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赵长林教授:如何诊断Lynch综合征/Lynch综合征相关性肿瘤?

微卫星不稳定性(microsatellite instability,MSI)是林奇综合征(Lynch syndrome,LS)的分子标志,通常具有一个错配修复(Mismatch Repair,MMR)基因的一个胚系突变。

LS是一种常染色体显性遗传肿瘤综合征,由MMR的突变引起。MMR基因主要包括 MLH1(3p21.3)、MSH2(2p21-22)、MSH6(2p16)、MSH3(5q11-q12)、PMS1(2q31-q33)、PMS2(7p22),这些基因共同负责对细胞复制过程中产生的错误进行矫正。当MMR基因发生突变,导致相应修复功能的缺失,引起DNA复制错误无法得到有效的矫正,致使DNA复制错误不断地累积,最终导致癌症的发生。MMR基因的突变总体表现为MSI。

一、LS/LS相关肿瘤发病风险

据报道,在MMR基因的胚系突变引起的LS患者中,高达90%以上的肿瘤表现为微卫星高度不稳定(MSI-H)。MMR基因的胚系突变还可引起LS相关性肿瘤(包括结直肠、子宫内膜、卵巢、胃、小肠、肝胆、尿路、脑和皮肤等),其风险高于正常人群。

对于男性和女性LS个体,结直肠癌的平均诊断年龄分别是42岁和47岁,累积风险分别为66.08%和42.7%,具有MLH1突变的男性个体结直肠癌的发病风险最高。女性LS个体子宫内膜癌的平均诊断年龄为47.5岁,累积风险为73.42%。

在女性LS个体中,先后患有结直肠癌和子宫内膜癌的患者约50%为子宫内膜癌首先发病。LS个体中胃癌的平均诊断年龄为56岁,在病理类型中,小肠型腺癌最为常见。女性LS个体中卵巢癌的平均诊断年龄为42.5岁,其中约30%的患者在40岁以前发病。

美国国家癌症综合网络(National Comprehensive Cancer Network, NCCN) 结直肠癌实践指南:结直肠癌筛查(2020.V2)提供了MLH1、MSH2、MSH6、PMS2缺失患LS相关癌症风险。(表1可放大)。

表1 MLH1、MSH2、MSH6、PMS2缺失患LS相关癌症风险

肿瘤类型

MLH1/MSH2缺陷患癌风险

MSH6缺陷患癌风险

PMS2缺陷患癌风险

结肠癌

40%-80%

10%-22%

15%-20%

子宫内膜癌

25%-60%

16%-26%

15%

胃癌

1%-13%

≤3%

肾盂癌、胃癌、卵巢癌、小肠癌、输尿管癌、脑肿瘤合计风险为6%

卵巢癌

4%-24%

1%-11%

胆道系统癌(胆囊癌、胆管癌)

1.4%-4%

暂无报道

泌尿系统癌

1%-4%

<1%

小肠癌

3%-6%

暂无报道

中枢神经系统恶性肿瘤

1%-3%

暂无报道

皮脂腺肿瘤

1%-9%

暂无报道

暂无报道

胰腺癌

1%-6%

暂无报道

暂无报道

二、LS的临床特点

LS的临床特点多表现为:(1)发病年龄较早(中位年龄约为44岁);(2)肿瘤多位于近端结肠;(3)多原发大肠癌明显增多;(4)肠外恶性肿瘤如子宫内膜癌、胃癌和胰腺癌等发病率高;(5)低分化腺癌和黏液腺癌常见,常伴有淋巴细胞浸润或淋巴样细胞聚集;(6)肿瘤多呈膨胀性生长,而非浸润性生长;(7)预后好于散发性大肠癌。

从病理学上分析,约2/3的LS的肿瘤位于右半结肠,肿块往往较大,界限清楚,呈息肉状、斑块状或溃疡型;组织学常为黏液腺癌或低分化腺癌。

三、LS的诊断

(一)LS的临床诊断

目前LS主要有3种诊断标准,即中国人LS家系标准、阿姆斯特丹(Amsterdam)标准I和Amsterdam标准II。根据中国LS发病情况,本文只介绍中国人LS家系标准。

中国人LS家系标准为家系中有≥2例组织病理学明确诊断的结直肠癌患者,其中2例为父母与子女或同胞兄弟姐妹的关系(一级血亲),并且符合以下任一个条件:(1)≥1例为多发性结直肠癌患者(包括腺瘤);(2)≥1例结直肠癌发病年龄<50岁;(3)家系中≥1例患LS相关肠外恶性肿瘤(包括胃癌、子宫内膜癌、小肠癌、输尿管和肾盂癌、卵巢癌和肝胆系统癌)。因此,凡是符合以上标准的患者,或三者中具备一条即可高度疑似LS家系,均应进一步进行LS相关基因筛检。

(二)LS的分子诊断

LS的分子诊断主要包括两条途径:MMR的免疫组织化学(Immunohistochemistr,IHC)检测、MSI的聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)或二代测序(Next-generation\” sequencing technology,NGS)检测。

1. IHC检测MMR蛋白缺失

根据LS国际合作组织统计,不同MMR基因突变在LS的个体中所占比例不同,其中约有49%为MLH1基因突变,38%为MSH2基因突变,9%为MSH6基因突变,2%为PMS2基因突变。

1.1如何看待IHC显示MLH1和(或) MLH2表达阴性的问题?

IHC显示MLH1蛋白表达阴性并不能有效地预测MLH1存在突变,因为MLH1蛋白表达阴性还可见基因的启动子区双核苷酸“胞嘧啶-鸟嘌呤(CG)”区域,即CPG岛甲基化引起的MLH1表达沉默,MLH1基因启动子区的CPG岛甲基化通常是散发性结直肠癌发生MSI的主要原因,故对MLH1蛋白表达阴性的患者还需要检测是否有存在MLH1启动子区甲基化,或需要排除BRAF V600E突变。通常认为,检测到MLH1启动子区甲基化,或BRAF V600E突变的患者可基本排除LS。

IHC显示MLH2蛋白表达阴性也并不能有效地预测MLH1存在突变,因为位于MSH2上游的EPCAM (epithelial cell adhesion molecule,EPCAM)基因编码癌相关抗原,是一个家族的成员,至少包含两种I型膜蛋白。

这种抗原在大多数正常上皮细胞和胃肠道癌细胞上表达,并作为一种同型钙依赖性细胞粘附分子发挥作用。该基因缺失可致MSH2启动子高甲基化,引起MSH2基因沉默,MLH2蛋白表达阴性,属于散发性肿瘤。如果检测到MLH2启动子高甲基化则可排除LS,故MSH2蛋白表达阴性的患者还需要检测EPCAM基因。

1.2如何看待IHC显示MLH1和PMS2表达阴性的问题?

在通常情况下,MLH1与PMS2、MSH2与MSH6是耦联在一起的,首先由MSH2蛋白识别并绑定错配的DNA序列,并与MSH6形成二聚体,随后MLH1与PMS2形成异二聚体,调节碱基错配完成DNA修复。如何看待IHC显示MLH1和PMS2表达阴性?可有两种情况:

(1)来自MLH1和PMS2基因的胚系突变,导致Lynch综合征/Lynch综合征相关性肿瘤;(2)由于MLH1基因启动子区甲基化或BRAF V600E基因突变,导致于MLH1基因沉默,与其耦联在一起的PMS2蛋白表达阴性,属于散发性肿瘤。

因此,对于仅凭IHC显示的MLH1和PMS2蛋白表达阴性的患者并不能确诊LS,需要进一步检测BRAF V600E基因状态或MLH1基因启动子甲基化状态,或MMR基因胚系突变检测,才能确诊为LS或LS相关性肿瘤。IHC检测MMR诊断LS/LS相关性肿瘤的步骤。(表2可放大)

表2 IHC检测MMR诊断LS/LS相关性肿瘤的步骤

关于 MMR的IHC检测结果解读和对诊断LS/LS相关性肿瘤的建议见表3(可放大)。

表3 MMR的IHC检测结果解读和对诊断LS/LS相关性肿瘤的建议

2.PCR毛细管电泳法或NGS检测MSI状态

目前推荐PCR毛细管电泳法用于检测MSI的5个常用位点分别为BAT-25、BAT-26、D2S123、D5S346和D17S250,其中2个位点不稳定称为MSI-H;1个位点不稳定称为微卫星低度不稳定(MSI-L);0个位点不稳定则称为微卫星稳定(MSS)。

近年来,也采用NGS平台检测MSI状态。目前有研究显示基于NGS的MSI检测结果与传统PCR检测MSI比较的符合率高于95%以上。

PCR毛细管电泳法或NGS检测MSI诊断LS/LS相关性肿瘤的步骤。(表4可放大)

表4 PCR毛细管电泳法或NGS检测MSI诊断LS/LS相关性肿瘤的步骤

3.如何对待MMR/MSI检测结果不一致?

MSI与MMR关系即密切,又存在不相符合的问题。由于受检测准确性、肿瘤异质性等因素的影响,MMR与MSI检测结果符合率约为90%。IHC检测本身也存在主观性,且受检测抗体质量、检测过程(固定、染色)等因素影响,易出现误判,导致各中心的检测准确率高低不一,出现MMR/MSI检测结果不一致。

如何对待MMR/MSI检测结果不一致?应该采取什么策略?有荟萃研究分析显示,单用IHC评估MMR的检出率为88%~89%,单用PCR评估MSI的检出率为95%~99.7%。还有研究显示,NGS检测MSI结果与PCR检测MSI结果符合率高于95%以上。

研究结果提示,采用IHC/PCR或NGS联合检测MSI/MMR可以最大程度地提高检测结果的准确性。此外,还可以通过多学科诊疗模式(multi- disicipline team, MDT),根据LS的临床特点和临床诊断标准,结合MSI/MMR检测结果进行综合评估,决定是否再进行BRAF V600E基因状态或MLH1基因启动子甲基化状态的检测,或MMR基因胚系突变的检测。

由于科学家和研究者已认识到LS本质在于MLH1、 MSH2、MSH6、 PMS2的四个基因的遗传缺陷,基因诊断已成为LS的“金标准”。因此,NCCN和欧洲临床肿瘤学会(The European Society for Medical Oncology,ESMO)制定出LS遗传基因的诊断指南。

该指南强调所有70岁以下新诊断的结直肠癌患者都要纳入LS遗传基因筛查,首先经过IHC检测MMR蛋白、NGS检测MSI的初筛,再进行甲基化检测,仍不能排除基因缺陷者,便进入MLH1、MSH2、MSH6、PMS2遗传基因胚系突变筛查。

如果被检查出存在有遗传基因缺陷,接下来就要开展LS家系筛查,即遗传基因缺陷者所有亲属都要针对相应的遗传基因缺陷开展检查。LS /LS相关性肿瘤诊断及遗传基因胚系突变检查流程。(图1可放大)

图1 LS/LS相关性肿瘤诊断及遗传基因胚系突变检查流程

四、不同的MMR基因胚系突变导致的患LS的风险不同

LS是与遗传相关的一类疾病,以易患包括结直肠癌、子宫内膜癌、胃癌等多种肿瘤和发病时间早为特点。LS中约50%~80%发生在结直肠,约占全部结直肠癌的2%~3%。不同的MMR基因胚系突变导致的结直肠癌终身患病风险也不同,其中MLH1和MSH2为30%~74%,MSH6仅10%~22%,PMS2为15%~20%。

此外,MMR基因胚系突变导致结直肠癌患者肠外肿瘤发生风险也明显升高,以LS相关性子宫内膜癌最为常见,约占全部子宫内膜癌的2%。不同的MMR基因胚系突变导致的子宫内膜癌终身患病风险亦不同,其中MLH1和MSH2为25%-60%,MSH6为16%~26%,PMS2为15%。其他易患包括卵巢癌、胃癌、前列腺癌等。

五、遗传基因胚系突变检查后的管理

多项指南推荐MLH1、MSH2基因胚系突变携带者从20~25岁开始接受结肠镜随访或比家族中最年轻患者发病年龄提前2~5年;而推荐MSH6、PMS2胚系突变携带者从25~30岁开始接受结肠镜随访或比家族中最年轻患者发病年龄提前2~5年。

六、总结

LS是与遗传相关的一类疾病,以易患包括结直肠癌、子宫内膜癌、卵巢癌、胃癌等多种肿瘤和发病时间早为特点。要充分了解和认识LS的临床特点,在临床诊断的基础上,基因诊断为LS的“金标准”。

LS的分子诊断主要包括两条途径,不论是采用IHC检测MMR,还是采用PCR或NGS检测MSI都要按着检测步骤和流程进行,要高度注意LS/LS相关肿瘤与散发性肿瘤的鉴别诊断,决不可主观臆断。LS/LS相关性肿瘤筛查与诊断及LS家系遗传基因突变检查后的策略,见图2。(可放大)

图2. LS筛查与诊断及LS家系遗传基因突变检查后的策略

值得注意的是,不同的MMR基因胚系突变所导致的终身患LS/LS相关性肿瘤的风险不同,LS或LS相关性肿瘤与散发性肿瘤的治疗策略亦不同。只有充分了解和认识LS的临床特点,准确地把握LS/LS相关性肿瘤诊断及遗传基因胚系突变检查步骤和流程,才能精准的诊断LS/LS相关性肿瘤,为制定LS/LS相关性肿瘤治疗策略和遗传基因胚系突变检查后的管理提供科学依据。

赵长林 教授

  • 国家三级教授、主任医师、医学博士、硕士生导师

  • 大连大学附属新华医院胃肠肿瘤内科主任

  • 大连结肠与直肠癌诊疗基地负责人

  • 中国抗癌协会辽宁省大肠癌专业委员会常委

  • 中国抗癌协会辽宁省胃癌专业委员会常委

  • 中国医学教育协会腹部肿瘤专委会辽宁基地常委

  • 辽宁省肿瘤标志物专业委员会常委

  • 辽宁省肿瘤生物及靶向治疗专业委员会常委

  • 辽宁省化疗专业委员会委员

  • 中华医学会辽宁省肿瘤分科学会第八、九届委员会委员

  • 中华普通外科学文献(电子版)编委

  • 中华结直肠疾病电子杂志特约专家审稿人

  • 国家自然科学基金项目评审专家

  • 国家卫生健康委科技项目评审专家

  • 国家教育部科技项目评审专家

  • 大连市社区卫生服务研究会第一届大连社区肿瘤防治专业委员会主任委员

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