导读

微卫星（microsatellite，MS）是基因上含有的重复DNA短小序列或单核苷酸片段区域。微卫星不稳定性（Microsatellite Instability，MSI），是指由于在DNA复制时插入或缺失等变异引起的微卫星序列长度改变的现象，常与错配修复功能缺陷（Deficient Mismatch Repair, dMMR）有关，可能导致基因组呈现高突变负荷的表型。

MSI现象在结直肠癌中被首次发现，约有15%的结直肠癌患者呈现MSI表型。随着研究深入，发现MSI现象在子宫内膜癌、胃癌等诸多癌症中同样存在^[1-3]。2017年5月，FDA批准MSI/dMMR的癌症患者进行基于免疫疗法的抗PD-1治疗(pembrolizumab)，使得MSI检测再次进入公众视线。目前，MSI已经成为临床广泛认可的、指导晚期癌症患者进行免疫治疗的生物标记物，对于多种实体瘤的治疗和预后具有重要的指导意义^[4]。

然而，目前的MSI检测几乎都局限于组织，对于无法取到组织的部分晚期肿瘤患者，开发基于血浆ctDNA样本的MSI检测方法极具价值，已成为该领域的研发重点。由于血浆ctDNA含量经常较低，如何提高血检MSI的灵敏度则是其中的难点。

在这样的背景下，上海交通大学附属瑞金医院孙晶主任、苏州大学附属第一医院何宋兵主任与燃石医学合作，开发了基于NGS检测血浆ctDNA中MSI状态的新算法bMSISEA，在保证检测特异性（specificity）100%的基础上，当血浆中ctDNA>0.4%时，bMSISEA的检测灵敏度可达94.1%。

该研究成果于近期发表在诊断领域权威期刊The Journal of Molecular Diagnostics上（IF：4.426）。

研究简介

本研究共纳入237例原发结直肠癌（CRC）患者。其中，将事先已通过PCR方法验证MSI状态的50例MSI-H CRC患者的肿瘤-癌旁配对组织，以及100例MSS患者的WBC样本纳入训练集，用于构建bMSISEA算法的基线。

科学家们从燃石凯康^®panel中选取在MSS状态和MSI-H状态显著差异的微卫星位点，并以位点在两种状态下显著差异的genotypes对应的覆盖水平作为分析单元，采用富集性分析方法，获得位点不稳定水平的显著性P值。最终参考所有位点的不稳定水平，得到最终判别MSI状态的判别参数MSscore。

图1 bMSISEA算法研发流程简介

在独立验证集中，87例患者（组织样本经IHC和NGS检测确认，43例MSI-H和44例MSS）的血浆样本经bMSISEA算法分析，结果显示（以组织样本MSI判别状态为参考标准），基于血浆ctDNA样本检测的MSI-H特异性高达100%。当筛选其中满足maxAF>0.2%的血浆样本时，检测灵敏度为94.1%；当仅选取maxAF>0.5%的样本时，检测灵敏度达到100%（见下表）。由此可以看出，即使在ctDNA含量极低的情况下，通过bMSISEA算法仍可以极高的特异性和灵敏度为MSI检测提供准确判断，这为肿瘤组织取样困难或不足的晚期实体瘤患者提供了MSI检测的机会。

燃石突破

MSI状态在肿瘤患者预后和免疫治疗指导中的作用日益凸显。如何在MSI检测的必要性和临床组织取材的困难性中找到平衡点，是临床一直热议的话题。

燃石自主研发的基于NGS的血浆MSI检测技术——bMSISEA算法，是国内第一个用于检测血浆样本中的微卫星稳定状态(bMSI)的发明专利（重磅消息 | 燃石医学获国内首个bMSI检测发明专利），该研究成果也是国内第一篇关于bMSI检测的文章（燃石生信科学家作为文章共同第一作者在这一工作中做出重大贡献）。

这一成果为实现基于血浆样本的一站式突变及MSI无创检测提供了重要的方法学支撑，从而填补了国内通过血浆样本检测微卫星状态的空白。

目前，燃石凯康^®、OncoScreen Plus^® 和燃石普清^®Plus panel的血液版均可对bMSI进行检测，为患者提供全面精准的一站式基因检测服务。

专家介绍 孙 晶

副主任医师、副研究员、硕士研究生导师、医学博士

上海交通大学医学院附属瑞金医院 胃肠外科副主任

上海交通大学医学院附属瑞金医院无锡分院普外科执行主任

上海交通大学医学院附属瑞金医院结直肠癌MDT团队成员

中国医师协会外科分会微创外科委员会青年委员

中国医师协会内镜分会腹腔镜与内镜外科学组青年委员

中国普通外科青年学者攀登计划学员

中国医学装备协会转化医学分会微创外科创新转化学组委员

海归医协青委会委员

上海市抗癌协会胃肠肿瘤腔镜专委会委员

专家介绍 何宋兵

副主任医师、副教授

苏州大学附属第一医院 胃肠外科

普外科主任助理 /教研室副主任

中国医师协会肛肠外科医师委员会青年委员

中国医师协会结直肠肿瘤分会MDT专委会委员

CSCO青年专家委员会委员

中国性学会结直肠肛门功能外科分会委员

江苏省医学会外科学分会青年委员

江苏省医师协会结直肠肿瘤青委会委员兼学术秘书

江苏省研究型医院学会胃肠肿瘤MDT青年学组组长

苏州市医学会普外专委会青委会副主任委员

美国圣路易斯华盛顿大学Barnes-Jewish 医院结直肠外科研修学者

美国贝勒医学中心结直肠外科研修学者

日本癌研有明病院结直肠外科研修学者

参考文献

1. Arzimanoglou, II, Gilbert F, Barber HR: Microsatellite instability in human solid tumors. Cancer 1998, 82:1808-1820.

2. Halford SE, Sawyer EJ, Lambros MB, et al. MSI-low, a real phenomenon which varies in frequency among cancer types. The Journal of pathology 2003, 201:389-394.

3. Cortes-Ciriano I, Lee S, Park WY, et al. A molecular portrait of microsatellite instability across multiple cancers. Nat Commun 2017, 8:15180.

4. Diaz L, Marabelle A, Kim TW, et al. 386PEfficacy of pembrolizumab in phase 2 KEYNOTE-164 and KEYNOTE-158 studies of microsatellite instability high cancers. Annals of Oncology 2017, 28:mdx367.020-mdx367.020.

关于燃石医学

燃石医学成立于2014年，专注于为肿瘤精准医疗提供具有临床价值的二代基因测序（NGS），业务及研发方向覆盖三大领域：肿瘤患病人群检测、癌症早检以及肿瘤基因组大数据生态圈。燃石医学于2018年7月获批国家药品监督管理局（NMPA）颁布的中国 “肿瘤NGS试剂盒第一证”，在体外诊断领域具有里程碑式意义。此外，燃石实验室还获得了广东省卫健委临检中心颁发的“高通量测序实验室”技术审核，以及美国CLIA及CAP实验室质量体系资质认证。截止目前，燃石医学已经累计融资达2.4亿美元，公司将继续致力于开发创新可靠的NGS检测产品，推动肿瘤精准医疗领域的发展。