MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

  7月12日,央视主持人、制片人肖晓琳被爆因患直肠癌,近日在美国治病期间不幸离世。而台湾主持天王猪哥亮也于2016年9月因体内癌细胞已从大肠转移到肝和肺,最终肝功能衰退,不幸逝于台大医院,享寿70岁。这些不幸的消息也让很多人感概,生命在癌症面前不堪一击。

  结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)胃肠道中常见的恶性肿瘤,早期症状不明显,随着癌肿的增大而表现排便习惯改变、便血、腹泻、腹泻与便秘交替、局部腹痛等症状,晚期则表现贫血、体重减轻等全身症状。其发病与生活方式、遗传等关系密切。

  结直肠癌发生的遗传因素包括染色体不稳定性(Chromosome Instability, CIN)和微卫星不稳定性(Microsatellite Instability, MSI)。约 80-85% 的结直肠癌由CIN 引起,包括家族性腺瘤性息肉病(Familial adenomatous polyposis, FAP)和散发性CRC(APC、P53、DCC、 KRAS 等基因突变);而另外15-20% 的 CRC 则主要是由MSI 引起,包括遗传性非息肉病性结直肠癌 (Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer, HNPCC)和散发性 MSI 结直肠癌。

  一、MSI和错配修复基因

  MSI是指与正常组织相比,在肿瘤中某一微卫星由于重复单位的插入或缺失而造成的微卫星长度的任何改变,出现新的微卫星等位基因现象。其发生机制主要包括DNA多聚酶的滑动导致重复序列中1个或多个碱基的错配和微卫星重组导致碱基对的缺失或插入。

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

  错配修复(Mismatch Repair, MMR)是指在含有错配碱基的DNA分子中,使核苷酸序列恢复正常的修复方式。MMR基因家族包含9个基因,主要用来纠正DNA双螺旋上错配的碱基对,还能修复一些因复制打滑而产生的小片段核苷酸插入或缺失。MMR的大致过程是:MMR基因识别出正确的DNA链,切除掉不正确的核苷酸片段,然后通过DNA聚合酶III和DNA连接酶的作用,合成正确配对的双链DNA。

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

  二、MSI与林奇综合症

  根据造成结直肠癌MSI分子机制的不同分为两类,分别为偶发性MSI结直肠癌(CRC)和遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC)。

  偶发性结直肠癌常由MLH1启动子区域高DNA甲基化造成MMR功能缺陷引起MSI。偶发性MSI结直肠癌约占所有结肠癌患者的12%,易发生在无明显家族遗传史的老龄化个体中,MMR缺陷直接发生在结直肠癌体细胞中;

  遗传性非息肉病性结直肠癌,又称为林奇综合征(Lynch Syndrome ,LS),是一种常染色体显性遗传病,由于 MMR 基因发生胚系突变所致,约占所有结直肠癌的 3-5%。林奇综合症最突出的特点之一是携带者本人或家族成员可发生结直肠癌及其他多种 LS 相关肿瘤,包括子宫内膜癌、卵巢癌、泌 尿系肿瘤、胃癌和小肠癌等,其中结直肠癌和子宫内膜癌最为多见。携带者终身患结直肠癌和子宫内膜癌的风险分别为 80% 和 20-60%。

  MMR系统异常时便会呈现微卫星不稳定(MSI),MMR基因上发生种系突变会导致遗传性非息肉病性结直肠癌即Lynch Syndrome。MMR系统包含9个基因,其中有4个基因突变最常见,分别为MSH2、MLH1、MSH6、PMS2。

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

  三、MSI的检测方法

  对患者的正常组织和肿瘤组织分别进行PCR扩增

  .用毛细管电泳仪进行基因分型分析

  .进行肿瘤组织和正常组织的微卫星图谱进行比对

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

微卫星图谱示例

  四、MSI检测的临床意义

  1、用于 CRC 患者预后及治疗指导

  Popat S et al.在《British Journal of Cancer》杂志上发表的一项纳入了32项研究共7642例II期结直肠癌患者的荟萃分析结果显示,与MSS患者相比,MSI-H患者死亡风险为0.65(95%CI,0.59-0.71),降低高达35%。目前已有大量证据表明,MSI-H是II期结直肠癌患者预后良好的一个标志物。

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

  大量证据表明,MSI-H患者并不能从5-FU的辅助化疗中获益,MSI-H可作为5-FU辅助治疗CRC无效的预测标志物。Ribic CM et al.发表在《New England Journal of Medicine》杂志上的文献数据显示:在II期结直肠癌患者中,MSI-H患者在接受辅助化疗较未经治疗者并无生存优势,5年生存率反而显著缩短(71% VS 88%)。这表明:对于MSI-H的II期患者,给予5-FU辅助化疗非但不能带来生存获益,反而对患者不利。因此,II期CRC患者是否需要辅助化疗,需要综合考虑临床高危因素和MSI状态。

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

2、作为PD-1抑制剂治疗的生物标志物

  在2015年美国临床肿瘤年会上,来自约翰霍普金斯医院的 Dr.Deng 公布了PD-1抑制剂治疗结直肠癌的最新进展——“PD-1抑制剂在错配修复功能缺陷肿瘤中的研究”:PD-1抑制剂对MSI-H的CRC表现出高缓解率,并在其他MSI-H晚期肿瘤也对PD-1治疗有很好的疗效,包括子宫内膜癌、胃癌、胆管癌和小肠癌。同日,著名学术期刊《新英格兰医学杂志》在线发表了这个研究结果。

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

  美国peomega生产的 MSI Analysis System, Version 1.2 ,是以荧光多重PCR为基础来检测人类细胞中微卫星不稳定性的方法。典型的MSI分析是将分别扩增自正常和待测样品(可能有错配修复缺陷)的DNA产生的微卫星标志物等位基因谱进行比较。若等位基因在待测样品中出现,但在相应的正常样品中不能检出,则提示存在MSI。

  MSI分析系统包含的荧光标记引物可以同时扩增7个标志物,其中5个是单核苷酸重复标志物 (BAT-25、BAT-26、NR-21、NR-24和MONO-27),2个是五核苷酸重复标志物(Penta C 和 Penta D)。单核苷酸标志物是用来测定MSI的,而五核苷酸标志物是用来检测潜在的样品混杂或污染的。将内标加入扩增样品中以确保准确标识等位基因的大小以及调整不同次运行间的差异。

  PCR扩增产物可用ABI PRISM® 310、3100或Applied Biosystems® 3130、3130xl遗传分析仪进行毛细管电泳分离,输出的数据可以用GeneMapper®软件 (Applied Biosystems)进行分析以确定待测样品的MSI状态。为了简化数据分析,我们创建了panels和bins文本文件,以便于用GeneMapper®软件可以进行基因型的自动分配。

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑

MSI检测--精准医疗的一个新里程碑
网址:http://www.genesd.net.cn/hynews/137.html

天津金思德生物技术有限公司

客服热线:022-84970393
李小姐 18920118658 18920795057

    Copyright 金思德生物 版权所有
    津ICP备17004513号-1
        金思德仪器维修网站                

在线客服系统