MSI

DNA錯配修復(Mismatch Repair, MMR)，重要的DNA錯配修復機制，能識別及修復在DNA複製或重組過程中產生的DNA錯配，小範圍的鹼基缺失或插入，對維持基因組穩定性、遺傳後代的精確性有着重要的作用。臨牀上常見MLH1、MSH2、MSH6、PMS2發生基因突變導致dMMR，腫瘤組織出現MSI現象是DNA錯配修復缺陷(dMMR)的重要標誌。 ^[1] 

1. 發現：1993年，三個實驗室同時發現了一種獨特的腫瘤發生機制：研究人員在結直腸癌中尋找雜合性丟失(LOH)時，發現腫瘤組織中的某些非編碼區PCR條帶的片段大小相比相鄰的正常組織發生了變化。在進一步的調查中，他們發現這是因為被觀測到變化的DNA序列中含有微衞星位點[1-3]。這種微衞星位點的片段大小改變被證實是由於DNA錯配修復缺陷(dMMR)所引起的，這種現象被稱之為“微衞星不穩定性”。很快，其他實驗室也陸續在其他癌種中發現並研究MSI現象。 ^[1] 

2.當時學術界對MSI並沒有明確的界定標準，人們會用任何他們感興趣的位點對腫瘤樣本進行MSI檢測，因此結果也比較混亂。為了解決這一問題，第一次美國國家癌症研究所(NCI)主辦的關於MSI的會議於1997年在美國馬里蘭州的貝塞斯達(Bethesda)舉行。基於本次會議的專家共識，NCI發表了第一篇奠基性的有關MSI檢測標準的論文，首次給出了MSI的標準化定義：“與正常組織相比，腫瘤組織微衞星位點中重複單元的插入或刪除導致的長度變化”。論文還推薦了一組微衞星檢測Panel，包含兩個單核苷酸重複位點BAT-25和BAT-26以及三個雙鹼基重複位點D2S123，D17S250，D5S345，共同組成5個位點的MSI檢測Panel，這也就是後來為大家所熟知的Bethesda Panel(或稱NCI Panel)[4]。

3. NCI專家共識更新：隨着科學家對MSI認識的深入，逐漸發現1997推薦的Bethesda Panel並非檢測MSI的最優Panel。其主要原因是Bethesda Panel中的三個雙鹼基重複位點D2S123，D17S250，D5S345對dMMR的靈敏度和特異性均非最優。研究結果表明，單鹼基重複位點是MSI檢測的更優位點選擇。 ^[1] 

2004年，NCI專家小組更新了MSI檢測專家共識，推薦使用單核苷酸重複位點替代Bethesda panel中的雙鹼基重複位點D2S123，D17S250，D5S345[5]。 ^[1] 

4.全球首個商品化MSI檢測試劑盒發佈：2004年美國Promega公司發佈了全球首個商品化MSI檢測試劑盒。基於NCI專家共識，Promega公司使用了5個單核苷酸重複位點BAT-25，BAT-26，NR-21，NR-24和MONO-27檢測MSI，除此之外，該試劑盒還包含兩個5核苷酸重複位點(Penta C，Penta D)，用於樣本內質控。Promega公司發表的文獻表明，Promega Panel的性能要優於1997版的Bethesda panel。 ^[1] 

Promega Panel 和 Bethesda panel所選用位點性能對比 ^[1] 

林奇綜合徵(Lynch Syndrome)是一種因胚系突變導致至少一個DNA錯配修復基因(DNA mismatch repair, MMR)失活，從而引發的家族性遺傳病，是一種伴常染色體顯性遺傳病。攜帶有林奇綜合徵缺陷的人有罹患多種癌症的高發風險，尤其是結直腸癌、子宮內膜癌、卵巢癌等。據推算，約每300人中就有就有一個林奇綜合徵缺陷攜帶者，然而遺憾的是公眾對此家族性遺傳缺陷瞭解並不多。 ^[1] 

對確診癌症的患者進行MSI分析可以高效的篩選出疑似林奇綜合徵患者，是被廣泛推薦的林奇綜合徵篩查方法之一。患者的腫瘤樣本呈MSI-H表明腫瘤微衞星DNA處於不穩定狀態，意味着患者腫瘤組織的DNA錯配修復功能失活(dMMR)，而dMMR正是林奇綜合徵患者的關鍵特徵。 ^[1] 

MSI檢測用於II期結直腸癌患者預後及治療指導

Popat S et al.在《British Journal of Cancer》雜誌上發表的一項納入了32項研究共7642例II期結直腸癌患者的薈萃分析結果顯示，與MSS患者相比，MSI-H患者死亡風險為0.65(95%CI, 0.59-0.71)，降低高達35%[8]。已有大量證據表明，MSI-H是II期結直腸癌患者預後良好的一個標誌物。 ^[1] 

大量證據表明，MSI-H患者並不能從5-FU的輔助化療中獲益，MSI-H可作為5-FU輔助治療CRC無效的預測標誌物。Ribic CM et al.發表在《New England Journal of Medicine》雜誌上的文獻數據顯示：在II期結直腸癌患者中，MSI-H患者接受輔助化療較未經治療者並無生存優勢，5年生存率反而顯著縮短(71% vs. 88%)[9]。這表明：對於MSI-H的II期患者，給予5-FU輔助化療非但不能帶來生存獲益，反而對患者不利。因此，II期CRC患者是否需要輔助化療，需要綜合考慮臨牀高危因素和MSI狀態。 ^[1] 

《中國結直腸癌診療規範2015》建議有條件者檢測組織標本MMR或MSI(微衞星不穩定性)，如為dMMR(錯配修復缺陷)或MSI-H(微衞星不穩定)，不推薦氟尿嘧啶類藥物的單獨輔助化療。 ^[1] 

MSI作為PD-1藥物治療實體瘤的生物標誌物

2015年，一篇發表在《新英格蘭雜誌》標題為《PD-1 Blockade in Tumors with Mismatch-Repair Deficiency》[11]的文章重新引爆了公眾對MSI的興趣。Dr. Le和他的同事們拓展了MSI在腫瘤免疫治療中的應用，證實了MSI狀態與免疫治療異常烈的反應相關。 ^[1] 

在Dr. Le和他的同事們主持的一項關於PD-1免疫檢查點阻斷劑在結直腸癌中的作用研究中，33個樣本只有1個有應答。經調查，作者發現這位患者的腫瘤是MSI-H分型。他們的進一步研究發現，具有MSI-H分型的腫瘤具有針對新抗原的高免疫細胞浸潤，但被免疫檢查點抑制配體(如PD-L1)所抵消，PD-L1結合PD-1阻止了T細胞活化。當使用PD-1免疫檢查點阻斷劑時，免疫細胞可以激活並攻擊腫瘤細胞。基於此，即便是單劑量的治療，患者的血清也能馬上反映出臨牀受益。在Dr. Le所發表的論文中，其MSI檢測使用了Promega公司提供的MSI檢測試劑盒“MSI Analysis System”。 ^[1] 

由於微衞星位點的不穩定陽性率各不相同，比如BAT-25和 BAT-26這兩個位點的陽性率比較高，NR-24的陽性率則稍低於前兩者，而D2S123這類雙核苷酸重複位點則明顯低於BAT-25這類單核苷酸重複位點。因此不同MSI分析Panel選取的不同微衞星位點，將直接影響到MSI的診斷結果。 ^[1] 

另外，選取的微衞星數量也是一個影響因素，若納入了一些陽性率較低的微衞星位點，則會在一定程度上降低MSI檢測的靈敏度，因此並不是位點越多越好。Bethesda Panel和Promega的位點選擇已有較多研究數據支持，且得到了NCCN指南的推薦。如果檢測位點未經過大規模研究數據驗證，則可能會造成假陰性或假陽性的結果。 ^[1] 

2020年NCCN發佈了《Genetic/Familial High-Risk Assessment: Colorectal，Version1 .2020-July 21, 2020》(《結直腸癌家族性遺傳高危評估指南，2020年第1版》)，關於MSI檢測，NCCN推薦了兩種MSI分析Panel：

包含5個單核苷酸位點(BAT-25, BAT-26, NR-21, NR-24, MONO-27)以及2個用於樣本匹配鑑定的五核苷酸位點。由美國Promega公司於2004年發佈，並基於此推出MSI Analysis System商品化試劑盒。 ^[1] 

包含2個單核苷酸位點(BAT-25, BAT-26)和3個雙核苷酸位點(D2S123, D5S346, D17S250)。Bethesda/NCI Panel是美國國家癌症研究所(NCI)於1997所推薦的標準，並以此命名。2004年，NCI專家小組更新了MSI檢測專家共識，推薦使用單核苷酸重複位點替代Bethesda panel中的雙鹼基重複位點D2S123，D17S250，D5S345。 ^[1]