微卫星不稳定性结直肠癌的研究进展

原利芳，朱源志，姚海涛

（佳木斯大学，黑龙江 佳木斯）

0 引言

结直肠癌（CRC）是全球第三大癌症，并且具有相对高的死亡率和发病率，近年来CRC的发病率仍在增加，其发病率方面排名第三，死亡率方面排名第二，估计2018年新发CRC病例超过180万例，死亡人数为881,000例[1]。结直肠癌的发生常常是由内在的及外在的因素共同导致的。结直肠癌的发生有三种主要机制，最常见的是75%的CRC中的染色体不稳定性（CIN），其次是20%的CRC中DNA甲基化的表观遗传修饰，也称为CpG岛甲基化子表型（CIMP），第三种是微卫星不稳定性（MSI） DNA错配修复系统（MMR）的缺失，大约发生在15%的CRC中[2]。

1 结直肠癌分类

散发性CRC：在CRC中大约75%的病例为散发性的，但其并没有显示出具有遗传疾病的明显特征。然而，这一机制尚不清楚，因为即使在没有特定突变的情况下，遗传因素似乎也会影响癌症发生。散发性CRC在老年人中很常见，这可能是由于环境因素，饮食和衰老导致[3]。MSI-H散发性CRC最常见（70%～95%）是由体细胞的MLH1基因启动子高甲基化改变引起的[4]。高达70%的CRC患者的MSI是由BRAF突变并且MLH1的甲基化的CIMP造成的[5]。

遗传型CRC：遗传型CRC又分为五种亚型，即家族性腺瘤性息肉病（FAP），MUTYH相关息肉病（MAP），Peutz-Jeghers综合征（PJS），锯齿状息肉综合征（SPS），Lynch综合征（LS），其中Lynch综合征（LS）也被称为遗传性非息肉性结直肠癌，是最常见的遗传性结直肠癌综合征，是一种常染色体显性疾病，由几种DNA错配修复（MMR）基因之一的种系突变引起，包括染色体2p16上的MSH2，染色体3p21上的MLH1，染色体2p16上的MSH6和染色体7p22上的PSM2。85%～90%的LS是MLH1和MSH2突变，剩余的10%～15%的家族中存在MSH6的突变，少数存在PMS2的突变[6]。由Lynch综合征引发的结直肠癌占全部CRC的2%～4%，发病年龄较散发性CRC患者要早。在大约90%的LS相关CRC中观察到高水平的微卫星不稳定性[7]。

微卫星不稳定：分子机制，微卫星，也称为短串联重复序列（STR）是小的（1～6个碱基对）重复散布在整个基因组中的DNA片段并且占人类基因组的约3%。由于它们是小片段的重复结构，所以很容易出现突变。DNA错配修复系统的缺陷，是微卫星不稳定性（MSI）的一种分子表型。MMR系统主要由MLH1、MSH2、MSH6和PMS2四种蛋白质组成。这些蛋白质的作用是识别并纠正复制过程中由DNA聚合酶引起的DNA错配，尤其发生在微卫星中的错配。这些蛋白通过MLH1和PMS2以及MSH2和MSH6两种形式相互作用，分别形成MutLα和MutSa复合物。MutSa识别单碱基对错配，在DNA周围产生滑动钳，然后结合第二个复合物MutLα[8]。这种组合与许多酶相互作用，以切除单个错配并重新合成DNA链。四种蛋白质之一的功能丧失会导致MMR系统失活，从而导致复制保真度丧失和突变积累。这种突变导致了dMMR/MSI相关癌症的发生，包括dMMR/MSI CRC。

2 检测方法

用免疫组织化学（IHC）染色来分析MMR蛋白表达，这是检测MSI状态最常用方法之一。主要是检测MMR系统中的MLH1、MSH2、PMS2和MSH6这四种蛋白，该蛋白质功能是通过异二聚体实现的，其中MLH1为PMS2伴侣，MSH2为MSH6伴侣。MMR蛋白是以单体的形式发生降解而失去功能。因此，一种MMR蛋白的丧失通常伴随着其伴侣的丧失。例如，MLH1或MSH2蛋白的丢失将分别以单体形式留下PMS2和MSH6，并且它们将迅速降解。因此，MLH1表达的缺失意味着PMS2的缺失，同样MSH2表达的缺失也意味MSH6的缺失。但是，相反的情况是不正确的，因为单体形式的MLH1和MSH2蛋白可以与MMR系统的其他蛋白（即MSH3）相互作用，从而避免降解[9]。

用聚合酶链式反应（PCR）方法来进行MSI分析，该检测方法的原理是测量肿瘤细胞中不同长度的特定微卫星标记与正常细胞中的DNA进行比较。美国国家癌症研究所推荐了一种用于MSI检测的诊断标准，使用了其中两种名为BAT-25和BAT-26的单核苷酸标记，以及三种名为D2S123、D5S346和D17S250的二核苷酸标记。当肿瘤细胞中五个标记中的至少两个标记与正常细胞相比其大小有变化时，定义MSI-H。如果仅一种标记物在肿瘤细胞中发生改变，则定义为MSI-L。如果肿瘤细胞的DNA标记物中一个都没有变化，则为MSS[10]。

两种检测方法的比较：用PCR法和IHC法来检测MSI状态，其一致性＞92%。用PCR方法检测MSI状态能够很好的研究MMR系统功能障碍，并且不限于蛋白质表达。与IHC技术相比，用PCR检测时需要时间更长且成本略高，并且无法显示MSI是由哪个MMR基因缺陷造成的。用IHC检测MMR蛋白更容易且更经济。但是存在IMR丢失时MMR蛋白（PMS2和PMS1、MSH6和MSH3）的功能沉默，MMR蛋白表达丢失，缺保持了MMR系统的部分活性，使MSS状态得以保留[11]。

3 微卫星不稳定与结直肠癌

MSI结直肠癌预后，CRC肿瘤按照MSI分析，可以分为MSI-H，MSI-L和MSS三种类型肿瘤。与其他两个相比，MSI-H CRC肿瘤显示出最好的预后和更好的存活率。一项纳入32项研究的7642例CRC患者的Meta分析结果显示，与MSS患者比较，MSI-H患者（n=1277）死亡风险比（Hazard Ratio, HR）为0.65（95% CI:0.59～0.71），死风险降低35%[12]。同时一项纳入了1250例CRC患者的研究发现，MSI-H的CRC患者发生淋巴结和远处转移风险较低，Ⅰ/Ⅱ期CRC患者的无病生存期较长，但MSI-H的Ⅲ期CRC患者的预后较差，肿瘤的侵袭性更强，特别是淋巴血管和会阴的侵袭率更高[13]。

4 MSI结直肠癌的治疗

一项Meta分析显示，具有dMMR/MSI-H表型Ⅱ/Ⅲ期CRC患者不能从5-FU单药化疗获益，且Ⅱ期dMMR/MSI-H患者接受5-FU单药辅助化疗生存期反而缩短[14]。最近一项针对433例MMR缺乏的CRC患者的回顾性研究表明，与单独使用氟嘧啶相比，使用佐剂可以获得更长久的无病存活期，这可能是奥沙利铂化疗作用结果[15]。此外，与MSSCRC患者相比，MSI-HCRC患者对拓扑异构酶抑制剂伊立替康更敏感，疗效更好。2016年，欧洲临床肿瘤协会（European Society of Medical Oncology, ESMO）转移性结直肠癌共识指南已提出，MSI状态检测对转移性CRC患者免疫检查点抑制剂治疗具有很好的价值[16]，特别是MSI-H的晚期的CRC患者使用免疫检查点抑制剂治疗疗效甚佳。有研究显示PD-1和PD-L1等一些免疫检查点在MSI-H的CRC中呈现高表达量，高表达的PD-1和PD-L1会干扰人体的抗肿瘤T细胞的应答，从而造成肿瘤细胞的免疫逃逸，逃脱了T细胞的杀伤作用。使用免疫抑制剂的话可以使PD-1以及PD-L1无法正常表达，从而使T细胞能够正常的攻击和杀死肿瘤细胞，尽量保持完善的免疫功能[17]。

尽管MSI状态CRC患者在治疗中作用的研究尚存在一些争议，但是MSI状态的检测仍被用作CRC患者可接受的预后和诊断标志物，特别是在转移性的CRC患者的免疫治疗方面，因此，MSI状态的检测对于CRC患者的个体化精准化治疗有很大的临床意义。