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桐樹生物研究新突破!基于NCI Panel檢測的東亞結直腸癌患者MSI與相關臨床病理特征及預后分析

文章摘要:近日,桐樹生物攜手其他2家科研機構共同發表東亞結直腸癌(CRC)患者MSI檢測位點研究,確定最佳MSI檢測PANEL。

近日,國際腫瘤期刊《Future Oncology》發表的一篇題為“The clinicopathological features and prognosis of tumor MSI in East Asian colorectal cancer patients using NCI panel”文章,通過對東亞結直腸癌(CRC)患者不同MSI檢測位點進行對比,確定出最佳MSI檢測Panel,并對東亞結直腸癌MSI發生率,臨床病理特征及預后的相關性進行分析總結。該研究由上海桐樹生物科技及相關2家臨床科研機構共同完成,為MSI(微衛星不穩定性)在結直腸癌患者的診斷、臨床病理特征及預后意義等方面提供重要的臨床指導意義。





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本文研究人員采用兩種不同檢測位點測定MSI,并結合MMR蛋白免疫組化實驗和多元變量分析,探究東亞CRC患者MSI的發生狀況及臨床病理特征及預后的相關性,研究主要得到以下發現:



● 東亞CRC患者MSI發生率略低于歐美人群,人群種族及基因多態性的不同,導致微衛星重復系列存在差異。

● 單核苷酸+雙核苷酸聯合Panel敏感性高于單純單核苷酸Panel,對于東亞裔CRC患者MSI的檢測,單核苷酸+雙核苷酸聯合Panel更適合。

● 東亞裔MSI的臨床病理特征與歐美人群基本一致,MSI-H好發于二期,近端、右半結腸部位,且分化較差伴有粘液成分的CRC患者。




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研究背景



結直腸癌(CRC)是最常見的惡性腫瘤之一,據統計,全球每年約有 120 萬名患者被確診為結直腸癌,而有超過 60 萬名患者直接或間接死于結直腸癌。因此,結直腸癌已成為現階段威脅人類健康的重要疾病之一。近年來,隨著分子生物學及相關基因組學的發展,人們發現MSI在CRC的精準診斷和治療中扮演者極其重要的角色,如對CRC預后進行判斷,指導5-氟尿嘧啶、伊立替康等化療藥物的反應,幫助診斷篩選Lynch綜合征等,MSI已成為結直腸癌預后和臨床輔助治療過程中一個重要分子標志物。


對于結直腸癌MSI的檢測,早在2004年,美國國立癌癥研究中心(NCI)頒布了貝塞斯達(Bethesda)標準,該標準在MSI檢測位點的選擇上規定了兩種方式:2個單核苷酸(BAT-25、BAT-26)+3個雙核苷酸(D5S346、D2S123、D17S250)聯合位點的NCI Panel或者5個單核苷酸(BAT-25、BAT-26、NR21、NR22、NR24)單純位點的Pentaplex Panel。盡管這兩種Panel均能準確的檢測MSI,但經比較發現,二者在檢測內對照設置、MSI-L精準篩查、MSI判定標準等方面仍存在一定的差異和優劣勢。近年來,隨著MSI相關研究的不斷深入,有研究報道針對東亞裔CRC患者MSI表型檢測采用2個單核苷酸+3個雙核苷酸的聯合Panel可能更為適合,但這種觀點需要進一步的研究證實。為此本研究以東亞裔CRC患者為研究對象,采用兩種不同的位點對MSI進行檢測,并采用MMR蛋白免疫組化對兩種方法進行評估,旨在為MSI的檢測、臨床病理及預后提供一定的理論依據。




研究方法



本研究以245例東亞結直腸癌患者為研究對象,其中直腸癌62例,左半結腸癌107例,右半結腸癌40例,其他類型(包括橫結腸癌、橫結腸-乙狀結腸癌、乙狀結腸癌等)36例。


采用PCR和IHC對患者MSI和MMR蛋白進行檢測,在PCR檢測MSI過程中,位點選擇采用NCI Panel 和Pentaplex Panel兩種檢測方法對患者的MSI進行檢測,并用免疫組化實驗評估MMR蛋白表達與兩種Panel檢測MSI間的一致性,同時通過多元變量分析MSI-H與臨床病理特征及相關基因突變信息的相關性,以此為CRC臨床診斷及預后評價提供更為完善的參考價值。




研究結果



1. MMR蛋白表達與MSI的相關性比較

目前,MMR蛋白的免疫組化分析(IHC)已成為臨床上檢測MSI的一種常用方法,通過檢測MLH1、MSH2、PMS2及 MSH6 4種蛋白表達,當4種蛋白均為陽性時,則判讀為MMR-I(MMR蛋白完整),如果其中一個蛋白表達缺失則判讀為MMR-D(MMR蛋白缺失)。本研究通過采用IHC對患者4種蛋白檢測,發現共有28例患者為MMR-D,這28例患者12例(42.9%)為1個蛋白缺失,16例患者(57.1%)為兩個蛋白缺失。


對于MSI表型的檢測,我們分別采用NCI Panel和Pentaplex Panel兩種方法進行檢測。在NCI Panel 檢測中我們發現有27例患者(11%)為MSI-H表型,2例患者(0.8%)為MSI-L表型,剩下216例患者(88.2%)為MSS表型;相比對于Pentaplex Panel檢測,結果顯示23例患者(9.4%)為MSI-H表型,1例患者(0.4%)為MSI-L表型,221例患者(90.2%)為MSS表型。值得注意的是,兩種方法均發現BAT-25、BAT-26是所有檢測位點中最不穩定的,檢測靈敏度均大于75%,如圖1。

 

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圖1 兩種方法檢測5個MSI標記位點的靈敏度和特異性


2. 不同方法測定MSI狀態的一致性比較

通過比較NCI Panel和Pentaplex Panel兩種方法的靈敏度和特異性(見表1),結果發現NCI Panel檢測的敏感性高于Pentaplex Panel檢測的敏感性,這提示NCI Panel檢測可能更適合于東亞裔患者。

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表1 微衛星標記在無錯配修復蛋白表達檢測中的預測值

 


采用MMR IHC對兩種Panel進行評估(見表2,表3),結果發現,與Pentaplex Panel相比,NCI Panel與dMMR的一致性可能更高(Kappa值0.898),這表明NCI Panel檢測能更好的反映MMR蛋白表達。

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表2 免疫組化檢測MMR蛋白表達與NCI Panel檢測MSI間的一致性


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表3 免疫組化檢測MMR蛋白表達與五個單核苷酸重復系列檢測MSI間的一致性

 


3. MSI-H與臨床病理特征

對于MSI-H與非MSI-H的患者進行比較,發現MSI-H患者與腫瘤分級、右側腫瘤位置、粘液組織類型相關,與患者年齡、TNM分期、BRAF突變、淋巴結轉移不相關。


4. MMR蛋白表達、MSI狀態與結直腸癌預后

本研究對245名患者進行為期24個月的隨訪,結果發現MSI-H患者相比MSS / MSI-L患者有更長的無病生存期(DFS)(圖2),同樣,MMR蛋白表達缺失(MMR-D)患者較MMR蛋白表達完整(MMR-I)患者表型有有更長的無病生存期(DFS)。以上結論表明MMR-D和MSI-H是CRC患者的兩個獨立預后因素。

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圖2 MSI表型與患者DFS間關系




結論



MSI是CRC診斷和治療領域中一個非常重要的生物標記物,可準確反映CRC病理學特征,同時對CRC的治療如5-氟尿嘧啶化療響應也能提供一定的指導,本研究采用兩種不同的方法對MSI進行檢測比較,并分析MMR蛋白表達、MSI-H與結直腸癌預后間的關系,得到以下結論:





(1) 本研究采用NCI Panel對東亞CRC患者MSI進行檢測,發現MSI-H約占11%,這一比例較歐美CRC患者(MSI-H約8-20%)略低,這可能與獨特的臨床病例特征,種族差異及基因多態性相關。

(2) 采用NCI Panel 、Pentaplex Panel對MSI進行檢測,其中NCI Panel檢測分析靈敏度似乎更高,同時與IHC測得的MMR比較,NCI Panel檢測的一致性也更好,這可能與兩種方法的內對照,cut-off值及MSI發生核苷酸位點相關。

(3) 本研究再次證實MSI對CRC患者的預后有一定的指導意義,尤其是MSI-H患者,其無病生存期(DFS)較MSS/MSI-L患者更長,因此MSI-H是CRC治療預后的一個有效的標志物。





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