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解密MSI:同样患肿瘤,为何有人免疫治疗效果翻倍?

引言

在肿瘤精准诊疗时代,有一个贯穿全流程的核心分子标志物——微卫星不稳定性(microsatellite instability,MSI)。它既是遗传性肿瘤和肿瘤病理分型的“辅助诊断依据”,更是免疫治疗的“伴随诊断证据”,目前已被纳入结直肠癌、子宫内膜癌、胃癌等多种实体瘤的临床必检项目。今天一文讲透MSI检测的核心意义、临床价值以及四种主流检测方法的差异化选择,让我们在MSI检测上不再困扰。

三句话讲明白什么是MSI

1.人类基因组里分布着大量短串联重复的DNA片段,叫作微卫星,正常情况下它们的重复次数高度稳定,就像排列整齐的队伍。

2.细胞里有一套专属的“DNA校对系统”——错配修复(MMR)系统,由MLH1、MSH2、MSH6、PMS2四种核心蛋白组成,专门负责纠正DNA复制时的错误,牢牢守住微卫星的稳定性。

3.一旦MMR系统因为基因突变、沉默失活“罢工”,DNA复制错误无法修复,微卫星的重复长度就会出现异常变长或变短,这种基因组不稳定的状态就是微卫星不稳定性(MSI)。

临床统一分为三种类型:

● MSI-H(高微卫星不稳定性)= MMR功能缺陷(dMMR)

● MSI-L(低微卫星不稳定性)/MSS(微卫星稳定)= MMR功能完整(pMMR)

MSI检测中辅助诊断vs伴随诊断的作用

下表中列出了目前已经获批的MSI检测试剂盒,试剂盒的预期用途可以分为两大类:辅助诊断和伴随诊断。这两个概念有什么区别呢?

辅助诊断:辅助临床决策者更准确地判断分型、排查风险,是诊断、筛查、分型、预后的辅助依据,但是不能直接指导药物应用。

伴随诊断:与药物严格绑定,是用药的“准入门槛”,试剂的检测结果直接决定治疗方案、预测药物疗效。

自2021年MSI检测试剂盒陆续获批以来,获批试剂的产品应用均集中在传统的辅助诊断领域,尚未涉足伴随诊断领域。2023年,艾德生物的人类微卫星不稳定性(MSI)检测试剂盒成功拿下国内首张用于免疫治疗伴随诊断适应症的MSI产品注册证。该试剂不仅是国内首个与药物同步开发的原研伴随诊断产品,可辅助鉴别适合接受替雷利珠单抗治疗的MSI-H实体瘤患者,更开创了MSI检测在伴随诊断领域应用的先河,同时也进一步确立了MSI这一分子标志物在泛实体瘤免疫用药指导中的核心价值。

MSI检测的重要临床价值

1.辅助诊断:贯穿肿瘤筛查、分型、预后全流程

MSI是目前临床应用最广泛的肿瘤辅助诊断标志物之一,覆盖全诊疗周期,落地场景非常明确:

①遗传性肿瘤辅助确诊与家族筛查

林奇综合征是由MMR基因(包括MLH1、MSH2、MSH6和PMS2基因)胚系致病性突变,或EPCAM基因失活导致MSH2启动子高度甲基化,引起MSH2基因沉默所致的常染色体显性遗传性肿瘤综合征[1]。由于MMR基因的功能失活性改变,90%的林奇综合征患者表现为MMR功能缺陷(deficient mismatch repair, dMMR)和(或)MSI-H表型。结直肠癌、子宫内膜癌等患者确诊后,推荐常规开展MSI检测,若结果为MSI-H,需进一步完善基因检测,明确是否为林奇综合征,精准区分散发性肿瘤和遗传性肿瘤。同时检测结果可直接指导患者直系亲属开展肿瘤早筛,提前预警肿瘤发病风险[1][2]。CSCO指南建议所有结直肠癌患者进行林奇综合征筛检,采用“肿瘤MMR/MSI检测→胚系基因检测→家系筛查”的三级流程;家系成员按突变基因类型分层管理,优先从家族中已患癌成员开始检测以提高检出效率[3]。

②肿瘤病理分型与疑难病例辅助鉴别

对于年轻发病、多原发肿瘤、无明确诱因的肿瘤患者,MSI检测可辅助判断发病机制,补充病理诊断依据,避免漏诊遗传性肿瘤;同时可指导肿瘤分子分型,为临床分层管理提供依据。

③术后预后判断与化疗方案辅助指导

研究表明,Ⅱ期结直肠癌患者,MSI-H型的预后明显优于MSS型,复发风险降低60%以上,可豁免术后辅助化疗,避免过度治疗带来的身体损伤和经济负担;而MSS型患者可从氟尿嘧啶类化疗中明确获益,为化疗方案选择提供直接依据[3]。同时MSI状态可预判肿瘤侵袭、转移风险,指导术后随访频次和复查方案。

2.伴随诊断:免疫治疗的“黄金准入标准”

MSI-H/dMMR是首个获批的泛实体瘤伴随诊断标志物,与PD-1免疫抑制剂的使用严格绑定,是目前临床价值最高、应用最广泛的伴随诊断检测项目之一。MSI检测能够精准筛选出能从免疫治疗中显著获益的患者,排除无效用药人群,既是用药的合规依据,也是疗效预测的核心指标。

目前NCCN、CSCO等国内外权威指南指出,帕博利珠单抗、纳武利尤单抗、替雷利珠单抗等PD-1抑制剂,MSI-H和(或)dMMR的晚期实体瘤患者均可单药使用,无需联合化疗,临床数据确凿[3][4][5][6]:

● 晚期结直肠癌:单药客观缓解率43.8%,中位总生存期长达36.7个月,是传统化疗疗效的3倍以上;

● 子宫内膜癌:化疗耐药患者使用后,客观缓解率仍达38.5%,显著延长无进展生存期;

● 胃癌、食管癌、胰腺癌等实体瘤:客观缓解率稳定在35%—45%,3级以上严重不良反应发生率仅10%—15%,远低于化疗;MSS型患者免疫治疗响应率不足5%,通过MSI检测可直接避免无效用药,减少医疗浪费和治疗延误。

MSI检测的四大主流方法

在MSI检测上,目前有四种临床公认的检测方法:错配修复(MMR)蛋白免疫组化检测法、毛细管电泳法、PCR熔解曲线法和二代测序(NGS)检测法[7]。其中基于毛细管电泳法获批的试剂盒数量最多,是当前临床应用的主流技术;而PCR熔解曲线法作为新兴的MSI检测技术,近两年有两款试剂盒获批上市,这一突破摆脱了传统检测方法对正常对照样本的依赖,大幅降低了检测落地门槛,提升了临床应用的便捷性,成为MSI检测领域的重要技术革新。在已获批的MSI检测产品中,艾德生物的优势尤为突出,作为国内分子诊断领域的龙头企业,其是唯一一家拥有两大MSI检测合规平台的企业,彰显了其在该领域的全面布局与领先实力。值得关注的是,基于PCR熔解曲线法的MSI试剂盒更是艾德生物首次将熔解曲线技术应用于PCR检测产品的创新成果,不仅实现了PCR领域的又一突破性进展,更进一步巩固了其在分子诊断及肿瘤精准检测领域的龙头地位,持续引领行业技术创新与规范化发展。

以下是四种检测方法学的原理、适用场景、优缺点差异,可按需选择。

1. 错配修复(MMR)蛋白免疫组化检测法

原理:给MMR蛋白做“染色体检”,通过蛋白表达反推MSI状态。取患者肿瘤石蜡切片,用特异性抗体给4种MMR蛋白染色,显微镜下观察:蛋白正常显色,说明MMR功能正常(对应MSS和MSI-L);任意一个蛋白完全不显色,说明MMR蛋白缺失可能造成MMR功能缺陷(对应MSI-H)。

✅ 优势:操作简单、成本低、基层医院全覆盖;

❌ 局限:受病理医师判读主观影响。

2.毛细管电泳法

原理:直接给整个检测区域“量长度”,对比肿瘤组织样本与正常对照样本的片段差异。采用多重荧光聚合酶链式反应扩增结合毛细管电泳法,对微卫星位点和对照位点进行检测。检测时需分别提取肿瘤组织样本与正常对照样本的DNA,其次使用试剂盒对肿瘤组织样本与正常对照样本的DNA进行PCR扩增,采用基因分析仪进行DNA片段分析,比较肿瘤组织样本与正常对照样本扩增产物长度的差异,肿瘤组织的扩增长度与正常对照存在显著长度差异时可判断肿瘤样本相应位点的不稳定状态,是目前MSI检测的公认“金标准”。

✅ 优势:是目前公认的 MSI 检测“金标准”;

❌ 局限:需要正常对照样本、产物开盖过程容易导致污染、判读主观、仪器使用及维护烦琐等。

3.PCR熔解曲线法

原理:以微卫星位点的突变型序列分别设计特异性探针,根据突变型序列熔解峰的有无判断位点的微卫星状态,结合发生微卫星不稳定位点的数量,实现样本微卫星不稳定状态的检测。

✅ 优势:无需正常组织对照,基于PCR平台普及性广、操作简便易落地,结果判读直观,成本相对较低;

❌ 局限:新技术手段,目前产品获批较少,市场普及度有待提升。

4.二代测序(NGS)检测法

原理:通过高通量测序,一次性覆盖全基因组数百个微卫星位点,通过算法计算MSI评分。比较肿瘤样本与正常对照样本(或正常人的基线水平)之间的微卫星重复序列长度分布,以不稳定位点比例是否超过既定阈值来判断微卫星状态。

✅ 优势:可覆盖大量的微卫星位点,根据panel设计不同,可检测五至数十万个的微卫星位点,可针对特异性肿瘤或泛肿瘤选择不同的位点组合,并可以联合肿瘤中其他相关基因检测结果进行综合评估;

❌ 局限:仪器成本较高、检测周期长、操作烦琐;目前无获证试剂,不同厂家的NGS产品算法差异显著,需高质量的生物信息学作为支撑。

结语

微卫星不稳定(MSI)作为衔接肿瘤遗传筛查、病理辅助诊断、免疫治疗伴随诊断以及预后分层的关键分子标志物,已成为结直肠癌、子宫内膜癌等实体瘤诊疗指南中的必检项目。错配修复(MMR)蛋白免疫组化检测法、毛细管电泳法、PCR熔解曲线法以及二代测序(NGS)检测法这四种方法优势互补,可依据诊疗需求进行合理抉择。

参考文献

[1] 中国临床肿瘤学会结直肠癌专家委员会,中国抗癌协会大肠癌专业委员会遗传学组,中国医师协会结直肠肿瘤专业委员会遗传专委会.结直肠癌及其他相关实体瘤微卫星不稳定性检测中国专家共识(2019)[J]. 中华肿瘤杂志.2019,41(10):734-741

[2]王雅卓,康玉,徐丛剑,等.林奇综合征相关妇科恶性肿瘤综合管理中国专家共识(2025年版)[J].肿瘤学杂志. 2025,31 (01):2-14

[3] 中国临床肿瘤学会.中国临床肿瘤学会(CSCO)结直肠癌诊疗指南(2025版)

[4] 中国临床肿瘤学会.中国临床肿瘤学会(CSCO)免疫检查点抑制剂临床应用指南(2025版)

[5] NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology:Colon Cancer(Version 1.2026). National Comprehensive Cancer Network.

[6] NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology:Uterine Neoplasms(Version 1.2026). National Comprehensive Cancer Network.

[7] 中国医师协会病理科医师分会.微卫星不稳定性(MSI)检测技术专家共识 (2024版)[J]. 临床与实验病理学杂志.2024,40 (3)

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