微卫星不稳定，肿瘤研究领域的又一把刷子

浩瀚宇宙，行星围绕着恒星转动，或多或少的卫星又围绕着行星沿着轨道运行，犹如一群忠诚的卫兵护卫着自己的主人。

小细胞，大宇宙

如果将真核生物的细胞比作一个微小宇宙的话，呈现双螺旋的DNA或许可以算是太阳系。编码蛋白质(酶)的结构基因只占很少的一部分(10%～20%)，这些片段犹如水金地火木土这样的行星。而DNA的绝大部分是重复序列，就像各种卫星一样围绕着这些结构基因。

根据重复序列在基因组中的分布形式可将其分为串联重复序列（Tandem Repeats Sequence，TRS）和散布重复序列（Dispersed Repeats Sequence，DRS）。后者散在分布于基因组中。而串联重复序列则犹如一串串撸串一样成串排列，特别之处是重复单位还首位相连。串联重复序列主要有两类：一类是由功能基因组成的（如rRNA和组蛋白基因）；另一类是由无功能的序列组成的。

卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA是串联重复序列的三种类型，区别在于重复单位的长度。

卫星序列经常聚集成丛，总长度可达100000kb，拷贝数在生物群体内变化很小。卫星序列位于染色体的异染色质区，如着丝粒、端粒附近及Y染色体等。据推测可能与细胞分裂时染色体的运动及基因组的稳定性有关。

80年代初期，小卫星序列被发现。它们的重复单位一般在15bp范围内，拷贝数在群体内存在非常大的变异。与卫星序列不同，小卫星序列分布于常染色质区。工具是探针，著名的如Jeffrey s33. 15 探针。由于所得到的杂交图谱如指纹一样具有极强的个体特异性，因而被称为“DNA指纹分析”，检测方法相应地被称为“DNA指纹技术”。这在当年也是相当的红火，可用于亲子鉴定及犯罪嫌疑人的认定，以及野生动物或多头公畜配一头母畜所产后代的父权确定，等等。

到了90年代，又发现了重复单位仅2-5bp，一般为1-6个碱基重复，多位于基因非编码区以及染色体的近端粒区的短串联重复序列——微卫星序列，又叫简单重复序列（Simple Sequence Repeat，SSR）。据估计，人基因组中至少存在35000个微卫星位点。微卫星是真核生物基因组重复系列中的主要组成部分之一，它均匀遍布于基因组中，以孟德尔方式遗传呈共显性，在维持基因组稳定和调控基因表达中发挥重要作用。

微卫星的拷贝数在个体间高度变异，因而具有高度多态性，已成为真核生物基因组作图中不可缺少的分子遗传标记。主要应用有基因作图和遗传病研究，如脆性X综合征、亨廷顿式舞蹈症等。而微卫星不稳定（MSI），与肿瘤的发生密切相关，是肿瘤学中一种新兴的可行性表型，通过它可以观察到肿瘤对免疫检查点途径免疫疗法的反应。

修复MSI的MMR失灵了

微卫星不稳定性（microsatellite instability，MSI），表现为同一微卫星位点在不同个体之间的差异，或者同一个体的正常组织与某些异常组织之间重复单位的差异。这是DNA复制及损伤过程中出现的碱基错配、未配或多配。对于细胞复杂的生命活动，这难以完全避免。

为了防止MSI，机体自然进化出了一套对抗系统，能修复DNA错误——DNA错配修复（mismatch repair，MMR），它由一系列特异性修复DNA碱基错配的酶（由错配修复基因编码）组成，能够查出MSI并进行修复，保证复制的精确性。

如果MMR修复机制出现故障（deficient mismatch repair，dMMR），参与MMR修复基因发生了突变，MMR修复能力下降或缺失，个体自发突变率将明显增加。这进而导致MSI和整个基因组的不稳定性，最终造成细胞增殖分化异常和肿瘤的发生。比如Lynch（林奇）综合症，这是一种可遗传的大肠癌。

MSI，肿瘤早筛与预后预测

通过MSI检测，可以评价MMR系统功能。分为微卫星高度不稳定型（MSI-H）、微卫星低度不稳定型（MSI-L）和微卫星稳定型（MSS）。

临床研究显示，Ⅱ期MSI-H结直肠癌患者预后较好，5年生存率明显高于MSI-L/MSS，但不能从5-FU类药物化疗中获益。

Lynch综合征，也称遗传性非息肉病性结直肠癌（HNPCC），占全部结直肠癌的5%-10%，是一种常染色体显性遗传病，有高达约80%的患结直肠癌癌概率，同时具有较高的子宫内膜癌、胃癌等患病风险。该病是由MMR基因胚系突变所致，超过90%的Lynch综合征具有MSI特征，而散发性结直肠癌中只有约15%，因此临床上可用MSI检测来进行Lynch综合征的筛查。

NCCN指南推荐，所有结直肠癌患者，不论类型，均需考虑做MSI或MMR检测。

2015 ASCO发布的临床试验数据显示，MSI-H患者可从PD-1治疗中获益，而MSI-L/MSS患者没有表现出明显的缓解。2017版NCCN指南推荐PD-1单抗Pembrolizumab和Nivolumab用于MSI-H/dMMR转移性结直肠癌患者的末线治疗。

2017年5月，Pembrolizumab获FDA批准用于治疗MSI-H/dMMR的实体瘤患者。这是FDA首次不依照癌种而是依照生物标志物核批的抗肿瘤疗法。因此，所有考虑接受PD-1免疫治疗的实体瘤患者都应进行MSI检测，以预估疗效。

优缺点

目前MSI标记技术已广泛用于遗传图谱的构建、目标基因的标定、指纹图的绘制等研究中，势头越来越火。

优点：

①数量丰富，覆盖整个基因组，揭示的多态性高；

②具有多等位基因的特性，提供的信息量高；

③以孟德尔方式遗传，呈共显性；

④每个位点由设计的引物顺序决定，便于不同的实验室相互交流合作开发引物。

缺点：

MSI标记的建立首先要对微卫星侧翼序列进行克隆、测序、人工设计合成引物以及标记的定位、作图等基础性研究，因而其开发费用相当高，尚未实现低成本，高准确度及可跨癌症类型通用化。各个实验室必须进行合作才能开发更多的标记。

（转化医学网360zhyx.com）