年轻（<50岁）的散发结直肠癌患者存在POLE突变的可能性是通过筛查诊断患者的10倍。POLE突变可导致超突变表型，与抗PD-1治疗疗效相关。
本文介绍了一例24岁IV期结肠癌患者一线标准化疗过程中疾病进展，通过基因检测发现POLE突变和高突变负荷，并据此调整为抗PD-1单药治疗，获得完全且持续缓解，现已生存4年。
文章强调了基因分析发现与遗传不稳定相关的POLE突变对治疗选择的重要性、进一步明确免疫治疗作为POLE突变肿瘤患者一线治疗的必要性。
背景
人类基因组的精确复制是遗传稳定性的保证，DNA复制保真度受干扰可导致遗传不稳定和癌症。人类细胞既含有精确的DNA复制聚合酶，也含有易错的DNA聚合酶。受损或未受损DNA选择、招募和激活恰当的聚合酶可确保准确复制和基因组完整性。人类细胞高保真复制主要由B族DNA聚合酶执行，包括高度保守的DNA聚合酶（Pol）α、ε和δ。Polα启动DNA复制，Polε和δ在前链和后链上促进DNA复制，具有高度持续性和保真度（约1错误/107碱基），高保真度主要归因于催化亚基的碱基选择和核酸外切酶校对活性。
DNA Polε由4个亚基组成，最大亚基是POLE1基因编码的p261（Pol2或Polε1），这个261 kDa蛋白的N末端具有DNA聚合酶活性和核酸外切酶结构域，无酶活性的C末端与另外3个较小的Polε亚基结合。小鼠核酸外切酶突变具有致瘤性，尤其容易引起胃肠道肿瘤。首次报道的Polε功能障碍引起的人类疾病为面部畸形、免疫缺陷、青斑和身材矮小综合征。
自2013年在家族性结直肠癌（CRC）患者中进行全基因组测序确定了DNA Polε和δ的胚系突变，此后又发现POLE突变与黑色素瘤、子宫内膜癌、脑癌、卵巢癌、胰腺癌、CRC及其他胃肠道肿瘤有关，主要源于Polε核酸外切酶亚基校对域突变。POLE最常见的癌症相关突变是P286R，酵母和小鼠数据表明，替代突变多于单独校正活性丢失，主要是通过空间结构改变阻断核酸外切酶位点。2016年一项回顾性队列研究显示，约2%CRC存在POLE突变，患者主要为男性，<40岁。POLE突变显著提高早期疾病的无复发生存和无病生存，具有更强的免疫原性微环境，包括更多CD8+T淋巴细胞浸润及干扰素反应性细胞因子CXCL9和CXCL10表达。
越来越多证据支持免疫检查点抑制治疗POLE突变CRC。本文介绍了一例IV期高级别分化差的结肠癌患者，标准化疗时疾病迅速进展，随后肿瘤DNA分析发现P286R POLE突变和高突变负荷，单药帕博利珠单抗治疗后获得显著持久的完全缓解。
病例介绍
患者24岁，因左侧腹痛和呕吐就诊，过去5个月内已有4次类似情况就诊，既往病史无。
既往胸腹X平片和CBC均无显著改变，只有轻微白细胞增多和小细胞性贫血。此次CT显示降结肠局灶增厚，伴4cm脓肿，乙状结肠和降结肠间可能穿孔（图1A）。
图1 （A）首次CT显示肠穿孔和脓肿；（B）3周后，第二次CT显示小肠和大肠梗阻；（C）CAPOX治疗后3周；（D）帕博利珠治疗2周期后；（E）帕博利珠治疗11个月后
癌胚抗原（CEA）为223 ng/ul，甲胎蛋白未检测。CT引导下脓肿引流，广谱抗生素治疗，拟出院后行结肠镜检查。
出院10天后（首次CT检查后3周）患者因类似症状再次就诊，CT显示脓肿消失，但降结肠团块状增厚持续存在并加重，新发小肠和大肠梗阻（图1B）。
剖腹探查发现严重的腹膜炎症，小肠袢扩张，横结肠和近端降结肠显著扩张，内有一大而坚固的穿孔肿块，紧紧粘附于侧腹壁、腹膜后和脾脏。
行左半结肠切除、脾切除、小肠切除和末端结肠造口。降结肠大体见14×9×8cm肿块，有一约5cm不规则真菌性瘘管开口。
苏木素-伊红和CDX-2染色显示为高级别低分化癌，边缘受累，病理分期pT4aN0，Ki-67>90%（图2），符合AJCC IIB结肠癌。DNA错配修复（MMR）染色显示MLH-1、PMS-2、MSH-2和MSH-6阳性。
图2 （A）苏木素-伊红染色（B）CDX2染色
患者无癌症家族史或致癌物暴露史。术后康复，出院随访。
术后约1个月，MRI显示左上腹（LUQ）有一大的、有血管的、中央坏死的肿块，10×12×11cm，延伸入左结肠系膜，并包裹邻近血管（图3A），提示结肠癌复发，IV期。此时CEA为151ng/ml。
图3 （A）全身治疗开始前；（B）2周期CAPOX和2周期帕博利珠单抗后；（C）5周期帕博利珠单抗后；（D）帕博利珠单抗40个月后
2周后开始第1周期卡培他滨/奥沙利铂（CAPOX）化疗，CEA增至450ng/ml，第2周期加入贝伐单抗，2周期后疾病明显进展，CEA增至514ng/ml，CT示LUQ肿块增至15×10×11cm（图1C）。
切除肿瘤的分子分析显示，高突变负荷和POLE P286R突变，以及其他突变：KRAS G13D、PIK3CA C278W、意义未明BRCA1变体（VUS）R1443Q和BRCA2 VUS K2191N。
患者转诊接受遗传咨询和胚系突变检测，但未发现包括POLE、BRCA1和BRCA2基因在内的胚系改变。
鉴于患者肿瘤的基因谱改变与遗传不稳定性（高肿瘤突变负荷、POLE突变）和CAPOX治疗后疾病明显进展，转为免疫检查点抑制治疗，每月静脉注射200mg帕博利珠单抗（此时为超说明书用药）。
前2次帕博利珠单抗治疗后患者发生2次胃肠道出血，血红蛋白分别为6.5和5.6g/dL，给予保守治疗，此时患者的LUQ肿块13×7cm，CEA降至106ng/ml（图1D和3B）。
随后患者接受了多次CT引导下肿块活检，均显示严重炎症和纤维化，无恶性肿瘤证据。在第2次帕博利珠单抗治疗后5周剖腹探查，切除腹部肿块，回纳末端结肠造口。术后病理显示肿块仍是广泛炎症、坏死和纤维化，无证据提示有存活的肿瘤细胞。
术后约2周，CEA为3.9 ng/mL，给予第3剂帕博利珠单抗治疗，之后每月输注1次。帕博利珠单抗治疗5个月后，CT和MRI显示疾病负荷明显减轻（图3C），11个月时肿块完全消失（图1E）。每月1次帕博利珠单抗持续输注，40个月时CT和MRI仍提示持续完全缓解（图3D），CEA在正常范围（图4）。现首次帕博利珠单抗治疗后48个月，患者仍随访中。
图4 CEA变化
讨论
基因组测序为恶性肿瘤的治疗带来了革命性变化。2012年癌症基因组图谱对224例CRC进行分子分析，确定了多个靶向改变，包括16%肿瘤存在高度突变。高度突变肿瘤中，25%存在MMR基因或POLE体突变。2016年对CRC的回顾性研究发现，≤45岁确诊患者中，9.8%存在POLE突变，而≥65岁患者中为1%。子宫内膜癌中，这些突变与免疫细胞浸润增加以及PD-1和PD-L1表达有关，POLE突变与抗肿瘤免疫反应相关。既往有报道称，携带POLE突变的CRC采用帕博利珠单抗治疗有反应，但反应并不像这例患者那样完全而持久。
本例患者年轻，既往健康，高级别非转移性疾病短期内复发，标准一线CAPOX化疗疾病进展，根据肿瘤基因检测结果转为单药免疫治疗，2个周期帕博利珠单抗后CEA由514 ng/mL迅速降至106 ng/mL，继续治疗2次后为2.4ng/mL（图4）。影像学显示，帕博利珠单抗开始治疗40个月后持续完全缓解（图3D），4年时患者为无病状态。作为首例散发性IV期CRC采用抗PD-1治疗后获得完全且持续缓解，虽然无法完全阐明该治疗结果的确切分子基础，但免疫检查点抑制和遗传不稳定性间的强烈关联合理解释了患者对免疫治疗的高度敏感性。校对功能丧失会损害POLE的催化保真度，导致高频发生碱基替代和突变负荷异常增高（称为“超突变）。如POLE突变与子宫内膜癌的高突变负荷和T细胞肿瘤浸润增加有关；POLE突变胶质瘤和子宫内膜癌预后更好，与肿瘤的免疫原性增加有关。确实，高突变负荷的POLE突变子宫内膜癌对免疫检查点阻断治疗显示出良好的反应，即使是细胞毒化疗耐药后。一个尚未解决的问题是，CAPOX的使用是否会通过增加突变或是通过其他机制增强肿瘤免疫原性。
其他遗传缺陷可以协同POLE突变，影响突变表型。有研究表明，MMR缺陷能放大POLE突变引起的改变；但即使MMR具有功能，癌症相关的POLE等位基因也能够产生超突变表型；不过体系或胚系POLE P286R突变在MMR缺陷患者中很少见。与上述研究结果一致，本例患者MMR正常，表明突变累积主要归因于POLE P286R。与其他聚合酶活性的相互作用也可能影响POLE突变表型。最近一项研究表明，POLQ和REV3L突变与POLE突变具有协同作用，可提高突变率和免疫细胞浸润，但尚不清楚POLQ和REV3L突变如何影响治疗反应。同样，尽管BRCA1/2缺陷与更高突变负荷、更高肿瘤免疫原性和更好生存有关，但仍不清楚该患的BRCA1/BRCA2 VUS是否影响突变模式和/或治疗反应。
基因检测显示，该患者46%肿瘤细胞携带POLE核酸外切酶校对域P286R突变，已证明该突变可导致突变表型，并认为可能是免疫治疗反应的指标。该患突变负荷很高，达126个突变/Mb，但肿瘤PD-L1表达阴性，这与最近CRC免疫检查点抑制治疗有反应患者的结果相反。根据文献和该患对单药PD-1阻断治疗的反应，可以合理地假设，POLE突变相关的遗传不稳定性赋予了患者对免疫检查点抑制治疗的敏感性。目前有研究正在评估POLE突变肿瘤免疫检查点阻断单药或联合治疗的作用。还需要更多研究确定POLE突变、肿瘤突变负荷或二者联合是否可作为预测CRC和其他恶性肿瘤免疫治疗反应的生物标记物。
Durando ML, Menghani SV, Baumann JL, et al. Four-Year Disease-Free Remission in a Patient With POLE Mutation-Associated Colorectal Cancer Treated Using Anti-PD-1 Therapy. J Natl Compr Canc Netw. 2022;20(3):218-223.
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