病理干货 | 跟着《专家共识》细说MSI

2024-05-10 上海阿克曼病理 上海阿克曼病理 发表于上海

在此,我们就着这份专家共识,对MSI做个简单介绍。

3月11日,中国医师协会医学技师委员会病理技术专家组、中国医学装备协会病理装备分会标准化部、中国研究型医院学会病理学专业委员会病理技术学组和中国抗癌协会肿瘤病理专业委员会病理技术学组在《临床与实验病理学杂志》上发表了《微卫星不稳定性(MSI)检测技术专家共识》,对于MSI的检测给出了最新的指导性意见。

在此,我们就着这份专家共识,对MSI做个简单介绍。

01 什么是微卫星不稳定性?

微卫星不稳定性(Microsatellite Instability, MSI)是指在细胞的DNA中,一些特定类型的重复序列(称为微卫星)发生了异常的插入或缺失,从而导致这些微卫星区域的长度发生变化,形成了不同于正常细胞的新微卫星等位基因。微卫星是由1到6个碱基对组成的短串重复序列,在基因组中广泛分布,由于其重复性质,这些区域特别容易受到复制错误的影响。

这种不稳定性主要是由于DNA错配修复(Mismatch Repair, MMR)系统的功能缺陷所引起。MMR系统是一个关键的DNA修复途径,负责在DNA复制过程中校正碱基错配和插入/缺失错误。当MMR功能失常时,微卫星区域在细胞分裂时无法得到有效修复,累积的复制误差就会导致微卫星长度变异。

MMR 的缺陷也导致整个基因组的无关基因座中出现新的体细胞突变。这些突变可能会产生免疫原性蛋白,可能会“激发”对肿瘤中外来肿瘤抗原的免疫应答。高度微卫星不稳定性(MSI-H)肿瘤可能比微卫星稳定 (MSS) 肿瘤更容易受到免疫检查点抑制剂处理的影响,使得针对多种肿瘤进行的 MSI 分析对识别哪些肿瘤可能会通过免疫治疗减缓生长至关重要。此外,MSI-H状态的肿瘤可能对某些类型的化疗反应较差,而对免疫治疗有较好的响应。因此,微卫星不稳定性检测对于患者的个性化治疗选择、预后评估以及遗传性肿瘤风险筛查具有重要意义。

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MSI示意图(图片出处:PMID: 31494725)

02 MSI检测位点

MSI位点检测Panel简称为“2B3D”,该Panel包括2个单核苷酸位点(BAT-25和BAT-26)和3个双核苷酸位点(D2S123、D5S346和D17S250)。

03 MSI分类

MSI(Microsatellite Instability)微卫星不稳定性可以根据不稳定性程度的不同来进行分类:

1. 高度微卫星不稳定(High Microsatellite Instability, MSI-H):

  • “2B3D”中,有2个或2个以上的微卫星位点不稳定。

  • 细胞中存在多个微卫星序列显著的变化,表现为大量微卫星位点出现插入或缺失突变。

  • 通常与错配修复(Mismatch Repair, MMR)基因的功能丧失相关,常见于散发性和遗传性结直肠癌和其他类型的一些癌症。

  • 在肿瘤学中,MSI-H状态通常与更好的免疫检查点抑制剂治疗反应率相关联。

2. 低度微卫星不稳定(Low Microsatellite Instability, MSI-L):

  • “2B3D”中,若有1个微卫星位点不稳定。

  • 这种情况下,细胞的微卫星序列也有一些变化,但不如MSI-H那样显著。

  • MSI-L状态的临床意义和生物学特性相比MSI-H要复杂得多,一般认为它的预后意义较模糊,也可能与癌症风险增加有关。

3. 稳定(Microsatellite Stable, MSS):

  • “2B3D”中,5个微卫星位点均稳定。

  • 细胞的微卫星序列保持稳定,没有明显的长度变化。

  • 大多数癌症属于MSS类型,它们的微卫星序列不会自发地发生大量的插入或缺失突变。

04 MSI与MMR的关系?

MSI和错配修复(Mismatch Repair, MMR)之间存在着密切的关系。MMR系统是细胞内一种重要的DNA修复机制,负责识别并修复DNA复制过程中产生的错误,特别是在微卫星序列上的错配。微卫星是基因组中短的、重复的DNA序列,它们在DNA复制过程中容易发生插入或缺失,导致微卫星长度的变化。

当MMR系统功能正常时,它能够纠正这些复制错误,维持微卫星序列的稳定性。然而,当MMR系统的组分(如MLH1、MSH2、MSH6和PMS2等蛋白)发生突变或表达异常时,MMR功能受损,无法有效修复微卫星序列的复制错误,从而导致MSI的发生。这种由于MMR缺陷导致的MSI被称为dMMR(错配修复缺陷型MSI)。

临床意义: MSI和MMR的检测对于某些癌症的诊断、预后判断以及治疗选择具有重要意义。例如,在结直肠癌中,MSI-H与较好的预后相关,并且MSI-H/dMMR的肿瘤对某些免疫治疗药物如PD-1/PD-L1抑制剂有较好的反应。此外,林奇综合征(Lynch Syndrome)是一种遗传性疾病,其特征是MMR基因的胚系突变,导致个体易于发生结直肠癌和其他恶性肿瘤。

两者区别:虽然MSI和MMR的检测一致性很高,但它们并不总是完全等同。在某些情况下,可能会出现MSI-H阳性肿瘤但未检测到MMR蛋白缺失,或者MSH6突变导致的dMMR引起的MSI率较低,可能达不到诊断MSI-H的标准。因此,临床上虽然经常将MSI和MMR混为一谈,但在某些特定情况下,它们之间的区别是重要的。

检测方法:检测MSI和MMR的方法主要包括免疫组织化学法(IHC)和聚合酶链式反应(PCR)。IHC主要用于检测MMR蛋白的表达情况,而PCR则是检测微卫星位点的不稳定性。

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错配修复机制示意图(图片出处:PMID: 29743854)

05 MSI对临床有什么帮助

1. 肿瘤诊断与分类:

  • 微卫星不稳定检测可以帮助识别某些肿瘤是否源于错配修复(Mismatch Repair, MMR)系统的缺陷,尤其是与Lynch综合征相关的遗传性肿瘤,如结直肠癌、子宫内膜癌等。

  • MSI检测可以作为一种分子标志物,用于区分散发性肿瘤和遗传性肿瘤,特别是在结直肠癌中,区分Lynch综合征和非遗传性结直肠癌。

2. 预后评估:

  • 在结直肠癌中,MSI-H的肿瘤与较好的预后相关,通常不倾向于淋巴结转移和远处转移。

  • MSI状态也可作为预测患者生存期和复发风险的一个指标。研究表明,MSI-H患者比MSI-L患者的OS(总生存)更长与复发风险更低。

3. 治疗指导:

  • MSI-H的肿瘤患者对免疫检查点抑制剂治疗,特别是针对PD-1/PD-L1通路的药物,具有较高的响应率。因此,MSI检测结果可以作为决定是否采用免疫治疗的重要依据之一。

  • 反之,对于MSI-L或MSS状态的肿瘤患者,则可能对免疫治疗反应不佳,更适合采用其他治疗方法。

  • MSI可预测5-FU类化药的治疗效果。研究表明:MSI-H结直肠癌Ⅱ/Ⅲ期患者无法从5-FU的单药辅助治疗中获益。

4. 遗传咨询与家族筛查:

  • 如果检测结果显示患者存在高度微卫星不稳定,可能提示存在Lynch综合征等遗传性肿瘤易感症候群,此时可以指导进一步的遗传咨询和家族成员筛查。

5. 监测与随访:

  • 对于已经接受治疗的患者,定期监测微卫星稳定性可以作为病情监测和治疗效果评估的一种手段。

06 MSI检测与免疫药物治疗

MSI-H/dMMR患者都能受益于免疫检查点抑制剂治疗。

1. 高度突变负荷:

MSI-H的肿瘤由于DNA错配修复机制(MMR)的缺陷,导致在DNA复制过程中产生大量的微卫星序列长度变化,这种高度的不稳定性增加了肿瘤细胞的突变负荷。这些突变可能产生新的或改变的蛋白质(新抗原),这些新抗原可以被免疫系统识别为外来物质,从而激活免疫系统对肿瘤的攻击。

2. 增强的免疫反应:

免疫检查点抑制剂,如PD-1、PD-L1和CTLA-4抑制剂,能够解除肿瘤细胞对免疫系统的抑制作用。在MSI-H肿瘤中,由于存在大量的新抗原,免疫系统已经被激活,但可能受到某些免疫检查点的抑制。免疫治疗通过阻断这些检查点,可以进一步增强免疫系统对肿瘤的攻击。

3. 肿瘤微环境:

MSI-H肿瘤的微环境可能更有利于免疫细胞的渗透和活性。由于MMR缺陷导致的突变,肿瘤细胞可能更容易被免疫系统识别,并且可能有更多的免疫细胞浸润到肿瘤组织中。

免疫检查点抑制剂相关研究数据

  • 纳武利尤单抗对MSI-H/dMMR转移性结直肠癌患者的治疗有效率为31%。

  • 帕博丽珠单抗对MSI-H/dMMR患者姑息一线治疗的客观有效率为43.8%、PFS为16.5个月,优于靶向治疗(靶药治疗客观有效率为33.1%,PFS为8.2个月)。

  • 恩沃利单抗对结直肠癌、胃癌和其他实体瘤患者的ORR为42.7%,疾病控制率为66.0%。

07 哪些肿瘤需要检测MSI

2019年《Journal of Molecular Diagnostics》发表的一篇研究表明:研究者对超过6.7万例肿瘤样本进行分析显示:许多肿瘤类型中存在MSI-H,MSI-H总发生率为约为1.5%(共1000例)。

发生率由高到低的瘤种分别是子宫内膜癌 (16.5%)、小肠癌 (4.6%)、结直肠癌 (4.5%)、阑尾癌 (4%)、胃癌 (3.4%)、其他子宫癌 (3.2%)、前列腺癌 (2.7%)、宫颈癌 (1.9%) 和原发部位不明肿瘤 (CUP) (1.9%)

  • NCCN和CSCO推荐MSI/MMR检测为结直肠癌、子宫内膜癌、小肠腺癌和胃癌一线治疗方案的必要检测。

  • 行林奇综合征查和接受免疫治疗的实体瘤患者均推荐行 MSI检测。

08 阿克曼病理的检测推荐

作为病理诊断项目之一,阿克曼病理也为MSI检测和MMR检测提供了相应的病理检测项目,以下是两个项目的检测方法、标本要求等信息。 

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*本文(包括图片)仅供行业交流学习用,不作为医疗诊断依据。

参考文献

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