微卫星不稳定：癌症个体化治疗的又一个关键指标？

微卫星不稳定性（Microsatelliteinstability，MSI）在癌症发生、治疗和预后判断中起着什么作用？

一

什么是MSI？

微卫星是指分布在人类基因组中的简单重复序列，一般由1-6个核苷酸组成，重复次数大约为5-50次。其长度由重复单位的拷贝数决定，是一类呈高度多态性的遗传标记，可用于遗传性疾病的连锁分析和基因诊断。

MSI是指由于在DNA复制时插入或缺失突变引起的微卫星重复数目的改变。

二

为什么会产生MSI？

错配修复（Mismatchrepair，MMR）基因是生物进化的保卫者，具有修复DNA碱基错配的功能，可维持基因组的稳定性和降低自发性突变。

目前已发现人类的MMR系统含有9个错配修复基因，其产生的错配修复蛋白主要有MLH1、PMS2、MSH2、MSH6、MLH3、MSH3和PMS1等。

MMR基因一旦出现问题，基因在复制过程中产生的错误会不断累积起来。而这些基因错误往往就是癌症产生的元凶。

图1正常组织与肿瘤组织DNA微卫星重复数目的差别

也就是说，MSI是基因上发生改变，是错配修复基因缺陷（dMMR）的果；dMMR是修复基因发生了错误，是产生MSI的因。

具体而言，临床上微卫星的状态分为：MSI低频型（low-frequencyMSI，MSI-L），微卫星稳定型（microsatellitestability，MSS），MSI高频型（high-frequencyMSI，MSI-H）。

我们可以简单的理解为：dMMR=MSI-H。

两者不同之处只是在于dMMR需要通过免疫组化来检测（蛋白水平），而MSI微卫星不稳定需要通过聚合酶链式反应（PCR）来检测（基因水平）。

三

MSI如何检测？

微卫星状态DNA的检测主要是应用PCR，通过检测肿瘤组织中DNA扩增的微卫星位点，然后与对应的正常DNA进行比较。

Promega标准要求检测5个单核苷酸重复位点BAT-25、BAT-26、MONO-27、NR-21和NR-24以及两个多核苷酸重复位点PENTA-C和PENTA-D。

美国国家癌症研究所推荐对5个微卫星标志物进行检测来确定MSI状态，其中包括两个单核苷酸重复位点BAT-25和BAT-26以及三个多核苷酸重复位点D2S123,D5S346和D17S250。

而免疫组化用于检测错配修复蛋白（MLH1、PMS2、MSH2、MSH6），这些错配修复蛋白通常在正常组织中表达，切片染色阳性，当缺乏特异性染色时说明一个或多个错配修复蛋白基因的潜在失活。而错配修复蛋白缺失临床意义上等同于MSI-H，错配修复蛋白表达完整意味着MSI-L或MSS。

微卫星状态检测的PCR法及免疫组化法均具有较高敏感性和特异性，两者检测的一致性大于92%，二者结合使用可以防止漏检。

这里附上几份临床检测报告利于大家掌握理解。

图2.PCR法检测组织中DNA扩增的微卫星位点

图3.IHC法检测肿瘤组织中错配修复蛋白

四

MSI在结直肠癌中起什么作用？

MSI首先在结直肠癌中观察到，并被认为参与肿瘤发生。结直肠癌中MSI约占15%。

图4结直肠癌发病主要分子机制

结直肠癌中MSI-H发生存在以下特点：

MSI在结直肠癌的发生率随分期逐步下降，Ⅱ期中占15%-20%左右，Ⅲ期中15%，Ⅳ期则更少；

MSI与右半结肠癌相关性更大，在大样本量的Ⅱ/Ⅲ期结直肠癌患者中发现右半结肠癌中dMMR基因型所占比例明显较左半结肠癌中dMMR比例高（27%vs9%）；

自升结肠至直肠,MSI-H发生比例逐渐下降。

结直肠癌患者的MSI状态可用于治疗效果的预测。多项研究表明，对于MSI-H的II期结直肠癌患者，氟尿嘧啶辅助化疗无益，只有MSS的II期患者在氟尿嘧啶辅助化疗中获益。

最近研究表明，结肠癌患者的微卫星状态可以作为免疫检查点抑制剂治疗的疗效预测指标。多个临床研究显示，免疫检查点抑制剂，如pembrolizumab、nivolumab治疗晚期或转移性结直肠癌，MSI高的患者客观反应率、无进展生存率明显高于MSS的患者。

因此，2017版NCCN指南推荐PD-1单抗Pembrolizumab和Nivolumab用于具有dMMR/MSI-H分子表型的晚期或转移结直肠癌的末线治疗。

dMMR肿瘤细胞更易发生体细胞突变，从而表达更多异常突变蛋白质，更易被免疫系统识别。此外，dMMR肿瘤组织中有较多淋巴细胞浸润，癌细胞更易表达PDL-1。上述也许是MSI-H的结直肠癌患者预后好、免疫抗体治疗应答率高的原因之一。

MSI状态还可用于结直肠癌患者的预后判断。有研究发现，MSI高的结直肠癌患者的淋巴结转移及远处转移的风险较低，I-II期的患者无病生存期较长。还有研究显示，对于术后结直肠癌患者，MSS和MSI低的患者更容易出现术后复发。一项纳入7642例I-IV期结直肠癌患者的大型荟萃分析提示MSI高的患者的生存预后明显优于MSS的患者。

结直肠癌患者的微卫星状态检测在临床上具有重要意义，不仅可以对患者进行预后评估分析，而且可以指导手术病理分期为II期、应用免疫抑制剂的晚期结直肠癌患者的治疗。因此，MSI状态可能是结直肠癌患者个体化治疗的一个关键指标。

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