肿瘤微卫星不稳定性（MSI）检测
来源：裕策生物
每年可以指导约 5.8 万 MSI-H 的中国肿瘤患者进行免疫药物治疗。微卫星不稳定性（Microsatellite Instability, MSI）微卫星 (Microsatellite) 是遍布于人类基因组中的短串联重复序列, 有单核苷酸、双核苷酸或高位核苷酸的重复，重复次数 10-50 次。与正常细胞相比，肿瘤细胞内的微卫星由于重复单位的插入或缺失而导致微卫星长度的改变，就叫做微卫星不稳定性。大量研究表明，MSI 是由错配修复 (MMR) 基因发生缺陷引起的，与肿瘤的发生密切相关。临床上已将 MSI 作为结直肠癌及其他实体瘤预后和制定辅助治疗方案的重要分子标志物，并应用于协助 Lynch 综合征筛查。对于不同肿瘤，其存在 dMMR/MSI-H 的比率是不同的，具体比例如下图所示：检测意义据文献报道，大约 15% 的结直肠癌中存在 MSI-H 现象，与 MSS 特征的结直肠癌相比，其发病机制、预后和对药物的敏感性均不同。在非结直肠癌的实体瘤中，也存在着不同比例的 MSI-H 现象，MSI 状态不同的实体瘤在对 Keytruda 响应率方面存在显著性差异。1. 转移性结直肠癌（mCRC）患者对 PD-1 免疫治疗获益预测2015 年在新英格兰医学杂志发表的 NCT 研究结果表明，PD-1 单抗治疗对 MSI-H 的 mCRC 表现出高缓解率，因此 Keytruda 单抗治疗 MSI-H 的 mCRC 获得 FDA 突破性疗法认定。右图即是 FDA 批准 Keytruda 治疗 MSI-H 的 mCRC 的临床证据。图中黑线、红线分别代表 MSI-H 和 MSS 的患者，无论是从无进展生存期还是总体生存率来看，同样是接受 Keytruda 治疗的情况下，具有 MSI-H 特征的比具有 MSS( 微卫星稳定性) 特征的 mCRC 患者生存期更长。 2. MSI-H 的实体瘤（非结直肠癌）抗 PD-1 免疫治疗获益预测2017 年，FDA 批准 Keytuda 用于治疗 MSI-H 或 dMMR 的实体瘤患者。这是首款不依照肿瘤来源，而是依照分子标记物进行区分的抗肿瘤疗法，具有里程碑式的意义。在 86 例非结直肠癌患者中，客观缓解率高达 54%，疾病控制率达 72%。下图表示的是 MSI-H 患者在接受 Keytruda（抗 PD-1 药物）治疗后 20 周肿块大小的变化，很大一部分患者肿块缩小，部分患者缩小的比例为 100%，也就是完全消失；临床数据显示，在结直肠癌中客观缓解率和疾病控制率分别为 52% 和 82%，在非结直肠癌中分别为 54% 和 72%，表明无论是结直肠癌还是其他实体瘤，只要患者具有 MSI-H 的特征，使用 Keytruda 的疗效都非常好，这也是 FDA 批准 Keytruda 治疗 MSI-H 实体瘤患者的根本原因。3. II 期结直肠癌患者的用药指导和预后预测下面左图中，黄色和蓝色生存曲线分别代表了只做手术而不化疗的和手术后又使用氟尿嘧啶化疗的 MSI-H II 期结直肠癌患者，从临床结果中，我们能看到 MSI-H II 期结直肠癌患者不能从氟尿嘧啶类单药辅助化疗中获益，反而有更大的副作用。下面右图中，黄色和蓝色生存曲线分别代表了 MSI-H 的和 MSS 的 II 期结直肠癌患者，我们可以看到 MSI-H 可以作为 II 期结直肠癌患者良好预后的分子标记。4. Lynch 综合征的筛查Lynch 综合征，亦称遗传性非息肉病性结直肠癌 (HNPCC)，是由 MMR 基因胚系突变所致的显性遗传病。90% 以上的 Lynch 综合征具有 MSI-H 特征，而散发性结直肠癌中只有约 15% 患者具有 MSI-H 特征，所以临床上可用 MSI 检测来进行 Lynch 综合征的筛查。Lynch 综合征患者及其家族成员常见结直肠癌、子宫内膜癌、胃癌、卵巢癌等多种 Lynch 综合征相关肿瘤，因此 MSI 检测对于患者本人及其家族成员均有重要意义。NCCN 专家组强烈建议在所有 50 岁以下的结肠癌患者中开展 MSI 检测，因为该群体患 Lynch 综合征的可能性更大。dMMR 与肿瘤免疫用药2017 年 5 月 23 日，FDA 首次批准了 PD-1 抗体药物 Keytruda 用于「dMMR/MSI-H」型实体瘤的治疗，这是首款不依照肿瘤来源，而是依照分子标志物进行区分的抗肿瘤疗法，具有里程碑式的意义。临床试验中 86 例具有 MSI-H 特征的实体瘤患者，客观缓解率高达 54%，疾病控制率达 72%。当肿瘤细胞中存在 MMR 基因功能缺失（Mis-Match Repair deficiency，简称 dMMR）时，标志肿瘤细胞失去对 DNA 复制错误的修复能力，肿瘤细胞内将积累大量突变，就会伴随出现微卫星不稳定性（MSI）特征。研究表明，肿瘤细胞携带的突变越多，能被患者自身免疫系统特异性识别的新生抗原（neoantigen，正常细胞表面没有新抗原）就越多，免疫系统特异性杀伤肿瘤细胞的概率就越大。但往往免疫系统没有攻击肿瘤细胞的原因在于肿瘤细胞通过 PD-1/PD-L1 这条信号通路抑制了 T 细胞的杀伤作用。Keytruda 是一种 PD-1 单抗，能够阻断 PD-1/PD-L1 这条信号通路，从而解除肿瘤细胞对 T 细胞的抑制作用，若同时肿瘤细胞表面又有大量能被 T 细胞识别的新生抗原，T 细胞就能顺利的杀死肿瘤细胞，达到较好的治疗效果。因此，理论上那些具有 dMMR/MSI-H 型特征的实体瘤患者更能在 Keytruda 解除免疫抑制作用后获益。所以通过肿瘤微卫星不稳定性（MSI）检测区分出 MSI-H 实体瘤患者，具有重大临床意义。PD-1 抗体 dMMR/MSI-H 患者起效作用原理图如下： 检测方法多重荧光 PCR- 毛细管电泳法检测 MSI 状态是国际公认的金标准，NCCN、ASCO 等国际知名机构联合推荐。同时提取同一患者的正常组织和肿瘤组织样本 DNA，采用多重荧光 PCR 的方法对检测位点进行扩增，再通过毛细管电泳对扩增产物进行检测，并利用专业软件对两种组织来源检测结果进行对比分析，能准确的给患者 MSI 状态进行分型。MSI 检测位点说明 标志位类别位点GenBank(R) Number重复序列产物范围说明单核苷酸重复标志物NR-27AF070674(A)2770-91检测 MSINR-21XM_033393(A)2192-113BAT-26U41210(A)26160-185BAT-25L04143(A)25105-125NR-24X60152(A)24119-139MONO-27AC007684(A)27155-177五核苷酸重复标志物Penta CAL138752(AAAAG)3-15190-250纠错作用Penta DAC000014(AAAAG)2-17151-224性别识别位点Amel --107/113检测结果示例样本要求1. Lynch 综合征筛查：5 ml 外周血。2. MSI-H 实体瘤用药指导：正常对照样本+ 肿瘤组织样本。产品特点1. 检测准确全面：包含 NIH 建议的所有单核苷酸位点，并增加识别潜在样品混杂或污染的检测标的，减少错误风险。2. 操作简单快捷：一管式扩增，只需 6 小时，适于自动化、批量化检测。3. 结果直观易读：根据位点是否改变直接判读。检测流程 参考文献1. Moreira L, Balaguer F, Lindor N, de la Chapelle A, et al. JAMA. 2012 Oct 17;308(15):1555-65. doi: 10.1001/jama..2. Sargent DJ, Marsoni S, Monges G, Thibodeau SN, et al. J Clin Oncol. 2010 Jul 10;28(20):3219-26. doi: 10.1200/JCO.5.3. Le DT, Uram JN, Wang H. Le, et al. N Engl J Med. 2015 Jun 25;372(26):2509-20. doi: 10.1056/NEJMoa1500596.4. Le DT, Durham JN, Smith KN, et al. 2017 Jul 28;357(3. doi: 10.1126/science.aan6733.
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