡凯文)

结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是常见的消化道恶性肿瘤。随着人们生活习惯和饮食结构的改变，CRC的患病率和死亡率迅速攀升，并逐渐呈年轻化趋势，严重危害国民健康[1-2]。基因组不稳定是CRC的主要特征之一，具体包括微卫星不稳定(microsatellite instability,MSI)、染色体不稳定和CpG岛甲基化(CpG island methylator phenotype,CIMP)三个方面。微卫星是基因组中的一段具有高度突变性的简单重复序列，当微卫星在DNA复制过程中出现增减突变即称为MSI。错配修复(mismatch repair,MMR)基因(包括MLH1、MSH2、MSH6、PMS2等)出现突变或表达异常造成的MMR蛋白缺乏(MMR deficient,d-MMR)是MSI出现的罪魁祸首。根据MSI突变位点数量的多少，可以将其划分为高MSI型(MSI-H)、低MSI型(MSI-L)及无MSI型(microsatellite stable,MSS)。其中，MSI-L因与MSS具有高度相似的临床特征而常被归为一类。MSI-H型CRC患者具有以下几个特点[3-6]：好发于右半结肠；以女性为主；粘液腺、印戒细胞癌多见；分化程度低；淋巴细胞浸润；淋巴转移较少。早在20世纪80年代初就有学者提出了MSI和CRC的预后相关[7]，近年来MSI在CRC中的治疗指导作用成为了研究热点，并形成了多个较为成熟的指南意见。本文关注MSI在CRC中的预后及治疗指导价值，收集最新国内外研究文献，探讨该领域的争议与不足,以期为后续研究工作提供指导。

1 MSI在CRC中的预后作用的争议

MSI在CRC中最早被发掘出的是其预后指导价值。国内主流观点长期对MSI-H的预后作用持乐观态度，然而国外近几年许多预后性研究却莫衷一是。研究者们发现部分MSI-H型CRC患者不仅出现相反的预后结果，还提示了令人担忧的相关分子线索。本章节探讨争议出现的缘由，试为研究者们带来启发。

1.1 MSI-H型CRC的预后受到TNM分期影响

根据现有研究结果，笔者认为同样存在MSI-H特征的CRC出现不同预后差异主要受分期影响。MSI-H在肿瘤各分期下的发生率不尽相同，其早期发生率可达19.72%，晚期发生率远远低于早期，常不足5%[8-9]。MSI-H出现在结肠癌I、II期表明预后良好已被广泛接受，III期的预后仍存在争议，IV期结肠癌的MSI-H状态往往提示预后不良。早在2005年，Benatti等[10]对所有分期的CRC患者进行统计，认为MSI-H型CRC在II-III期存在明显生存期优势，但在IV期的结果似乎走向相反的方向。而Popat等[11]的meta分析显示，MSI-H型CRC的死亡风险在所有分期中一致较低。一项2014年包含7 803例患者数据的meta分析显示，III期患者的MSI状态与预后没有明显相关性[12]。近期，Taieb等[13]进行了一个7项研究的汇总，在2 630例CRC复发患者中行多变量分析，发现III期肿瘤患者在辅助化疗后免疫治疗前阶段，MSI-H /d-MMR表型者拥有更好的预后。虽然许多研究[14-15]预见性地发现了MSI-H在IV期的CRC患者中预后较差的特征，但由于MSI-H占比过小，较低的样本量始终无法得出令人信服的结论。Venderbosch等[9]的一项专门针对转移性CRC的3 063例meta分析中展示了具有MSI-H/d-MMR特征的患者更低的无进展生存期和总生存期，使得IV期MSI-H生存期更短的证据更为充分。有学者认为[16]，II期CRC患者存在手术和辅助化疗的适应证及高获益结果，且MSI-H在该期占比较高，导致了MSI-H在总体上预示了一个更好的生存期。但我国一项纳入271例II期及IV期结肠癌的研究否定了这个观点；在早期和晚期样本比例接近1∶1的情况下，该研究仍然得出了MSI-H提示预后良好的结果[17]。

进一步研究表明，MSI-H型CRC不同分期下的预后差异可能与其分子生物学特性相关:1)与周围免疫环境的相互作用：MSI肿瘤显示出微环境CD8+细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic lymphocyte,CTL)和活化Th1细胞的高浸润状态[18]，这或许是早期MSI-H型CRC较好预后的原因之一。但在肿瘤后期，为平衡这种高Th1/CTL微环境，MSI-H型CRC上调多个免疫检查点形成免疫抑制环境，如CTC相关蛋白4(CTC-associated protein 4,CTLA-4)、程序性死亡受体1和吲哚胺2,3-双加氧酶1等[19-20]。肿瘤细胞逃避免疫攻击，迅速增殖、转移,是晚期MSI-H预后较差的主要原因之一；2)与肿瘤血管生长相关： Otto等[21]发现MSI-H型较MSS型CRC肝转移患者拥有更高的循环内皮祖细胞和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)水平，这提示着MSI-H可能以某种通路促进肿瘤血管生成。同样，De Smedt等[22]发现MSI-H型肿瘤相比MSS可以观察到更高的微血管密度。虽然有研究趋势倾向MSI-H与VEGF水平、成纤维细胞生长因子阳性率及微血管计数呈负相关[23-25]，并映射了MSI-H型CRC伴随了一种低侵袭、高预后的模式[26]，但笔者溯源得到的文献年代较早，并且上述临床研究对象均为可接受手术的早期患者，并不能反映晚期MSI-H在转移上的作用；3)与肿瘤转移模式相关：一项针对晚期肿瘤的转移模式影响MSI预后的相关研究发现，存在MSI-H特征的血行淋巴转移(肝、肺、淋巴结)CRC预后最差，而单纯性腹膜转移的MSI-H患者预后比各种转移模式的IV期MSS肿瘤患者都要好[27]。

1.2 MSI-H型CRC的预后受人种及检测影响

MSI-H在不同人种中分布情况存在差异，目前研究发现非裔美国人CRC患者MSI-H发生率最高达45%，高加索人群约8%～20%，而亚洲人最低，小于<10%[28]。有研究发现[29]，东亚种族的CRC中CIMP高表达(CpG island methylator phenotype-high,CIMP-H)和BRAF突变率较低，而大多数散发性MSI-H型CRC来自CIMP-H，MSI-H又与BRAF存在一致性。因此，东亚CRC患者低MSI-H发生率可能和种族遗传或环境差异相关。围绕MSI-H型CRC存在的各种族基因异质性必然会对预后差异存在影响。同时，不同人种之间检测位点也有所不同。国内外对于MSI-H检测位点大多使用的是基于高加索人群的MSI基因座组， Bai等[30]验证出NCI MSI组是更适合东亚CRC患者的MSI检测位点，该位点组由2个单核苷酸基因座(BAT25,BAT26)和3个二核苷酸基因座(D2S123,D5S346,D17S250)组成。目前国内对于MSI-H型CRC人群的筛选检测方法主要有免疫组化(immunohistochemistry,IHC)、聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)、二代测序、鉴定d-MMR等。因为IHC具有经济、快捷等优势，在临床试验中较为常用，但其针对MSI检测有效率仅45%～75%。研究者们更主张通过PCR检测MSI或通过针对dMMR的IHC进行MSI-H型CRC筛查[28]。如此一来，MSI检测位点及检测方法的不统一必然也会导致各方预后数据的误差。

1.3 MSI-H型CRC的预后受其它通路影响

CRC中可能存在多个微卫星相关分子通路，虽然目前研究还未能找到这些分子通路，但可从MSI与其他生物分子的互相影响中初见端倪。BRAF突变与MSI-H呈正相关，并且是IV期MSI-H型CRC的不良预后因素之一，但部分研究通过调整肿瘤特征组合发现，MSI状态可以调节BRAF的不良生存预后[31-33]。如果能够在分子层面解释MSI和BRAF突变之间的关系，或许能够为未来治疗打开突破口。国际CRC亚型联盟根据CRC生物学特征提出了4种分子亚型(consensus molecular subtypes,CMS)，分别为CMS1(MSI免疫型)、CMS2(经典型)、CMS3(代谢型)和CMS4(间质型)[34]。其中CMS1以高MSI、高CIMP及BRAF突变的组合为主要分子特征，高免疫浸润及免疫逃避为生物学特征，预后呈两极分化趋势，即总生存期长和复发后存活率低。虽然CMS3亚型中包含MSI特征，但低CIMP、高KRAS突变的分子组合模式带来了代谢适应突变的生物学表现，以及中等预后结果。此外，MSI在各个研究中的预后分歧还有可能受肿瘤位置(左、右半结肠)、统计学方法、环境因素等影响，在未来还有待更多的研究和讨论。

综上所述，MSI-H型CRC的预后研究受到疾病分期、人种及检测、分子生物组合模式以及统计、病理等影响。IV期MSI-H样本量的限制是导致前期预后性研究普遍乐观的主要原因之一，而扩大样本量或者荟萃分析是进一步研究的推荐方式。国内既往针对该预后性研究存在对人种差异认识不足、检测方法难以统一甚至统计上的错误，严格地控制试验、统计方法并进行全程、分期化的研究才能得出证据性更充分的结论。此外，MSI相关基础研究也是未来的重要研究方向。我们可以看到MSI-H与不同分子的组合模式的变化会出现不同的预后，这种有趣的现象下究竟隐藏了多少分子通路值得我们进一步探讨。

2 MSI对CRC治疗指导的进展

越来越多的研究发现，具有MSI-H特征CRC在不同治疗下预后明显不同，这开辟了使用MSI指导临床治疗的道路。

2.1 MSI对手术的指导意义

目前研究认为[35]，II、III期MSI-H型CRC患者在接受根治术的预后明显好于MSS型肿瘤。早期肿瘤行手术治疗已无可非议，那么我们是否可以使用MSI指导晚期肿瘤的手术治疗？手术根除寡转移瘤是CRC肝转移的治疗方法之一，已有研究证明有限肝转移在转移灶切除后可显著延长生存期[36]，但许多情况下仍不能阻止肿瘤的复发。临床风险评分(clinical risk score, CRS)认为[37-38]：转移灶>5 cm；首次手术淋巴结(+)；肝转移前无病间隔<12个月；肝转移灶>1个；癌胚抗原>200 ng·mL-1是术后复发转移的主要危险因素。研究发现，MSI-H型患者的CRS较MSS型患者显著偏高。因此，MSS型的患者是手术根除寡转移瘤的优势人群，并且不推荐MSI-H型患者冒风险直接行寡转移灶切除[21]。那值得思考的是，MSI-H型的CRC肝转移患者手术前期联合强化治疗是否可以改善其预后？这或许是未来研究的一个重点突破方向。

2.2 MSI对化疗的指导意义

越来越多的研究证实了微卫星状态在化疗中的指导作用。II期的MSI-H型CRC患者预后良好，且不能从5-氟尿嘧啶(fluorouracil 5-FU)辅助化疗中获益已获得了业界一致认同[39]。目前NCCN结直肠临床实践指南[40]已就此完善对CRC患者进行MMR及MSI检测的建议。因此“单纯接受手术治疗”是II期MSI-H型CRC的最佳治疗手段。那么III期MSI-H型CRC术后辅助化疗该如何抉择？NCCTG N0147临床研究发现，奥沙利铂并没有表现出在MSI-H患者中的优势作用，但可以中和5-FU的较差疗效。另一项纳入该试验的汇总分析[41]认为MSI-H是III期CRC患者FOLFOX辅助化疗的有利预后因素，肯定了奥沙利铂在III期MSI-H患者中的应用优势。Bertagnolli等[42]发现MSI-H患者接受伊立替康联合5-FU辅助化疗效果较好，但OS及安全性未见明显优势。国内一项细胞实验发现雷替曲塞能够对MSI-H型的CRC细胞株产生明显的促凋亡作用，或许可以进一步在临床上应用研究[43]。

2.3 MSI对免疫治疗的指导意义

免疫治疗是当今研究热点，也是未来肿瘤治疗最有潜力的治疗手段。目前，只有一小部分人群可以从免疫检查点封锁治疗中获益。因此，筛选出该治疗的优势人群特征极为重要。在许多指标中，dMMR/MSI-H显示出独特的优势。在进行ICB治疗时，PD-L1的表达似乎与患者获益程度没有显著的相关性，但绝大多数MSI-H患者可以从免疫检查点抑制剂中获益[44]。并且，MSI-H因为缺乏瘤内异质性，提示免疫检查点抑制剂对其存在更好的疗效、更低的耐药性、更小的失败率以及更少的重复检测率[29]。2017年ASCO会议上Andre教授的团队肯定了d-MMR/MSI-H的CRC患者纳武单抗+IPI单抗可控的安全性及较好的临床效果。迄今为止，抗程序性细胞死亡-1抑制剂(pembrolizumab)已被批准用于d-MMR/MSI-H难治性或转移性实体肿瘤，并且纳武单抗被批准用于具有d-MMR/MSI-H的CRC患者。然而，并不是所有MSI-H型CRC对免疫检查点抑制剂都敏感，免疫逃避机制也不仅仅这一条通路[45]。Brand等[46]发现MSI-H亚型中糖酵解增加与免疫抑制相关，这与糖酵解重要产物——乳酸能够抑制CD8+T细胞有关。并且，糖酵解酶与MSI-H肿瘤中的CD8+T细胞浸润也呈负相关，而MSS型CRC无此特征。这提示糖酵解抑制剂或许可以配合检查点治疗提高MSI肿瘤治疗有效率[47]。

3 总结与展望

CRC的发病率和死亡率迅速升高，已经成为严重危害人类健康的恶性肿瘤之一，故而对其进行积极有效地预防和治疗显得尤为重要。随着科技水平的提高以及精准医学理念地引入，人们已经可以从基因层面对结直肠癌的病因进行研究。MSI作为基因组不稳定的表现之一，其在CRC的发生、发展过程中发挥着重要作用，并且对CRC患者的治疗以及预后指导有重要意义，其临床价值值得更多学者深入研究。未来，可以将基因组与转录组、蛋白质组学等多个层面相整合并且不断探索，为CRC患者带来最佳的防治方案，为人类健康事业做贡献。

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