循環miRNA在胰腺癌早期診斷中的研究進展

張海燕，張芃芃，郝京生，修賀明，管希云

（河南金泰生物技術股份有限公司，河南 鄭州 450000）

循環miRNA在胰腺癌早期診斷中的研究進展

張海燕，張芃芃，郝京生，修賀明，管希云

（河南金泰生物技術股份有限公司，河南 鄭州 450000）

胰腺癌是常見的惡性消化系統腫瘤，早期癥狀不明顯，診斷率較低，目前缺乏有效的敏感性診斷指標。miRNA在胰腺癌的發生、侵襲和轉移中發揮重要作用，且在胰腺癌的早期就出現異常表達。近期研究表明，循環miRNA可以作為胰腺癌診斷的生物標志物。本文簡要介紹了循環miRNA及其檢測方法，以及循環miRNA作為胰腺癌的生物標志物的研究進展，為進一步的深入研究做鋪墊。

胰腺癌；循環miRNA；早期診斷；生物標志物

胰腺癌是惡性程度高、預后差的消化道腫瘤之一，嚴重危害人類身心健康。在世界范圍內，胰腺癌的發病率和病死率呈逐年上升趨勢，美國癌癥協會統計資料顯示，預測2016年新發胰腺癌53070例，死亡病例41780例，病死率居惡性腫瘤第4位[1]。國內統計資料顯示，近15年胰腺癌發病率和病死率也呈現上升的趨勢，且5年存活率＜5%，在2015年，新發胰腺癌發病率居惡性腫瘤第9位，病死率居惡性腫瘤第6位[2-3]。

由于胰腺位于腹腔深部，胰腺癌早期癥狀不太明顯，且早期胰腺癌的診斷十分困難，因此絕大多數一經確診已處于胰腺癌的中晚期。腫瘤發生的早期階段是胰腺癌治療的最佳時期，有關胰腺癌生物靶標的研究需重點鎖定在胰腺癌的早期階段，而miRNA作為更加準確和敏感的腫瘤標記物，已成為研究者重要研究的對象[4-5]。

胰腺癌早期診斷困難與腫瘤的形成過程、診斷技術方法的局限性以及標志物的選擇有很大關系，所以早期診斷是改善胰腺癌預后的關鍵。近年來，miRNA在腫瘤的診斷和治療方面的作用越來越受到關注，其中循環miRNA可以作為疾病診斷的生物標記物，用來識別惡性腫瘤分化程度、預測生存期和對治療的反應[6]，同時為胰腺癌的早期診斷提供了嶄新的視角與途徑。本文就循環miRNA在胰腺癌早期診斷的相關研究進展做一綜述。

1 循環miRNA的來源及生物特征

1.1 循環miRNA的來源

成熟的miRNA分子長度約22nt，是一類具有特殊的穩定性和特異性的非編碼RNA，循環miRNA是由細胞分泌的膜包裹（包括外泌體和微囊泡），能結合蛋白質或游離存在，穩定存在于血清、尿液等體液中，可作為信號分子在細胞間交換表觀遺傳信息和疾病診斷的標記物[7，8]。

1.2 循環miRNA的生物特征

miRNA通常能調控一個或者多個mRNA，通過與靶mRNA特異的堿基配對，引起靶mRNA的降解或翻譯抑制，在轉錄后水平調控基因表達[9-11]。miRNA調節了人類近30%的基因，參與了與胰腺癌的發生、發展密切相關的一系列生命活動，包括細胞的增殖與凋亡、造血過程、器官形成、發育進程等，且比蛋白質等標志物表達異常出現的更早，是胰腺癌研究的重要標志物，對腫瘤的早期診斷更加有利。由于miRNA很小，不易被內源和外源體液降解，所以，miRNA比DNA和mRNA更加穩定[12-14]。

2 循環miRNA在胰腺癌診斷中的研究現況

2.1 循環miRNA與胰腺癌的關系

胰腺癌以其逐年上升的發病率和高死亡率，嚴重威脅著患者的身心健康。因此，找尋穩定可靠的胰腺癌新靶標，建立一種靈敏度高、操作簡單且成本低廉的早期診斷檢測方法，仍然是目前胰腺癌臨床檢測中亟待解決的問題。

研究發現，miRNA通過調節癌基因或抑癌基因的轉錄后翻譯，促進或抑制包括胰腺癌在內的多種腫瘤疾病的發生。人類基因組中存在1000余個miRNA，這些miRNA的表達具有組織特異性，多項研究表明，不同的胰腺癌組織或細胞系的miRNA表達譜存在差異[15，16，17]。因此，循環miRNA作為生物靶標，為胰腺癌的早期診斷提供了極大的契機，在基因研究的新領域，研究腫瘤患者中miRNA的作用及調節機制，為腫瘤的診斷和治療提供全新的策略。人為改變腫瘤細胞內的某些miRNA水平，使其升高或降低，可使腫瘤細胞生長抑制、侵襲力減弱甚至凋亡增加，這預示著miRNA可以作為腫瘤治療的新靶點，調控miRNA的基因表達水平將是未來腫瘤治療的又一新方向。

2.2 循環miRNA在胰腺癌診斷中的研究現況

提高胰腺癌的早期診斷率對于降低其病死率尤為重要，而選擇合適的診斷標志物是確保較高診斷準確度的前提，循環miRNA作為胰腺癌早期診斷的分子靶標，多數研究主要聚集在血清中的循環miRNA上。一些研究聚焦在單一miRNA對胰腺癌的診斷，Morimura等[4]比較miRNA 18a在胰腺癌患者和健康人群血清中的表達量，研究顯示miR-18a在胰腺癌患者的表達量明顯高于正常對照組（P＜0.05），且胰腺癌患者術后血清中的miR-18a表達量較術前明顯降低，因此miRNA作為血清腫瘤標志物具有可觀的研究價值。在上述研究的基礎上，Liu[18]等的研究進一步證實了該標志物的可靠性，通過比較胰腺癌患者和正常健康者的血清和組織中的miRNA，發現血清中的miRNA來源于腫瘤細胞，并且一些miRNA（包括miRNA 20a、miRNA 21、miRNA 24、miRNA 25、miRNA 99a、miRNA 185、miRNA 191等）可與miRNA 18a聯合診斷并區分胰腺癌、慢性胰腺炎以及正常健康者，值得關注的是，這些miRNA在胰腺癌早期病變時就發生了變化。聯合7種miRNA檢測對胰腺癌的診斷正確率較高，對26例I期胰腺癌患者的聯合診斷率為96.2%，對48例Ⅱ期胰腺癌患者的診斷率達91.7%。Wang等[19]選用miRNA 21、miRNA 210、miRNA 155和miRNA 196a四種生物標志物，并比較四種miRNA在49例胰腺癌患者和36例正常人血清中的表達情況，研究表明，四種miRNA都有不同程度的表達上調，且均有統計學意義。上述四種miRNA對胰腺癌的聯合診斷的敏感性和特異性較高，分別為64%和89%，因此，血清miRNA可作為敏感而特異的胰腺癌腫瘤標志物，值得進一步的深入研究。此外，血清miRNA也可聯合傳統腫瘤標記物有效提高胰腺癌的診斷，吳等[20]通過對胰腺癌患者和健康人群血清中的腫瘤標志物進行研究，發現miRNA 21、miRNA 29a、miRNA 210的表達量高于正常對照組，傳統腫瘤標記物CA19－9的表達量也明顯高于正常對照組，分別聯合上述三種miRNA和CA19－9檢測后，可以有效地提高胰腺癌的診斷水平，因此，這類標志物組合有望應用于胰腺癌的早期診斷。血清miRNA在胰腺癌前期診斷的研究可以為腫瘤的治療方案確立、療效觀察等提供有用的信息。也可以幫助選擇腫瘤早期適合手術的患者，如胰腺癌的生物標志物miRNA 196a，有研究發現，血清中的miRNA 196a可以幫助選擇早期適合手術的患者，血清中miRNA 196a表達量升高的程度與胰腺導管腺癌的低生存率和惡性程度呈現很強的相關性，而對于可以進行手術切除的胰腺癌患者，只有約60%患者的CA19-9的表達量升高[21-22]。

3 問題及展望

近年來的研究發現miRNAs與腫瘤的發生、發展關系密切。在胰腺腫瘤的發生和發展過程中，miRNA都起到非常重要的作用，檢測胰腺癌中特異的miRNA，可以用于區分胰腺的良惡性病變，也可以為胰腺癌的早期診斷提供有用的信息。

循環miRNA具有較好的穩定性、敏感性和特異性，并作為新型的腫瘤標志物，為胰腺癌的早期診斷提供了新思路，在胰腺癌的早期預防以及診療中具有巨大的開發潛力。對于miRNA的研究現狀表明，要投入實際的臨床應用中，還有一段距離。現階段，如何推動miRNA檢測技術應用到胰腺癌個體化治療的過程中，并且得到臨床醫療同仁的認可，仍是我們所面臨的挑戰之一。最理想的循環miRNA標志物應是能夠在腫瘤細胞中高或中等水平表達，而在健康人血清或血漿中低水平存在或檢測不到。雖然將miRNA應用到胰腺癌的臨床早期診斷中仍然是任重而道遠，但是研究表明miRNA用于胰腺癌的早期診斷性篩查具備了非常有價值的前景，可作為胰腺癌潛在的早期診斷標志物。循環miRNA作為疾病新的微創檢測手段的研究成果層出不窮，但是仍有一些問題需要進一步研究和解決，如：明確循環miRNA的生成和代謝途徑，以及它們的具體功能；篩選并完善敏感性、特異性更高的循環miRNA疾病表達譜。還需要進行多中心大樣本的臨床驗證研究；miRNA的單核苷酸多態性與胰腺疾病診斷的關系等；如何通過檢測方法或手段的改進，降低miRNA的檢測成本；增加優質循環miRNA的樣本來源等，以便減少對腫瘤的特異性診斷、預測、應用等造成影響等。

隨著腫瘤分子診斷技術的快速發展，選擇腫瘤標志物制定個體化的診療策略，將成為未來發展的趨勢。循環miRNAs作為新型腫瘤標志物，在全球高發胰腺癌的預防中具有巨大的開發潛力，在胰腺癌的早期診斷中獨具優勢，隨著miRNAs在腫瘤領域基礎與應用研究的不斷突破，必將推動胰腺癌個體化早期診斷的進程。隨著分子生物學和各種相關學科的快速發展，以及臨床大樣本實驗數據的研究分析，循環miRNA將成為一種極具潛力和應用價值的微創非侵入性腫瘤的分子標志物，為包括胰腺癌在內的腫瘤早期特異性診斷做出新的貢獻。

[1] Siegel RL,Miller KD,Jemal A.Cancer statistics,2016[J].CA Cancer J Clin,2016,66(1):7-30.

[2] Hidalgo M.Pancreatic cancer[J].N Engl J Med,2010,362(17):1605-1617.

[3] Chen W,Zheng R,Baade PD,et al.Cancer statistics in China,2015[J]. CA Cancer J Clin,2016,66(2):115-132.

[4] Bartels CL.Tsongalis GJ.MicroRNAs: novel biomarkers for human cancer[J].Clin Chem,2009,55(4):623-631.

[5] Goggins M.Identifying molecular markers for the early detection of pancreatic neoplasia[J].Semin Oncol,2007,34(4):303-310.

[6] Nicholas HF,Marie EW,Scott DP,et al.Standardizing Analysis of Circulating Micro RNA: Clinical and Biological Relevance[J].J Cell Biochem,2014,15(5):805-811.

[7] Wang K.Export of micro RNAs and micro RNA-protective protein by mamm-alian cells[J].Nucleic Acids Res,2010,38(20):7248-7259.

[8] Silva SS,Lopes C,Teixeira AL,et al.Forensic miRNA:Potential biomarker for body fluids[J].Forensic Sci Int Genet,2015,14(1):1-10.

[9] Mo M H,Chen L,Fu Y,et al.Cell-free circulating miRNA biomarkers in cancer.J Cancer,2012,3:432-448.

[10] Allegra A,Alonci A,Campo S,et al.Circulating micro RNAs:new biomarkers in diagnosis,prognosis and treatment of cancer.Int J Oncol,2012,41(6):1897-1912.

[11] Fichtlscherer S,Zeiher A M,Dimmeler S.Circulating Micro RNAs:biomarkers or mediators of cardiovascular diseases?Arterioscler Thromb Vasc Biol,2011,31(11):2383-2390.

[12] Liu J,Gao J,Du Y,et al.Combination of plasma micro RNAs with serum CA19-9 for early detection of pancreatic cancer[J].Int J Cancer,2012,131(3):683-691.

[13] Morimura R,Komatsu S,Ichikawa D,et al.Novel diagnostic valueof circulating miR-18a in plasma of patients with pancreatic cancer[J].Br J Cancer,2011,105(11):1733-1740.

[14] Kong X,Du Y,Wang G,et al.Detection of differentially expressed micro RNAs in serum of pancreatic ductal adenocarcinoma patients:miR-196a could be a potential marker for poor prognosis[J].Dig Dis Sci,2011,56(2):602-609.

[15] Lei H,Zou D,Li Z,et al.MicroRNA-219-2-3p functions as a tumor suppressor in gastric cancer and is regulated by DNA methylation[J].PLoS One,2013,8(4):e60369.

[16] Chang C C,Yang Y J,Li Y J,et al.MicroRNA-17/20a functions to inhibit cell migration and can be used a prognostic marker in oral squamous cell carcinoma[J].Oral Oncol,2013,49(9):923-931.

[17] KONO H,NAKAMURA M,OHUSAKA T,et al.High expression of microRNA-155 is associated with the aggressive malignant behavior of gallbladder carcinoma[J].Oncol Rep,2013,30(1):17-24.

[18] Liu R,Chen X,Du Y,et a1.Serum MicroRNA expression profile as a biomarker in the diagnosis and prognosis of pancreatic cancer[J]. Clin Chem,2012,58(3):610-618.

[19] Wang J,Chen J,Chang P,et al.Micro RNAs in plasma of pancreatic ductal adenocarcinoma patients as novel blood based biomarkers of disease.Cancer PrevRes (Phila Pa),2009,2:807-813.

[20] 吳 陽,王佐正,黃李雅.血清miRNAs作為胰腺癌診斷腫瘤標志物的初步研究[J].寧夏醫學雜志,2015,37(8):675-677.

[21] Kong X,Du Y,Wang G,et al.Detection of differentially expressed microRNAs in serum of pancreatic ductal adenocarcinoma patients:miR-196a could be a potential marker for poor prognosis[J].Dig Dis Sci,2011,56(2):602-609.

[22] Goggins M.Molecular markers of early pancreatic cancer[J].J Clin Oncol,2005,23(20):4524-4531.

本文編輯：李 豆

The progress of circulating miRNA in early diagnosis of pancreatic cancer

ZHANG Hai-yan, ZHANG Peng-peng, HAO Jing-sheng, XIU He-ming, GUAN Xi-yun

Pancreatic cancer is a common digestive system tumor with highly malignant，the early symptoms are not obvious，and there is lack of effective sensitivity index. miRNA plays an important role in the occurrence，invasion and metastasis of pancreatic cancer.Recent studies have shown that circulating miRNA can be used as a biomarker for the diagnosis of pancreatic cancer.This paper briefly introduces the circulating miRNA and its detection methods，as well as the research progress of circulating miRNA as a biomarker for pancreatic cancer.

Pancreatic cancer; Circulating microRNA; Early diagnosis; Biomarker

R735.9

B

ISSN.2095-8242.2017.017.3360.03

基于納米通道技術的癌癥早期檢測研究（河南省科技開放合作計劃項目152106000021）