微卫星不稳定性的那片海

提到微卫星不稳定性（Microsatellite Instability，MSI），很多人脑中就会浮现出其在结直肠癌的临床应用的条条框框，然而提到微卫星（Microsatellite，MS），则可能只有小部分人知道了。打个比方，MS与MSI就如同奥丁生的两个儿子雷神以及洛基，一正一邪而已，由于笔者在医院的那些年对微卫星方面略有研究，那就先从微卫星说起吧。

微卫星一般是指核心序列为1-6个碱基的短串联重复结构（STR），一个单位重复N次。微卫星遍布于整个人类基因组的编码区及非编码区中，且人与人之间存在差异，所以可以作为一种DNA指纹，由此引出了两方面应用，即司法鉴定与临床检验。如图一所示，在司法鉴定方面，微卫星检测可以用于犯罪人员的查找以及父母孩子之间的亲子鉴定；在临床检验方面，微卫星检测可以应用于造血干细胞移植（提示干细胞植入，预示患者复发，移植物抗宿主病）以及器官移植（移植物抗宿主病）。

图一：微卫星检测的应用：司法鉴定和临床检验

由于微卫星的序列是一长串短链重复序列，造成DNA聚合酶在此位置进行复制时容易错误插入/缺失核心序列，但这种错误能被人体自带的错配修复（MMR）系统的蛋白二聚体MLH1-PMS2及MSH2-MSH6校正。可惜的是某些人会存在编码这四个蛋白的相关基因突变/异常甲基化，从而导致MMR蛋白表达异常，使得这种错误无法得到及时纠正，从而导致了微卫星不稳定性。图二以目前研究最为透彻的结直肠癌为例，阐述了微卫星失控的整个过程。

图二：结直肠癌中MSI发生的主要机制

微卫星不稳定性约占所有结直肠癌的15%，其中20%与错配修复蛋白胚系突变相关，80%与MLH1基因甲基化相关。根据2017年NCCN指南，MSI对于结直肠患者具有主要三个方面的临床意义[图三]：1.对于遗传性结直肠癌患者，辅助诊断Lynch综合征；2.对于II期的结直肠癌的患者，提示预后较好，但不能从5-Fu化疗中获益；3.对于转移性的结直肠癌患者，提示从PD1抑制剂（Opdivo/Keytruda）治疗中获益。

图三：结直肠癌中MSI检测的临床意义

如果说化疗代表肿瘤治疗的过去，靶向治疗代表现在，那么以PD-1/PD-L1抑制剂代表的免疫治疗就是未来那片蔚蓝海。随之而来，预测PD-1/PD-L1疗效的分子标志物亦成为研究热点，2015年来自约翰霍普金斯-西德尼基梅尔癌症中心的开创性研究使得MSI在其中占有一席之地：MSI的转移性结直肠癌患者使用PD-1药物客观反应率更高且有更加好的生存；而一些MSI的非结直肠癌患者有着类似的客观反应率及生存。

经过多年的研究，逐步理清其中的缘由，简而言之，微卫星不稳定性导致肿瘤突变负荷增高，产生更多的新抗原能够被抗原呈递细胞所识别，激活更多的淋巴细胞。活化后的淋巴细胞脱离淋巴组织，游到肿瘤组织周围，伺机消灭肿瘤，但PD-1/PD-L1的结合抑制了淋巴细胞的杀伤作用。PD-1/PD-L1药物的临床应用，撤掉了这种抑制作用，从而使得肿瘤被淋巴细胞杀伤（图四）。目前，从基础研究及临床实践两个方面都证实了MSI的作用，MSI亦成为PD-1/PD-L1药物使用前的必检项目之一。

图四：MSI与PD-1/PD-L1的关系