姜武 梅伟健 丁培荣
家族遗传性结直肠癌是一类由于基因胚系变异导致的疾病,通常表现为遗传性肿瘤综合征。家族遗传性结直肠癌约占所有结直肠癌的7%~10%[1-2],其最常见的是Lynch 综合征,也称为遗传性非息肉病性结直肠癌综合征(hereditary nonpolyposis colorectal cancer,HNPCC)。以往对Lynch 综合征的诊治主要依赖家族史和临床表型,因此漏诊率高且疗效欠佳。近年来,随着人类对基因组认识的加深,Lynch 综合征的神秘面纱逐渐被揭开。本文将从Lynch 综合征筛查策略、类Lynch 综合征再定义,以及Lynch 综合征免疫治疗和化学预防等方面综述其研究进展。
Lynch 综合征的诊断与筛查经历了两个重要的阶段:基于临床标准的诊断策略和系统性分子筛查(universal screening)。基于临床标准的诊断策略主要根据患者的临床表型(如发病年龄、肿瘤数目、肿瘤类型)、家族史、家族成员受累人数及血缘关系等来确立Lynch 综合征的诊断,代表性的临床诊断标准是Amsterdam 标准Ⅰ和Ⅱ。基于临床标准的诊断策略对认识Lynch 综合征具有重要的作用,但是由于标准过于严格,国外报道漏诊率达68%[3]。由于我国家系相对较小,很多患者家族史不明确,因此Amsterdam 标准漏诊率高达90%[4]。为了降低漏诊率,美国国立癌症研究所先后于1996 年和2002 年颁布了Bethesda 标准和改良版Bethesda 标准。与Amsterdam 标准不同的是Bethesda 并不是临床诊断标准,而是初筛标准,初筛阳性者还需要进行分子检测确认,其对家族史、家族中患肿瘤的人数及患病年龄较Amsterdam 标准均放宽了要求,同时结合了特定的病理特征,并在临床参数初筛的基础上进一步结合肿瘤组织微卫星状态聚集最终需要测序的人群,显著降低Lynch 综合征的漏诊率。然而,由于Bethesda 标准相对较复杂,涉及临床、病理和分子检测等多方面的因素,实用性不强。
系统性分子筛查序贯胚系变异检测的策略进一步降低了漏诊率。该方法对所有确诊为结直肠癌患者的肿瘤组织进行错配修复(mismatch repair,MMR)蛋白免疫组化或微卫星不稳定(microsatellite instability,MSI)状态检测,初筛阳性者排除MLH1启动子区过度甲基化后,再接受MMR 基因胚系变异的检测,最终确立或排除诊断。研究显示,系统性分子筛查策略诊断为Lynch 综合征的患者仅有44% 符合Amsterdam 标准,即Amsterdam 标准会漏诊50% 以上的患者;符合Amsterdam 或Bethesda 标准的也只有72%,即用最宽松的临床诊断或筛查标准会漏诊28%的患者,可见基于临床表型的筛查标准不够敏感[5]。这一研究确立了基于MMR 蛋白/MSI 状态检测的系统性分子筛查途径作为Lynch 综合征筛查策略的地位,并在全球得到广泛的验证和应用。中山大学肿瘤防治中心2011~2015 年结直肠癌MMR蛋白系统性筛查的研究也验证了这一结论[4]。
尽管如此,系统性分子筛查的过程过于复杂、繁琐、耗时,对操作者要求高。中山大学肿瘤防治中心牵头的一项多中心研究结果显示,不同中心之间MMR 蛋白缺失(mismatch repair deficiency,dMMR)比例差异很大[6]。dMMR 的判读的稳定性与开展该检查的经验相关,而且约30%的dMMR/MSI-H 患者在完成检测流程后仍未能检测到MMR 基因的胚系变异(类Lynch 综合征)[7]。这些因素均对Lynch 综合征的筛查和遗传咨询造成很大的困扰。
在早期的体细胞突变检测中,胚系变异会被过滤掉,因此不会出现在报告中。近年来随着一系列针对胚系变异的靶向药物问世,胚系变异的信息越来越受重视。目前的二代测序报告大多已将胚系变异信息独立列出,但值得注意的是多数报告仅列出致病性和疑似致病变异,而忽略了意义未明变异,可能会导致临床上遗漏部分潜在的遗传综合征。
以体细胞突变为导向的Lynch 综合征筛查先通过体细胞测序检测是否存在MMR 相关基因的体细胞突变,然后以此为导向对致病变异位点采用Sanger测序的方法在胚系水平进行验证。Hampel 等[8]比较了该策略与系统性分子筛查策略的表现,发现体细胞测序筛查的敏感性优于MSI 序贯BRAF突变检测或IHC 序贯BRAF突变检测的方法;特异性方面,体细胞测序筛查与后两者相似。体细胞测序筛查策略的另一个优势是同时获得预后或疗效预测信息,指导患者的治疗与随访。除此之外,以体细胞突变为导向的Lynch 综合征筛查策略还能解释多数MMR 蛋白缺失的分子基础,从而将类Lynch 综合征进一步再分类。多数情况下这部分患者是由于MMR 基因的双体细胞突变导致,即为散发性病例。
另一种更直接的筛查途径是体细胞突变和胚系变异配对检测策略。美国纪念斯隆凯特琳癌症中心(MSKCC)报道了一项研究,评估体细胞突变和胚系变异配对检测策略的可靠性。该研究对233 例既往已检测确诊为遗传性肿瘤的患者进行76 个遗传易感基因的体细胞突变和胚系变异配对检测。新的检测方法除了成功检出所有遗传变异之外,还检出16 个包括BRCA1、BRCA2、CHEK2和APC等基因在内新的致病性变异[9]。研究从另一个角度强调以二代测序为基础的体细胞突变和胚系变异配对检测策略的重要性。
MSKCC 的一项研究显示,通过体细胞突变和胚系变异配对检测的方法对1 040 例患者进行遗传易感基因检测,拓宽遗传易感基因检测列表与传统的以临床指南为基础检测列表,比较两种筛查策略的胚系变异检出率差异。最终,拓宽检测范围策略检出的胚系变异中有55%在传统的以临床指南为基础的检测中会被漏诊,漏检患者中64%为中度和高度外显的变异。同时,这些检出结果导致3.7%的患者的治疗策略发生调整[10]。由此提示,拓宽筛查人群及筛查基因列表有助于检测发现更多具有临床意义的胚系变异。中山大学肿瘤防治中心的一项研究显示,在486 例结直肠癌中非选择性地检测139 个肿瘤易感基因,遗传性肿瘤综合征占所有患者的7.8%,该策略比以临床指南为基础策略的致病性变异的检出率提高40%。这些额外的检出可能影响患者的筛查、随访及治疗措施[2]。
另一方面值得注意的进展是MSI 状态对各种肿瘤患者的Lynch 综合征筛查。在基于临床表型筛查的年代,Lynch 综合征相关肿瘤仅局限于结直肠癌、子宫内膜癌、卵巢癌、泌尿系肿瘤、胃癌和小肠癌等。其他肿瘤被认为是Lynch 综合征的可能性极低,因此不受临床关注。MSKCC 研究团队采用二代测序技术,分析15 045 例包括50 种不同类型恶性肿瘤患者的MSI 状态及对应的胚系变异状态,结果发现泛瘤种的MSS、MSI-I 和MSI-H 分别为93.2%、4.6%、和2.2%;三者对应的MMR 基因胚系变异的发生率分别为0.3%(37/14 020)、1.9%(13/699)、16.3%(53/326)[11]。值得关注的是,其中有50% 的Lynch 综合征患者的肿瘤不属于既往定义的Lynch 综合征相关肿瘤,这些肿瘤类型包括间皮瘤、肉瘤、肾上腺皮质癌、恶性黑色素瘤和卵巢生殖细胞肿瘤等;近50% 具有MSIH/dMMR 特征的非结直肠癌/子宫内膜癌患者不符合目前指南推荐的遗传咨询转诊标准,可能导致漏诊。该研究确认了MSI-H/dMMR 同样是跨瘤种Lynch 综合征的筛查标志,也提示Lynch 综合征的筛查不应该局限于Lynch 综合征相关性肿瘤。在考虑转诊患者接受遗传咨询的时候,思路不应该被既往的临床标准所束缚,提示对MSI-H/dMMR 患者,无论其肿瘤类型、家族史如何,均应该接受Lynch 综合征胚系变异检测。
dMMR/MSI-H 结直肠癌患者,排除MLH1 启动子区过度甲基化或BRAF突变后如果没有检测到MMR 基因胚系致病性变异或疑似致病性变异,通常被认为类Lynch 综合征。在既往报道中,高达30%的dMMR/MSI-H 患者被归为类Lynch 综合征[7]。类Lynch 综合征的临床表型如发病年龄、Lynch 相关肿瘤发病标化率等介于Lynch 综合征和散发性结直肠癌之间。这类患者及其一级亲属患结直肠癌的风险也介于Lynch 综合征患者的亲属和散发性患者的亲属之间。这些患者可能是一个异质性群体,其中包括患有未确定的遗传性综合征的患者以及散发性的患者。目前对类Lynch 综合征病例及其亲属的随访尚无共识,因此对此类患者进行随访、表型筛查和家族风险管理造成很大的困扰。
导致类Lynch 综合征的分子机制有多种。一种可能是MMR 基因存在不典型的胚系变异(如调控区变异、倒位或易位)或可能会引发其他MMR 等位基因体细胞改变的隐性变异(目前的方法检测不到),这类变异实际上属于目前暂未被发现的Lynch 综合征。另一个可能是其他基因(如MUTYH、POLD1、POLE)的存在可能导致MMR 系统的体细胞变异。尽管这些对类Lynch 综合征机制的解释非常重要,但是研究很难取得突破。近年来多项研究显示,MMR 等位基因体细胞双突变可能是类Lynch 综合征的主要原因,30%~69% 的类Lynch 综合征可归因于双体细胞突变[12-14]。因此,NCCN 指南建议对类Lynch 综合征患者进一步行肿瘤体细胞突变检测以排除其中的散发性结直肠癌[15]。
综上所述,类Lynch 综合征是一个异质性比较大的群体,临床上可参考斯坦福大学医学院Ladabaum等[16]处理建议:1)类Lynch 综合征患者如果发病较年轻(<50 岁)或有明显的Lynch 综合征相关肿瘤家族史,表型更接近Lynch 综合征,其本人再发其他肿瘤风险较高,其亲属可能会也有较高的结直肠癌和其他癌症的风险。对于这些患者及其亲属,应考虑从50 岁开始每3 年进行一次结肠镜检查。目前不建议对结直肠以外的部位进行具体监测,但应注意其他器官的信号,以实现早期诊断。2)类Lynch 综合征的患者如果发病年龄较晚(>50 岁),而且没有Lynch 综合征相关肿瘤的家族史,可能是散发性肿瘤。该类患者和他们的亲属患结直肠癌或其他癌症的风险可能不会明显增加,无需对其进行额外的筛查。3)建议进行肿瘤组织体细胞测序以明确是否存在双体细胞突变,若存在双体细胞突变基本可以将其判定为散发性结直肠癌
90%以上的Lynch 综合征表现为MSI-H/dMMR,而MSI-H/dMMR 是免疫治疗的优势人群。程序性死亡受体1(programmed death-1,PD-1)抗体的问世极大地改变了Lynch 综合征,特别是转移性和不可切除性患者的治疗方式。
KEYNOTE-016 研究显示,标准治疗失败的dMMR/MSI-H 转移性结直肠癌患者(含Lynch 综合征)使用帕博利珠单抗(pembrolizumab)客观缓解率高达62%[17];Checkmate 142 研究显示,纳武利尤单抗(nivolumab)单药治疗在标准治疗失败的dMMR/MSI-H转移性结直肠癌患者的客观缓解率为31%,纳武利尤单抗联合伊匹单抗(ipilimumab)用于标准治疗失败的转移性结直肠癌的ORR 为55%[18]。KEYNOTE-177研究进一步确认了PD-1 抗体在dMMR/MSI-H 转移性结直肠癌患者中的优势地位。研究入组307 例≥18 岁、ECOG 评分为0 或1 的dMMR/MSI-H 转移性结直肠癌患者,随机分配至帕博利珠单抗组和标准治疗组(mFOLFOX6±贝伐珠单抗或联合西妥昔单抗;FOLFIRI±贝伐珠单抗或联合西妥昔单抗)。经过中位时间为32.4 个月的随访后,帕博利珠单抗组的中位PFS 较标准治疗组延长1 倍(16.5 个月vs.8.2 个月,P=0.000 2)。帕博利珠单抗组和对照组的12 个月和24 个月的PFS 率分别为55.3%vs.37.3%和48.3%vs.18.6%。帕博利珠单抗组和对照组的ORR 为45.1%vs.33.1%。在安全性方面,帕博利珠单抗组治疗相关的不良事件发生率以及≥3 级的治疗相关不良反应发生率均明显低于化疗组[19]。值得注意的是,不管是Checkmate 142 研究还是KEYNOTE-177 研究,经过长期随访(前者29 个月,后者近4 年),研究组的中位OS 仍未达到,生存曲线呈现明显的拖尾现象,这些患者已经完成治疗处于停药状态,提示这部分患者可能已经被治愈。
PD-1 抗体在dMMR/MSI-H 结直肠癌患者的新辅助治疗中的表现同样令人惊喜。NICHE 研究显示,早中期dMMR/MSI-H 结直肠癌患者使用PD-1 抗体联合小剂量CTLA-4 单抗新辅助治疗6 周后,所有dMMR 患者均得到显著的肿瘤退缩,其中60%为病理完全缓解(pathological complete response,pCR)[20]。中山大学肿瘤防治中心的一项小样本研究也显示,8例局部晚期或转移性结直肠癌患者行PD-1 抗体新辅助治疗后均取得部分缓解,7 例接受手术,5 例获得pCR,1 例取得临床完全缓解(clinical complete response,cCR)者接受观察等待疗法[21]。Hu 等[22]发表的PICC 研究显示,34 例dMMR/MSI-H 的局部进展期结直肠癌患者中,特瑞普利单抗联合塞来昔布组患者的pCR 高达88%,特瑞普利单抗单药治疗组的pCR 为65%。这些研究均提示,免疫治疗早期介入疗效更佳。
值得关注的是,dMMR/MSI-H 结直肠癌行新辅助免疫治疗后pCR 率非常高,且免疫治疗一旦有效将获益持久,因此临床上有研究者尝试模仿局部进展期直肠癌新辅助放化疗后的观察等待策略,即对获得cCR 的患者不进行传统的根治性手术,而接受密切的观察随访。一项来自MSKCC 的研究显示,12 例Ⅱ/Ⅲ期dMMR 直肠癌患者接受PD-1 抗体(dostarlimab)新辅助治疗6 个月后,全部达到cCR,无患者接受放化疗或手术治疗,随访期间(6~25 个月)无进展或复发病例报告[23]。中山大学肿瘤防治中心牵头的一项多中心研究显示,12 例免疫治疗后取得cCR 的患者接受观察等待,经过中位时间14 个月的随访,无1 例出现肿瘤再生长。因为MSI-H 直肠癌绝大多数为Lynch 综合征,而且患者比较年轻,因此,免疫治疗后观察等待对此患者人群具有重要的意义。
Lynch 综合征携带者终身罹患结直肠癌的概率为50%~80%[24],所以推荐对这类携带者进行更频繁的内窥镜检查。然而,尽管内窥镜检查能降低结直肠癌相关死亡率,但没有证据表明它能降低Lynch 综合征携带者的结直肠癌发病率[25]。因此,针对携带Lynch综合征的高危人群适当进行化学预防是必要的。CAPP2研究将861 例Lynch 综合征携带者随机分为阿司匹林预防组(600 mg/天)和安慰剂对照组,针对结直肠癌的意向性分析显示,与对照组相比,干预组患肠癌的风险降低35%(P=0.035),这一结果在服用阿司匹林超过2 年的患者中更为显著[26]。此外,两组间的不良事件(出血、胃肠道疾病)发生无显著性差异。
目前,包括NCCN 指南在内的多个国际指南已推荐将阿司匹林用于Lynch 综合征携带者的一级预防,但对于阿司匹林的使用剂量和维持时间仍存在争议。正在进行中的CAPP3 研究有望给出更精准的建议。CAPP3 研究纳入1 882 例Lynch 综合征患者,探索600、300、100 mg 三种不同剂量的对患者肿瘤预防和药物耐受之间的差异,该研究数据的首次分析将于2024 年完成。
随着基因变异检测的广泛临床应用和新型治疗药物的不断面世,以Lynch 综合征为代表的家族遗传性结直肠癌在诊断、筛查和治疗方面都有了长足进步,显现出精准医学的发展方向。未来,针对所有结直肠癌患者开展基因变异检测将逐步普及,生信分析团队提供的基于患者胚系水平和体细胞水平的变异信息可筛选识别出更多具有遗传背景和遗传倾向的患者,并根据变异特点形成相应的分子分型,成为临床医生进行精准治疗的决策依据。遗传性结直肠癌将不是一种疾病,而是具有相似遗传变异信息和分子分型的、以结直肠癌为主要临床表型的一组疾病,更加深入的临床研究和循证医学数据有助于为这类相对罕见疾病的患者带来更多的临床获益。不仅如此,因为存在特定的分子变异,针对遗传性结直肠癌患者的第二原发肿瘤,以及家系中未发病携带者的肿瘤预防,将成为今后防治工作的重点。