微RNA在常見消化系統(tǒng)惡性腫瘤中的臨床應(yīng)用進(jìn)展

沙銀中，劉 雯，李亞東，彭紅梅，劉 旻

(1.喀什地區(qū)第一人民醫(yī)院 a.檢驗(yàn)科,b.質(zhì)量管理科，新疆 喀什 844000；2.石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科，新疆 石河子 832000)

惡性腫瘤是目前人類死亡的主要原因，已經(jīng)嚴(yán)重危害人類生命健康。胃癌、肝癌、食管癌和結(jié)直腸癌等消化系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)病隱匿、預(yù)后差，在我國(guó)主要高發(fā)病率、高病死率腫瘤中占很大比例[1-2]。近年來，惡性腫瘤的診斷和治療取得了很大進(jìn)展，但研究熱點(diǎn)仍為早期診斷、早期治療，以利于改善患者預(yù)后以及降低復(fù)發(fā)率和病死率[3]。由于檢測(cè)成本昂貴和較難長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，故病理學(xué)檢查和影像學(xué)檢查均有一定局限性。此外，傳統(tǒng)的消化系統(tǒng)惡性腫瘤血清標(biāo)志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)、甲胎蛋白(alpha-fetoprotein，AFP)和糖類抗原(carbohydrate antigen，CA)125、CA153、CA199的靈敏度和特異度低，故迫切需要更敏感且易于檢測(cè)的生物標(biāo)志物用于消化道惡性腫瘤的診治[4]。目前，微RNA(microRNA，miRNA)用于惡性腫瘤檢測(cè)的方法已成為研究熱點(diǎn)。

miRNA是微小的(通常約22個(gè)核苷酸)調(diào)節(jié)RNA分子，可調(diào)節(jié)特定信使RNA靶標(biāo)的活性，并在病理生理過程中發(fā)揮重要作用[5]。不同腫瘤的miRNA表達(dá)不同，且各腫瘤中miRNA的表達(dá)模式可能具有組織特異性[6]。隨著miRNA參與惡性腫瘤調(diào)節(jié)機(jī)制研究的不斷深入，miRNA作為消化系統(tǒng)惡性腫瘤生物標(biāo)志物的潛力巨大[7]。有研究證實(shí)，miRNA可作為腫瘤抑制因子或癌基因，miRNA的失調(diào)是許多惡性腫瘤發(fā)生的原因[8-9]?；趍iRNA模擬物和miRNA拮抗劑而應(yīng)用于惡性腫瘤的關(guān)鍵分子也逐漸成為研究熱點(diǎn)，同時(shí)可為開發(fā)更高效特異的miRNA靶向治療藥物提供重要理論依據(jù)?，F(xiàn)對(duì)miRNA相關(guān)常見消化系統(tǒng)惡性腫瘤(如胃癌、肝癌、食管癌、結(jié)直腸癌)的診斷和預(yù)后價(jià)值以及基于miRNA的靶向治療予以綜述，以期對(duì)消化系統(tǒng)惡性腫瘤的臨床診治提供參考。

1 胃 癌

胃癌居全球惡性腫瘤第4位，是第3位的惡性腫瘤致死原因[10]。晚期胃癌5年生存率為30%～50%，早期診斷對(duì)降低胃癌病死率有重要意義[11]。血清miRNA檢測(cè)對(duì)胃癌早期診斷的診斷效能良好。許文等[12]發(fā)現(xiàn)，胃癌患者血清miR-21水平顯著高于癌前病變患者和正常胃黏膜患者，miR-21具有區(qū)分胃癌癌前病變和胃癌的潛力。有學(xué)者證實(shí)，miR-21可能通過下調(diào)抑癌基因相關(guān)磷酸酶的表達(dá)來抑制細(xì)胞增殖[13]。血清miRNA聯(lián)合檢測(cè)與臨床常規(guī)腫瘤標(biāo)志物相比，具有良好的診斷價(jià)值。Liu等[14]發(fā)現(xiàn)，miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34和miR-423-5p血清miRNA可作為胃癌檢測(cè)的生物標(biāo)志物，受試者工作特征曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.879(95%CI0.822～0.936)，顯著高于常規(guī)腫瘤標(biāo)志物CEA(AUC=0.503，95%CI0.411～0.595)和CA199(AUC=0.600，95%CI0.507～0.684)。胃癌患者血清中miR-18a、miR-19a、miR-21、miR-92a、miR-199a和miR-421呈差異表達(dá)，其中miR-19a和miR-92a對(duì)胃癌具有較高的診斷價(jià)值，AUC為0.850，靈敏度和特異度分別為91.3%和61.0%[15]。

研究顯示，某些miRNA不僅可作為胃癌的診斷標(biāo)志物，還可對(duì)預(yù)后進(jìn)行評(píng)估。胃癌患者內(nèi)鏡下黏膜下剝離術(shù)后淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的發(fā)生導(dǎo)致預(yù)后不良，術(shù)后病情監(jiān)測(cè)對(duì)提高患者存活率有重要意義，但很少有生物標(biāo)志物可用于預(yù)測(cè)胃癌患者的遠(yuǎn)處淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。miRNA可通過特定的信號(hào)通路對(duì)胃癌的發(fā)生發(fā)展進(jìn)行調(diào)控。Liu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，miR-27b、miR-128、miR-100和miR-214可用于預(yù)測(cè)胃癌患者的遠(yuǎn)處淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；miR-27b和miR-214可預(yù)測(cè)胃癌患者的存活率。胃癌患者高表達(dá)的miR-20b、miR-21、miR-106b、miR-196a、miR-196b、miR-214或低表達(dá)的miR-125a、miR-137、miR-141、miR-145、miR-146a與生存期顯著相關(guān)[17]。miRNA是一種新的實(shí)驗(yàn)室手段，可與影像學(xué)檢查以及內(nèi)鏡病理組織活檢相互補(bǔ)充，從而預(yù)測(cè)胃癌進(jìn)展和存活率。

許多潛在的miRNA不僅可用于胃癌患者的預(yù)后評(píng)估，還可用于靶向治療。一種miRNA可能調(diào)節(jié)多種靶基因表達(dá)，作為生物調(diào)節(jié)分子可更有效地以多種途徑影響腫瘤的發(fā)展過程，如脂質(zhì)體介導(dǎo)轉(zhuǎn)染miR-221和miR-222于胃癌細(xì)胞系SGC7901，可抑制胃癌細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲，另外，miR-196a和miR-196b的高表達(dá)也可促進(jìn)胃癌細(xì)胞遷移和侵襲，而miR-196a和miR-196b升高導(dǎo)致胃癌細(xì)胞中根蛋白減少可能是潛在機(jī)制之一[17]。胃癌小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，miR-196a和miR-196b拮抗劑可使下游靶蛋白——根蛋白過表達(dá)，抑制胃癌轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到治療目的[18]。低表達(dá)的miR-129-5p與胃癌患者腫瘤大小、淋巴結(jié)侵襲和預(yù)后密切相關(guān)；具體功能機(jī)制為miR-129-5p可靶向ADAM9信使RNA的3′非翻譯區(qū)并調(diào)節(jié)其蛋白表達(dá)，從而抑制細(xì)胞增殖和侵襲能力，并在體內(nèi)得到證實(shí)[19]。細(xì)胞和動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，miRNA模擬物或抑制劑治療對(duì)胃癌有一定療效，但由于藥物安全性和制備成本等問題，應(yīng)用于臨床還需要很長(zhǎng)時(shí)間。

2 肝 癌

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是消化系統(tǒng)常見腫瘤。每年全球超過50萬人被確診，確診時(shí)常處于疾病的中晚期，故HCC病死率極高，5年總生存率不超過10%，是全球性健康問題[20-21]。早期HCC難以診斷，而血清miR-21和miR-122可區(qū)分HCC患者與健康對(duì)照，miR-21和miR-122的AUC分別為0.88和0.77；miR-21的靈敏度和特異度為86.6%和79.5%，miR-122的靈敏度和特異度為68.0%和73.3%[22]。血清miR-106b水平對(duì)HCC診斷以及病情評(píng)估具有一定臨床價(jià)值，晚期HCC(Ⅲ/Ⅳ期)患者血清miR-106b水平高于早期HCC患者[23]。miR-92-3p、miR-107和miR-3126-5p是診斷HCC有價(jià)值的標(biāo)志物，特別對(duì)于早期HCC(Ⅰ/Ⅱ期)患者(AUC=0.975)和AFP低水平的HCC患者(AUC=0.971)，miR-92-3p、miR-107和miR-3126-5p與AFP聯(lián)合應(yīng)用對(duì)區(qū)分早期HCC患者(AUC=0.988)和AFP低水平HCC患者(AUC=0.989)更有效[24]。雖然某些miRNA對(duì)胃癌和早期胃癌或具有發(fā)展為胃癌潛在可能的疾病[如早期HCC(Ⅰ/Ⅱ期)、AFP低水平HCC、慢性肝炎]具有一定的鑒別能力，但仍具有局限性，且缺乏組織特異性，如果將miRNA聯(lián)合或與臨床HCC腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合診斷，可能會(huì)獲得良好的診斷效能。

高靈敏度和高特異度的生物標(biāo)志物對(duì)改善HCC患者的預(yù)后有一定作用。miR-221可在肝臟組織特異表達(dá)，其在HCC組織中的表達(dá)顯著高于鄰近組織(P<0.001)；miR-221的表達(dá)水平與HCC患者的腫瘤分期(P=0.012)呈正相關(guān)；與腫瘤淋巴結(jié)數(shù)(P=0.018)和微血管侵犯(P=0.010)密切相關(guān)；miR-221高表達(dá)的HCC患者具有更短的生存期，且預(yù)后不良[25]。HCC時(shí)，某些組織血清miRNA的上調(diào)或下調(diào)暗示著病情的進(jìn)展或緩解[26]。與有創(chuàng)HCC肝組織miRNA檢測(cè)相比，血液來源miRNA檢測(cè)可能是未來HCC患者預(yù)后評(píng)估的重要手段。相關(guān)研究顯示，miRNA通過復(fù)雜而精密的調(diào)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)相應(yīng)靶基因，可抑制HCC腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，miRNA不僅可用于預(yù)后評(píng)估，也是潛在的治療靶點(diǎn)[27]。體外研究發(fā)現(xiàn)，HCC組織中低表達(dá)miR-564與腫瘤大小、腫瘤數(shù)量和靜脈侵襲有關(guān)，miR-564上調(diào)抑制SMCC7721和MHCC97H細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，可能是miR-564過表達(dá)導(dǎo)致HCC細(xì)胞系中的生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2表達(dá)減少，并抑制細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2和蛋白激酶B磷酸化所致，表明miR-564通過靶向生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2-細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2-蛋白激酶B軸抑制HCC細(xì)胞，可成為HCC的治療靶標(biāo)[28]。HCC組織中miR-150顯著下調(diào)，而miR-150的過表達(dá)可抑制體外細(xì)胞增殖、遷移和侵襲以及體內(nèi)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移；進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，miR-150過表達(dá)可降低生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2相關(guān)結(jié)合蛋白1的水平；隨后下調(diào)磷酸化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2和抑制上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生腫瘤抑制效應(yīng)，表明miR-150-生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2相關(guān)的結(jié)合蛋白1-細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶軸是HCC的潛在治療靶標(biāo)[29]。綜上所述，miRNA在HCC增殖、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，體外HCC腫瘤細(xì)胞簇是模擬miRNA通過上調(diào)或下調(diào)靶蛋白參與調(diào)控軸調(diào)控作用機(jī)制研究的重要途徑，也可為miRNA靶向治療HCC奠定重要的理論基礎(chǔ)。

3 食管癌

食管癌是最致命的惡性腫瘤之一，預(yù)后較差。食管癌居中國(guó)惡性腫瘤致死原因的第4位[1]。食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)是食管癌的主要組織病理學(xué)亞型，約占中國(guó)食管癌病例的90%[30]。雖然診斷技術(shù)、手術(shù)和化放療手段不斷改進(jìn)，但ESCC仍具有很高的術(shù)后轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)發(fā)率，5年生存率相對(duì)較低，尋找新型和非侵入性的生物標(biāo)志物對(duì)ESCC診斷、臨床分期和分型尤為關(guān)鍵[31]。上調(diào)的miR-106a、miR-18a、miR-20b、miR-486-5p和miR-584以及下調(diào)的miR-223-3p可作為檢測(cè)ESCC的非侵入性生物標(biāo)志物[32]。未治療的食管癌患者血清miR-21、miR-25和miR-145的水平顯著高于非活動(dòng)期食管癌患者、食管良性疾病和健康者(P<0.001)；miR-21和miR-145組合診斷ESCC的靈敏度和特異度分別為71.0%和96.9%、90.9%和72.7%、97.1%和82.9%以及80.6%和80.0%[33]。miRNA可能在ESCC的不同階段有不同的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮不同的生理病理作用，因此需要更加深入的研究探索其作為ESCC生物標(biāo)志物的潛力和診斷價(jià)值，特異性miRNA聯(lián)合可提高ESCC診斷的靈敏度和特異度，同時(shí)標(biāo)本的來源也可擴(kuò)展到唾液，并作為有良好發(fā)展趨勢(shì)的ESCC實(shí)驗(yàn)室輔助診斷指標(biāo)。

通過血清或組織miRNA評(píng)估ESCC患者預(yù)后正成為研究熱點(diǎn)。ESCC患者組織和血清中miR-15a的表達(dá)水平顯著降低(P<0.001)，并與晚期腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(P=0.01)，T、N高分期(P=0.01)和腫瘤低分化(P=0.03)有關(guān)；低表達(dá)miR-15a與ESCC患者的較短生存期和無病生存期顯著相關(guān)(P<0.001)，是較短生存期和無病生存期的獨(dú)立預(yù)后因素[34]。ESCC組織中高表達(dá)的miR-191與腫瘤低分化、侵襲深度、TNM高分期(淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移)顯著相關(guān)；通過Kaplan-Meier單因素生存分析和Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型分析表明，miR-191過表達(dá)是ESCC預(yù)后重要的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[35]。目前，部分miRNA已在ESCC預(yù)后研究中取得進(jìn)展，但仍需臨床大樣本的驗(yàn)證。

miRNAs在腫瘤進(jìn)展和化療敏感性方面發(fā)揮重要作用。Gao等[35]研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)腫瘤抑制因子早期生長(zhǎng)反應(yīng)因子1是miR-191的直接靶標(biāo)，通過直接結(jié)合早期生長(zhǎng)反應(yīng)因子1靶基因3′非翻譯區(qū)來降低早期生長(zhǎng)反應(yīng)因子1表達(dá)，阻斷miR-191的早期生長(zhǎng)反應(yīng)因子1軸，可能是ESCC潛在新型治療方法。Zhao等[36]發(fā)現(xiàn)，ESCC組織中低表達(dá)的miR-125a-5p與ESCC患者較高腫瘤分期和較短存活時(shí)間相關(guān)，可能與促進(jìn)細(xì)胞增殖、加速細(xì)胞周期進(jìn)展、抑制細(xì)胞凋亡、從而增強(qiáng)ESCC細(xì)胞的遷移和侵襲相關(guān)；此外，miR-125a-5p過表達(dá)可降低直接靶標(biāo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3的水平，從而增強(qiáng)順鉑對(duì)ESCC的細(xì)胞毒作用，順鉑與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3共同誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并降低ESCC的細(xì)胞遷移和侵襲能力；miRNA通過特定信號(hào)通路對(duì)ESCC生長(zhǎng)侵襲以及致病過程進(jìn)行靶向調(diào)控的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，其可作為預(yù)防食管癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、改善預(yù)后的潛在作用靶點(diǎn)。食管癌細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移等作用機(jī)制的進(jìn)一步深入研究，為增強(qiáng)化療藥物療效提供了重要理論依據(jù)，也為ESCC的miRNA靶向治療帶來新的希望。

4 結(jié)直腸癌

結(jié)直腸癌是世界第三大常見惡性腫瘤，每年導(dǎo)致50萬病例死亡[37]，癌前病變到癌癥發(fā)展緩慢，故早期檢測(cè)和診治尤為關(guān)鍵[38]。5種失調(diào)的循環(huán)miRNA(miR-15b、miR-17、miR-21、miR-26b和miR-145)中，miR-21和miR-26b具有良好的診斷性能；新的基于血液的診斷模型整合5種結(jié)直腸癌相關(guān)miRNA和CEA，較5種miRNA單一或組合應(yīng)用或單獨(dú)CEA檢測(cè)具有更好的診斷效能[39]。miR-23a-3p、miR-27a-3p、miR-142-5p和miR-376c-3p聯(lián)合診斷結(jié)直腸癌的靈敏度和特異度分別為89%和81%(AUC=0.922)，在結(jié)直腸癌早期階段，上述4種miRNA也顯示出較高的診斷性能(T1～4N0M0；AUC=0.877)[40]。隨著miRNA檢測(cè)技術(shù)的日趨完善和規(guī)范，miRNA聯(lián)合檢測(cè)也顯示出與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)指標(biāo)(如CA199、CEA等)相當(dāng)?shù)慕Y(jié)直腸癌診斷效能。

研究表明，miRNA的表達(dá)與結(jié)直腸癌進(jìn)展密切相關(guān)[41]。Noguchi等[42]研究發(fā)現(xiàn)，miR-503高表達(dá)與腫瘤大小、血行轉(zhuǎn)移、淋巴和靜脈轉(zhuǎn)移以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)；miR-503是Ⅰ/Ⅱ期結(jié)直腸癌的獨(dú)立復(fù)發(fā)標(biāo)志物。結(jié)直腸腺瘤(P<0.000 1)和結(jié)直腸癌(P<0.000 1)患者血清miR-1290水平顯著上調(diào)，可用于區(qū)分結(jié)直腸腺瘤(AUC=0.718)、結(jié)直腸癌(AUC=0.830)與正常對(duì)照組患者；血清和組織中miR-1290高表達(dá)與腫瘤侵襲和預(yù)后不良顯著相關(guān)，血清miR-1290水平是結(jié)直腸癌的獨(dú)立預(yù)后因素(HR=4.51，95%CI1.23～23.69，P=0.009 6)，也是結(jié)直腸癌復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子(HR=3.92，95%CI1.11～25.14，P=0.032)[43]。miRNA作為預(yù)后和復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子仍需要大型獨(dú)立隊(duì)列研究的驗(yàn)證來確定其預(yù)測(cè)價(jià)值。

miRNA抑制劑可減緩結(jié)直腸癌進(jìn)展，并可增加化療藥物的敏感性。將miR-650模擬物轉(zhuǎn)染細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，miR-650過表達(dá)可通過靶向腫瘤抑制基因抑制劑生長(zhǎng)蛋白4促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖和遷移，當(dāng)miR-650在結(jié)直腸癌細(xì)胞中增加時(shí)，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶和p38促分裂原活化的蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)被顯著激活，表明miR-650具有促進(jìn)結(jié)直腸癌進(jìn)展的潛在機(jī)制，并可為結(jié)直腸癌的治療提供潛在靶點(diǎn)[44]。靶向miRNA制劑可能是癌癥治療的有效策略，但其應(yīng)用仍具臨床挑戰(zhàn)。miR-155拮抗劑復(fù)合物用于靶向治療結(jié)直腸癌的基礎(chǔ)研究顯示，miR-155拮抗劑復(fù)合物可有效下調(diào)SW480細(xì)胞中miR-155的表達(dá)，并在體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)中均獲得較高的靶向效率和良好的治療效果；此外，miR-155拮抗劑復(fù)合物可通過抑制miR-155增強(qiáng)SW480對(duì)5-氟尿嘧啶化療的敏感性[45]。結(jié)直腸癌靶向治療中，miRNA作用于關(guān)鍵靶分子和靶蛋白等機(jī)制的研究顯得尤為關(guān)鍵。

5 小 結(jié)

部分miRNA可作為內(nèi)分泌或旁分泌信號(hào)的介質(zhì)或調(diào)節(jié)因子。miRNA的高穩(wěn)定性和特異性使其成為惡性腫瘤診斷的新型非侵入性生物標(biāo)志物之一，可用于惡性腫瘤的早期診斷、預(yù)后和病情監(jiān)測(cè)，對(duì)選擇臨床治療方案(手術(shù)治療、放化療)、評(píng)估治療效果、減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和延長(zhǎng)患者生存期有重要意義。但由于miRNA靶向治療抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、侵入和遷移以及增強(qiáng)化療藥物敏感性的研究多處于基礎(chǔ)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究階段，研究病例數(shù)少，個(gè)體差異大，故研究的重復(fù)性和可靠性易受到影響。目前，尚無規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的miRNA檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)，因此miRNA靶向治療應(yīng)用于臨床仍需很長(zhǎng)的時(shí)間。隨著miRNA研究的不斷深入，miRNA臨床應(yīng)用于疾病的診斷和靶向治療將成為可能，為消化道腫瘤患者帶來希望。