2017年5月24日,帕博利珠单抗(Pembrolizumab,Keytruda)获FDA加速批准用于经标准治疗进展后的不可切除MSI-H/dMMR成人和儿童患者以及经氟尿嘧啶+奥沙利铂+伊立替康治疗进展后的MSI-H/dMMR结直肠癌患者。[1]

2018年7月11日,FDA批准将伊匹单抗(ipilimumab,Yervoy)和纳武利尤单抗(nivolumab,Opdivo)联合用于MSI-H / dMMR的转移性结直肠癌患者,确定了针对该生物标志物与癌症治疗的相关性。[2]


欧洲肿瘤医学学会(ESMO)的工作组已确定,在免疫治疗中使用检测的顺序应根据特定的肿瘤类型来设定。

意大利维罗纳大学及医院信托基金病理学和诊断学系主任医学博士Aldo Scarpa在2019年ESMO免疫肿瘤大会说到“ MSI(微卫星不稳定性)是用于筛查广泛范围的Lynch综合征[-相关]癌症的诊断检测,也是胃肠道癌症的预后检测和免疫疗法的预测标志。

MSI是指由于在DNA复制时插入或缺失突变引起的微卫星(Microsatellite, MS)序列长度改变的现象,常由错配修复缺陷(dMMR)引起。MSI是Lynch综合征的特征性分子,也发生在多种癌症中,包括结直肠癌,子宫内膜癌和胃癌。最近研究表明MSI是预测免疫治疗效果的生物标志物,这增加了肿瘤医生在多种类型肿瘤中进行dMMR检测的临床需求。因此,现在迫切需要明确何种情况需要检测以及如何进行最优的检测。

为解决以上问题,ESMO工作组为微卫星不稳定性(MSI)、错配修复缺陷(dMMR)、肿瘤突变负荷(TMB)的定义及与PD-L1表达的关系设立了标准。[3]

表1.MSI及MSI相关的术语的定义

MS的定义:是重复的DNA序列,沿着基因组分布在编码区和非编码区,由长度在1到6个碱基的序列重复而成。尽管微卫星在不同的个体之间存在多态性(序列重复的重复数因人而异),但在患者的胚系DNA与肿瘤的体系DNA之间通常长度相同,它们的重复性使得它们特别容易出现DNA错配,这种错误可能发生在DNA复制或医源性损伤中。

DNA MMR的定义:当出现错配错误后(包括单个碱基错配或者短序列的插入/缺失),DNA MMR这种高度保守的机制可以用来重建DNA的完整性。有四个主导蛋白MLH1、MSH2、MSH6、PMS2。MLH1与PMS2形成异源二聚体,MSH2与MSH6形成异源二聚体。这些基因中的某1个通过生殖系或体细胞突变失活,可导致dMMR。

MSI的定义:MSI是由DNA修复蛋白的缺失造成的高度突变的状态。其典型特点是微卫星突变的富集,通常包括重复长度的改变。MSI的存在是MMR不能正常运作的表型证据。

MSI/dMMR肿瘤的定义:dMMR肿瘤是一种发生成千上万的突变的状态,这种突变主要在微卫星中聚集并且包括重复长度的改变、从而导致MSI。因此,MSI是dMMR的标记,是细胞高突变状态的特点。




对于与Lynch综合征相关的癌症,这4种MMR蛋白的免疫组织化学(IHC)是一线检测。对于IHC结果不确定的情况(例如仅有1个异二聚体亚基缺失),需要对特定微卫星位点进行MSI-聚合酶链反应(PCR)分子检测。内部阳性对照(如正常粘膜、淋巴细胞或基质细胞)的存在,对于结果的解读是必需的。IHC的决定性结果包括阳性结果和阴性结果,其中阳性结果表示肿瘤细胞和对照细胞具有可比强度的核染色,阴性结果中对照细胞具有核染色,而肿瘤细胞没有。异常染色时则需要通过MSI-PCR验证,该方法具有更高的特异性和灵敏度。

对于与Lynch综合征无关的癌症,共识小组夸赞了新一代测序方法(NGS)的优势,该技术可以结合MSI和TMB的检测结果(表2 )。在分析一项来自5930个癌症样本序列数据的研究中,研究人员在18种癌症类型中的14种中发现了MSI-H肿瘤,其发生率从子宫内膜癌的30%到甲状腺癌的<1%。在一项类似的研究中,分析了39种癌症类型,其中有27种检测到MSI,其中大多数是低比例的,只有4种类型的MSI-H频率> 5%。

表2.针对不同癌症类型的MSI检测方法的建议

Scarpa说:“除非我们使用NGS,否则我们无法想象用这些检测来分析所有病例。使用NGS,可以分析几十个基因以获得有关点突变,缺失,扩增和拷贝数变化的信息。”

从系统纳入的18篇文章中,共识小组试图确定3种生物标志物高TMB,肿瘤细胞上PD-L1表达及MSI与免疫疗法反应的相关性。尤其是在2.9%的所有癌症患者中同时存在TMB-H、MSI-H和PD-L1表达,在结直肠癌和食管胃腺癌患者中,这3种生物标志物的阳性率均显著升高(P <0.05)。

在子宫内膜癌中,高TMB几乎总是伴有MSI。在患有子宫内膜癌的患者中(19.9%的患者MSI表达,4.9%的患者高TMB表达)有25.8%同时表达了两种生物标志物(但没有PD-L1),在12.8%的患者中,肿瘤表达了3种生物标志物。

黑色素瘤病例不存在MSI,仅在少数非小细胞肺癌病例中存在。

MSI(字母A表示),TMB(字母B表示)与PD-L1表达(字母C表示)之间的关系


共识小组得出结论,对于所有与Lynch综合征相关的癌症类型,包括子宫内膜癌,肠癌,胃癌和卵巢癌,食道腺癌和胶质母细胞瘤,如果IHC结果不确定,则应使用基于分子的检测方法进行二线检测;对于罕见的癌症类型和与Lynch综合征无关的癌症,应使用NGS进行MSI检测。

参考文献:


  1. FDA grants accelerated approval to pembrolizumab for first tissue/site agnostic indication. FDA website. bit.ly/35PW6zI. Updated May 30, 2017. 

  2. FDA grants accelerated approval to ipilimumab for MSI-H or dMMR metastatic colorectal cancer. FDA website. bit.ly/2FL0G7F. Updated July 11, 2018.

  3. Luchini C, Bibeau F, Ligtenberg MJL, et al. ESMO recommendations on microsatellite instability testing for immunotherapy in cancer, and its relationship with PD-1/PD-L1 expression and tumor mutational burden: a systematic review-based approach. Ann Oncol. 2019;30(8):1232-1243. doi: 10.1093/annonc/mdz116.