摘要
微卫星不稳定高/错配修复缺陷(MSI-H/dMMR)亚型是结直肠癌(CRC)中免疫原性最强的分子亚群之一,近年来成为免疫治疗研究的重点对象。该类患者常对免疫检查点抑制剂(ICIs)应答良好,尤其在晚期转移性CRC中取得突破性进展,并被纳入多个国家的治疗指南。但随着免疫治疗的广泛应用,部分患者出现原发性或获得性耐药,成为限制其疗效持续性的关键问题。本文围绕MSI-H/dMMR亚型CRC的免疫治疗优势、原发性与获得性耐药机制、现有对策及新型干预路径进行系统梳理,以期为MSI-H/dMMR亚型CRC的个体化免疫管理提供理论依据与研究方向。
关键词
结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是全球发病率第三、死亡率第二的恶性肿瘤[1]。尽管外科切除联合放化疗提高了部分局部晚期结直肠癌(locally advanced CRC,LACRC)患者的病理缓解率,但个体差异显著,复发与转移仍常见[1-2]。微卫星不稳定高(microsatellite instability-high,MSI-H)或错配修复缺陷(deficient mismatch repair,dMMR)亚型作为一类高度免疫原性的CRC,在分子特征、治疗响应及预后方面与微卫星稳定型(microsatellite stable,MSS)或错配修复功能正常型(proficient mismatch repair,pMMR)患者中存在显著差异。研究表明,MSI-H/dMMR亚型CRC对传统放化疗敏感性较低,却对免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)应答良好[3-4],尤其在晚期转移性CRC中展现出突破性成果并被纳入治疗指南。本文围绕MSI-H/dMMR亚型CRC的免疫治疗优势、耐药机制及干预路径进行综述,以期为后续个体化免疫治疗提供参考。
1 MSI-H/dMMR亚型CRC的免疫治疗优势
1.1 生物学基础与免疫原性
微卫星不稳定性(microsatellite instability,MSI)是指在细胞中DNA复制过程中,由于短串联重复序列(即微卫星)发生插入/缺失突变,导致其长度或序列发生改变。正常细胞通过错配修复(mismatch repair,MMR)系统对这些复制错误进行校正,而当MMR系统功能缺陷时,MSI频繁发生。MMR系统主要由MLH1、MSH2、MSH6和PMS2等关键修复蛋白构成。其缺陷主要由两类机制导致:一类为胚系突变所致的遗传性非息肉性结直肠癌(Lynch综合征),另一类则为散发性体细胞突变或MLH1启动子甲基化沉默,常伴随CpG岛甲基化表型及BRAF V600E突变。临床上MSI状态可分为MSI-H、微卫星不稳定低(microsatellite instability-low,MSI-L)和MSS,其中MSI-H是指多个微卫星位点发生变异,具有明确的生物学和治疗意义[5]。
MSI-H/dMMR亚型在CRC中约占10%~15%,以右侧结肠多见,且与黏液腺癌、低分化、淋巴细胞浸润等特征相关[5]。该亚型由于DNA修复系统功能障碍,累积大量体细胞突变,产生高突变负荷和丰富的新生抗原,从而易被免疫系统识别并激活抗肿瘤应答。该亚型肿瘤组织中浸润有大量CD8+T细胞、Th1型细胞及滤泡辅助性T细胞,呈现“热肿瘤”免疫表型,具有良好的免疫治疗基础[6]。相比之下,MSS/pMMR型肿瘤由于突变负荷低、抗原表达不足,表现为“冷肿瘤”。单细胞与空间转录组学提示dMMR肿瘤内存在以CXCL13、干扰素刺激基因与MHC分子表达为特征的“免疫激活中心”,支撑其对ICIs的敏感性[7]。
1.2 临床研究证据与指南推荐
MSI-H/dMMR亚型CRC因其高度免疫原性,在免疫治疗中展现出显著疗效,成为精准治疗的优选人群[8]。在转移性MSI-H/dMMR亚型CRC患者中,KEYNOTE-177研究显示,帕博利珠单抗(pembrolizumab)作为一线治疗的效果显著优于标准化疗,在延长无进展生存期(progression-free survival,PFS)和提高客观缓解率(objective response rate,ORR)的同时,还具有更好的安全性[9]。与此同时,CheckMate142研究进一步支持了双免治疗策略。在一线人群中,纳武利尤单抗(nivolumab)联合低剂量伊匹木单抗(ipilimumab)的客观缓解率达69%,13%的患者实现完全缓解,且多数应答持续超过2年。该方案在不同基因背景(包括BRAF或KRAS突变)中均表现出良好疗效[10]。
近年来,免疫治疗适应证逐步由转移性拓展至局部进展期和术前阶段。2024年欧洲肿瘤内科学会年会,NICHE-2研究在112例Ⅲ期dMMR结肠癌术前应用nivolumab联合ipilimumab,两个周期后,主要病理缓解(major pathological response,MPR)率为95%,病理完全缓解(pathological complete response,pCR)率68%,3年无病生存率高达100%[11]。NICHE-3研究和IMHOTEP研究亦分别采用nivolumab联合relatlimab或单药pembrolizumab治疗dMMR亚型CRC患者,均获得较高的pCR率(68%、54%),且IMHOTEP研究提示免疫治疗周期数与pCR率呈正相关,为早期患者个体化免疫治疗方案提供参考依据[12]。除此之外,免疫治疗联合COX-2抑制剂(celecoxib)在非转移性dMMR亚型CRC患者中产生了97%的病理缓解率,进一步强化了免疫治疗在术前阶段的应用前景[5]。目前,多项研究(如VOLTAGE-A、AVANA、NRG-GI002、PANDORA)正探索免疫检查点抑制剂与放化疗的联合新辅助策略,部分也纳入了MSI-H/dMMR亚型患者[13]。
指南方面,2025年最新版美国国家综合癌症网络指南已将nivolumab联合ipilimumab正式列为MSI-H/dMMR患者的一线推荐方案(2A类),并将POLE/POLD1基因突变伴超高突变表型的患者纳入ICIs适应证,涵盖从新辅助治疗至复发/转移多阶段的应用,同时纳入cemiplimab、retifanlimab、toripalimab、tislelizumab等多种免疫检查点抑制剂作为治疗选择。对于MSS/pMMR患者,推荐在可切除转移灶时采用FOLFIRINOX新辅助;并将DPYD基因检测纳入氟嘧啶用药前评估[14]。由此可见,MSI-H/dMMR亚型CRC因其高免疫原性与临床敏感特性,正在构建一个从转移性管理到术前干预的免疫治疗闭环体系。
2 MSI-H/dMMR亚型CRC的免疫耐药机制
2.1 原发免疫耐药机制
根据2020年肿瘤免疫治疗学会共识,原发性耐药通常定义为在接受至少两个周期的ICIs单药或联合治疗后,患者肿瘤仍表现为进展期疾病(progressive disease,PD)或疾病稳定但持续时间短于6个月[15]。尽管MSI-H/dMMR亚型CRC具有高突变负荷和丰富的新抗原,理论上应高度免疫原性,但仍有一部分患者在接受ICIs治疗后无明显应答,存在原发性免疫耐药机制[16]。其主要机制包括抗原呈递障碍、免疫抑制性微环境、T细胞识别能力不足以及肿瘤代谢状态异常等多个层面。
首先,抗原呈递缺陷是原发性耐药的重要基础之一。β2微球蛋白作为MHC-I复合物的核心结构蛋白,在MSI-H/dMMR亚型CRC中常见双等位基因缺失,导致MHC-I表达丧失,使CD8+T淋巴细胞无法识别肿瘤抗原。大规模基因组学研究表明,约11%的未经治疗的MSI-H患者存在β2微球蛋白双等位突变[17]。HLA类I基因单拷贝丢失、APM抗原呈递通路多位点突变也较常见,提示该类肿瘤在治疗前即处于“免疫逃逸”的基因演化轨道上。与此同时,并非所有MMR基因突变均能导致功能丧失,即部分个体虽存在MMR突变,却仅呈现MSI-L或MSS表型,从而表现出天然的ICIs不敏感性[18]。
其次,肿瘤微环境中的固有免疫抑制状态亦导致原发耐药的屏障。研究发现,调节性T细胞(regulatory T cells,Tregs)在部分MSI-H患者中表达升高,其能通过分泌转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等免疫抑制性细胞因子抑制CD8+效应T细胞的激活与功能,从而削弱抗肿瘤免疫反应[19]。部分MSI-H亚型CRC也表现出增强的糖酵解途径,过量乳酸积累可直接抑制CD8+T细胞功能,形成代谢驱动的免疫冷区[20]。此外,一些常见的驱动基因突变(如KRAS)编码产物结构保守、免疫原性低,即便表达也难以激发强效免疫反应,导致表观“高免疫原性”状态下实则缺乏有效免疫识别[21]。
2.2 获得性免疫耐药机制
获得性免疫耐药是指肿瘤在初始对免疫治疗产生应答:如完全缓解(complete response,CR)、部分缓解(partial response,PR)或持续疾病稳定(stable disease,SD)后,随着治疗持续,出现继发性进展的现象。获得性耐药的判断需满足两项前提:一是患者在接受ICIs治疗后达到RECIST v1.1标准下的客观应答,且该应答维持至少12~24周;二是排除孤立性进展可通过局部治疗控制的情况[22]。对其机制的深入理解,有助于开发更具靶向性的联合策略,以延长MSI-H/dMMR亚型CRC患者的免疫治疗获益时间。
WNT/β-catenin信号通路的激活被认为是MSI-H/dMMR亚型CRC治疗后T细胞浸润下降的关键因素之一。研究表明,突变激活后的WNT通路可抑制趋化因子的表达并阻碍树突状细胞募集,从而间接阻断T细胞向肿瘤微环境的渗透。该“免疫排斥”状态使得即使体内存在足够数量的活化T细胞,也难以进入肿瘤组织中发挥效应[23]。同时,肿瘤长期接受ICIs治疗后,T细胞群体可能出现持续激活导致的耗竭状态。这类“治疗相关性T细胞功能障碍”与表观遗传重塑密切相关,研究表明在小鼠模型中发现PD-1治疗后出现的去甲基化模式会削弱T细胞的扩增能力与克隆多样性,限制其持久应答[24]。
一项来自MSI-H亚型CRC患者的研究发现,耐药组肿瘤样本中髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)显著富集,伴随CD8+T细胞浸润减少,该现象与白细胞介素(IL)-1β信号的激活密切相关。在此类耐药患者中,其通过IL-1β等信号再度放大,呈现出治疗诱导下的“再抑制”特征[25]。此外,JAK1双等位突变可能阻断IFN-γ信号转导,削弱免疫应答维持,但其在MSI-H亚型CRC获得性耐药中的作用仍存争议,见图1。
图1MSI-H/dMMR结直肠癌免疫耐药机制示意框图
3 应对MSI-H/dMMR亚型CRC免疫耐药的对策与研究方向
3.1 联合治疗策略:化疗、靶向治疗、肠道菌群与ICIs联用的探索
部分传统疗法可通过增强肿瘤抗原性、改善肿瘤微环境,进而提升免疫治疗敏感性。一些临床研究已将FOLFOXIRI联合贝伐珠单抗(bevacizumab)及ICIs用于难治性转移性结直肠癌(mCRC)患者,尽管多数尚未明确MSI状态,但为治疗“冷肿瘤”提供了可行方向[26]。抗血管生成药物亦被证明具有增强ICIs疗效的潜力。贝伐珠单抗不仅可改善肿瘤血管通透性,促进CD8+T细胞浸润,还可减少MDSCs聚集,从而打破免疫抑制屏障。目前,为进一步克服MSI-H/dMMR亚型CRC人群中部分患者对ICIs的初始或继发耐药问题,近年来许多联合治疗方案被提出,见表1。
表1MSI-H/dMMR亚型CRC免疫耐药背景下的联合治疗探索性研究
在MSI-H/dMMR亚型mCRC患者中,前述CheckMate142研究已初步显示nivolumab联合低剂量ipilimumab具有疗效持久,III期CheckMate8HW研究进一步证实该联合方案较标准化疗在生存获益上更具优势,24个月PFS率为72%,明显优于化疗组的14%[27]。在分子靶点方面,部分BRAF突变型MSI-H CRC患者在接受PD-1联合贝伐珠单抗治疗后获益良好,提示免疫与分子靶向联合治疗策略值得进一步挖掘[31]。SEAMARK研究聚焦BRAF V600E突变合并MSI-H/dMMR亚型mCRC患者,尝试将pembrolizumab与BRAF抑制剂恩科拉非尼(encorafenib)和抗EGFR抗体西妥昔单抗(cetuximab)联用,作为一线方案展开探索[30]。此外,部分研究提示调节肠道微生态亦可能成为未来免疫治疗联合策略之一[32]。中国已开展多项基于粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)联合ICIs的研究(NCT04729322、ChiCTR2100052431),针对MSI-H/dMMR人群评估其在提升缓解率与延长生存期方面的潜力,为未来联合免疫治疗提供了新的干预方向[33]。
3.2 天然产物在免疫调控中的潜力
针对ICIs耐药的探索中,天然产物尤其来源于传统中医药的活性成分,展现出调控肿瘤免疫微环境的独特优势。例如,槲皮素与鬼臼毒素内酯的联合纳米递送体系的使用在MSS亚型CRC模型中可显著降低MDSCs和Tregs数量,并下调IL-10、IL-1β、TGF-β等免疫抑制因子,提高抗肿瘤免疫效应[34]。黄芪甲苷在同类模型中亦表现出促进M2向M1型巨噬细胞极化,上调IFN-γ和TNF-α表达的功能,从而改善肿瘤免疫微环境,增强抗PD-1治疗的协同抗肿瘤作用[35]。
另一方面,部分天然产物可通过激活NK细胞与CD8+ T细胞,提升细胞毒性免疫反应。例如,稻壳多糖(RHPS)与泡叶藻岩藻多糖(ECF)可诱导NK细胞活化,并促进IFN-γ释放[36-37];苍术内酯I可增强树突状细胞抗原递呈功能,并提升CD8+ T细胞细胞毒活性,与PD-1抑制剂联合使用可在小鼠MC38 CRC模型中产生显著协同抗肿瘤作用[38]。此外,部分天然产物可通过干预肠道微生态从而间接影响免疫治疗效果。有研究在CT-26 CRC小鼠模型中发现,菊粉与PD-1抑制剂联用可增强抗肿瘤免疫应答,显著延缓肿瘤进展。值得注意的是,将菊粉制备为凝胶形式后,其调控肠道微生态和提升治疗协同抗肿瘤作用的能力进一步增强,提示剂型优化亦可能成为提高免疫治疗反应率的有效手段[39]。
4 小结与展望
MSI-H/dMMR亚型CRC因其高度免疫原性成为免疫治疗的优选人群,但原发及获得性免疫耐药仍构成主要挑战。当前研究聚焦多靶点联合疗法、新型免疫检查点、肠道菌群干预及天然产物调控等策略,已初步展现协同增效潜力。尤其天然产物在调节肿瘤免疫、优化TME方面前景广阔,为MSI-H/dMMR亚型CRC免疫耐药干预提供有益补充。未来需开展机制明确、大样本转化研究,进一步揭示耐药发生的关键节点与预测特征,推动多组学整合的个体化耐药预测模型构建。同时,新型免疫激动剂(如LAG-3、TIGIT)与ICIs的联合应用,以及天然产物纳米制剂在靶向递送与免疫效能增强方面的开发,或将成为突破MSI-H/dMMR亚型CRC免疫耐药的关键路径。通过机制探索与精准干预协同推进,有望拓展该类患者的长期获益空间。