作者：赵慧敏, 刘芳芳
文章来源：中华普通外科杂志, 2022, 37(11)
摘要
随着精准医疗时代的到来，结直肠癌分子分型已成为个体化治疗的必要前提。本文主要对近5年来结直肠癌分子分型和最新免疫分型对临床治疗的意义进行综述。
一、CRC的基因和表观遗传学特征
CRC发生是“腺瘤-癌”逐步演变进展的过程，首先发生APC和KRAS基因突变，随后p53、PI3K和转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）等通路的组成发生突变。在转移性CRC中，不推荐发生KRAS基因突变的患者接受抗EGFR治疗。据统计，60%的CRC患者可以检测出p53基因突变，p53基因突变提示癌细胞对大多数化疗药物的敏感性降低，尤其是5-FU［3］。CRC主要有3种表型［4］：染色体不稳定（chromosomal instability，CIN）、微卫星不稳定（microsatellite instability，MSI）和CpG岛甲基化（CpG island methylator phenotype，CIMP）。超过50%的CRC患者表现CIN，部分腺瘤病例中可检测到染色体异常，表明CIN可能出现在腺瘤向CRC进展的早期［5］。CIN发生发展的机制尚未明确，但常见的染色体畸变包括重复、非整倍体出现、p53或其他检查点基因突变均促使CIN形成，研究发现具备CIN表型患者往往比MSI患者的预后更差［6］。
DNA错配修复蛋白（mismatch repair，MMR）活性丧失引起MSI占所有CRC的12%~15%，仅2%~3%与Lynch综合征相关，其余为散发性CRC，主要由MLH1基因启动子高甲基化引发MSI。散发性肿瘤与锯齿状腺瘤形成途径有关，常伴BRAF V600E基因突变［7］。错配修复缺失（mismatch repair deficient，dMMR）肿瘤的特点是高肿瘤突变负荷（tumor mutational burden，TMB），与微卫星稳定/DNA错配修复正常（microsatellite stable/DNA mismatch repair proficient，MSS/pMMR）相比，TMB可增加100至1 000倍，高TMB患者的总生存期（overall survival，OS）缩短［8］，dMMR对5-FU具有抗药性，并且与5-FU辅助治疗后患者的OS率降低有关。有学者发现，FOLFOX或FOLFIRI方案治疗dMMR CRC患者的无病生存期（disease free survival，DFS）延长。高度微卫星不稳定（microsatellite instability high，MSI-H）的早期CRC患者的预后更好，在转移性CRC患者中DFS和OS明显短于MSS［9］。
最新的研究表明，dMMR/MSI-H的CRC对免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors，ICIs）更敏感，例如抗PD-1抗体纳武单抗（OPDIVO）和派姆单抗（KEYTRUDA）以及抗CTLA-4抗体伊匹单抗［10, 11］。然而超过50%的患者对ICIs没有持久反应。此外，绝大多数 pMMR/MMS CRC是免疫原性差或“冷”肿瘤，对单一ICIs没有反应。细胞毒性化疗药物可以诱导免疫原性细胞死亡，可能有助于增强免疫反应并增强 ICIs的治疗效果［12］。除ICIs外，临床研究的应用主要集中在肿瘤生长调节、缓解耐药性、控制转移扩散、血管生成及细胞凋亡［13］。例如，贝伐单抗、西妥昔单抗和帕尼单抗已被证实可以提高转移性CRC的治疗效果和患者的生存率。
Meessen等［14］发现，MSI-H可导致四核苷酸MSI。在不同的癌症中检测出一种称为在选定的四核苷酸重复升高的微卫星改变（elevated microsatellite alterations at selected tetranucleotide repeats，EMAST）的dMMR。MSH3是一种大肠杆菌MutS基因同源基因，与其相关的EMAST是CRC预后不良的生物标志物。丧失MSH3功能的癌症可能对PARP或DNA-PKC抑制剂的靶向治疗更敏感。CIMP是CRC的重要预测因素，与启动子甲基化沉默所致多个抑癌基因失活相关［14］。CIMP-H被定义为至少3个或5个标记基因的高甲基化，而CIMP-L被定义为5个标记中的1~2个高甲基化。CIMP-H与MLH1启动子甲基化和随之产生的MSI-H相关［15］。CIMP-H患者对基于5-FU的化疗无效，然而CIMP-H伴MSI患者的生存率更高［14］。
二、CRC共识分子亚型
过去十多年的研究表明，肿瘤的异质性经在转录组水平的研究后，提供了对于疾病过程更为全面的分子图谱。2012至2014年，CRC分子病理分型研究领域报道了6种代表性的分型系统［16, 17, 18, 19, 20, 21］，详见表1。随着高通量检测技术的发展，2015年由以上6个独立研究小组和Sage Bionetworks作为评估团队组成的CRC分型联盟（CRC subtyping consortium，CRCSC）对上述6种分型进行基于网络的Meta分析，确定了4种共识分子亚型（consensus molecular subtypes，CMSs），见表2。
1. CMS1-MSI免疫型（14%）：CMS1具有免疫细胞浸润特征，CRC中淋巴细胞主要位于肿瘤中心和侵袭边缘，肿瘤浸润进展，T细胞数量随之降低。研究表明，TNM分期和免疫细胞浸润模式是预测DFS和OS的最显著指标［22, 23, 24］。CD3+T细胞、CD8+细胞毒性T细胞、记忆性CD45RO+T细胞与DFS和OS延长有关，但该型复发后患者的生存率低于其余亚型。
2. CMS2-经典型（37%）：CMS2主要特征是WNT信号通路的下游靶点（APC基因）和p53基因高频突变。WNT信号通路在胚胎发育过程中起重要作用，该通路突变和异常激活与CRC发生关系密切。APC是十分重要的肿瘤抑制基因，APC发生突变时，细胞核中β联蛋白浓度增高，形成TGF-β，抑制上皮分化，促使肿瘤发生［25］。p53是另一重要的肿瘤抑制基因，p53基因突变可见于43% CRC人群，其余通常由于编码参与p53调节的蛋白质基因改变，如ATM（13%）或DNA-PKcs（11%）。p53基因突变与CRC中对5-FU、顺铂、吉西他滨等化疗药物以及西妥昔单抗反应降低相关，可能导致患者的预后和OS更差［26］。近年来，随着对p53基因在CRC中的研究不断深入，针对p53基因的靶向药物（3S）-6，7-bis（hydroxymethyl）-5-methyl-3-phenyl-1H，3H-pyrrolo［1，2-c］thiazole（MANIO）的试验发现MANIO可以激活野生型p53基因功能并恢复肿瘤细胞中突变型p53基因的抑癌作用，将使不同p53基因状态的CRC患者获益［27］。
3. CMS3-代谢型（13%）：CMS3是4种CMSs中唯一存在KRAS基因高频突变的亚型，RAS基因突变对CRC具有预后指导意义，KRAS基因突变对转移性CRC抗EGFR治疗无效有预测作用。针对CRC中KRAS基因突变治疗的研究不断发展，除了对靶向治疗的意义，其与CDK等下游通路抑制剂、免疫治疗及联合化疗治疗的关系需要进一步探索［28］。
4. CMS4-间质型（23%）：CMS4以EMT上调、间质浸润为特征，主要是癌相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）浸润肿瘤间质［25］。CAFs是肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）的关键组成部分，负向调节抗肿瘤T细胞反应。免疫抑制性TME是ICIs疗效不佳的原因之一。Huang等［29］发现，直接干扰CAFs衍生WNT2可恢复树突状细胞（dendritic cell，DC）分化和DC介导的抗肿瘤T细胞反应并增强抗PD-1的疗效。靶向WNT2可能改善ICIs疗效，为新的抗癌免疫治疗奠定基础。
三、CRC免疫亚型
根据来自所有33种非血液癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）的10，000多例患者的转录组学特征，开发了一种新的实体瘤全球免疫分型（immune subtypes，ISs），分为C1：创伤愈合（wound healing）；C2：IFN-γ主导（IFN-γ dominant）；C3：炎症（inflammatory）；C4：淋巴耗竭（lymphocyte depleted）；C5：免疫静默（immunologically quiet）；C6：TGF-β主导（TGF-β dominant），详见表3。Soldevilla等［30］发现，CMSs在ISs的分布存在显著的异质性，具有临床和生物学意义。CMS1被认为最有可能从免疫治疗中获益，因为这种亚型包括大多数MSI/高度突变的肿瘤。属于CMS2、CMS3和CMS4的C2肿瘤也可能受益于免疫检查点靶向治疗。所有C6肿瘤都属于CMS4，尽管患者数量非常少，与CMS1一样，CMS4也具有显著的免疫激活特征，也可以从ICIs中获益。ISs是一种新的有价值的评价方法，可帮助筛选免疫治疗的患者。然而，个体CRC类型在ISs的比例和预后影响方面存在很大差异，ISs对于细胞毒性药物的反应以及免疫治疗的疗效评估需要深入探讨。
四、展望
肿瘤的分子分型可以评估预后，并为制定个体化精准治疗提供依据。尽管CMSs目前在CRC患者临床决策中应用有限，但仍是迄今为止较全面的分型系统，为未来临床分型及基于亚型的靶向治疗奠定了基础。该分类系统将在未来的临床应用大数据中得到验证，进一步深入研究肿瘤与免疫抑制微环境之间复杂的相互作用，将现有的分型实现临床转化有利于制定基于肿瘤生物标志物的患者分层策略，促进CRC个体化精准诊断与治疗。
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