Xét nghiệm MSI/MMR - Phương pháp và đánh giá kết quả

14 min read

Đánh giá chính xác tình trạng đột biến của dấu ấn sinh học MSI/MMR giúp định hướng cá thể hóa điều trị trên nhiều khối u đặc

MSI/MMR là gì? Tỷ lệ mắc MSI-H/dMMR Các phương pháp xét nghiệm Diễn giải kết quả Báo cáo tình trạng

Sửa chữa bắt cặp sai (MMR) là một trong nhiều cách sửa chữa DNA. MMR đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ chính xác của DNA và sự ổn định của bộ gen bằng cách sửa các lỗi phát sinh trong quá trình sao chép DNA. Cụ thể, MMR giúp bảo đảm tính toàn vẹn hệ gen bằng cách sửa bắt cặp sai do thay thế bazơ sai trong DNA, dịch khung đọc mã di truyền (chèn/ xóa) và DNA bị trượt.¹

Khiếm khuyết trong hệ thống sửa chữa bắt cặp (dMMR) mô tả về các tế bào có đột biến ở gen mã hóa cho các protein có vai trò sửa chữa các lỗi trong quá trình sao chép DNA. Những lỗi sao chép DNA này có thể dẫn đến ung thư nếu không được sửa chữa. Một khối u được phân loại khiếm khuyết MMR khi phát hiện mất chức năng sửa chữa của một hoặc nhiều protein MMR (MLH1, MSH2, MSH6 và PMS2), gây ra các lỗi bắt cặp trong quá trình sao chép DNA.¹˒²

Khiếm khuyết MMR có thể là do tự phát hoặc di truyền. Trong các hội chứng di truyền do đột biến gen liên quan đến MMR, hội chứng Lynch là một rối loạn gen trội trên nhiễm sắc thể thường, do đột biến dị hợp tử ở 1 trong 4 gen MMR chủ chốt (MLH1, MSH2, MSH6 và PMS2). Việc này làm tăng nguy cơ người bệnh phát triển nhiều loại ung thư, nhất là ung thư đại trực tràng và ung thư nội mạc tử cung, thường xảy ra trước 50 tuổi.¹⁻³

Khiếm khuyết MMR dẫn đến sự tích lũy thêm các đột biến trên bộ gen và tạo ra một kiểu hình tăng đột biến mạnh, được gọi là mất ổn định vi vệ tinh (MSI). MSI là hậu quả của việc tích tụ các lỗi chèn hoặc mất nucleotide trong bộ gen mà không được sửa chữa. MSI có thể được chia thành mất ổn định vi vệ tinh mức độ cao (MSI-H), mất ổn định vi vệ tinh mức độ thấp (MSI-L) và ổn định vi vệ tinh (MSS). Bất ổn tại 1 chỉ điểm vi vệ tinh được xem là MSI-L, còn bất ổn tại từ 2 chỉ điểm trở lên được xem là MSI-H.^1,2,4

Cả MSI-H và dMMR đều thường gặp ở ung thư đại trực tràng, ung thư dạ dày và ung thư nội mạc tử cung, nhưng cũng có thể được phát hiện ở nhiều loại ung thư khác.⁵˒⁶

MSI-H/dMMR xuất hiện ở nhiều loại khối u. Việc phát hiện MSI-H/dMMR đã được xem là công cụ quan trọng để định hướng điều trị, kể từ khi KEYTRUDA được phê duyệt chỉ định điều trị khối u MSI-H/dMMR không thể cắt bỏ hoặc di căn, đã điều trị trước đó, bất kể cơ quan và phân nhóm mô học.⁷

Biểu đồ cột dưới đây mô tả về tình trạng dMMR trên 12.019 khối u. Tỉ lệ khối u có dMMR chia theo từng nhóm ung thư được thể hiện bằng tỉ lệ phần trăm. Tình trạng dMMR được xác định ở 24/32 nhóm ung thư đã xét nghiệm, thường gặp hơn ở giai đoạn sớm của bệnh (nghĩa là giai đoạn < IV).⁸

Trích dẫn với sự cho phép từ Le DT, Durham JN, Smith KN, và cộng sự. Mismatch repair deficiency predicts response of solid tumors to PD-L1 blockade. Tạp chí Science. 2017;357(6349):409-413. doi: 10.1126/science.aan6733. Bản quyền năm 2017 thuộc về Hiệp hội Hoa Kỳ vì nền Khoa học Tiên tiến (AAAS).

Xét nghiệm phản xạ (Reflex testing) đối với MSI-H/dMMR là thực hành lâm sàng phổ biến nhằm phân loại phân tử chính xác hơn ở các khối u cụ thể, chẳng hạn như ung thư đại trực tràng, ung thư dạ dày và ung thư nội mạc tử cung.⁹

Hoá mô miễn dịch (IHC): Sự có hoặc không biểu hiện protein MMR đều có thể được phát hiện bằng IHC, kỹ thuật này sử dụng kháng thể đặc hiệu (được đánh dấu để nhận diện protein trên mẫu mô). Mỗi protein đều được đánh giá trên từng mẫu mô riêng.

Phản ứng chuỗi polymerase (PCR): Để phát hiện MSI bằng PCR, cần sử dụng đoạn mồi gắn nhãn huỳnh quang để khuếch đại các đoạn gen từ mâu mô của khối u và đối chiếu với mẫu mô bình thường tương ứng. Các đoạn gen được khuếch đại này sẽ được phân tách theo kích thước bằng phương pháp điện di mao quản và việc gắn nhãn huỳnh quang cũng cho phép phân tách theo màu sắc. Sự thay đổi về kích thước là dấu hiệu chỉ ra rằng có sự mất ổn định vi vệ tinh.

Giải trình tự gen thế hệ mới (NGS): Phân tích MSI bằng NGS giúp xác định trình tự của các vi vệ tinh, sau đó so sánh với mô bình thường tương ứng hoặc một trình tự chuẩn. Sự khác biệt về chiều dài trình tự vi vệ tinh cho thấy sự mất ổn định. NGS sử dụng các thuật toán để xác định mức độ mất ổn định được phát hiện có đáng kể hay không và từ đó phân loại tình trạng MSI-H hoặc MSS.

Hiệp hội Bệnh học Hoa Kỳ (CAP) – Tóm tắt khuyến cáo về xét nghiệm dấu ấn sinh học MSI/MMR trong điều trị ung thư¹¹:

CAP khuyến cáo dùng MMR-IHC và/hoặc MSI bằng PCR để phát hiện khiếm khuyết trong hệ thống sửa chữa bắt cặp sai DNA ở người bệnh ung thư đại trực tràng, ung thư dạ dày thực quản (trừ ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản) và ung thư ruột non đang được cân nhắc liệu pháp ức chế điểm kiểm soát miễn dịch.
CAP khuyến cáo ưu tiên dùng MMR-IHC hơn MSI bằng PCR hoặc NGS để phát hiện khiếm khuyết trong hệ thống sửa chữa bắt cặp sai DNA ở người bệnh ung thư nội mạc tử cung đang được cân nhắc liệu pháp ức chế điểm kiểm soát miễn dịch.

Hiệp hội Nội khoa Ung thư Châu Âu (ESMO) – Khuyến cáo xét nghiệm dấu ấn sinh học MSI/MMR trong điều trị ung thư¹²

MMR IHC là một phương pháp phát hiện MSI.¹²

Cần dùng IHC đối với tất cả 4 loại protein MMR để đánh giá tình trạng dMMR trong bất kỳ loại ung thư rải rác nào thuộc phổ ung thư liên quan, bao gồm ung thư đại trực tràng, ung thư nội mạc tử cung, ung thư ruột non, ung thư đường niệu, ung thư hệ thần kinh trung ương (u thần kinh đệm/u nguyên bào thần kinh đệm) và ung thư tuyến bã.

Xét nghiệm MSI-PCR có thể giúp hỗ trợ hoặc làm rõ kết quả IHC.¹²

Khuyến nghị dùng bộ xét nghiệm 5 đuôi poly A do có độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn.
MSI-PCR được chỉ định để đánh giá dMMR ở bất kỳ loại ung thư rải rác nào thuộc phổ ung thư liên quan hội chứng Lynch.

NGS là một phương pháp phân tử khác để đánh giá MSI.¹²

NGS cho phép giải trình tự song song, hiệu suất cao trên lượng lớn các vi vệ tinh và các gen.
NGS cần được thực hiện tại các trung tâm được chọn lọc, có kinh nghiệm trong các kỹ thuật này.

Truy cập website ESMO để xem phiên bản mới nhất và đầy đủ nhất của hướng dẫn điều trị.

Hướng dẫn thực hành lâm sàng của NCCN trong điều trị ung thư – Xét nghiệm MSI/MMR cho nhóm người bệnh phù hợp¹³⁻²⁹

Để biết thêm thông tin về xét nghiệm MSI/MMR, vui lòng tham khảo Hướng dẫn NCCN®.

Truy cập website Mạng Lưới Ung Thư Toàn Diện Quốc Gia Hoa Kỳ (NCCN®) để xem phiên bản hướng dẫn mới nhất và đầy đủ nhất.

NCCN không đưa ra bất kỳ hình thức bảo đảm nào liên quan đến nội dung, việc sử dụng hay áp dụng các hướng dẫn này và miễn trừ trách nhiệm đối với mọi việc ứng dụng theo bất kỳ cách nào.

NCCN = Mạng Lưới Ung Thư Toàn Diện Quốc Gia Hoa Kỳ (NCCN®).

Có thể đánh giá tình trạng đột biến MSI/MMR bằng cách sử dụng IHC và/hoặc các xét nghiệm phân tử như PCR và NGS.¹²˒³⁰”

Xác định tình trạng MSI/MMR³¹

Khiếm khuyết MMR của protein có thể được nhận biết bằng việc không bắt màu nhuộm IHC ở nhân tế bào u, trong khi tế bào bình thường vẫn bắt màu. Khiếm khuyết biểu hiện protein MMR nghĩa là có sự biến đổi gen (mất dị hợp tử, đột biến hoặc thượng di truyền – epigenetics) của bộ gen. Nếu mất 1 trong 4 protein MMR, khối u được xem là dMMR.

Để đảm bảo kết quả chính xác cần đánh giá biểu hiện của tất cả 4 protein MMR.³³˒³⁴

Đánh giá MSI³¹

DNA của mô từ khối u đông lạnh hoặc đã FFPE được dùng để làm xét nghiệm MSI. Chuyên gia giải phẫu bệnh có kinh nghiệm nên chọn mẫu có mật độ tế bào u cao (≥20%) để tránh kết quả bị âm tính giả. MSI được đánh giá qua các vị trí mất ổn định vi vệ tinh, được khuyến nghị là dựa trên mononucleotide lặp lại hoặc đôi nucleotide kết hợp lặp đơn nucleotide.

Các số liệu về MSS và MSI được trình bày bên dưới là kết quả của bộ xét nghiệm 5 dấu ấn. Kết quả xét nghiệm của khối u này là MSI-H vì có sự mất ổn định tại nhiều hơn 1 vị trí.³¹”

Biểu đồ: Đặc điểm MSS của 5 trình tự lặp lại đơn nucleotide ổn định (mô bình thường)³¹

Biểu đồ: Đặc điểm MSS của 5 trình tự lặp lại đơn nucleotide không ổn định³¹

Các mũi tên màu đỏ chỉ ra sự mất ổn định vi vệ tinh.

Được trích dẫn với sự cho phép từ Evrard C, Tachon G, Randrian V, và cộng sự. Microsatellite Instability: Diagnosis, Heterogeneity, Discordance, and Clinical Impact in Colorectal Cancer. Tạp chí Cancers (Basel). 2019;11(10):1567. doi: 10.3390/cancers11101567. Bản quyền năm 2019 thuộc về các tác giả.

KEYTRUDA được chỉ định điều trị cho người trưởng thành và trẻ em mắc ung thư tiến triển có MSI-H hoặc dMMR, theo xét nghiệm đã được thẩm định, đã từng điều trị trước đó.

KEYTRUDA được chỉ định điều trị bậc 1 cho người bệnh ung thư đại trực tràng (CRC) không thể cắt bỏ hoặc di căn có MSI-H hoặc dMMR, theo xét nghiệm đã được thẩm định.

KEYTRUDA, đơn trị liệu, được chỉ định điều trị cho người bệnh ung thư nội mạc tử cung tiến triển có MSI-H hoặc dMMR, theo xét nghiệm đã được thẩm định, có bệnh tiến triển sau điều trị toàn thân trước đó ở bất kỳ bối cảnh nào và không đủ điều kiện để phẫu thuật hoặc xạ trị triệt căn.

Tình trạng MSI/MMR

Tiềm năng phù hợp điều trị với liệu pháp miễn dịch theo chỉ định đã được phê duyệt

Được tái bản với sự cho phép của Hiệp hội Bệnh học Hoa Kỳ (CAP). Biểu mẫu báo cáo kết quả xét nghiệm dấu ấn sửa chữa bắt cặp sai DNA . DNA.MMR.Bmk 1.0.0.2. College of American Pathologists, 2021. Có sẵn tại: https://documents.cap.org/protocols/DNA.MMR.Bmk_1.0.0.2.REL_CAPCP.pdf?_

DNA = axit deoxyribonucleic; EGJ = vùng nối dạ dày – thực quản; ESMO = Hiệp hội Nội khoa Ung thư Châu Âu; FFPE = cố định bằng formalin và vùi trong parafin; NCI = Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ; PD-L1 = phối tử protein chết theo chương trình 1

Tài liệu tham khảo

1. Eso Y, Shimizu T, Takeda H, Takai A, Hiroyuki M. Microsatellite instability and immune checkpoint inhibitors: toward precision medicine against gastrointestinal and hepatobiliary cancers. J Gastroenterol. 2020; 55(1):15-26. doi:10.1007/s00535-019-01620-7

2. Bai J, Chen H, Bai X. Relationship between microsatellite status and immune microenvironment of colorectal cancer and its application to diagnosis and treatment. J Clin Lab Anal. 2021;35(6):e23810. doi:10.1002/jcla.23810

3. National Cancer Institute. Definition of Lynch syndrome. NCI Dictionary of Cancer Terms. Accessed October 5, 2023. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/lynch-syndrome

4. Li K, Luo H, Huang L, Luo H, Zhu X. Microsatellite instability: a review of what the oncologist should know. Cancer Cell Int. 2020;20:16. doi:10.1186/s12935-019-1091-8

5. National Cancer Institute. Definition of MSI-H cancer. NCI Dictionary of Cancer Terms. Accessed October 5, 2023. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/msi-h-cancer

6. National Cancer Institute. Definition of dMMR. NCI Dictionary of Cancer Terms. Accessed October 5, 2023. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/dmmr

7. European Medicines Agency. Assessment report for Keytruda. Procedure No. EMEA/H/C/003820/II/0109. 24 March 2022.

8. Le DT, Durham JN, Smith KN, et al. Mismatch repair deficiency predicts response of solid tumors to PD-1 blockade. Science. 2017;357(6349):409-413. doi:10.1126/science.aan6733

9. Dedeurwaerdere F, Claes KBM, Van Dorpe J, et al. Comparison of microsatellite instability detection by immunohistochemistry and molecular techniques in colorectal and endometrial cancer. Sci Rep. 2021;11(1):12880. doi:10.1038/s41598-021-91974-x

10. Promega. Methods of detection. Accessed October 18, 2023. https://www.promega.com/resources/technologies/microsatellite-instability-resource-center/methods-of-msi-detection

11. Bartley AN, Mills AM, Konnick E, et al. Mismatch repair and microsatellite instability testing for immune checkpoint inhibitor therapy: guideline from the College of American Pathologists in collaboration with the Association for Molecular Pathology and Fight Colorectal Cancer. Arch Pathol Lab Med. 2022;146:1194-1210. doi:10.5858/arpa.2021-0632-CP

12. Luchini C, Bibeau F, Ligtenberg MJL, et al. ESMO recommendations on microsatellite instability testing for immunotherapy in cancer, and its relationship with PD-1/PD-L1 expression and tumour mutational burden: a systematic review-based approach. Ann Oncol. 2019;30(8):1232-1243. doi:10.1093/annonc/mdz116

13. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Neuroendocrine and Adrenal Tumors V.1.2023. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

14. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Occult Primary (Cancer of Unknown Primary [CUP]) V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

15. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Ovarian Cancer Including Fallopian Tube Cancer and Primary Peritoneal Cancer V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

16. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Pancreatic Adenocarcinoma V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

17. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Prostate Cancer V.3.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed March 12, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

18. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Rectal Cancer V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed January 30, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

19. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Small Bowel Adenocarcinoma V.2.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed March 1, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

20. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Testicular Cancer V.1.2023. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

21. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Uterine Neoplasms V.2.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed March 12, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

22. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Vulvar Cancer V.3.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

23. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Biliary Tract Cancers V.3.2023. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

24. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Bone Cancer V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2023. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

25. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Breast Cancer V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed January 25, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

26. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Cervical Cancer V.2.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed February 29, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

27. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Colon Cancer V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed February 5, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

28. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Esophageal and Esophagogastric Junction Cancers V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed March 12, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

29. Referenced with permission from the NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology (NCCN Guidelines®) for Gastric Cancer V.1.2024. © National Comprehensive Cancer Network, Inc. 2024. All rights reserved. Accessed March 12, 2024. To view the most recent and complete version of the guideline, go online to NCCN.org.

30. Gilson P, Merlin J-L, Harlé A. Detection of microsatellite instability: state of the art and future applications in circulating tumour DNA (ctDNA). Cancers (Basel). 2021;13(7):1491. doi:10.3390/cancers13071491

31. Evrard C, Tachon G, Randrian V, Karayan-Tapon L, Tougeron D. Microsatellite instability: diagnosis, heterogeneity, discordance, and clinical impact in colorectal cancer. Cancers (Basel). 2019;11(10):1567. doi:10.3390/cancers11101567

32. Genoptix, Inc. Stain images. Used with permission. 2016.

33. Chen W, Frankel WL. A practical guide to biomarkers for the evaluation of cancer. Mod Pathol. 2019;32(Suppl 1):S1-S15. doi:10.1038/s41379-018-0136-1

34. Gibson J, Lacy J, Matloff E, Robert M. Microsatellite instability testing in colorectal carcinoma: a practical guide. Clin Gastroenterol Hepatol. 2014;12(2):171-176. doi:10.1016/j.cgh.2013.11.001

35. Bartley AN, Hamilton SR, Alsabeh R, et al. Template for reporting results of biomarker testing of specimens from patients with carcinoma of the colon and rectum. Arch Pathol Lab Med. 2014;138(2):166-170. doi:10.5858/arpa.2013-0231-CP

36. Bartley AN, Fitzgibbons PL, Broaddus RR, Shi C. Template for reporting results of DNA mismatch repair testing in patients being considered for checkpoint inhibitor immunotherapy. College of American Pathologists. Published January 2018. Accessed November 2, 2023. https://documents.cap.org/protocols/cp-dnamismatchrepair-18biomarker-1000.pdf

37. Tham khảo thông tin kê toa của Keytruda VN”