分享

微卫星不稳定的晚期结直肠癌综述

 生物_医药_科研 2019-05-28

本文作者:杨颖 张晓东

作者单位:北京大学肿瘤医院 消化道肿瘤VIP-2病区  

世界范围内,结直肠癌(colorectal cancer, CRC)是发病率第三、死亡率第二的恶性肿瘤[1];而在我国,结直肠癌是发病率和死亡率均排在第五位的恶性肿瘤,仅次于肺癌、胃癌、食道癌和肝癌[2],严重威胁人民的健康和生命。随着早癌筛查的展开和肿瘤早期干预手段的应用,晚期结直肠癌的发病和死亡均有所下降,然而,每年仍有19万余人死于结直肠癌[2]

近年来,恶性肿瘤的诊治愈发强调个体化和精准医疗,科学家对结直肠癌的分子生物学的认识也更加深入,并将结直肠癌依据分子分型归为四类:微卫星不稳定(MSI)免疫型、经典型、代谢型和间质型。当前,分子分型联合传统的肿瘤分期在疾病的治疗和预后中发挥着关键性作用[3]。其中,微卫星不稳定指的是错配修复(MMR)基因——一个检测和修复DNA复制过程中的错误配对的系统——的表观遗传功能失活或胚系突变,导致的微卫星区域的DNA错误片段堆积,但并没有造成明显的染色体的结构或数目改变[4]。多个错配修复基因参与错配修复蛋白缺失(dMMR)的结直肠癌的发病,包括MLH1、MSH2、MSH6、MLH3、PMS2、EXO1等,其中,MLH1基因启动子甲基化是引起散发性结直肠癌错配修复缺失最常见的原因[5];而非MLH1基因突变则更多见于遗传性结直肠癌,如Lynch综合征[6]。在西方国家的报道中,dMMR CRC占全部结直肠癌的15%左右;而亚洲人群的研究发现高度微卫星不稳定(High-MSI, MSI-H)即dMMR CRC占全部结直肠癌的5.5%~7.3%,低于西方人群[3, 7, 8]

临床表现上,非错配修复蛋白缺失(pMMR)的结直肠癌多见于远端肠道,而dMMR结直肠癌则多见于近端结肠,并表现出明显的炎性反应,如C-反应蛋白升高,中性粒细胞及血小板计数升高等[9]。在I~III期的结直肠癌中,较之pMMR CRC,dMMR CRC分期更早,术后无疾病生存期(DFS)更长,较少复发转移,预后好[10]。但在复发转移性结直肠癌中,则没有观察到dMMR CRC的这种生存优势,晚期二者预后相似,甚至dMMR CRC预后更差[3, 11]

组织学上,dMMR结直肠癌的生长方式多见膨胀型生长,缺乏异质性及肠癌特异性坏死,少见脉管癌栓,呈现克罗恩病样炎性反应,多见粘液样或印戒样分化,可见丰富的肿瘤浸润性淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes, TILs)[12, 13]

免疫方面,免疫耐受和免疫逃避是肿瘤与正常组织共存并进一步发生发展的基础,而活化有功能的淋巴细胞则可以打破这一平衡,杀灭肿瘤细胞。研究表明TILs的浓度与淋巴细胞杀伤肿瘤细胞的细胞毒性正相关;较之pMMR肠癌,dMMR肠癌的总TILs和活化的TILs数目更多,而TILs凋亡更少,因此预后较好[14, 15]

在有关dMMR CRC的亚洲人群的各项研究中,有两项大样本的报道值得我国的临床肿瘤医生参考和借鉴。

一项是韩国2940例样本的研究,该研究发现在I~III期CRC中,有8.9%的MSI-H,而在全部复发患者中,MSI-H患者占5.1%。MSI-H CRC与微卫星低度不稳定/微卫星稳定(MSI-L/MSS)CRC相比,局部复发(30.0% vs. 12.0%)或腹膜转移(40.0% vs. 12.3%)较多见,而肺转移(10.0% vs. 42.5%)或肝转移(15.0% vs. 44.7%)则较少见。一旦发生复发转移,MSI-H CRC患者较之MSS患者,在转化化疗中不获益,接受再次根治性切除的比例低(20.0% vs. 51.6%),姑息性化疗是复发性MSI-H CRC的普遍治疗模式(75.0% vs. 44.1%),因此MSI-H CRC预后更差[16]。也有荟萃分析认为这种预后可能与BRAF突变相关[10]

另一项日本2439例样本的研究则发现,IV期患者中,MSI-H占3.7%,而II期患者中,MSI-H占8.9%,II期是所有分期中MSI-H比例最高的,BRAF突变在MSI-H中比例高于MSS(26.7% vs. 5.5%),KRAS和NRAS突变在二者中的比例差别则无统计学意义。该研究发现IV期CRC的生存,MSI-H与MSS无显著差别(3.92年 vs. 2.50年);然而,MSI-H的CRC的生存曲线有陡降,与MSS CRC交叉,之后4年MSI-H生存趋于稳定(Fig 1),这可能提示MSI-H CRC有预后不同的两组,研究者进一步将转移分为腹膜转移为主(PM)和淋巴血行转移为主(HL)两种,并将患者分为四组:MSI-H-PM;MSI-H-HL;MSS-PM;MSS-HL,发现MSI-H淋巴血行转移的预后最差;而MSI-H腹膜转移预后最好,全部5例患者在最后随访时均仍生存(Fig 2),并无一例BRAF突变。这种生存差异是否确实与肝转移或腹膜转移相关,但由于分层例数较少,还需要大样本的数据行进一步探索[17]

Fig .1 MSI-H与MSS总生存

Fig .2 转移模式对预后的影响

点开可看大图

治疗方面,早期dMMR CRC表现出一定程度的化疗抵抗,微妙的是,尽管在化学结构和作用机制上,顺铂与奥沙利铂非常相似,但是dMMR CRC却表现出较强的顺铂抵抗,这种差异可能源于奥沙利铂的肿瘤杀伤作用跟HMGB1/TLR4依赖的免疫机制有关,理论上而言,该杀伤机制可能被dMMR CRC的免疫原性的肿瘤微环境所加强,因此奥沙利铂可在dMMR CRC的治疗中发挥作用[18, 19]

与早期肿瘤不同,晚期dMMR CRC形成了逃避免疫监视的机制,化疗效果差[20];而目前热门的程序性死亡受体1及配体(PD-1/PD-L1)靶向治疗正在结直肠癌的治疗中崭露头角。PD-1过表达被认为与肿瘤免疫耐受及阻断效应T细胞活化相关,阻断该受体通路可激活抗肿瘤免疫效应,从而杀伤肿瘤细胞。有报道称PD-L1表达见于>40%的结直肠癌,与肿瘤分期晚、分化差、总生存期(overall survival,OS)缩短等正相关[21]。然而,前期的抗PD-1临床试验在转移性结直肠癌的治疗中并没有发现显著获益[22, 23];将患者进一步细化,却发现抗PD-1治疗可在dMMR型结直肠癌中发挥疗效,该项研究继续分析发现,在dMMR CRC中,PD-L1表达超过5%的患者帕博丽珠单抗疗效较好,但PD-L1的表达与无进展生存(PFS)或OS并无显著统计学相关[24]。此外,在对比胚系错配修复突变(Lynch综合征)与非胚系突变患者的帕博丽珠单抗治疗反应的临床试验中,还有项有趣的发现,即非胚系突变的6例dMMR患者均有客观缓解,而11例胚系突变患者中仅3例(27%)对治疗有反应。这一发现提示胚系dMMR CRC与非胚系发病机制不同:其一,胚系dMMR CRC的框移突变较非胚系突变数量少;其二,二者甲基化模式不同,但确切的机制仍在探讨中[25]

绝大多数PD-1靶向治疗CRC的不良反应与其它癌种相似,瘤种特异的不良反应为无症状胰腺炎(15%),值得注意的是,所有的甲状腺功能异常仅见于dMMR CRC,而pMMR CRC则没有发现这一不良反应[24]

值得临床医生注意的是,MSI CRC不同于黑色素瘤、肾癌或肺癌的是,PD-L1较少表达于肿瘤细胞,而较多见于浸润性免疫细胞等[26]。因此,有研究者对PD-L1阳性的诊断综合考虑了TILs、间质细胞及肿瘤细胞,建立一个综合评分系统,并认为MSI-H CRC合并肿瘤细胞PD-L1高表达或PD-1+ TILs与缩短的PFS相关,在MSS CRC中则没有发现这种相关关系[27]。因此,虽然PD-1/PD-L1的靶向治疗是当今肿瘤治疗的热点,药物种类繁多,但由于PD-1/PD-L1检测方法多样,试剂盒各不相同,缺乏统一的阳性诊断标准,有些结论尚有争议甚至互相矛盾,需要进一步的规范和谨慎应用。

其它前沿的药物治疗还包括聚二磷酸腺苷核糖多聚酶(PARP)抑制剂和有丝分裂抑制剂。PARP抑制剂诱发双链DNA(dsDNA)断裂,在体外MSI CRC细胞模型中表现出了一定疗效,在双链DNA修复基因突变的恶性肿瘤,如BRCA突变的乳腺癌的临床试验中也表现出了令人振奋的结果,但在CRC的临床试验中并没有达到预期的疗效,可能是dsDNA修复缺失与错配修复缺失机制不同所致[28]。另外一个较有前景的是有丝分裂抑制剂,如抗微管靶向治疗,适用于稳定二倍体的肿瘤,因dMMR CRC的染色体结构与数目多无改变,因此这类药物可能在未来dMMR CRC的治疗中占有一席之地[29]

总之,微卫星状态的检测是结直肠癌必不可少的,但在不同部位、不同分期的结直肠癌和对化疗、靶向治疗及免疫治疗反应中存在很大的差异,有很多机制还不是很清楚,还需要进一步深入探索。

杨颖医师

北京大学肿瘤医院VIP2病区主治医师,毕业于加州大学洛杉矶分校,癌症流行病学博士。目前从事消化道肿瘤的诊治与研究,主持国自然青年项目“食道癌患者的单核苷酸多态性与紫杉醇的疗效及毒性”。

张晓东教授

北京大学肿瘤医院消化道肿瘤VIP病区主任、主任医师、教授。主要从事消化系统恶性肿瘤化学治疗,在胃癌、食管癌、结直肠癌等内科综合治疗方面与较深的造诣,特别是在胃癌、食管癌、结直肠癌等多学科综合治疗方面具有丰富的临床治疗及临床研究经验。现任北京抗癌协会食管癌专业委员会主委,中国抗癌协会肿瘤防治科普专业委员会 副主委,中国医师协会结直肠肿瘤肝转移专业委会委员。

推荐阅读

BRAF非V600E突变晚期结直肠癌的临床特征和预后分析

参考文献

1.  Bray, F., et al., Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence andmortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin,2018. 68(6): p. 394-424.

2.  Chen, W., et al., Cancer statistics in China, 2015. CACancer J Clin, 2016. 66(2): p.115-32.

3.  Guinney, J., etal., The consensus molecular subtypes ofcolorectal cancer. Nat Med, 2015. 21(11):p. 1350-6.

4.  Poynter, J.N., etal., Molecular characterization of MSI-Hcolorectal cancer by MLHI promoter methylation, immunohistochemistry, andmismatch repair germline mutation screening. Cancer Epidemiol BiomarkersPrev, 2008. 17(11): p. 3208-15.

5. Mensenkamp, A.R.,et al., Somatic mutations in MLH1 andMSH2 are a frequent cause of mismatch-repair deficiency in Lynch syndrome-liketumors. Gastroenterology, 2014. 146(3):p. 643-646.e8.

6.  Peltomaki, P., Role of DNA mismatch repair defects in thepathogenesis of human cancer. J Clin Oncol, 2003. 21(6): p. 1174-9.

7.  Ogura, T., et al., Clinicopathological characteristics andprognostic impact of colorectal cancers with NRAS mutations. Oncol Rep,2014. 32(1): p. 50-6.

8.  Oh, J.R., et al., Microsatellite instability testing in Koreanpatients with colorectal cancer. Fam Cancer, 2012. 11(3): p. 459-66.

9. Park, J.H., et al.,Mismatch repair status in patients withprimary operable colorectal cancer: associations with the local and systemictumour environment. Br J Cancer, 2016. 114(5):p. 562-70.

10.  Venderbosch, S., etal., Mismatch repair status and BRAFmutation status in metastatic colorectal cancer patients: a pooled analysis ofthe CAIRO, CAIRO2, COIN, and FOCUS studies. Clin Cancer Res, 2014. 20(20): p. 5322-30.

11.  Klingbiel, D., etal., Prognosis of stage II and III coloncancer treated with adjuvant 5-fluorouracil or FOLFIRI in relation tomicrosatellite status: results of the PETACC-3 trial. Ann Oncol, 2015. 26(1): p. 126-32.

12.  Greenson, J.K., etal., Phenotype of microsatellite unstablecolorectal carcinomas: Well-differentiated and focally mucinous tumors and theabsence of dirty necrosis correlate with microsatellite instability. Am JSurg Pathol, 2003. 27(5): p. 563-70.

13.  Smyrk, T.C., et al.,Tumor-infiltrating lymphocytes are amarker for microsatellite instability in colorectal carcinoma. Cancer,2001. 91(12): p. 2417-22.

14. Guidoboni, M., etal., Microsatellite instability and highcontent of activated cytotoxic lymphocytes identify colon cancer patients witha favorable prognosis. Am J Pathol, 2001. 159(1): p. 297-304.

15.  Dolcetti, R., etal., High prevalence of activatedintraepithelial cytotoxic T lymphocytes and increased neoplastic cell apoptosisin colorectal carcinomas with microsatellite instability. Am J Pathol,1999. 154(6): p. 1805-13.

16.  Kim, C., et al., Effects of microsatellite instability onrecurrence patterns and outcomes in colorectal cancers. Br. J. Cancer,2016. 115(1): p. 25-33.

17.  Fujiyoshi, K., etal., Metastatic Pattern of Stage IVColorectal Cancer with High-Frequency Microsatellite Instability as aPrognostic Factor. Anticancer Res, 2017. 37(1): p. 239-247.

18.  Tesniere, A., etal., Immunogenic death of colon cancercells treated with oxaliplatin. Oncogene, 2010. 29(4): p. 482-91.

19.  Aebi, S., et al., Loss of DNA mismatch repair in acquiredresistance to cisplatin. Cancer Res, 1996. 56(13): p. 3087-90.

20.  Buckowitz, A., etal., Microsatellite instability incolorectal cancer is associated with local lymphocyte infiltration and lowfrequency of distant metastases. Br J Cancer, 2005. 92(9): p. 1746-53.

21.  Shi, S.J., et al., B7-H1 expression is associated with poorprognosis in colorectal carcinoma and regulates the proliferation and invasionof HCT116 colorectal cancer cells. PLoS One, 2013. 8(10): p. e76012.

22.  Topalian, S.L., etal., Safety, activity, and immunecorrelates of anti-PD-1 antibody in cancer. N Engl J Med, 2012. 366(26): p. 2443-54.

23. Lipson, E.J., etal., Durable cancer regressionoff-treatment and effective reinduction therapy with an anti-PD-1 antibody.Clin Cancer Res, 2013. 19(2): p. 462-8.

24.  Le, D.T., et al., PD-1 Blockade in Tumors with Mismatch-RepairDeficiency. N Engl J Med, 2015. 372(26):p. 2509-20.

25.  Tougeron, D., etal., Tumor-infiltrating lymphocytes incolorectal cancers with microsatellite instability are correlated with thenumber and spectrum of frameshift mutations. Mod Pathol, 2009. 22(9): p. 1186-95.

26.  Llosa, N.J., et al.,The vigorous immune microenvironment ofmicrosatellite instable colon cancer is balanced by multiple counter-inhibitorycheckpoints. Cancer Discov, 2015. 5(1):p. 43-51.

27. Lee, L.H., et al., Patterns and prognostic relevance of PD-1and PD-L1 expression in colorectal carcinoma. Mod Pathol, 2016. 29(11): p. 1433-1442.

28. Leichman, L., etal., Phase II Study of Olaparib(AZD-2281) After Standard Systemic Therapies for Disseminated ColorectalCancer. Oncologist, 2016. 21(2):p. 172-7.

29. Yamamoto, H., etal., Interrelationship betweenmicrosatellite instability and microRNA in gastrointestinal cancer. World JGastroenterol, 2012. 18(22): p.2745-55.

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多