微卫星是指基因中的一段短串联重复序列或者称之为简单重复序列，一般是1～6个核苷酸序列[1]。一个微卫星等位基因获得或失去重复单位，表达该等位基因的体细胞形态发生变化，进而产生微卫星不稳定性(microsatellite instability, MSI)[2]。由于只有许多体细胞出现相同变化时才能检测到这种类型的改变，所以MSI是反映肿瘤克隆扩增的典型指标。在20世纪90年代，人们偶然发现MSI是诊断遗传性非息肉病性结直肠癌的有效标志物。遗传性非息肉病性结直肠癌的易感性通过连锁分析定位于2号染色体上的一个位点后，研究人员希望能够找到一个肿瘤抑制基因，并在关键遗传区域的二核苷酸重复序列中寻找杂合子丢失。然而在遗传性非息肉病性结直肠癌的基因组研究中发现，是由于核苷酸插入或缺失而导致的微卫星等位基因长度改变，上述修饰不仅在关键遗传区域的微卫星中被发现，也在肿瘤基因组几乎所有的微卫星中有所发现，这种现象被称为“复制错误”,后来又被重新命名为MSI[2]。

目前发现MSI的产生机制有两种，分别为滑动链错配(slipped strand mispairing, SSM)及错配修复缺陷(mismatch repair deficient, dMMR)。SSM指的是在DNA复制过程中，新链与模板链之间微卫星重复序列的等位基因区域可能发生错配，导致新链与模板链瞬间分离或由几个重复单元形成稳定的单链结构。LAI和SUN[3]研究发现，微卫星滑动突变率随着重复单元数量的增多呈指数增加。当发生滑动突变时，具有较少重复单元的微卫星更频繁地扩展，而具有较大重复单元的微卫星更频繁地收缩。正常组织存在一种错配修复，用于纠正DNA复制过程中的错误。例如，在基因复制的滑动机制中，当突变的微卫星与另一条链配对时，滑动链后端可能形成冗余结构，如果被核酸酶切割并修复，则可以恢复到复制前的水平，如果没有被修复，则保留在新链中[4]。但肿瘤细胞中可能缺乏错配修复分析的基因或者错配修复的基因表达存在缺陷，从而导致基因突变的发生率大大增加。一项对518例癌组织进行MSI和错配修复分析的试验表明，MSI阳性和dMMR的一致性为98.3%[5]。故MSI是肿瘤发生的重要因素。

由于错配修复在DNA复制过程中的功能错误，可能出现MSI。根据微卫星序列的表达情况可以分为三级：微卫星稳定、低微卫星不稳定性(microsatellite instability-low, MSI-L)、高微卫星不稳定性(microsatellite instability-high, MSI-H)。临床上可以通过检测微卫星序列的变化来判断是否存在MSI,也可以通过检测4种错配修复蛋白(MLH1、PMS2、MSH2和MSH6)的缺失与否来判断是否存在错配修复功能异常，若出现任何一种错配修复蛋白的缺失，则意味着存在dMMR,相当于MSI-H[6]。但COHEN等[7]研究发现，对于MSI仅采用一种方法检测可能会导致误判，而同时使用2种方法检测则面临样本需求量大、检测成本高的问题。临床中常用的MSI检测方法有3种：二代基因测序、荧光多重聚合酶链反应、免疫组织化学[8]。

近年来随着MSI检测技术的进步和免疫检查点抑制剂的发现及使用，研究人员发现免疫检查点抑制剂在部分MSI阳性肿瘤患者的治疗中有积极作用。2017年5月，FDA批准扩大了一种程序性死亡受体1(programmed death receptor-1, PD-1)/程序性死亡受体配体1(programmed death receptor-ligand 1, PD-L1)抑制剂帕博利珠单抗的应用范围，用于治疗对既往治疗无反应的不可切除的或转移性成人和儿童实体肿瘤，这些实体肿瘤具有MSI-H或dMMR。该批准是基于5项临床试验的研究数据，包括149例实体肿瘤共15种癌症类型，总体缓解率为39.6%,超过78%的患者获得了6个月甚至更长时间的无进展生存期，上述试验中最常见的癌症类型包括结直肠癌、子宫内膜癌和其他胃肠道肿瘤[9]。这是FDA首次基于肿瘤本身存在特定异常而不是特定组织学器官类型批准的治疗药物。由此，学者们开始对MSI的机制、检测方法以及MSI与肿瘤的关系进行更深入的研究。为了探索恶性肿瘤中的MSI,有研究人员检查了来自18种不同类型癌症的5 930个癌症外显子，超过200 000个微卫星位点，并构建了MSI的基因组分类器；该研究结果显示，在18种不同类型癌症中有14种发现了MSI阳性[10]。MSI通常与结直肠癌相关，且具有明确的临床意义[11]。然而，MSI已在多种癌症类型中被报道，包括子宫内膜癌、卵巢癌、胃癌、前列腺癌以及膀胱癌[12]。本文主要对MSI在泌尿系统以及妇科常见肿瘤中的应用进行综述。

1、妇科肿瘤与MSI

1.1 子宫内膜癌

在全球范围内，子宫内膜癌是位列第七的常见恶性肿瘤疾病，但其发病率因地区而异。在不发达国家，子宫内膜癌患者较为罕见，但该类患者病死率较高。北美和欧洲地区子宫内膜癌的发病率是其他不发达国家的10倍，在这些地区，子宫内膜癌是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤，也是继乳腺癌、肺癌和结直肠癌之后位列第四的常见癌症。

在20%～40%的子宫内膜癌中鉴定出MSI,其中大多数是由于散发性微卫星序列功能丧失，而不是在遗传性非息肉病性结肠直肠癌中观察到的种系突变[13]。事实上，子宫内膜癌是与dMMR表型相关的最常见肿瘤[14]。在这一领域，最常见的错配修复蛋白是MLH1和MSH2,上述蛋白的缺陷导致了大多数MSI病例[15]。RAFFONE等[16]通过荟萃分析后得出，对MLH1、PMS2、MSH2和MSH6 4种错配修复蛋白进行免疫组织化学检测是评估子宫内膜癌MSI的有效替代方法，具有较高的准确度，其诊断敏感度为0.96、特异度为0.95,受试者工作特征曲线下面积为0.99。这一发现有力地证实了错配修复蛋白免疫组织化学检查的有效性，能够支持其用于测定肿瘤患者MSI的实际效用。近年来，MSI表型已成为影响恶性肿瘤患者预后的一个重要相关因素，但也可作为预测辅助治疗临床效果的一种有效标志物。在恶性肿瘤晚期阶段，MSI是判断能否使用免疫疗法的标志物。

LE等[17]的一项研究评估了86例患有12种不同类型肿瘤的dMMR患者，其中包括15例子宫内膜癌(例数仅次于结直肠癌),在该研究中，所有患者都接受帕博利珠单抗治疗，试验结果显示，53%的患者对治疗有反应，包括21%的患者出现完全反应。该研究还指出，在所有检测的肿瘤亚型中，子宫内膜癌的dMMR比例最高。YAMASHITA等[18]对149例子宫内膜癌中MSI与PD-1/PD-L1表达之间的关系进行研究，结果显示约28%的子宫内膜癌表现为错配修复缺失，错配修复缺失与年龄、癌症分期、盆腔淋巴结转移或肌层浸润深度无关；与无错配修复缺失患者相比，错配修复缺失患者肿瘤组织中细胞毒性T淋巴细胞和PD-1/PD-L1表达量显著升高。这些结果进一步支持使用dMMR/MSI作为子宫内膜癌对PD-1/PD-L1阻断治疗反应性的预测因子。在妇科癌症中，帕博利珠单抗在dMMR/MSI-H子宫内膜癌治疗中显示出较好的效果，对复发或进展性子宫内膜癌的缓解率与标准化疗相似，且略好于标准化疗。美国国家综合癌症网络建议对复发性子宫内膜癌进行MSI-H或dMMR检测，并将帕博利珠单抗作为行标准细胞毒性药物化疗后进展的复发性MSI-H或dMMR子宫内膜癌的治疗选择[19]。

1.2 卵巢癌

卵巢癌是第七大最常见的妇科癌症，其病死率排在第三位，仅次于宫颈癌和子宫内膜癌[20]。卵巢癌有多种不同的亚型，最常见的是上皮来源的上皮卵巢癌，占总数的90%左右，其他10%是非上皮来源的卵巢癌。在上皮卵巢癌中，97%为非黏液性肿瘤，3%为黏液性肿瘤。黏液性肿瘤有不同的组织类型，如浆液性(70%)、子宫内膜样(10%)、透明细胞(10%)和未指明类型(5%)[21]。

多项研究显示，与遗传性非息肉病性结直肠癌相关的卵巢癌类型主要是子宫内膜样卵巢癌，其次是透明细胞卵巢癌，占与遗传性非息肉病性结直肠癌相关卵巢癌的12%～14%[22,23,24]。与子宫内膜癌相比，子宫内膜样卵巢癌中存在dMMR或MSI的比例较低，占比约为12%[25,26]。在浆液性卵巢癌中，表现为MSI的比例非常低，甚至没有。HAJKOVA等[27]对208例浆液性卵巢癌进行分析后发现，所有肿瘤组织都表现为微卫星稳定；在该研究中还发现，只有透明细胞卵巢癌中存在7%的肿瘤组织表现为MSI,其他类型肿瘤组织均不表现为MSI;上述研究还发现一些存在MSH6突变的病例，可以逃避所有的检测方法，包括荧光多重聚合酶链反应、免疫组织化学、二代基因测序。

YAMASHITA等[28]利用免疫组织化学法评估136例卵巢癌的错配修复蛋白和免疫检查点分子的表达情况，从而探究免疫检查点抑制剂治疗的有效性，研究结果表明卵巢癌中只有少数表现为MSI病例使用免疫检查点抑制剂单药治疗有效。因此，为了改善卵巢癌的预后，使用免疫检查点抑制剂和其他抗癌药物联合治疗是必要的。UMEGAKI等[29]报告了1例37岁因遗传性非息肉病性结直肠癌合并子宫内膜样卵巢癌而就诊的女性，其肿瘤细胞表现为MSI-H,在反复化疗(贝伐珠单抗联合奥拉帕尼)的过程中该患者分别于治疗8及10个月后出现了脑部以及肺部的转移，后将化疗方案改为帕博利珠单抗和乐伐替尼治疗，治疗近2年后，发现转移灶显著缩小且无任何新发病灶。

1.3 宫颈癌

宫颈癌是全球女性第四大常见癌症，约占所有女性癌症病例的6.5%[30]。同时也是23个国家中最常见的女性恶性肿瘤[31]。如果存在局部晚期或复发性宫颈癌，即使接受充分的治疗，结局往往很差。鉴于局部晚期和复发性宫颈癌的高病死率，开发有效的宫颈癌治疗方法势在必行。

有研究表明，宫颈癌中存在错配修复蛋白，dMMR基因可能是宫颈癌发生的重要机制之一[32]。GUO等[33]对118例宫颈癌进行dMMR、MSI以及PD-L1表达检测，结果显示宫颈癌中PD-L1阳性率为58.47%,MSI阳性率为5.93%,dMMR状态可增强PD-L1在宫颈癌细胞表面的表达。结合诸多相关研究表明，宫颈癌的临床特征包括PD-L1高表达、中等至高肿瘤突变负荷和MSI,使PD-L1成为免疫治疗的极佳靶点[34]。在发现抗PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂之前，有研究显示，在宫颈上皮内瘤变和宫颈鳞状细胞癌患者中，MSI阳性患者的总生存率明显低于微卫星稳定患者[35]。

MARABELLE等[36]通过一项Ⅱ期临床试验研究了单独使用帕博利珠单抗治疗既往接受过治疗的、转移性或者不可切除宫颈癌患者，这些患者均表现为MSI,存在PD-L1表达阳性。该研究结果显示，接受帕博利珠单抗治疗的宫颈癌患者肿瘤客观缓解率为12.2%,总生存期显著延长，证明了针对MSI阳性宫颈癌患者使用帕博利珠单抗治疗的效果更佳。COLOMBO等[37]在一项后续的临床试验研究中，对比了持续性、复发性或转移性宫颈癌患者使用一般化疗药物及帕博利珠单抗联合化疗的效果，结果显示帕博利珠单抗联合化疗可以降低疾病进展风险和死亡风险、延长无进展生存期和总生存期[37]。美国国家癌症综合网络将帕博利珠单抗纳入到PD-L1阳性、肿瘤突变负荷高或表现为MSI/dMMR的复发性肿瘤的首选治疗方案中[38]。

2、泌尿系统肿瘤与MSI

2.1 尿路上皮癌

肾盏、肾盂、输尿管以及膀胱的黏膜上皮具有相同的病理组织结构，故统称为尿路上皮，而发生于尿路上皮的恶性肿瘤，则被称为尿路上皮癌。根据肿瘤的发生率，将尿路上皮癌分为上尿路上皮癌和膀胱尿路上皮癌，其中膀胱尿路上皮癌占所有尿路上皮癌的90%以上[39],而上尿路上皮癌只占5%～10%[40]。尿路上皮细胞是膀胱癌起源的主要细胞，并且尿路上皮癌是膀胱癌的最常见病理类型，大约占所有患者的95%。

2.1.1 膀胱癌

膀胱癌是全球第十大最常见的癌症，也是第十三大最常见的癌症死亡原因[41]。2020年，全球新诊断出573 278例膀胱癌[30],根据世界卫生组织的预测，预计到2040年这一数字将翻一番。

膀胱癌的形成与染色体杂合性缺失有关，而染色体杂合性缺失一般见于4、5、8、9、11和17号染色体，可认为是膀胱癌发生过程中的常有事件。9号染色体上遗传物质的丢失是膀胱癌的普遍起始事件，并且在60%的膀胱癌病例中发现染色体杂合性缺失。原发性染色体突变导致膀胱癌的发生，而继发性染色体畸变导致其出现渐进式生长[42]。微卫星序列在膀胱癌染色体杂合性缺失分析中具有重要意义[43]。染色体内的微卫星区域，在癌细胞中是不稳定的，并且在DNA复制期间产生的错误会导致其出现缺失，从而导致肿瘤样本出现染色体杂合性缺失[44]。有些研究初步检测并分析了一组15个短串联重复序列的微卫星区域，该研究结果表明MSI分析可以在膀胱镜检查之前从膀胱癌患者的尿沉淀分离DNA中检测出染色体缺失[45,46]。几项后续研究结果也表明，可以通过分析患者尿沉淀分离DNA中的MSI情况，以检测膀胱癌细胞[47,48,49]。

MSI在膀胱癌检测中的应用并不止于此。NAGAKAWA等[50]通过荧光多重聚合酶链反应检测205例经尿道膀胱癌切除术后进行膀胱内注射卡介苗处理患者的MSI,最终研究结果发现，非肌性浸润性膀胱癌中表达为MSI-L/H患者经膀胱内注射卡介苗治疗后的复发风险较肌性浸润性膀胱癌以及非肌性浸润性膀胱癌中表达为微卫星稳定的患者高。这项研究表明，MSI状态可作为非肌性浸润性膀胱癌患者膀胱内注射卡介苗治疗后复发的预测标志物，并强调MSI-L/H患者可能适合膀胱内注射卡介苗治疗以外的其他替代治疗。有研究表明，除与MSI相关的常见4种错配修复蛋白外，还存在第5种蛋白MSH4同样影响肿瘤的MSI表达情况。YANG等[51]对一例81岁经尿道膀胱肿瘤电切术后患者使用抗PD-L1抗体的二线免疫治疗后发现，MSH4基因突变与肿瘤MSI-H相关，导致患者对免疫检查点抑制剂治疗的反应显著，该研究还建议改进MSI筛查试验(将MSH4蛋白纳入标准免疫组织化学检测),并认为MSH4突变可作为预测免疫检查点抑制剂治疗反应的生物标志物。CERAMI等[52]通过收集数据显示，有3%的膀胱尿路上皮癌患者存在MSH4表达改变。

2.1.2 上尿路上皮癌

上尿路上皮癌包括肾盂和输尿管肿瘤，肾盂内肿瘤的发生率约为输尿管肿瘤的2倍[53]。上尿路上皮癌是一种罕见的癌症，据统计，在西方国家每100 000人中有2例上尿路上皮癌[54]。总体而言，上尿路上皮癌仅占所有尿路上皮肿瘤的5%～10%,更常见于老年人，男性的患病率比女性多3倍[53,55]。上尿路上皮癌并发膀胱尿路上皮癌的发生率为17%,输尿管远端发生的尿路上皮癌与膀胱尿路上皮癌密切相关[56]。据估计，大约15%的肾脏肿瘤是尿路上皮癌[57]。发生在肾盂肾盏的上尿路上皮癌是输尿管的2倍[58]。与膀胱癌相比，上尿路上皮癌患者中有60%被诊断为侵袭性肿瘤，且显示预后不良，5年生存率低于50%[53]。

散发性和遗传性上尿路上皮癌与MSI相关。错配修复基因发生种系突变或者散在突变引起dMMR,从而导致MSI的产生[59]。目前相关研究报告显示，上尿路上皮癌出现MSI阳性的比例差异较大。一些研究表明，上尿路上皮癌MSI的阳性率为13%～28%[60,61,62,63]。而ERICSON等[64]、KULLMANN等[65]以及NECCHI等[66]的研究结果差异不大，上尿路上皮癌MSI阳性率分别为4.6%、3.2%以及3.4%。RAO等[67]通过对538例上尿路上皮癌进行二代基因测序及免疫组织化学检测，发现上尿路上皮癌组织中dMMR/MSI-H的发生率为3.9%,相较于错配修复功能正常/微卫星稳定的肿瘤，所有表现为dMMR/MSI-H肿瘤都存在较高的肿瘤突变负荷以及更高的基因突变率，上述结果可以为上尿路上皮癌的靶向治疗以及联合化疗方案的拟定提供参考信息。NECCHI等[66]将479例上尿路上皮癌与1 984例膀胱癌进行比较发现，在3.4%上尿路上皮癌中发现MSI-H,而在膀胱癌中为0.8%,差异有统计学意义。IYER等[68]试验结果显示，在424例尿路上皮癌中，MSI-H的占比为3%,而这些MSI-H患者中有71%为上尿路上皮癌，其中5例接受了免疫检查点抑制剂治疗，缓解率为100%。

2.2 前列腺癌

前列腺癌是全球男性中第二常见的恶性肿瘤(仅次于肺癌),且前列腺癌的发病率和病死率与年龄增长相关，确诊时的平均年龄为66岁[69]。前列腺癌的早期表现为前列腺上皮瘤变，随后进展为局限性前列腺癌，然后进展为局部浸润性晚期前列腺癌，最终成为转移性前列腺癌[70]。前列腺癌的核心特征是激素反应性，故使用雄激素阻断药物的雄激素剥夺疗法是目前前列腺癌的标准治疗，若患者出现雄激素剥夺疗法耐药，可能导致原发性去势抵抗性前列腺癌或转移性去势抵抗性前列腺癌[71]。当前列腺癌进展为去势抵抗性前列腺癌后，存活率会显著降低[72]。但随着MSI以及帕博利珠单抗对MSI阳性肿瘤的良好疗效被发现，许多学者也开始探究前列腺癌中MSI的表达情况。

有研究表明，前列腺癌中MSI阳性发生率较低，在1.3%,而在转移性前列腺癌病例中MSI阳性的比例却有2%～12%[73,74]。随着分子测序技术的提升，一些学者对dMMR与侵袭性以及晚期前列腺癌之间的联系进行研究，发现出现肺转移、Gleason评分较高以及变异前列腺癌(如导管或导管内前列腺癌)这些特征的前列腺癌患者可能存在MSI/dMMR[75,76,77,78]。与其他很多表现为MSI阳性的实体瘤相同，帕博利珠单抗对MSI阳性前列腺癌同样具有很好的治疗效果。目前，已经发表的接受帕博利珠单抗治疗的MSI阳性前列腺癌病例，都表现为较高的肿瘤缓解率[36,73,74,79]。在报告的前列腺癌病例中，约1/3接受帕博利珠单抗治疗的患者显示前列腺癌特异性抗原持续下降>99%[73,74]。SHIMIZU等[80]报道了1例使用多西他赛、卡巴他赛以及阿比特龙治疗，但效果欠佳的MSI阳性去势抵抗性前列腺癌患者，该患者在接受帕博利珠单抗治疗后，前列腺肿块大小及淋巴结转移现象明显好转，前列腺癌特异性抗原也快速下降至无法检测水平，癌症得到很好的控制。HAN等[81]报道的病例与上述研究有很大的相似之处，即去势抵抗性前列腺癌患者在接受帕博利珠单抗治疗前都进行了局部治疗(放化疗),但效果欠佳，而联合帕博利珠单抗治疗后均显示出无法检测的前列腺癌特异性抗原水平。这表明局部放化疗与帕博利珠单抗治疗具有协同效应，但还需要更多的研究结果来证明。

2.3 肾癌

肾癌是第三大泌尿系统癌症，约占所有新诊断肿瘤的3%～5%[69]。全世界每年诊断约40万例肾癌，其中30%的患者在诊断时已发展至晚期或转移性肾癌，估计5年生存率为10%[69,82]。在组织学亚型中，透明细胞癌最常见，约占总病例的75%,其他组织学亚型主要包括乳头状肾癌(20%)和嫌色细胞肾癌(5%)[83]。

MSI已成为肾脏肿瘤分子病理学研究的重要工具[84]。MSI分析先前已应用于：1)确定不同肾脏肿瘤组织学亚型中涉及的遗传改变[85];2)研究肾癌组织中一种或多种肿瘤抑制基因的可能失活[86];3)研究多灶性肾癌的克隆起源[87]。除此之外，早在2008年，MSI就已被提议作为诊断肾透明细胞癌的潜在分子标志物[88]。

近年针对MSI与肾癌关系的研究相对较少，但与MSI有潜在关系的免疫检查点抑制剂治疗却已经成为中晚期肾癌的主流治疗方案。随着免疫检查点抑制剂使用率的增加，已经出现免疫检查点抑制剂的耐药性，需要临床医生及科学家开发更有效、更精准的免疫疗法，克服对免疫检查点抑制剂的耐药性，并最终改善肾癌患者的预后及生活质量[89]。

MSI已经成为预测肿瘤预后以及指导免疫治疗的一个非常重要的指标。本文中涉及的泌尿系统以及妇科肿瘤中部分能够发现MSI阳性表达。目前临床中较常用的是通过免疫组织化学法对患者术后肿瘤组织病理石蜡切片进行MSI检测，从而合理的使用抗PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂(帕博利珠单抗等药物)对肿瘤患者进行治疗，提高了部分肿瘤患者的预后情况，降低了复发率，这是在肿瘤治疗发展过程中的一大进步。但是利用无创检查手段对MSI进行检测较为少见，例如通过对人体的分泌物或者排泄物进行MSI分析，从而达到早期诊断肿瘤的目的，进而指导非手术治疗方案的制订。目前免疫组织化学法还局限于检测4种错配修复蛋白，是否有第5种甚至更多蛋白与MSI相关，还有待进一步研究。相信随着科学技术的快速发展以及临床学者的深入研究，MSI检测方式以及对治疗方案的调控能更加完善，从而在肿瘤诊断、治疗、预后评估甚至预防中起到更加重要的作用。

基金资助:四川省干部保健科研课题(2023-211);

文章来源:王睿宇,侯一夫,冉清.微卫星不稳定性在泌尿系统及妇科肿瘤中的研究进展[J].临床误诊误治,2024,37(10):92-100.