msi：一个地位日益上涨的肿瘤biomarker

1、MSI ：一个地位日益上涨的肿瘤Biomarker ！来源 | 医脉通编辑| 飞过海2017 年 5 月 23 日， FDA 加速批准了全球首款不区分肿瘤组织的抗癌疗法，即PD-1 抗体 Keytruda 被 FDA 批准用于“ MS-IH/dMMR 亚型”的实体瘤，成为首款不依据肿瘤来源，而依据生物标志物进行区分的抗肿瘤疗法。应用在成人和儿童，MSI-H 或 dMMR 的，没有其他治疗选择的，不可切除或转移性实体瘤患者。并且批准其应用在5-FU 、奥沙利铂、伊立替康耐药的MSI-H 或 dMMR 结直肠癌患者中。2017 年 8 月 1 日， FDA 又加速批准了Opdivob 在 MSI-

2、H 或dMMR 结直肠癌中的相似适应证。至此， FDA 正式将 MSI 作为一种有效的生物标记物( Biomarker )列入到临床实践“阵营”中。为了验证Keytruda 治疗携带MSI-H 或者 dMMR 实体瘤患者的有效性和安全性，研究团队开展了5 项临床试验，共招募了 149 名癌症患者，涉及15 种肿瘤类型。其中，最常见的癌症是结直肠癌、子宫内膜癌和其它消化道癌症。结果显示，39.6% 的患者达到了完全或部分缓解。78%的患者药物响应持续了 6 个月以上。更让人振奋的消息是，出现响应的肿瘤类型非常广，包括了10 种癌症。有分析称，从这个结果看起来，如果确定是MSI-H/dMMR 亚型

3、，各种各样的肿瘤都有可能从PD1 免疫疗法中获益。MSI 简述 MSI 的中文是“微卫星不稳定性”， 微卫星是短DNA序列的串联重复序列，在基因组中广泛存在。在肿瘤的整个基因组中，会有些微卫星有很多小的基因突变，导致有些微卫星是不稳定的。这种现象就是微卫星不稳定性（MSI ） 。由于错配基因修复缺陷（dMMR ） ，肿瘤可以通过MSI 通路进一步发展。MSI 检测在结直肠癌患者中已经广泛应用于临床，而在其他肿瘤中的探索也仍在继续。MSI 也可能在子宫内膜、卵巢、皮肤、脑肿瘤和上消化道肿瘤中起到作用。散发病例的研究表明，MMR 基因（例如MLH1 ， MSH2 ，MSH3 ， MSH6 和 PM

4、S2 ）的染色体突变导致失活，可导致MSI ，从而造成有遗传性基因突变（林奇综合征等）的人群癌症发生风险上升。MLH1 启动子甲基化，MSH2 表观遗传失活、由mRNAs 介导的 MMR 基因下调也可以产生MSI 。一般典型的肿瘤的外显子组中可能有近100 个基因突变。但是 MSI 阳性的结直肠癌患者在肿瘤细胞的编码区中可能有几千个基因突变。MSI 阳性的肿瘤也有更多例如细胞毒T 细胞等的肿瘤淋巴细胞浸润（ TILs） ， 这可能与由突变负荷（ ML）导致的新抗原（neoantigens ）的产生较多密切相关。这些 neoantigens 可以被识别为异体物质，引起进一步的免 疫反应。MSI

5、的分类和检测MSI 分类： MSI 可以根据程度被分成高微卫星不稳定性( MSI-H, MSI-high ) ， 低卫星不稳定性( MSI-L,MSI-low )或微卫星稳定(MSS)三类。一般来说，若在检测时30% 以上的重复序列是不稳定的，即为 MSI-H ；如果检测时小于30% 的重复序列不稳定，即为MSI-L ；如果没有重复序列是不稳定的，即为MSS 。检测方法：根据MSI 和 /或 MMR 基因测序、免疫组化结果，可以筛选出患林奇综合征机会较小的人群。1) .11MSI 检测可以探测到微卫星重复序列的不正常数目，提示有 dMMR 基因的人可能会罹患癌症。2) . 免疫组化 ( IHC

6、) 可以找到MMR 基因是否表达出了蛋白，如果蛋白没有表达，那么编码该蛋白的基因也可能出了问题。3) . 应用PCR 为基础的MSI 检测可以扩增肿瘤组织的DNA片段，与正常的DNA 做出对比。该方法可以检测出由NCI/ICG/HNPCC 推荐的贝塞斯达标志物( 2 个单核苷酸和3个二核苷酸)或5 个单核苷酸的Biomakers 。4) . 最近的研究结果表明，应用一种单一的单核苷酸Biomarker CAT25 确定肿瘤是否有dMMR 有着很高的精确度和敏感度。但是，这个方法需要继续在其他人种中进行验证性试验。5) .14 MSI 检测在 MLH1 或 MSH2 突变的患者中有80-91%的

7、敏感度，在 MSH6 或 PMS2 突变的患者中有55-77% 的敏感度。根据panel 设计组成，精确度大概在90% 左右。6) .IHC 是 MSI 检测的补充策略，原理是大多数MSI-H 患者都会有一个MMR 基因相关蛋白的表达缺失。如果某种蛋白没有表达，就可以针对对应的基因做突变分析。IHC 检测的敏感度为83% ， 精确度可达89% 。 其较为方便、价格便宜，对于在MSI 检测时检测不到的MSH6 蛋白缺失也可以做出有效的补充。但是 IHC 的染色方法多样，解读结果的不确定性也较大。临床上经常同时行MSI 检测和 IHC 检测，以免发生遗漏，但是如果花费不允许或者标本不可及，也可以根

8、据情况进行调整。最新研究表明，在子宫内膜癌患者中，MSI 检测和 IHC 检测的结果相似，一致性达92% 。最近， NRG Oncology and Gynecologic Oncology Group 正在开展了一项评估子宫内膜癌中，联合 MSI 检测、 MLH1 甲基化和 IHC 三种检测方法，确定在单一应用IHC 或 MSI 检测时，没有识别出来的林奇综合征敏感度的研究。现在应用MSI 检测确定患者是否有林奇综合征、进行预后预测、指导辅助治疗等方向的研究已经很多，尚待进一步的研究确认。MSI 检测， 因为已有确凿证据证实MSI-H 的晚期患者可以从免疫治疗中获益。什么是“ MS-HI /

9、dMMR 亚型”肿瘤？ MSI-H 的中文是“微卫星不稳定性高”， dMMR 的中文是“错配修复缺陷”， 这是在很多实体瘤中都存在的一种亚型，但比例不高。结直肠癌，子宫内膜癌，胃癌等类型中患者人数相对较多。“ MS-IH/dMMR 亚型”这种亚型肿瘤的特点，就是修复 DNA的一些重要蛋白失去功能。这导致 DNA 出错概率大大增加，因此这类癌细胞中出现大量的DNA 突变。 “ MS-IH/dMMR 亚型”肿瘤细胞 DNA 突变多，长相奇特，容易被免疫细胞所识别。正因为“ MS-HI /dMMR 亚型”肿瘤 DNA 突变多，要伪装自己为正常细胞这一免疫逃逸方法不容易实现，因此只好依赖启动 PD1-

10、PDL1 系统来抑制免疫细胞。而 PD1-PDL1 抑制剂，专门攻击的就是用PD1-PDL1 系统来躲避免疫系统的肿瘤。这就是“ MS-HI /dMMR 亚型”肿瘤响应 PD1 疗法效果良好的原因。“ MS-IH/dMMR 亚型”肿瘤进展到晚期，通常对化疗不敏感，而且由于DNA突变多，容易进化而产生耐药，因此传统上讲患者的预后较差。但随着 PD1/PDL1 抑制剂的出现，柳暗花明又一村，这类肿瘤对免疫疗法的响应异常好，远超绝大多数肿瘤类型。MSI 与瘤种根据美国散发病例的数据，在结直肠癌患者中大概有 15% 的 MSI 发生率。 在胶质母细胞瘤、淋巴瘤、 胃癌、卵巢癌、子宫内膜癌和胆管癌中也有

11、报道。根据最近的分子学分析研究结果，MSI 发生率较高的肿瘤有：结肠腺癌、食管癌、直肠腺癌、胃腺癌、子宫体和子宫内膜癌。另外一个研究评估了在18 种肿瘤中MSI 的情况，结果表明有14 种肿瘤可见MSI 阳性。其中，在子宫内膜癌、胃癌、直肠癌和结肠癌中MSI-H 的阳性率较大。作为预后预测因子一个入选了31 个研究，纳入12782 个肿瘤患者的系统评价中显示，MSI 阳性的肿瘤患者的总生存（ OS ）和无病生存（DFS ） 均较好， 并且相对于分期为独立预后因素。但是，期的结直肠癌与/ 期相比， MSI-H 患者的病理类型更差， 生存结局也更差。这些研究也支持了在dMMR 进展期结直肠癌患者的

12、无进展生存（PFS ）和 OS 结局更不尽如人意的研究结果。结直肠癌患者中，MSI 也为对 5-FU 为基础的辅助化疗无效的预测因子。并且，另有研究提示MMR 水平预示着接受PD-1/PD-L1 免疫检查点抑制剂的有效性。在其它癌种中，MSI 水平的预测作用还尚不完全明确。在胃癌的一个研究中，11% 的患者术后提示为MSI-H 相对于 MSS患者OS 更长。但是另一个研究却未表明MSI 状态与胃癌患者的OS 相关。在一个浸润性上尿道移行细胞癌的临床研究中提示（该研究对 MSI-H 的标准为大于20%） ， MSI-H 患者的预后更好。在早期子宫内膜腺癌的研究中，MSI 提示患者预后较差。作为免

13、疫治疗的BiomarkerPD-1 抑制剂 Pembrolizumab 治疗 dMMR 或错配基因修复完整（ pMMR ） 的转移性结直肠癌，和其他 dMMR 肿瘤的临床试验中的数据显示，患者的客观缓解率（ ORR ）与 PFS 可达 40% 和 78% 。与 pMMR 患者相比，dMMR 患者的中位PFS 和 OS 时间均更长。并且，在dMMR 患者较 pMMR 患者中更容易产生染色体突变，具有更高的突变负荷（ML ） ，这与患者的免疫治疗疗效和OS 延长密切相关。所以，dMMR 为 PD-1 抑制剂疗效的预测因子。KEYNOTE-016 研究入组了149 例 MSI-H/dMMR 肿瘤的患

14、者， 包括 90 名结直肠癌患者和59 名其他 14 个瘤种的患者，应用 pembrolizumab 治疗。结果表明在结直肠癌中患者的ORR 为 36% ， 在其他瘤种中为46% 。 在治疗有效的患者中，78% 的患者反应时间超过6 个月。于是乎正如文中开始提到，5 月 23 日， FDA 加速批准了pembrolizumab 在不可切除或转移性的，没有其他治疗手段的， MSI-H 或 dMMR 实体瘤患者，和既往应用5-FU 、奥沙利铂、伊立替康耐药的MSI-H 或 dMMR 结直肠癌患者中的 适应证。同样的， 根据 Checkmate-142 研究结果，多重耐药的MSI-H或 dMMR 转

15、移性结直肠癌患者接受3mg/kg 单药 nivolumab治疗可获得32% 的 ORR ，并包括2.7% 的完全缓解。8 月 1 日， FDA 也加速批准了nivolumab 在标准化疗后进展的 MSI-H 或 dMMR 转移性结直肠癌患者中的适应证。对于 PD-1/PD-L1 通路抑制剂在MSI-H 患者中的其他探索仍在继续（见下表）。 Atezolizumab+ 贝伐珠单抗+cobimetinib的联合治疗策略有着很好的前景，可能将免疫检查点抑制剂的适应证扩展至pMMR 患者中去。最近的研究评估了在78例 MSI-H 胃癌患者中PD-L1 表达的情况，结果表明61.5%的患者有PD-L1 表达， 9%的患者在肿瘤组织中表达，60.3%的患者在免疫细胞中表达。在免疫细胞中有PD-L1 表达的患者与无表达的患者相比，淋巴结转移风险有意义的下降。在免疫细胞中有PD-L1 表达也是 OS 更长的预测因子。一个罕见，但是临床意义很大的卵巢透明细胞癌（CCOCs ）队列研究结果表明，MSI 患者较 MSS 相比， CD8+ 、 PD-1+和 TILS 的数量均有明显上升。这说明， CCOCs 很有可能从免疫治疗中获益，以后可能会在CCOCs 患者中常规行MSI检测。参考文献1. 该文出处：Biomarker Basic