林奇综合征相关的结直肠癌研究进展

Research Progress on Colorectal Cancer Associated with Lynch Syndrome

摘要: 林奇综合征(Lynch syndrome)是一种罕见的遗传性癌症易感综合征，其特征是易患多种癌症，包括消化道、泌尿道、肾脏、子宫内膜、卵巢、脑和前列腺的肿瘤、以及皮脂腺皮肤肿瘤，具体取决于所涉及的基因。肿瘤可能发生在任何年龄段，但往往发生在年轻人，具有发病早、多原发、遗传性等特点。遗传方式是常染色体显性遗传。结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)，又称大肠癌，是指大肠上皮来源的原发性恶性肿瘤，包括结肠癌和直肠癌，是癌症死亡的第二大原因。其中遗传性CRC占所有CRC患者的5%~6%，根据结直肠内息肉的数量，遗传性CRC通常被分为非息肉病性(包括无息肉或少量息肉)和息肉病性(通常数十，数百或更多)，前者包括Lynch综合征、家族性CRCX型，后者则包括家族性腺瘤性息肉病、MUTYH相关性息肉病、黑斑息肉综合征和幼年性息肉病综合征等。Lynch综合征，约占所有CRC患者中的2%~4%，是最常见的遗传性CRC综合征，以常染色体显性遗传，可引起结直肠及其他部位(如子宫内膜、卵巢、胃等)发生肿瘤的风险显著高于一般风险人群。遗传性CRC的尽早诊断并寻找血缘亲属中尚未发病的突变携带者，可以帮助临床医师及时采取干预措施，从而改善遗传性CRC患者及其家庭的预后。

Abstract: Lynch syndrome is a rare hereditary cancer predisposition syndrome characterized by a high susceptibility to multiple cancers, including tumors of the digestive tract, urinary tract, kidneys, endometrium, ovaries, brain, and prostate, as well as sebaceous skin tumors, depending on the involved genes. Tumors can occur at any age but often in young people, with early onset, multiple primary tumors, and hereditary characteristics. The mode of inheritance is autosomal dominant. Colorectal cancer (CRC), also known as large intestine cancer, refers to primary malignant tumors derived from the epithelium of the large intestine, including colon cancer and rectal cancer, and is the second leading cause of cancer death. Among them, hereditary CRC accounts for 5% to 6% of all CRC patients. According to the number of polyps in the colorectum, hereditary CRC is usually divided into non-polyposis (including no polyps or a small number of polyps) and polyposis (usually dozens, hundreds or more), the former including Lynch syndrome and familial CRCX type, and the latter including familial adenomatous polyposis, MUTYH-associated polyposis, Peutz-Jeghers syndrome, and juvenile polyposis syndrome, etc. Lynch syndrome, accounting for 2% to 4% of all CRC patients, is the most common hereditary CRC syndrome, which is inherited in an autosomal dominant manner and significantly increases the risk of developing tumors in the colorectum and other sites (such as endometrium, ovaries, stomach, etc.) compared to the general population. Early diagnosis of hereditary CRC and identification of asymptomatic mutation carriers among blood relatives can help clinicians take timely intervention measures, thereby improving the prognosis of hereditary CRC patients and their families.

1. 林奇综合征的发现历史(Alfred Lynch)

1895年，美国病理学家吴爱哲(Aldred Scott Warthin)在一个家族中注意到了一种奇怪的遗传模式，该家族多代成员中多人患有结肠癌、胃癌和子宫癌。他记录了这个家族的历史并称之为“G家族”[1]。吴爱哲的发现第二年发表在《Arch Intern Med》杂志上，提示了这种家族性癌症易感性的存在。1962年，遗传学家亨利·林奇(Henry T. Lynch)医生遇到了一个家族，其中多位成员因多种癌症而去世，这与吴爱哲早期记录的家族情况类似。林奇医生开始系统地研究这一现象，并在随后的几年中报道了他的发现，这些发现帮助确认了这是一种遗传性癌症综合征。1971年，林奇医生发表了对“G家族”的回顾性研究，进一步证实了这种综合征的存在和遗传特性。2010年之前，这种综合征被称为遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC)，但为了避免混淆，国际上逐渐改用“林奇综合征”这一名称。

2. 致病基因与分子机制

2.1. 致病基因

人类整个基因组有超过10万个被叫作“微卫星”的短串联重复序列区域。错配修复系统是体内的一个安全保障体系，它可以维持遗传物质的完整性和稳定性。错配修复系统在参与DNA修复时涉及多个错配修复蛋白，包括MutS (MSH2、MSH3和MSH6等)和MutL (MLH1、MLH3、PMS1和PMS2)两大家族[2]。其中，MLH1、MSH2、MSH6及PMS2是(Mismatch Repair, MMR)的主导蛋白。这4种主要的MMR蛋白中超过1种表达缺失，就可判定为错配修复基因缺陷(Mismatch Repair Deficiency, dMMR)，全部阳性则判定为错配修复基因完整(Proficient Mismatch Repair, pMMR)。总之，上述4个蛋白出现异常时，引起MMR缺陷(dMMR)。MMR基因变异可导致子宫内膜癌、卵巢癌、胃癌、结直肠癌等其他肿瘤。EPCAM的3'末端外显子缺失，导致EPCAM的终止密码子缺失，转录翻译覆盖MSH2，致MSH2基因启动子高度甲基化，导致MSH2蛋白无法表达[3]。

2.2. 分子机制

错配修复(Mismatch Repair)是重要的DNA修复机制，是识别及修复在DNA复制或重组过程中，可能产生的碱基的错误插入、缺失和错配，以及修复某些形式的DNA损伤的系统。微卫星(Microsatellite)又称简单重复序列，是存在于基因组中的一些小片段核酸的重复序列，重复单位一般由1~6个核苷酸组成，重复次数不超过60次，具有高突变性[4]。相比非重复的序列，卫星DNA在复制时更容易出现错配，加之微卫星处在DNA的编码区域，比如一些重要基因的外显子、启动子区域，因此它如果在复制过程中发生错配，而且修复机制受损的话，就会对基因的表达和蛋白的形态功能产生影响，这个现象就叫做微卫星不稳定性，也就是MSI (Microsatellite Instability) [5]。微卫星与错配修复密切相关，当MMR功能正常(pMMR)时，人体细胞能避免遗传物质发生改变，保证DNA复制的高保真度。而MMR功能缺陷(dMMR)则容易产生微卫星不稳定性。目前来说，MSI可分为两种类型：微卫星高度不稳定(MSI-H)，MSI-L/MSS (微卫星低度不稳定/微卫星稳定)。然而，MSI并不是Lynch综合征所特有的，约15%的散发性CRC中也被证实存在MSI。散发性高度MSI (MSI-high, MSI-H)的CRC一般是通过一种被称为CpG岛甲基化表型(CpG island methylator phenotype, CIMP)的甲基化途径发生的，其特点是DNA甲基化模式异常和频繁发生BRAF基因的突变，这些癌症可发生MLH1的体细胞启动子甲基化，导致MLH1功能丧失和MSI [6]。

2.3. 基因型–表型关联(如MSH6突变与子宫内膜癌高相关性)

大多数林奇综合征(约90%)是由MSH2或MLH1突变导致，患者一生患结直肠癌的风险为30%~74%或由于EPCAM基因缺失导致MSH2基因表达缺失而导致的种系突变[7]。其他不太常见的突变导致的结直肠癌风险较低，例如MSH6突变为10%~22%，虽然其发病较晚，但一生患子宫内膜癌的风险较高，为71%。

3. 诊断与筛查

3.1. 临床诊断标准

林奇综合征的初筛大多依靠患者本人及家族史来进行初步筛查，筛查标准有阿姆斯特丹标准I (Amsterdam Criteria I)，阿姆斯特丹标准II (Amsterdam Criteria II)。1991年制定的阿姆斯特丹标准I仅关注结直肠癌，没有关注到林奇相关的肠外癌种，例如：子宫内膜癌，卵巢癌。其敏感性较低，漏诊的概率较大。随后在1999年重新修订形成了阿姆斯特丹标准II，针对标准一的不足进行了扩展，纳入了林奇综合征的其他相关癌种[8]。但阿姆斯特丹标准二的要求比较严格，须符合标准的所有条件，故标准二的特异度较高，但敏感性较低。为了提高对林奇综合症诊断的敏感性。于2004年对贝塞斯(Bethesda)指南进行了修订。修订后的指南提高了检测的敏感性，但降低了检测的特异性。只要患者符合指南要求中任意一条，即建议进行MSI检测或者MMR蛋白免疫组化(IHC) [9]。

3.2. 分子诊断技术

LS的分子诊断主要包括两条途径：MMR的免疫组织化学(Immunohistochemistry, IHC)检测、MSI的聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)或二代测序(Next-Generation Sequencing Technology, NGS)检测[10]。

IHC染色分析MMR蛋白表达是最常用的方法，它主要是检测4个已知MMR蛋白(MLH1、MSH2、MSH6和PMS2)，阳性表达定位于胞核：如果4个蛋白中≥1个不表达，肿瘤可能为MSI-H；所有4个蛋白表达均正常表达为pMMR (错配修复功能完整)。根据报道，80%的MLH1及PMS2蛋白缺失患者是由MLH1启动子甲基化引起，在约15%~20%的散发性结直肠癌和子宫内膜癌中，由于MLH1基因启动子的表观遗传甲基化而导致MLH1表达缺失[11]。因此当IHC检出MLH1 (伴或不伴PMS2表达异常)表达异常时，需进一步行MLH1启动子甲基化检测以排除散发性结直肠癌或子宫内膜癌。此外，BRAF V600E突变常见于MLH1基因启动子甲基化引起的散发性结直肠癌患者中，所以也可先进行BRAF V600E检测，突变患者可基本排除LS，如突变阴性再进行MLH1基因启动子甲基化检测。需要注意的是，约1%的LS同时伴有BRAF突变和MSH1启动子甲基化，所以BRAF V600E突变和MSH1启动子甲基化均不能完全排除LS的可能性[12]。而在子宫内膜癌中，BRAF V600E突变在散发性患者中极为罕见，不建议将BRAF突变检测用于评估疑似LS患者。IHC便宜易行，但是有可能漏掉一些其他MMR蛋白引起的异常，而且由于肿瘤的异质性，整个肿瘤的评分有可能不一致。免疫组织化学检测的优缺点。

优点：1) 直观定位：直接检测MMR蛋白(MLH1, MSH2, MSH6, PMS2)表达缺失，帮助识别具体缺陷基因，指导林奇综合征筛查。2) 操作简便：基于常规病理切片，无需复杂DNA提取，适合大多数病理实验室。3)快速经济：成本较低，通常1~2天可出结果。4) 辅助诊断：结合组织形态学观察，减少假阳性/假阴性风险。

缺点：1) 灵敏度有限：可能漏检蛋白表达正常但功能异常的病例(如错义突变)。2) 主观性较强：结果依赖抗体质量及病理医生经验，存在判读差异。3) 无法直接检测MSI：仅反映MMR蛋白缺失，需结合临床判断是否为MSI。

PCR通常对BAT25，BAT26，D2S123，D5S346和D17S250等位点进行检测。MSI超过30% (5个位点中2个以上)为MSI-H；少于30% (1个位点)考虑为微卫星低度不稳定(MSI-L)；没有不稳定则为微卫星稳定(Microsatellite Stability, MSS) [13]。PCR是检测的金标准，能够更客观地评估功能性dMMR活性，但是对实验室条件要求高，价格相对昂贵[14]。

优点：1) 高灵敏度和特异性：直接检测微卫星位点长度变化，对MSI-H (高度不稳定)检出率接近100%。2) 结果客观：基于片段分析或毛细管电泳，数据量化，减少主观误差。3) 标准化方案：常用NCI推荐位点(如BAT-25、BAT-26等)，便于跨实验室比较。

缺点：1) 技术复杂性：需高质量DNA提取、引物设计及扩增条件优化，耗时较长(通常3~5天)。2) 成本较高：依赖专用仪器(如测序仪)，试剂费用高于IHC。3) 无法定位缺陷基因：仅提示MSI状态，需结合IHC或基因测序明确MMR缺陷原因。4) 样本要求高：肿瘤细胞比例需≥20%，否则可能假阴性。

4. 临床特征

4.1. 典型表现

结直肠癌：早发性(平均年龄40~50岁)、右半结肠为主、多原发癌倾向。

大多数患者在出现CRC的症状(如消化道出血、腹痛或排便习惯改变)之前没有症状。根据性别和MMR基因的差异，Lynch综合征患者至70岁时发生CRC终生风险为10%~47% [15]。尽管发病年龄因基因型而异，但与散发性CRC相比，Lynch综合征患者发生CRC时更年轻(45~60岁vs 69岁)。Lynch综合征个体发生同时性和异时性CRC的风险增加。约7%的Lynch综合征患者在诊断时存在1种以上的癌症。对第一次发生的结肠癌只进行了节段性切除的Lynch综合征患者中，10年、20年和30年发生异时性CRC的风险分别为16%、41%和62%。同样，对第一次发生的直肠癌进行手术的Lynch综合征患者中，10年、20年和30年发生异时性CRC的风险分别为19%、47%和69%。Lynch综合征患者的CRC与散发性CRC不同，前者主要位于右侧。虽然Lynch综合征相关的CRC是由腺瘤演变而来的，但与散发性腺瘤相比，这种腺瘤往往更大、更扁平、更常见于近端结肠，且更可能存在高级别异型增生和/或绒毛的组织学类型[16]。与散发性CRC相比，在Lynch综合征中，这种由腺瘤进展至癌的速度也快得多(35个月vs 10~15年)。但Lynch综合征中CRC的10年总生存率较高(91%)。

4.2. 肠外肿瘤

子宫内膜癌(女性患者最常见)、卵巢癌、胃癌、尿路上皮癌等。

在Lynch综合征患者中，最常见的结肠外肿瘤是子宫内膜癌。子宫内膜癌的风险因突变的MMR不同而异。Lynch综合征患者发生卵巢癌、胃癌、小肠癌、肝胆系统癌、肾盂和输尿管癌、脑癌(胶质瘤)以及皮脂腺肿瘤的风险也增加。Lynch综合征患者发生胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌和宫颈癌的风险可能增加[17]。也有报道Lynch综合征患者发生喉癌、血液系统恶性肿瘤、肾上腺皮质癌和肉瘤，但尚不清楚与普通人群相比，Lynch综合征患者发生这些癌症的风险是否更高。

5. 治疗与管理策略

5.1. 结直肠癌治疗

Lynch综合征的CRC肿瘤中约95%表现为MSI-H/dMMR，他们的全身系统治疗方案可参照MSI-H/dMMR表型患者执行[18]。

对于MSI-H/dMMR型的转移性CRC患者，根据KEYNOTE-177、KEYNOTE-016和CheckMate-142等研究，无论在姑息一线还是姑息后线，以免疫检查点细胞程序性死亡受体-1 (Programmed Death-1, PD-1)为代表的免疫治疗均优先作为此类患者的治疗选择。对于MSI-H/dMMR型的Lynch综合征相关CRC患者，在接受了R0根治术后，已有证据显示II期患者不能从5-FU单药的辅助治疗中获益，因此对于此类患者应避免5-FU的单药辅助治疗；对于III期术后患者，免疫辅助治疗的III期临床研究正在进行中，因此目前无论是NCCN和CSCO指南等均未推荐免疫辅助治疗，现阶段仍是参考散发性患者术后进行XELOX或FOLFOX的辅助化疗。2018年ESMO年会报道的来自荷兰的NICHE研究，显示了新辅助免疫治疗在MSI-H/dMMR型早期结肠癌中的肿瘤消退作用，其退缩速度和深度以及pCR率均是史无前例的。后续NICHE-2、NICHE-3和其他类似研究也显示出免疫治疗在新辅助治疗领域的杰出疗效，使得部分患者有保留器官、保留功能的需求有望得到满足[19]。

5.2. 预防性干预

关于监测及预防，前瞻性研究已证明了进行筛查和监测(包括结肠和肠外器官)，对Lynch综合征患者和胚系突变携带者有明确的生存获益。根据《遗传性CRC临床诊治和家系管理中国专家共识》建议对突变携带者进行随访监控：对于MLH1或MSH2基因突变携带者，建议从20岁~25岁开始，或在家系中最早诊断出大肠癌的成员发病时的年龄提前2~5年开始(以时间较早者为准)，每1~2年结肠镜检查一次；对于MSH6或PMS2基因突变携带者，则建议从25岁~30岁开始每1~2年一次的结肠镜检查[20]。

6. 研究进展与挑战

6.1. 新兴治疗靶点

MSI-H肿瘤因高肿瘤突变负荷(TMB)和新抗原高表达，对免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1抑制剂)具有显著敏感性。以下是其作用机制、关键药物及临床应用的总结：免疫检查点抑制剂在微卫星高度不稳定(MSI-H)肿瘤中的应用是近年来肿瘤治疗的重要突破。MSI-H肿瘤因高肿瘤突变负荷(TMB)和新抗原高表达，对免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1抑制剂)具有显著敏感性。以下是其作用机制、关键药物及临床应用的总结：

MSI-H肿瘤的免疫治疗机制

1) 高突变负荷与新抗原

MSI-H由错配修复缺陷(dMMR)导致，DNA复制错误累积，产生大量突变(尤其是微卫星区域)，形成大量新抗原。新抗原可被免疫系统识别，激活T细胞攻击肿瘤。

2) 免疫微环境特征

MSI-H肿瘤中肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)较多，提示免疫系统已部分识别肿瘤，PD-1/PD-L1等免疫检查点蛋白高表达，抑制T细胞功能，为免疫治疗提供靶点。

6.2. 关键药物与临床试验

1) 帕博利珠单抗(Pembrolizumab, Keytruda)

适应症：MSI-H/dMMR实体瘤(不限癌种)

临床试验：KEYNOTE-016：MSI-H结直肠癌(CRC)客观缓解率(ORR)达40%，中位无进展生存期(PFS)未达到[21]。

KEYNOTE-158：MSI-H非结直肠癌(如子宫内膜癌、胃癌) ORR为34.3% [22]。

FDA批准：2017年获批用于MSI-H/dMMR实体瘤，成为首个“广谱”免疫疗法。

2) 纳武利尤单抗(Nivolumab, Opdivo) ± 伊匹木单抗(Ipilimumab)适应症：MSI-H/dMMR结直肠癌。

临床试验：CHECKMATE-142：单药ORR为31%，联合伊匹木单抗ORR提升至55%，且疗效持久[23]。

FDA批准：2018年获批单药或联合方案用于MSI-H结直肠癌二线治疗。

7. 林奇综合征作为遗传性癌症的“典范”

林奇综合征作为遗传性癌症的模型疾病，不仅阐明了DNA修复缺陷驱动肿瘤发生的核心机制，还推动了从基因检测到免疫治疗的全程管理策略。其研究模式为其他遗传性肿瘤综合征提供了方法论参考，同时提示未来需在精准分型、环境互作和跨学科整合深化探索。推动了个体化医学的发展。早期诊断、系统化管理及新兴疗法是改善预后的关键。

NOTES

^*第一作者。

^#通讯作者。