错配修复蛋白和MLH1甲基化状态可预测子宫内膜癌术后复发及死亡风险

2021-01-26 求臻医学企宣

摘要

体外研究表明,哺乳动物细胞接受电离辐射和DNA损伤药物治疗后主要通过错配修复(MMR)系统进行修复,含有大量MMR缺陷(dMMR)细胞的肿瘤对特定药物的治疗反应降低,但MMR蛋白状态是否影响子宫内膜癌辅助治疗疗效尚未完全明确。这项研究表明,MMR蛋白状态联合MLH1甲基化状态可以预测子宫内膜癌对辅助治疗的反应,与不接受辅助治疗的患者相比,P53免疫组化检测无异常着色和POLE外切酶区域无突变的pMMR(proficient MMR,即DNA错配修复功能正常)肿瘤患者接受全盆腔放疗(校正HR 0.09,P=0.008)以及化疗联合阴道近距离放疗/全盆腔放疗(校正HR 0.18, P=0.035)的辅助治疗后可显著改善患者预后,死亡风险分别降低91%和82%;而MMR-D(dMMR)未发生MLH1甲基化的肿瘤患者(n=70)疾病特异性生存较差,接受全盆腔放疗(校正HR 25,P=0.020)以及化疗联合全盆腔放疗(校正HR 32, P=0.006)后生存期显著缩短,死亡风险分别增加25倍和32倍。临床阶段在对可切除子宫内膜癌制定辅助治疗方案时,强烈建议考虑患者的MSI状态。


研究背景

错配修复(MMR)系统是高度保守的DNA修复机制,MMR缺陷表现为基因组高水平的微卫星不稳定性(MSI),导致肿瘤突变负荷增加。MMR系统行使正常功能依赖4个关键酶:MLH1、MSH2、MSH6和PMS2,可通过免疫组化检测MMR蛋白缺失情况或通过聚合酶链反应(PCR)扩增微卫星标记检测MSI状态。约30%子宫内膜癌表现为MMR-D(dMMR),多为散发,由MLH1启动子过度甲基化所致。约3%子宫内膜癌与Lynch综合征有关,由MMR基因胚性致病性突变所致。


TCGA将子宫内膜癌分为4个分子亚型,其中POLE超突变亚型预后极好,高拷贝数亚型预后极差,MSI高度突变亚型和低拷贝数亚型相似,预后中等。但TCGA分型方法虽全面准确,但费用较高,目前临床实践中多采用更为简单的分类方法替代TCGA分类,即联合MSI检测和/或MMR蛋白(免疫组化)、TP53突变检测和/或p53蛋白(免疫组化)以及POLE突变分析的结合。


研究方法

这是一项单中心回顾性研究。免疫组化方法检测子宫内膜癌MMR蛋白表达情况,MMR-D(dMMR)肿瘤通过甲基化特异性多重连接探针扩增技术明确MLH1是否发生甲基化。pMMR亚型,又被称为“无特异性分子特征”亚型(NSMP),需排除P53经免疫组化检测到异常着色或POLE外切酶区域存在突变的肿瘤。疾病特异性生存分析校正因素包括年龄、分期、组织学和分级、子宫肌层浸润深度和淋巴血管浸润。



研究结果

共纳入505例患者,中位随访81个月(范围1-136)。NSMP亚型(n=218)的疾病特异性生存改善与全盆腔放疗(校正HR 0.092,P=0.008)以及化疗联合放疗(校正HR 0.18,P=0.035)相关,MMR-D(n=287)亚型的疾病特异性生存未因辅助治疗而改善(表1,图1)。MLH1未发生甲基化的MMR-D(dMMR)亚型患者(n=70)接受全盆腔放疗(校正HR 25,P=0.020)以及化疗联合全盆腔放疗(校正HR 32, P=0.006)后生存期显著缩短,死亡风险分别增加25倍和32倍(表2)。

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表1 MMR-D和NSMP亚型的疾病特异性生存分析

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图1. MMR-D和NSMP亚型的疾病特异性生存曲线

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表2 MLH1甲基化和MMR-D非甲基化肿瘤的疾病特异性生存分析


讨论

这项回顾性研究中,经年龄、分期和高危因素校正后的结果显示全盆腔放疗和化疗联合放疗可改善NSMP型子宫内膜癌的疾病特异性生存。尽管单变量Cox回归分析表明,MMR-D亚型子宫内膜癌接受辅助治疗与较差疾病特异性生存相关,但经临床病理变量校正后,这一结果不再成立。

六项随机研究证实,辅助放疗可降低早期子宫内膜癌的盆腔和阴道复发风险,但不改善总生存。这项研究研究中,接受辅助放疗而未接受化疗的NSMP亚型患者中,87.5%(126/144)为I期,因此这项研究的全盆腔放疗改善NSMP亚型疾病特异性生存似乎与之矛盾。但应注意,六项随机研究在TCGA时代之前进行,分子亚型尚未作为疗效的混杂因素予以分析,生存优势可能被掩盖。这项研究强调了在未来子宫内膜癌辅助治疗研究中整合分子图谱进行风险分析的重要性。

早期子宫内膜癌通常根据年龄和高危因素进行分层并决定是否需要辅助治疗。可以推测,传统风险分层因素不同于MMR-D和NSMP亚型的风险分层,因此研究中的MMR-D亚型患者不能通过传统的风险分层达到优化辅助治疗的目的。

一项早期回顾性研究中,535例放疗和/或化疗子宫内膜癌患者,MMR缺陷与良好的无进展生存和总生存相关,但多变量分析后MMR蛋白状态的影响不再显著。另一项研究中,辅助放疗(n=66)或化疗(n=158)患者,MMR蛋白状态与无进展生存或总生存无关,但未进行多变量分析,不过接受放疗的非子宫内膜样癌亚型分析中,MMR缺陷患者的无进展生存和总生存较pMMR患者改善。相反,化疗的III/IV期患者中,pMMR与无进展生存改善相关。

Reijnen的研究设计与这项研究相似,该研究中分别比较了pMMR和MMR-D患者接受或不接受辅助治疗的结果。128例IB/II期3级子宫内膜样癌患者,MMR-D患者辅助阴道放疗/全盆腔放疗改善疾病特异性生存和总生存,但pMMR患者无改善,该研究根据ProMisE分类将肿瘤分为MMR-D、p53 abn、POLE突变和NSMP/p53 wt亚型,并将5例p53 abn和POLE突变病例纳入pMMR亚型。不同研究结果的差异可能与多种因素相关,包括不同的研究设计和研究人群、混杂变量的选择、随访时间和pMMR的定义。

此外,辅助治疗分类差异可能导致二项研究结果不同,Reijnen的研究中阴道放疗和全盆腔放疗在同一治疗组。也就是说,这项研究发现MMR-D亚型中阴道放疗患者的疾病特异性生存最好,全盆腔放疗患者最差,无辅助治疗患者的疾病特异性生存居中(p < 0.0005),当阴道放疗和全盆腔放疗为同一治疗组时,治疗组和未治疗组的结果相似,无显著差异(p=0.957)。

Shikama等研究了MLH1甲基化对子宫内膜癌的预后作用,结果发现经混杂因素校正后,MMR-D非甲基化和散发病例的总生存相似。早期对子宫内膜样子宫内膜癌的研究显示,MLH1甲基化患者较pMMR患者的疾病特异性生存更差。这项研究提示,MLH1甲基化状态对子宫内膜癌接受辅助治疗的疗效有预测作用,因为接受全盆腔放疗以及化疗联合放疗的MMR-D非甲基化患者疾病特异性生存较差,而MLH1甲基化患者无此表现。可以假设,MMR-D非甲基化肿瘤对辅助治疗具有内在抵抗性,特别是具有临床高风险病理因素需要积极治疗的肿瘤。



点评

这项研究证明,子宫内膜癌辅助治疗疗效可通过评估MMR和MLH1甲基化状态进行预测,未发生MLH1甲基化的MMR-D(dMMR)患者接受全盆腔放疗(校正HR 25,P=0.020)以及化疗联合全盆腔放疗(校正HR 32, P=0.006)后生存期显著缩短,死亡风险分别增加25倍和32倍。这些发现可以更好的改善子宫内膜癌个体化治疗,并为子宫内膜癌分子风险分层与术后辅助治疗的临床研究提供依据。

目前临床上广泛使用MSI-PCR以及MMR-IHC方法探测MSI,但由于检测位点或蛋白较少,且检测结果高度依赖主观经验判断,经常无法准确预测病人的MSI状态,且这两种方法都是为诊断遗传性错配修复缺陷或者林奇综合征而设计,用于其它癌种分析可能有偏倚,会造成一定程度的假阴性或假阳性结果。二代测序(NGS)检测MSI,在2018年ESMO年会上精准医学工作组推荐NGS作为MSI的二线检测方法。一项包含泛癌种实体瘤的大样本研究提示,基于MSIsensor 算法的NGS MSK-IMPACT Panal较传统PCR检测MSI敏感度更高,基于NGS 的MSI 检测具有明显的临床应用优势: 

(1) 对于多数实体瘤患者,单独进行MSI 检测的成本-效益比过低,而基于NGS 的MSI检测可在对肿瘤进行基因分型、检测可靶向作用基因的同时,同步完成MSI状态、TMB等指标评估,在降低样本用量的同时极大提高了分子诊断效率;

(2) NGS检测覆盖的微卫星位点高达数百个,可增加肿瘤样本检测的敏感度和准确性,对于患者的遗传筛查、预后及免疫治疗评估等都更为精准;

(3) 不局限于组织样本,基于血浆ctDNA样本也可进行检测,满足更多无法获取组织样本患者的需求,为更多肿瘤患者带来福音。

ChosenOne599®组织样本的最低检测下限达到1%,探针覆盖599个基因的全部外显子区域、部分基因的内含子区域以及20bp的外显子内含子交界区域,总区域达到2.3Mb。能够一次性评估所有肿瘤相关靶向药外,还能全面分析TMB、PD-L1(IHC平台)、MSI、MMR等免疫治疗标志物,为筛选免疫治疗获益人群提供全面可靠的信息。

尤其是求臻医学首席信息官牛北方教授研发的MSIsensor被MSKCC评定为比PCR更灵敏的泛癌种NGS-MSI检测算法;MSIsensor2算法被国际知名的美国杰克逊实验室证实MSIsensor2算法具有最高准确性的结论;近日,MSIsensor-ct在国际生物信息学领域重要科技期刊《Briefings in Bioinformatics》(SCI影响因子:8.99)上在线发表。

因此,ChosenOne599®能够实现为子宫内膜癌患者提供更加精准的MMR、MSI分析结果,为临床阶段在对可切除子宫内膜癌制定辅助治疗方案时提供有力参考。


参考文献:Mismatch repair protein and MLH1 methylation status as predictors of response to adjuvant therapy in endometrial cancer Cancer Med. 2021;10.1002/cam4.3691.