基礎(chǔ)知識4:認識MSI/MMR

1. 什么是 MSI/MMR 匙握?

微衛(wèi)星(microsatellite, MS)艾疟,又稱為短串聯(lián)重復(fù)序列(short tandem repeats速那,STR)押框,是指細胞基因組中以少數(shù)幾個核苷酸(多為1~6個)為單位串聯(lián)重復(fù)的DNA序列岔绸。

1.1. MSI \color{grey}{(microsatellite} \color{grey}{instability)}:「微衛(wèi)星不穩(wěn)定性」

? 定義:指與正常組織相比,在腫瘤中某一微衛(wèi)星由于重復(fù)單位的插入或缺失而造成的微衛(wèi)星長度的任何改變橡伞,出現(xiàn)新的微衛(wèi)星等位基因的現(xiàn)象盒揉,最常見的是 GT/CA 重復(fù)。
? 分類:MSI分為高度不穩(wěn)定(MSI-H)兑徘、低度不穩(wěn)定(MSI-L)和穩(wěn)定(MS-S)
? 臨床意義
1)MSI與結(jié)腸癌刚盈、胃癌、子宮內(nèi)膜癌挂脑、卵巢癌藕漱、肝膽道癌、尿路癌崭闲、腦癌和皮膚癌有關(guān)肋联,其中與結(jié)腸癌的關(guān)聯(lián)最為普遍
2)患有 MSI 的結(jié)直腸腫瘤發(fā)現(xiàn)于右結(jié)腸,與分化差的組織刁俭、高粘蛋白原牺蹄、腫瘤浸潤淋巴細胞以及克羅恩病樣宿主反應(yīng)的存在相關(guān)。導(dǎo)致結(jié)直腸癌的 MSI-H 腫瘤比其他衍生結(jié)直腸癌表現(xiàn)出更少的轉(zhuǎn)移(在 II 期癌癥中比 III 期癌癥更具代表性)薄翅。

1.2. MMR \color{grey}{(mismatch} \color{grey}{repair)}:「錯配修復(fù)」

? 定義:是一種識別和修復(fù)DNA復(fù)制和重組過程中可能出現(xiàn)的錯誤插入沙兰,缺失和錯配堿基的系統(tǒng)氓奈,也可以修復(fù)某些形式的DNA損傷。錯配修復(fù)的過程需要區(qū)分母鏈和子鏈鼎天,做到只切除子鏈上錯誤的核苷酸舀奶,而不會切除母鏈上本來就正常的核苷酸。
? 組成:MMR系統(tǒng)在參與DNA修復(fù)時可涉及到多個錯配修復(fù)蛋白斋射,包括MutS(MSH2育勺、MSH3和MSH6等)和MutL(MLH1、MLH3罗岖、PMS1和 PMS2)兩大家族涧至。其中,MLH1桑包、MSH2南蓬、MSH6及PMS2是MMR的主導(dǎo)蛋白。
? 分類
1)錯配修復(fù)功能缺陷(Mismatch Repair Deficiency哑了,dMMR):MMR缺陷赘方,即DNA錯配修復(fù)功能缺陷,MMR蛋白表達陰性弱左。任一MMR基因功能缺陷均可導(dǎo)致dMMR窄陡。
2)錯配修復(fù)功能完整(Mismatch Repair Proficient,pMMR):MMR完整拆火,即DNA錯配修復(fù)功能正常跳夭,MMR蛋白表達陽性。

1.3. MSI與MMR的關(guān)系

? MSI多由MMR蛋白表達缺失導(dǎo)致的MMR功能缺陷所致们镜,可以通過檢測MMR蛋白缺失來反映MSI狀態(tài)
? 一般而言币叹,dMMR相當于MSI-H表型,pMMR相當于MSI-L/MSS表型憎账。
? MMR與MSI檢測不一致情況主要有以下兩種類型:
1)dMMR vs MSS套硼,其發(fā)生的原因可能為:
① 某些MMR蛋白的缺失,被功能代償胞皱,常見的補償機制為PMS2和PMS1互補邪意,MSH6和MSH3互補
② MLH1啟動子甲基化導(dǎo)致的腫瘤異質(zhì)性(MLH1蛋白缺失但MSS),從而影響結(jié)果判斷
③ 新輔助治療導(dǎo)致的MSH6表達缺失或PMS2表達較弱

2) pMMR vs MSI-H反砌,其發(fā)生的原因可能為:
① 某些MMR蛋白發(fā)生錯義突變雾鬼,但仍存在相應(yīng)抗原而被IHC檢測所識別為正常表達。但實際上蛋白功能已經(jīng)喪失宴树,導(dǎo)致錯配修復(fù)功能的缺陷策菜,已經(jīng)導(dǎo)致發(fā)生MSI。即pMMR假陽性。
② 由四種基因以外的其他基因引起的MSI又憨,如POLE翠霍、POLD。

MSI:MMR-1

2. MSI/MMR 的檢測方法

目前臨床上主要采用兩種方法檢測 MSI/MMR:免疫組織化學(xué)法 (immunohistochemistry, IHC) 檢測 MMR 異常蛋白蠢莺,或聚合酶鏈式反應(yīng) (polymerase chain reaction, PCR) 檢測 MSI寒匙。二代測序 (next generation sequencing,NGS)是近年來出現(xiàn)的新的檢測方法躏将。

2.1. 免疫組織化學(xué)法(IHC法)

IHC 染色分析 MMR 蛋白表達是最常用的方法锄弱,它主要是檢測 4 個已知 MMR 蛋白(MLH1、MSH2祸憋、MSH6 和 PMS2)会宪,陽性表達定位于胞核:
? 如果 4 個蛋白中 ≥ 1 個不表達,腫瘤可能為 MSI-H蚯窥;
? 所有 4 個蛋白表達均陽性為 pMMR(錯配修復(fù)功能完整)掸鹅。
優(yōu)缺點:IHC 便宜易行,但是有可能漏掉一些其他 MMR 蛋白引起的異常沟沙,而且由于腫瘤的異質(zhì)性河劝,整個腫瘤的評分有可能不一致壁榕。

2.2. PCR毛細管電泳法

PCR 通常對2個單核苷酸位點(BAT-25和BAT-26)和3個雙核苷酸位點(D2S123矛紫、D5S346 和 D17S250)位點進行檢測,也被稱作「2B3D NCI Panel」牌里。
? MSI 超過 30%(5 個位點中 2 個以上)為 MSI-H颊咬;
? 少于 30%(1 個位點)考慮為微衛(wèi)星低度不穩(wěn)定(MSI-L);
? 沒有不穩(wěn)定則為微衛(wèi)星穩(wěn)定(microsatellite stability, MSS牡辽。
優(yōu)缺點:能夠更客觀地評估功能性 dMMR 活性喳篇,但是對實驗室條件要求高,價格相對昂貴态辛。

★ 總的來說麸澜,IHC 和 PCR 法檢測 MSI/MMR 的敏感性和特異性都很好,dMMR與MSI-H(高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定)表型相當奏黑,pMMR與MSI-L/MSS(低度微衛(wèi)星不穩(wěn)定/微衛(wèi)星穩(wěn)定)表型相當炊邦。IHC-MMR和PCR-MSI檢測結(jié)果符合率可達90%以上。

2.3 NGS

? 近年來 熟史,二代測序平臺目標區(qū)域測序(NGS panel)馁害、全外顯子組測序(WES)、全基因組測序(WGS)開始應(yīng)用于 MSI 檢測蹂匹。
? NGS 適用于需要同時檢測腫瘤驅(qū)動基因和(或)治療相關(guān)基因變異的患者碘菜。

比較內(nèi)容 MMR-IHC MSI-PCR MSI-NGS
檢測內(nèi)容 MMR蛋白表達(MLH-1、MSH-2、MSH-6忍啸、PMS-2) 單堿基/兩堿基微衛(wèi)星序列長度變化 衛(wèi)星位點重復(fù)序列長度變化仰坦,不同Panel微衛(wèi)星位點數(shù)不同
結(jié)果判斷 4個MMR蛋白任意一表達缺少為dMMR ≥2位點不穩(wěn)定為MSI-H(檢測5-6個位點) 根據(jù)不同位點和分析方法制定闖值
優(yōu)點 · 方法成熟,臨床普及度高
· 價格低
· 可直接提示MMR蛋白缺少
· 金標準
· 準確簡單快速
· 敏感性高计雌、特異性強
· 易標準化缎岗、自動化
· 多應(yīng)用于中大型panel的伴隨檢測,綜合成本較低
· 結(jié)合生信算法優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析可以更好的提高低突變主度樣本的檢出白粉。
缺點 · 需要規(guī)范的組織前處理
· 組織異質(zhì)性
· 存在假陰性及假陽性
· 對病理醫(yī)師要求高传泊,主觀因素可能導(dǎo)致結(jié)果偏倚
· 價格較貴
· 無法直接判斷出功能異常的蛋白
· 技術(shù)復(fù)雜,不易標準化
· 缺乏行業(yè)統(tǒng)一標準和廣泛驗證鸭巴,可能因算法不同輸出結(jié)果不一致
· 價格高
· 無有證試劑
臨床應(yīng)用 為目前我國臨床MSI應(yīng)用/MMR檢測的基本推薦 MSI檢測公認金標準推薦在具備分子診斷設(shè)施的實驗室開展 · 單獨檢測MSI相對時間周期略長
· 市面上探針設(shè)計及生信算法水平參差不齊眷细,篩選及驗收成本較高
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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