微卫星高度不稳定性（microsatellite instability-high，MSI-H）是DNA错配修复功能缺陷形成的基因组表型。持续积累的插入—缺失突变一方面产生移码新抗原，提高肿瘤的免疫可见性；另一方面形成异常DNA结构，使肿瘤细胞对WRN解旋酶产生特殊依赖。

        关键词：MSI-H；错配修复；dMMR；移码突变；肿瘤免疫；WRN；合成致死

1 MSI-H的分子基础

1.1 微卫星与复制滑移

        微卫星是由1～6个核苷酸组成的短串联重复序列，广泛分布于编码区和非编码区。DNA聚合酶经过这些区域时，新生链或模板链容易发生短暂解离和错误配对，形成插入—缺失环；正常细胞可通过错配修复系统纠正这类复制错误，修复功能缺失后，重复单元的增加或减少被固定，多个微卫星位点持续发生长度改变即形成MSI-H表型。

1.2 MSI-H的形成原因

（1）错配修复功能缺陷

        MSI-H的核心原因是DNA错配修复缺陷（deficient mismatch repair，dMMR）。MLH1、MSH2、MSH6和PMS2是该系统的主要组分，关键蛋白失活会削弱复制错误识别、错误链切除或DNA重新合成，使微卫星复制错误持续积累。

（2）遗传与表观遗传异常

        MMR功能缺陷可由胚系致病变异、双等位体细胞变异、基因缺失或启动子甲基化引起。MLH1启动子高甲基化可抑制MLH1转录，并使与其配对的PMS2失去稳定性，形成MLH1/PMS2共同缺失。

1.3 MSI-H、dMMR与TMB-H的区别

2 错配修复系统如何维持基因组稳定

2.1 MutS复合物识别复制错误

（1）MutSα复合物

        MSH2与MSH6形成MutSα复合物，主要识别碱基—碱基错配和较小的插入—缺失环。MutSα结合异常DNA后发生ATP依赖性构象变化，并形成可沿DNA移动的信号平台。

（2）MutSβ复合物

        MSH2与MSH3形成MutSβ复合物，更倾向于识别较大的插入—缺失结构。MutSα和MutSβ具有一定功能互补性，但MSH6缺失仍会显著削弱单碱基错配及短重复序列错误的修复。

        MLH1与PMS2形成MutLα复合物。MutLα被MutS复合物招募后，在PCNA、RFC及复制链不连续性等信息协助下识别新合成链，并利用PMS2的内切核酸酶活性产生切口；EXO1随后切除包含错配的DNA片段，DNA聚合酶δ重新合成缺失序列，DNA连接酶Ⅰ完成封口。

2.3 MMR蛋白的配对稳定关系

        MLH1–PMS2与MSH2–MSH6均以异源二聚体形式发挥作用。MLH1或MSH2作为相对稳定的核心蛋白，其缺失常使配对蛋白同步降解；PMS2或MSH6缺失时，MLH1或MSH2仍可能保持表达。

3 MSI-H如何重塑肿瘤基因组

3.1 插入—缺失突变积累

        错配修复缺陷后，微卫星中的链滑移产物不能被及时清除，单核苷酸和二核苷酸重复序列尤其容易发生重复单元增加或减少。当这些改变发生于基因编码区时，可能破坏参与生长抑制、凋亡、DNA修复和免疫调控的蛋白，使MSI-H肿瘤形成以插入—缺失为特征的突变谱。

3.2 移码突变与新蛋白序列

        编码区插入或缺失若不是3的整数倍，会改变突变位点下游的密码子读取框，使正常氨基酸序列被新的异常序列取代。部分移码转录本能够逃逸无义介导的mRNA降解并完成翻译，异常蛋白经蛋白酶体加工后可产生正常组织中不存在的移码肽。

3.3 重复序列异常增加复制压力

（1）非B型DNA结构形成

        扩增的重复序列可形成发夹、滑移环、十字形结构或其他非B型DNA。此类结构会阻碍复制聚合酶前进，使复制叉停滞并产生较长的单链DNA区域。

（2）ATR–CHK1检查点响应

        RPA结合暴露的单链DNA后可招募ATR及其辅助因子，进一步激活CHK1，延缓细胞周期并稳定复制叉。若异常结构不能及时解除，停滞复制叉可能发生倒转、核酸酶切割或断裂，转化为DNA双链损伤。

4 MSI-H肿瘤的免疫脆弱性

        移码蛋白经蛋白酶体降解后产生短肽，其中能够与HLA结合并呈递至细胞表面的肽段可被CD8⁺ T细胞识别。与单个氨基酸替换相比，移码突变能够产生连续的新序列，具有形成高免疫原性表位的潜力，但最终能否形成有效新抗原仍取决于转录本稳定性、蛋白加工、HLA结合能力和T细胞受体识别。

4.2 DNA损伤激活cGAS–STING信号

        复制叉崩溃、染色体断裂和微核破裂可使DNA暴露于细胞质。cGAS识别胞质DNA后合成2′,3′-cGAMP，继而激活STING–TBK1–IRF3信号，促进Ⅰ型干扰素表达、树突状细胞成熟和效应T细胞募集，该通路可作为移码新抗原之外的辅助免疫激活机制。

4.3 IFN-γ–JAK–STAT1放大免疫反应

        活化的T细胞和自然杀伤细胞可释放IFN-γ。IFN-γ与受体结合后激活JAK1、JAK2和STAT1，提高抗原加工、MHC表达及免疫效应分子水平，同时诱导PD-L1等负反馈分子表达，使MSI-H肿瘤同时出现免疫激活和适应性免疫抑制。

4.4 PD-1/PD-L1限制T细胞效应

        持续抗原刺激可使肿瘤浸润T细胞表达PD-1等抑制性受体。PD-L1与PD-1结合后抑制T细胞受体下游信号、细胞因子释放和细胞毒作用；免疫检查点阻断解除的是已经形成的免疫抑制，其作用仍依赖有效的新抗原呈递、T细胞浸润和可恢复的免疫效应功能。

4.5 MSI-H肿瘤的免疫逃逸

（1）抗原呈递障碍

        B2M缺失、HLA异常或抗原加工组分缺陷可阻断移码新抗原呈递，使肿瘤细胞逃避CD8⁺ T细胞识别。即使肿瘤具有较高的突变负荷，抗原呈递链条中断后也难以形成有效免疫清除。

（2）干扰素信号与免疫排斥

        JAK1或JAK2失活可削弱肿瘤细胞对IFN-γ的响应，免疫抑制细胞积聚和T细胞排斥也会限制免疫效应。MSI-H代表较高的免疫原性概率，并不等同于必然产生免疫应答。

5 MSI-H肿瘤的WRN依赖

5.1 WRN的分子结构与功能

        WRN是RecQ家族成员，含有N端3′→5′外切核酸酶结构域、中央ATP酶/3′→5′解旋酶结构域以及RQC和HRDC等DNA结合结构域。WRN参与复制叉恢复、同源重组、端粒稳定和复杂DNA结构处理，可拆解阻碍DNA复制的发夹、叉状结构及其他异常核酸构象。

5.2 TA重复序列形成结构性复制障碍

        MSI-H细胞中的部分长TA二核苷酸重复序列可持续扩增。扩增后的回文样序列容易发生链内配对，形成十字形或其他非B型DNA结构；WRN可解除这些异常结构，使复制叉继续延伸，因而成为MSI-H细胞维持复制稳定的重要生存因子。

5.3 WRN依赖主要来自解旋酶功能

（1）ATP酶/解旋酶活性

        功能互补研究显示，缺乏ATP酶或解旋酶活性的WRN突变体难以恢复MSI-H细胞存活，说明其核心作用是利用ATP水解驱动异常DNA结构解旋，而不是仅作为DNA损伤位点的支架蛋白。

（2）外切核酸酶并非主要依赖点

        外切核酸酶缺陷对MSI-H细胞存活的影响通常弱于解旋酶缺陷，表明WRN合成致死主要依赖其ATP酶/解旋酶功能。这一特征也使WRN解旋酶催化区及其构象调控区域成为抑制剂开发的重要方向。

5.4 WRN缺失引发复制灾难

（1）复制叉持续停滞

        WRN被抑制或耗竭后，TA重复序列形成的异常结构不能及时解开，复制叉在这些区域持续停滞。单链DNA暴露和RPA募集增加，ATR–CHK1检查点被持续激活。

（2）MUS81–EME1切割异常结构

        长期停滞的复制结构可被MUS81–EME1等结构特异性核酸内切酶切割，产生大量DNA双链断裂。损伤进一步表现为γH2AX升高、53BP1焦点形成、染色体碎裂和有丝分裂异常，最终导致细胞周期阻滞或死亡。

5.5 WRN与MSI-H的合成致死关系

        MMR缺陷本身允许肿瘤细胞存活，但会持续增加微卫星突变和异常DNA结构；WRN功能完整时，细胞仍可处理部分结构性复制障碍。当MMR缺陷与WRN失活同时存在时，异常DNA结构无法解除，复制损伤超过细胞的修复能力，从而形成合成致死。

5.6 MSI-H的两类可干预脆弱性

（1）免疫学脆弱性

        移码突变和胞质DNA信号提高肿瘤的免疫可见性，使部分MSI-H肿瘤对免疫检查点阻断更加敏感，但其作用依赖抗原呈递和免疫效应链条保持完整。

（2）复制结构脆弱性

        异常重复序列使MSI-H细胞依赖WRN维持复制叉稳定，WRN抑制可直接诱发复制灾难，不以T细胞识别为必要前提。MSI-H由此形成移码新抗原驱动的免疫学脆弱性和异常DNA结构驱动的WRN依赖性。

6 产品

6.1 MMR与WRN研究产品

6.2 DNA复制与损伤应答研究产品

6.3 肿瘤免疫与抗原呈递研究产品

6.4 细胞增殖与死亡研究产品

        MSI-H通过移码新抗原形成免疫学脆弱性，并通过异常重复序列形成WRN依赖性。围绕免疫检查点和WRN解旋酶开展分层干预，可从肿瘤免疫与复制结构两个层面利用MSI-H的分子缺陷。

参考文献

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[1] DNA损伤和修复

[2] 细胞周期与DNA损伤应答机制研究