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迈杰转化医学多平台布局微卫星不稳定性(MSI)检测产品
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什么是MSI


微卫星(microsatelliteMS)是指细胞基因组中以少数几个核苷酸为单位串联重复的DNA序列,DNA错配修复(mismatch repairMMR)机制能够准确地识别及修复DNA复制或重组过程中产生的碱基错配、小范围的碱基缺失或插入,对维持基因组稳定性有着重要的作用。当MMR功能出现异常时,微卫星复制过程中出现的错误无法纠正并不断积累,使得微卫星序列长度或碱基组成发生改变,称为微卫星不稳定性(microsatellite instabilityMSI),这一分子特征在结直肠癌和子宫内膜癌等相关实体瘤中具有重要的临床意义。目前检测MSI状态的手段包括免疫组织化学(immunohistochemistryIHC)检测MMR蛋白、多重荧光聚合酶链反应结合毛细管电泳(polymerase chain reaction and capillaryelectrophoresisPCR+CE)检测微卫星位点以及基于二代测序(next generation sequencingNGS)平台的MSI算法[1]


1993年,来自三个不同实验室的科学家(Ionov Y. , Thibodeau S. AaltonenA.)同时发现了微卫星不稳定现象[2,3,4],直到2017年,FDA批准Keytruda用于治疗dMMR(deficient mismatch repair)/MSI-H阳性实体瘤患者。这是第一款不针对肿瘤类型,而是针对生物标志物的癌症治疗药物问世,在癌症治疗方法史上具有划时代的意义。



MSI检测的意义


MMR蛋白功能缺陷会导致MSI,同时也会导致基因组呈现高突变表型,进而导致肿瘤发生风险增加。目前,MSI检测被美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer NetworkNCCN)结直肠癌临床实践指南及中国临床肿瘤学会(Chinese Society of Clinical OncologyCSCO)结直肠癌诊疗指南推荐用于所有结肠直肠癌(colorectal cancerCRC)患者。MSI检测对于包括CRC和子宫内膜癌(endometrial cancerEC)在内的多种实体瘤患者均具有重要临床意义[1]



已经上市的MSI检测产品


目前国内尚无MSI检测产品上市,国外已经上市的产品如下:




迈杰转化医学(MEDx)的MSI检测解决方案


凭借行业领先的核酸、蛋白、病理及细胞生物学等综合性转化医学平台和经验丰富的专业化技术团队,迈杰转化医学拥有丰富的生物标记物检测经验和深厚的伴随诊断产品开发实力,基于NGSIHCPCR+CE三大平台,迈杰转化医学均布局了MSI检测产品。

(1)MED1CDx NGS Panel2017年,FDA几乎同时批准FoundationOne CDxMSK-IMPACT两款NGS Panel上市,均可用于FFPEformalin fixation and paraffin embedding)样本的MSI检测。与传统的PCR+CE方法相比,NGS可同时扫描数以百计的微卫星位点、可进行更加全面的微卫星不稳定性评估[1]MED1CDx NGS Panel是迈杰转化医学自主开发的NGSPanel,使用DeepMSI专利算法同时分析105MSI位点,准确评估微卫星不稳定性。如图3所示,Y轴表示配对样本(正常对照与肿瘤组织)基于105个高质量微卫星位点计算的平均JS散度平方根(Average square rootof Jensen-Shannon divergence),经过64例已知MSI状态的临床样本验证,DeepMSI检测灵敏度和特异性达100%


(2)MSI PCR+CE Kit:基于PCR+CE方法的微卫星位点选择曾经历数次重大变迁。1998年美国国立癌症研究所(National Cancer InstituteNCI)推荐用于检测微卫星状态的5个微卫星位点,包括BAT25BAT26D2S123D5S346D17S250。直到2006年,Promega确定分析BAT25BAT26NR21NR24Mono27,并增加PentaCPentaD用于样本识别,进一步提高MSI检测敏感度。迈杰转化医学自主开发的MSI PCR+CE Kit,总共分析9MSI位点,除了经典的5位点外,还增加了BAT52BAT56BAT59BAT60共计4位点。与经典的5位点方法相比,可更广范围地分析MSI。如图4a所示,某患者5位点检测结果为微卫星稳定(microsatellite stabilityMSS),但是如图4b所示,使用9位点检测发现该患者在BAT59这个位点处发生位移(5位点检测不包含该位点),实际上为微卫星低度不稳定性(microsatellite instability lowMSI-L):


3dMMR IHC KitMSI多由MMR蛋白表达缺失导致的MMR功能缺陷所致,故可通过检测MMR蛋白缺失来反映MSI状态。dMMR IHC Kit采用分别针对MLH1MSH2MSH6PMS2的特异性抗体,阳性表达定位于细胞核。如肿瘤样本中4个MMR蛋白均阳性表达,则为错配修复功能完整(proficient mismatch repairpMMR);任意一个MMR蛋白缺失即为dMMR[1]。如图5所示,使用dMMR IHC Kit检测发现某患者存在MLH1PMS2蛋白表达缺失,提示错配功能修复缺陷(dMMR)



迈杰转化医学期待与众多创新药企鼎力合作,从中心实验室服务到伴随诊断开发和商业化,提供基于NGSIHCPCR+CE平台的MSI检测服务和试剂盒


参考文献:

1、中国临床肿瘤学会结直肠癌专家委员会,结直肠癌及其他相关实体瘤 微卫星不稳定性检测中国专家共识,实用肿瘤杂志2019年第34卷第5期

2、Ionov, Y. et al. (1993) Peinado MA, Malkhosyan S, Shibata D, & Perucho M. Ubiquitous somatic mutations in simple repeated sequences reveal a new mechanism for colonic carcinogenesis. Nature. 363, 558-61. [PubMed: 8505985]

3、Thibodeau, S. et al. (1993) Microsatellite instability in cancer of the proximal colon. Science. 260, 816-9. [PubMed 8261393]

4、Aaltonen, A. et al. (1993) Clues to the pathogenesis of familial colorectal cancer. Science. 260, 812-6. [PubMed: 8484121]

5、MSI research associated with cancer from 1993 to 2017: https://www.promega.com.cn/resources/technologies/microsatellite-instability-resource-center/importance-of-msi-status/

6、food and drug administration: https://www.fda.gov/

7、FALCO biosystems and Promega Corporation MSI-IVD Kit Collaboration Obtains Approved Companion Diagnostic Status in Japan: https://www.promega.com.cn/aboutus/press-releases/global/2019/49984225-msi-falco-press-release/