错配修复缺陷在结直肠癌个体化治疗中的作用汇总

结直肠癌（CRC）是最常见癌症类型，也是最常见导致死亡的癌症。TNM分期是原发CRC明确预后、指导治疗的金标准，不过临床结果存在大量非分期依赖性变化，可能源于肿瘤分子异质性，因此进一步鉴定用于预后和指导治疗的分子标志是CRC个体化治疗的迫切要求。

已明确2条途径与CRC发生发展相关，大部分CRC源于染色体不稳定途径（CIN），另有15%源于错配修复缺陷（dMMR）。与MMR完全（pMMR）肿瘤患者相比，dMMR CRC患者临床结果更好，可能获益于各种治疗，包括化疗、靶向治疗和免疫节点抑制治疗。中国Zhang教授在International Journal of Environmental Research and Public Health上发文，就MMR状态在CRC个体化治疗中的预测和预后作用进行了阐述。

CRC中的dMMR

1.MMR系统、dMMR和微卫星不稳定性（MSI）表型

DNA合成易发生错误，导致碱基配对错误或不匹配DNA环（IDLs）。MMR系统通过修复DNA错误，维持基因组稳定。MMR系统包括多种MMR蛋白，如MLH1、MLH3、MSH2、MSH3、MSH6、PMS1和PMS2，MMR蛋白形成异质二聚体，识别错配碱基和IDLs，与其它修复蛋白和核酸外切酶协同完成DNA修复。MMR基因通常作为肿瘤抑制基因，dMMR源于MMR胚系突变、体突变或表观沉默。

微卫星是短的（1-6个碱基对）串联重复序列，散布于基因组，常由DNA多聚酶滑动引起重复错误，错误通常可被MMR系统修正，保证微卫星稳定性，当MMR系统缺陷时，肿瘤就表现为MSI表型，所以MSI可用作dMMR的指示表型。

2. dMMR CRC

dMMR CRCs 约占所有原发CRCs的15% ，其中散发CRCs12%，林奇综合征（LS）3%。

dMMR CRC患者的临床病理特征很特殊，如近端结肠癌为主，分化差、分期早和大量淋巴细胞浸润（工具盒1）。

（1）LS中的dMMR

LS 是显性遗传性疾病，也称作遗传性非息肉增生性结直肠癌（HNPCC），LS发生需“二次打击”失活MMR双等位基因。胚系突变失活LS一个MMR基因，通常是MLH1或MSH2，偶为MSH6或PMS2（第一次打击），体突变失活另一等位基因，突变方式为杂合性缺失（LOH）或启动子甲基化（第二次打击），结果导致LS。

上皮细胞粘附分子（EPCAM）基因位于MSH2上游，发生胚系突变时导致MSH2表观遗传学失活，也能导致LS。LS患者通常早年即诊断，高危发生各种癌症，如胃癌、卵巢癌、尿道癌、小肠癌和前列腺癌。修订后贝塞斯达指南（RBG）通过检测肿瘤dMMR/MSI于鉴别处于LS风险状态的个体（工具盒2）。

*林奇综合征相关肿瘤包括结直肠癌、子宫内膜癌、胃癌、卵巢癌、胰腺癌、胆管癌、小肠癌、输尿管癌、肾盂肿瘤、脑肿瘤、皮脂腺瘤和角化棘皮瘤。** MSI-H病理特征包括肿瘤浸润淋巴细胞、克隆病样淋巴细胞反应、粘液腺或印戒细胞分化或髓样生长模式。

（2） 散发CRC中的dMMR

散发CRCs中，dMMR常发生于II期（-20%）和III期（-12%）肿瘤，转移性CRC少见（-4%），说明dMMR CRC较少转移。较早分期肿瘤检测MMR状态很重要，大部分散发CRCs由MLH1表达受抑引起（-95%），因MLH1启动子过甲基化引起，即CpG岛甲基化表型（CIMP），MSH2和MSH6失活比重较小（分别-5%和-1%），大约一半散发dMMR病例携带BRAF V600E突变，可以区分散发和LS病例。虽然dMMR散发CRCs和LS有许多相似特征，但仍有差别，如年龄更大、女性为主。

鉴定CRC中的dMMR/MSI

目前有二种方法用于dMMR/MSI检测：MSI检查和免疫组化（IHC）MMR蛋白表达分析。二者具有互补性，结果一致性较高，敏感度和特异性也较好。IHC方法通常在分子实验室条件不具备时开展，有助于鉴定LS患者。

1.MSI检查

MSI检查是采用PCR方法，比较肿瘤组织和正常组织DNA等位基因的微卫星标志，5个微卫星标志序列推荐作为标准参考，包括2个单核苷酸重复（BAT26和BAT25）和3个双核苷酸重复（D2S123、D5S346和D17S250）。

根据微卫星标志CRCs分作三组：MSI-H，≥2个微卫星标志不稳定性；MSI-L，只有1个微卫星标志不稳定性；MSS，没有微卫星标志不稳定性。2002NCIW推荐了另一组微卫星标志，包括单核苷酸重复如BAT-40和/或 MYCL，以排除只有双核苷酸重复突变的MSI-L肿瘤。

2.IHC检测MMR蛋白表达

IHC检查肿瘤缺少MMR蛋白表达时，认为是dMMR/MSI，如完整表达MMR则为pMMR/MSS或 MSI-L。缺少MMR蛋白表达（MLH1、MSH2、MSH6和PMS2）时可进一步检查有无导致LS的基因异常。缺少MSH2或MSH6蛋白表达可诊断LS，MLH1和PMS2蛋白、MSH2和MSH6蛋白通常同时缺失，只有MLH1蛋白缺失认为是散发CRCs，MLH1表达缺失的CRCs建议检测BRAF突变证实是否为散发病例。

CRC 治疗中MMR状态的预测作用

1.化疗药物

（1）氟尿嘧啶

含氟尿嘧啶的辅助化疗是部分II期和III期CRC术后的标准治疗，医师通常选择静脉5-FU或口服卡培他滨与其它药物联合提高治疗反应率（RR）。多数研究认为dMMR CRC采用5-FU治疗获益很少，Carethers报道HCT116（MLH1缺陷）与pMMR细胞相比，对5-FU的耐药性增加18倍，转入MLH1基因后，HCT116对5-FU治疗遂敏感，另一项研究也证实了HCT116和HEC59（MSH2缺陷子宫内膜腺癌）存在同样结果。

5-FU的活性代谢产物5FdUTP 插入DNA后形成的DNA配误不能被dMMR细胞识别，导致耐药，一旦MMR缺陷修复，5-FU耐药逆转，大量临床数据证实含5-FU辅助化疗对dMMR CRC无效，不过也有研究得出相反结果，可能与CRC患者年龄双峰分布、研究较小、肿瘤分期不同以及含氟脲嘧啶方案不同有关。

（2）铂剂

铂剂如卡铂、顺铂和奥沙利铂在肿瘤化疗中发挥重要作用，药物通过形成DNA加合物杀死癌细胞，但耐药限制了铂剂应用。dMMR细胞HCT116和HEC59对顺铂和卡铂耐药，有研究显示正常状态下铂剂能干扰MMR系统，中止受损DNA修复，致癌细胞凋亡；MMR缺陷时，虽有铂剂诱导DNA损害，但癌细胞仍能在DNA受损状态下增殖。所以dMMR是CRC对顺铂和卡铂耐药的主要决定因素。

不过MMR缺陷似乎并不影响奥沙利铂的作用，奥沙利铂与5-FU联合治疗获益与MMR状态无关，甚至有研究显示奥沙利铂能恢复III期dMMR CRCs辅助化疗的有效性，增加无病生存（DFS）。dMMR CRC细胞对奥沙利铂敏感是因为奥沙利铂的1,2-环己二胺（DACH）配体能预防MMR复合物与DNA加合物结合，使受损DNA无法修复，进而凋亡。

（3）拓朴异构酶抑制剂

喜树碱（CPT）及其衍生物伊立替康（CPT-11）是拓朴异构酶I抑制剂，先诱导DNA单链断裂，进而持续DNA双链断裂（DSB），最后细胞凋亡。CPT-11通常用于转移性CRC治疗（mCRC），MMR状态与CRC对CPT-11治疗反应间的关系一直有争议。

研究显示dMMR CRC肿瘤对CPT-11治疗更敏感，而pMMR系统则可能抑制CPT-11诱导凋亡，因此MMR状态可能是mCRC CPT-11治疗效果的预测标志。敏感原因如下：dMMR时CPT-11诱导的DSB不能修复，肿瘤细胞凋亡；dMMR CRC细胞中DSB修复基因如MRE11A 和hRAD50会发生继发突变，这可能会进一步改善CPT-11有效性。

不过也有研究显示dMMR CRC细胞对喜树碱衍生物耐药，这可能是检测方法不同造成，总体来说MMR状态和CPT-11治疗有效性之间关系的结论不一致，原因源于研究多为小型、回顾性、非随机、偏倚和不同的含CPT-11方案，例如CPT-11经常与5-FU联合，而dMMR细胞对5-FU耐药。因此需要更多研究证实dMMR肿瘤中CPT-11的有效性，以指导个体化治疗。

（4）烷化剂

烷化剂包括甲基-亚硝基胍（MNU）、甲基-硝基-亚硝基胍（MNNG）、甲基苄肼和替莫唑胺，它们诱导DNA加合物，如O6甲基鸟嘌呤（O6-MeG），O6甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶（MGMT）能切除致癌的O6-MeG DNA加合物，是烷化剂治疗获益标志物。

体外研究显示CRC对烷化剂治疗反应中，MMR系统发挥中枢作用，dMMR细胞株HCT116对MNNG耐药，当MMR缺陷修正后耐药现象逆转，可能机制是烷化剂治疗后正常MMR系统是G2捕获所必需，dMMR肿瘤细胞无此功能；而且MMR蛋白能识别致命性DNA加合物，然后启动凋亡。

总之对烷化剂敏感可能需要同时有MGMT表达和有功能的MMR系统。目前很少有临床研究描述dMMR在CRC烷化剂治疗中的作用，替莫唑胺的一项研究发现5名pMMR CRC患者部分缓解（PR），83% dMMR CRC患者为进展性疾病，说明充足的MMR系统为替莫唑胺治疗反应所必需。

2.靶向治疗

(1)靶向EGFR

EGFR与CRC发生和转移相关，西妥昔单抗和帕尼单抗靶向EGFR可用于治疗mCRC，KRAS或BRAF突变是EGFR靶向治疗疗效不佳标志。已有研究证实BRAF突变与dMMR CRCs明显相关，特别是散发dMMR肿瘤，34%dMMR CRCs具有BRAF突变，多数同时有MLH1启动子过甲基化，只有12% pMMR CRC具有BRAF突变。dMMR mCRC肿瘤是否能从抗EGFR治疗中获益值得进一步探讨。

(2)靶向VEGF治疗

VEGF在肿瘤进展和转移中发挥作用。VEGF-A抑制树突细胞（DCs）和T细胞成熟，改变DCs功能，导致肿瘤相关免疫抑制，此外还能直接诱导调节T细胞（Tregs）增殖，阻滞VEGF-A能阻止Tregs累积。贝伐单抗与化疗联合治疗mCRC有效，II/III期dMMR CRC较pMMR CRC生存获益更多，研究还发现dMMR CRC具有较高VEGF-A水平。上述研究表明VEGF个体化治疗很有前景。

（3）免疫节点抑制剂：PD-1抗体

dMMR CRC突变明显，表达大量新抗原，诱导免疫微环境，表现为大量肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）。dMMR肿瘤能逃避免疫破坏，主要源于多种免疫节点蛋白表达增加，如PD-1、PD-L1 、PD-L2、CTLA-4、 LAG-3 和IDO。免疫节点抑制剂（ICIs）抗PD-1抗体（纳武单抗和帕姆布罗珠单抗）和抗PD-L1单抗（MPDL3280A、Medi4736和BMS-936559）用于恢复T细胞活性，治疗肿瘤。

研究证实dMMR状态能预测mCRC患者是否可从抗PD-1治疗获益，pMMR mCRC患者不应抗PD-1治疗，因为完全缺乏客观反应。抗PD-1抗体纳武单抗在I期mCRC治疗中未显示明显活性，只有一名dMMR、肿瘤PD-L1阳性患者获得完全治疗反应。II期研究则证实dMMR CRC患者的免疫相关客观反应率和无进展生存率明显优于pMMR CRC患者，因此FDA批准帕姆布罗珠单抗治疗转移难治dMMR CRC 。

dMMR CRC可以获益于免疫节点阻滞治疗，因其在局部免疫微环境中高表达节点蛋白和明显的T细胞反应，诱导大量新抗原产生。然而只有3%–6%的mCRCs是dMMR表型，因此适合此种治疗人群很小，不过抗PD-1治疗能否用于更早期的CRC患者值得进一步探讨。

CRC中MMR 状态的预后作用

1.早期CRC中MMR 状态的预后作用

充分证据显示II/III期dMMR CRC临床结果优于pMMR CRC，有研究报道dMMR CRC患者的5年DFS和OS优于pMMR CRC患者，而且dMMR预后作用在II期中较III期更明显。dMMR CRC患者预后更佳可能与肿瘤微环境中的TILs驱动较强的免疫反应有关。此外有研究证实dMMR CRC中VEGF水平较低，可能部分解释了dMMR CRC预后更佳的原因。

2.mCRC中MMR 状态的预后作用

dMMR mCRC的患者很少，影响对其预后作用评估。现有研究表明dMMR在mCRC中没有预后作用，与mCRC患者生存无关，与mCRC中总治疗反应率、PFS和OS无关，dMMR mCRC与pMMR mCRC的结果无差别，甚至dMMR mCRC的PFS和OS缩短，BRAF V600E突变与dMMR mCRC预后差相关。

结语与展望

尽管TNM分期仍是CRC预后和指导治疗的关键，不过仍有许多非分期依赖因素可用于预后和治疗判断，CRC分子特征是快速进展肿瘤个体化治疗的基础，其中很重要的一个因素就是dMMR状态，它具有预后和治疗反应预测作用，有助于医师合理使用药物，但MMR系统和药物敏感性间关系的研究多有争议，值得进一步探讨。将dMMR与其它预测预后因子联合可能会更精准的指导CRC个体化治疗。

总之dMMR在CRC治疗中起到重要作用，更好地理解其分子途径是研发新药、选择合理治疗的重要依据，个体化治疗是CRC治疗的趋势，虽长路漫漫，但前景广阔。

链接：

http://www.mdpi.com/1660-4601/13/9/892/htm