1437一文概览结直肠癌错配修复状态的价值.docx
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1437一文概览结直肠癌错配修复状态的价值
【1437】【一文概览】结直肠癌错配修复状态的价值
引言本部分内容的详细论述参见【肿瘤资讯】APP“结直肠癌共识分子亚型和精准医疗进展”、“错配修复缺陷在结直肠癌个体化治疗中的作用”和“结直肠癌微卫星不稳定性作用的进展”。
结直肠癌(CRC)是一组异质性疾病,传统上按分子途径分为二大类:
染色体不稳定型(CIN)和微卫星不稳定型(MSI),CIN又分为3类共识分子亚型(CMS):
CMS2、CMS3和CMS4,MSI或错配修复缺陷dMMR肿瘤多代表CMS1亚类,其诊断依靠PCR或IHC方法检测特定的微卫星序列是否扩增或MMR蛋白是否缺失。
CRC的第三种分子途径是“锯齿状通路”,特征是抑癌基因启动子富含CpG岛区域的DNA过甲基化,此种CIMP表型与散发MSI有交叉,源于MLH1启动子甲基化和BRAF突变活化,BRAF检测或MHL1启动子甲基化检查可排除林奇综合征(LS)。
CRC中的MSI/MMR状态具有如下4个作用:
检测LS,患者因此可从密切随访、预防性阿斯匹林、根治性手术、不同的辅助治疗中获益;预后,MSI肿瘤较少淋巴结转移和同时性肝转移,细胞分化程度与预后无关,不过转移性疾病时MSI为不良预后作用;化疗反应,II期患者不能从化疗中获益;免疫调节治疗。
本文主要论述MSI肿瘤的病因与诊断,并总结MMR状态对治疗CRC的重要性。
微卫星不稳定性MSI是DNAMMR系统缺陷的一种反应,DNAMMR缺陷可致“突变表型”,形成免疫表型。
误配修复基因系统MMR对保证遗传学稳定性非常重要,二聚体MSH2/MSH6(MutSα)和MSH2/MSH3(MutSβ)负责检测复制错误,招募MLH1/PMS2降解突变片段并重新合成DNA。
MSH6表达是MSH3的10倍,MutSα:
MutSβ为10:
1,因DNA损害引起的细胞周期捕获和程序化细胞死亡也需要MMR系统参与,因此dMMR时严重受损细胞不能去除,导致突变和癌症发生进展。
MSI和MSSCRC的表型差别MSICRC的病因
1)林奇综合征
LS是MMR基因突变的显性遗传病,主要由MLH1和MSH2胚系突变引起,MSH6和PMS2突变较少见;MLH1或MSH2胚系半等位基因甲基化引起的“表观突变”也是原因之一;EpCAM位于MSH2上游,其缺失致MSH2表观沉默,也与LS有关;LS需MMR双等位基因均失活才会发生。
http:
//www.lscarisk.org网址提供了LS相关癌症类型、发病年龄和致癌基因缺陷的详细内容。
怀疑LS时应详细询问家族史,采用阿姆斯特丹标准和百塞斯达修订标准评估,最近还有MMR-pro、PREMM和MMRpredict程序进行计算评估。
推荐LS患者严格随访,预防性结肠切除无意义,但预防性子宫和卵巢输卵管切除能降低子宫内膜癌和卵巢癌风险。
随访内容包括:
25岁(家族内最早发病不足30岁时,以最早实际发病年龄-5)起每1-2年进行一次结肠镜;家族内有胃癌患者或高胃癌风险时,30岁起2年一次上消化道内镜。
有些检查如盆腔超声、CA125、阴道检查均缺少高水平证据支持。
因敏感性低,不推荐其它LS相关癌症随访。
关于LSCRC的正确手术方式仍有争议,有良好证据支持阿斯匹林能减低LSCRC风险。
2)“林奇样综合征(LLS)”和MSICRC新病因
MMR基因体突变、启动子甲基化和胚系突变均参与dMMR,但极少一部分MSI肿瘤并无直接的MMR基因改变。
不足35%的肿瘤表现为IHC方法的MMR状态异常或分子分析时表现为MSI,且有LS相似家族史,但其遗传学检查未发现MMR基因遗传突变,也不能证实存在散发MLH1启动子过甲基化,这称作LLS,占所有疑为LS患者的70%。
LLS可能源于某些非MMR基因突变,导致与LS非常一致的肿瘤表型;也可能是MMR基因发生了标准方法不可检测到的突变;MH3双等位基因突变时可发生MSICRC,但其重复序列长度超过传统MSI检测长度;另一种可能就是MMR基因体突变伴其它等位基因的LOH,如POLD1、POL、MUTYH、FAN1、NTHL1、PIK3CA、BRCA1/2、PTEN、STK11、SMAD4、BMPR1A、KLLN、AKT1、AXIN2、BUB1和BUB3。
3)家族性X型CRC
具有CRC家族史,满足阿姆斯特丹标准,完整的DNAMMR,PCR法未发现MSI,此时称作家族性X型CRC(FCCTX)。
FCCTX患者CRC风险是普通人群2倍,缺少结肠外癌症表现。
其遗传学机制不清,与LLS一样,可能是几个相关基因突变所致。
4)结构性MMR缺陷(CMMRD)综合征(MMR双等位基因结构性突变)
结构性MMR缺陷综合征患者的所有组织均为MMR缺陷,是少见MSICRC病因。
患者临床表型不同于LS,极早发生血液学肿瘤、脑肿瘤和小肠癌症。
CRC亦可发生,外显性低于其它MSI肿瘤,多发生于左半结肠,与LLS和LS一样,5)散发MSICRC
散发MSI相关CRC多数源于获得性MLH1启动子过甲基化,其遗传背景是所有基因启动子的过甲基化,即CIMP,90%MSICRC属于此种机制。
散发MSICRC与LSCRC具有许多相同特征,但散发者多为女性、年龄较大,多源于锯齿样结构损害。
BRAF是MAPK信号途径一员,直接作用于RAS,活化MEK,促进肿瘤发生。
BRAFpV600E(c.1799T>A)突变发生率15–20%,具有重要的预后和治疗意义,文献显示散发MLH1MSICRC的BRAF突变达63.5%,多数具有BRAF活化突变的CRCs也表现为CIMP,而CIMP和BRAF突变在LS相关肿瘤中不足1%,因此BRAF突变可用作排除标准。
不过结肠外散发肿瘤的BRAF突变频度较低,对区分散发dMMR与LS相关结肠外肿瘤无意义。
MMR状态命名与确定1.MSI诊断
PCR法检测肿瘤和正常细胞的核酸重复序列并进行比较,≥30–40%为MSI-H,<30–40%为MSI-L,无MSI者为MSS,MSI-L的作用仍有争议,MSICRC仅指MSI-HCRC,与dMMRCRC可互换应用。
2.IHC检测dMMR肿瘤
MMR蛋白包括hMLH1、hMSH2、hMSH6和hPMS2,采用IHC检测MMR蛋白可以代替PCR法检测MSI,所有MMR蛋白正常表达提示肿瘤DNAMMR正常,不过5%MSICRC也可有MMR蛋白全表达,因此IHC检测MMR蛋白不能完全排除dMMR,原因包括dMMR缺陷由上述4种基因之外的MMR基因异常所致,或是MMR蛋白虽有表达但功能异常。
真核MMR蛋白为异二聚体,hMSH2和hMLH1蛋白是主亚单位,突变缺失时其伴随亚单位表达也常缺失,hMSH6或hPMS2单独表达缺失见于各自基因的结构性突变,并不影响hMSH2或hMLH1表达,IHC检测蛋白缺失既可以是MMR基因突变也可以是其它CRC相关基因突变所致。
此外EpCAM体突变致MSH2过甲基化引起的LS也会导致IHC检测时MMR蛋白表达缺失,但此时MSH2突变分析为阴性,有研究显示MSH2阴性CRC中EpCAM免疫染色阴性时提示EpCAM异常,特异性100%。
3.PCR法与IHC法检测MMR状态
MSH6结构性突变时PCR法可能不能发现MSI,这是DNAMMR系统功能冗余所致,但IHC法此时可发现MSH6表达缺失;IHC检测的最大缺点是无法发现蛋白表达不变、但功能缺失的少见错义突变,常见于MLH1和MSH6基因,此时PCR法检测MSI有助于发现MMR陷缺;同时结合BRAF的检测有助于确定LS风险。
4.NGS在明确MMR状态中的作用
有研究显示根据癌症突变负荷,NGS法检测dMMR优于IHC和PCR,同时还证实了突变负荷与PD-1阻滞治疗疗效间的关联;NGS还可发现一些标准检测未发现的LS;可以发现DNAMMR基因体突变伴随LOH及附加基因结构性突变,导致dMMR。
不过目前用于NGS检测的CRC基因组合尚无共识推荐,存在结论不一致或假阴性的情况。
MMR状态是林奇综合征诊断的重要依据小于50岁的早发CRC,家族史对确定LS很关键,如阿姆斯特丹和百塞斯达标准,但吻合率较低,2009年Jerusalem标准推荐所有CRC进行IHC和PCR检测MMR蛋白和MSI,最大可能鉴别LS。
BRAF突变与CIMP相关,50–70%的散发dMMRCRC通常为MLH1启动子获得性过甲基化所致,因此建议BRAF和/MLH1启动子过甲基化检查以排除散发疾病。
当肿瘤无MLH1表达且BRAF突变阴性或MLH1启动子过甲基化阴性时,或肿瘤缺少MSH2、MSH6或PMS2表达时应进行遗传学检测(图1和2)。
图1IHC检测流程图2IHC检测流程EGAPP将LS定义为恶性疾病的遗传易感性,由MMR基因结构性突变引起,以代替HNPCC,并首推新诊断CRC患者,采用IHC检测MMR蛋白或PCR检测MSI,同时进行BRAF检测,以降低其亲属肿瘤发病率和死亡率。
ASCP、CAP和ASCO发布指南推荐CRC分子学检查,用作预后分层并鉴别LS。
NICE也推荐所有新诊断CRC进行LS检查,IHC和MSI均可用作筛查工具。
MSI是CRC的预后标志1.5-FU辅助化疗时MSI的预后作用
多数研究显示MSI具有保护作用,MSI肿瘤生存优于MSS肿瘤,但证据仍不是非常充分;含5FU的辅助化疗时,MSICRC肿瘤的OS和无复发生存(RFS)优于MSS肿瘤,II期肿瘤中似乎更突出,因此CRC发生机制可能会影响治疗选择和患者结局。
2.辅助性FOLFIRI中MSI的预后作用
依立替康不用于CRC辅助治疗,亦无明确证据表明FOLFIRI适用于MSI肿瘤。
3.辅助性FOLFOX治疗时MSI的预后作用
FOLFOX治疗MSICRC数据有限,MSI预后作用数据缺乏,MSICRCs可能对奥沙利铂敏感。
4.辅助性西妥昔单抗治疗时MSI的预后作用
无明确证据改变现有治疗推荐。
5.辅助性贝伐单抗治疗时MSI的预后作用
无明确证据改变现有治疗推荐。
6.KRAS和BRAF对MSI预后的影响
转移性MSICRC存在BRAF突变时生存较差;无KRAS和BRAF突变的III期MSSCRC与MSICRC经FOLFOX治疗后DFS相似;KRAS或BRAF突变MSICRC和MSSCRC相比,前者的DFS和OS更优。
因此有必要对MSICRC采用分子标志进行亚分层。
7.MSICRC中新的预后标志
如上所述MSICRC进一步预后亚分层与不同的分子改变有关,除KRAS和BRAF以外,目前还发现LINE-1低甲基化状态与更高死亡率相关。
MSI对含5-FU化疗的预测作用现有证据显示所有II期肿瘤均应行MMR检查,因为II期MSI肿瘤不能从5-FU化疗中获益,奥沙利铂能克服对5-FU的耐药,近端、III期、N1和散发肿瘤可能获益最多。
目前悬而未决的问题是MSI状态究竟对II和III期CRC影响有何不同,5-FU对II期MSICRC患者究竟带来哪些损害,MSI预后和预测作用的潜在机制是什么。
MSI对CRC免疫治疗的预测作用1.MSI对免疫节点抑制剂的预测作用
假说认为MSICRC预后更佳是源于大量突变导致更多新抗原产生,刺激抗肿瘤免疫反应,Th1和IFNγ与更佳预后相关,Th17和IL-17则与预后不佳相关。
MSI肿瘤能选择性上调肿瘤微环境(TME)中的多个免疫节点表达:
PD-1、PD-L1、CTLA-4、LAG-3和IDO,使肿瘤免受免疫介导杀伤,因此阻滞上述节点可有效治疗CRC,2期研究中帕姆单抗治疗MSI肿瘤有效,而pMMR肿瘤无效,基因组分析显示dMMR肿瘤平均体突变1782,而pMMR为73,高突变负荷与PFS相关,因此FDA批准帕姆单抗治疗转移性难治性MSIC
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