微RNA在常見消化系統惡性腫瘤中的臨床應用進展

沙銀中，劉 雯，李亞東，彭紅梅，劉 旻

(1.喀什地區第一人民醫院 a.檢驗科,b.質量管理科，新疆 喀什 844000；2.石河子大學醫學院第一附屬醫院生殖醫學科，新疆 石河子 832000)

惡性腫瘤是目前人類死亡的主要原因，已經嚴重危害人類生命健康。胃癌、肝癌、食管癌和結直腸癌等消化系統惡性腫瘤發病隱匿、預后差，在我國主要高發病率、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展，但研究熱點仍為早期診斷、早期治療，以利于改善患者預后以及降低復發率和病死率[3]。由于檢測成本昂貴和較難長期動態監測，故病理學檢查和影像學檢查均有一定局限性。此外，傳統的消化系統惡性腫瘤血清標志物癌胚抗原(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的生物標志物用于消化道惡性腫瘤的診治[4]。目前，微RNA(microRNA，miRNA)用于惡性腫瘤檢測的方法已成為研究熱點。

miRNA是微小的(通常約22個核苷酸)調節RNA分子，可調節特定信使RNA靶標的活性，并在病理生理過程中發揮重要作用[5]。不同腫瘤的miRNA表達不同，且各腫瘤中miRNA的表達模式可能具有組織特異性[6]。隨著miRNA參與惡性腫瘤調節機制研究的不斷深入，miRNA作為消化系統惡性腫瘤生物標志物的潛力巨大[7]。有研究證實，miRNA可作為腫瘤抑制因子或癌基因，miRNA的失調是許多惡性腫瘤發生的原因[8-9]。基于miRNA模擬物和miRNA拮抗劑而應用于惡性腫瘤的關鍵分子也逐漸成為研究熱點，同時可為開發更高效特異的miRNA靶向治療藥物提供重要理論依據。現對miRNA相關常見消化系統惡性腫瘤(如胃癌、肝癌、食管癌、結直腸癌)的診斷和預后價值以及基于miRNA的靶向治療予以綜述，以期對消化系統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%，早期診斷對降低胃癌病死率有重要意義[11]。血清miRNA檢測對胃癌早期診斷的診斷效能良好。許文等[12]發現，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具有區分胃癌癌前病變和胃癌的潛力。有學者證實，miR-21可能通過下調抑癌基因相關磷酸酶的表達來抑制細胞增殖[13]。血清miRNA聯合檢測與臨床常規腫瘤標志物相比，具有良好的診斷價值。Liu等[14]發現，miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34和miR-423-5p血清miRNA可作為胃癌檢測的生物標志物，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)，顯著高于常規腫瘤標志物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，其中miR-19a和miR-92a對胃癌具有較高的診斷價值，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志物，還可對預后進行評估。胃癌患者內鏡下黏膜下剝離術后淋巴結轉移的發生導致預后不良，術后病情監測對提高患者存活率有重要意義，但很少有生物標志物可用于預測胃癌患者的遠處淋巴結轉移。miRNA可通過特定的信號通路對胃癌的發生發展進行調控。Liu等[16]研究發現，miR-27b、miR-128、miR-100和miR-214可用于預測胃癌患者的遠處淋巴結轉移；miR-27b和miR-214可預測胃癌患者的存活率。胃癌患者高表達的miR-20b、miR-21、miR-106b、miR-196a、miR-196b、miR-214或低表達的miR-125a、miR-137、miR-141、miR-145、miR-146a與生存期顯著相關[17]。miRNA是一種新的實驗室手段，可與影像學檢查以及內鏡病理組織活檢相互補充，從而預測胃癌進展和存活率。

許多潛在的miRNA不僅可用于胃癌患者的預后評估，還可用于靶向治療。一種miRNA可能調節多種靶基因表達，作為生物調節分子可更有效地以多種途徑影響腫瘤的發展過程，如脂質體介導轉染miR-221和miR-222于胃癌細胞系SGC7901，可抑制胃癌細胞生長和侵襲，另外，miR-196a和miR-196b的高表達也可促進胃癌細胞遷移和侵襲，而miR-196a和miR-196b升高導致胃癌細胞中根蛋白減少可能是潛在機制之一[17]。胃癌小鼠模型的研究發現，miR-196a和miR-196b拮抗劑可使下游靶蛋白——根蛋白過表達，抑制胃癌轉移，從而達到治療目的[18]。低表達的miR-129-5p與胃癌患者腫瘤大小、淋巴結侵襲和預后密切相關；具體功能機制為miR-129-5p可靶向ADAM9信使RNA的3′非翻譯區并調節其蛋白表達，從而抑制細胞增殖和侵襲能力，并在體內得到證實[19]。細胞和動物體內實驗顯示，miRNA模擬物或抑制劑治療對胃癌有一定療效，但由于藥物安全性和制備成本等問題，應用于臨床還需要很長時間。

2 肝 癌

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是消化系統常見腫瘤。每年全球超過50萬人被確診，確診時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可區分HCC患者與健康對照，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HCC診斷以及病情評估具有一定臨床價值，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有價值的標志物，特別對于早期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聯合應用對區分早期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對胃癌和早期胃癌或具有發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聯合或與臨床HCC腫瘤標志物聯合診斷，可能會獲得良好的診斷效能。

高靈敏度和高特異度的生物標志物對改善HCC患者的預后有一定作用。miR-221可在肝臟組織特異表達，其在HCC組織中的表達顯著高于鄰近組織(P<0.001)；miR-221的表達水平與HCC患者的腫瘤分期(P=0.012)呈正相關；與腫瘤淋巴結數(P=0.018)和微血管侵犯(P=0.010)密切相關；miR-221高表達的HCC患者具有更短的生存期，且預后不良[25]。HCC時，某些組織血清miRNA的上調或下調暗示著病情的進展或緩解[26]。與有創HCC肝組織miRNA檢測相比，血液來源miRNA檢測可能是未來HCC患者預后評估的重要手段。相關研究顯示，miRNA通過復雜而精密的調控系統調節相應靶基因，可抑制HCC腫瘤細胞增殖、侵襲和轉移，miRNA不僅可用于預后評估，也是潛在的治療靶點[27]。體外研究發現，HCC組織中低表達miR-564與腫瘤大小、腫瘤數量和靜脈侵襲有關，miR-564上調抑制SMCC7721和MHCC97H細胞的增殖、遷移和侵襲，可能是miR-564過表達導致HCC細胞系中的生長因子受體結合蛋白2表達減少，并抑制細胞外信號調節激酶1/2和蛋白激酶B磷酸化所致，表明miR-564通過靶向生長因子受體結合蛋白2-細胞外信號調節激酶1/2-蛋白激酶B軸抑制HCC細胞，可成為HCC的治療靶標[28]。HCC組織中miR-150顯著下調，而miR-150的過表達可抑制體外細胞增殖、遷移和侵襲以及體內腫瘤細胞生長和轉移；進一步的實驗表明，miR-150過表達可降低生長因子受體結合蛋白2相關結合蛋白1的水平；隨后下調磷酸化細胞外信號調節激酶1/2和抑制上皮-間充質轉化可產生腫瘤抑制效應，表明miR-150-生長因子受體結合蛋白2相關的結合蛋白1-細胞外信號調節激酶軸是HCC的潛在治療靶標[29]。綜上所述，miRNA在HCC增殖、轉移中發揮重要作用，體外HCC腫瘤細胞簇是模擬miRNA通過上調或下調靶蛋白參與調控軸調控作用機制研究的重要途徑，也可為miRNA靶向治療HCC奠定重要的理論基礎。

3 食管癌

食管癌是最致命的惡性腫瘤之一，預后較差。食管癌居中國惡性腫瘤致死原因的第4位[1]。食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)是食管癌的主要組織病理學亞型，約占中國食管癌病例的90%[30]。雖然診斷技術、手術和化放療手段不斷改進，但ESCC仍具有很高的術后轉移風險和復發率，5年生存率相對較低，尋找新型和非侵入性的生物標志物對ESCC診斷、臨床分期和分型尤為關鍵[31]。上調的miR-106a、miR-18a、miR-20b、miR-486-5p和miR-584以及下調的miR-223-3p可作為檢測ESCC的非侵入性生物標志物[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，進而發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生物標志物的潛力和診斷價值，特異性miRNA聯合可提高ESCC診斷的靈敏度和特異度，同時標本的來源也可擴展到唾液，并作為有良好發展趨勢的ESCC實驗室輔助診斷指標。

通過血清或組織miRNA評估ESCC患者預后正成為研究熱點。ESCC患者組織和血清中miR-15a的表達水平顯著降低(P<0.001)，并與晚期腫瘤淋巴結轉移(P=0.01)，T、N高分期(P=0.01)和腫瘤低分化(P=0.03)有關；低表達miR-15a與ESCC患者的較短生存期和無病生存期顯著相關(P<0.001)，是較短生存期和無病生存期的獨立預后因素[34]。ESCC組織中高表達的miR-191與腫瘤低分化、侵襲深度、TNM高分期(淋巴結轉移和遠處轉移)顯著相關；通過Kaplan-Meier單因素生存分析和Cox比例風險回歸模型分析表明，miR-191過表達是ESCC預后重要的獨立預測因子[35]。目前，部分miRNA已在ESCC預后研究中取得進展，但仍需臨床大樣本的驗證。

miRNAs在腫瘤進展和化療敏感性方面發揮重要作用。Gao等[35]研究發現，預測腫瘤抑制因子早期生長反應因子1是miR-191的直接靶標，通過直接結合早期生長反應因子1靶基因3′非翻譯區來降低早期生長反應因子1表達，阻斷miR-191的早期生長反應因子1軸，可能是ESCC潛在新型治療方法。Zhao等[36]發現，ESCC組織中低表達的miR-125a-5p與ESCC患者較高腫瘤分期和較短存活時間相關，可能與促進細胞增殖、加速細胞周期進展、抑制細胞凋亡、從而增強ESCC細胞的遷移和侵襲相關；此外，miR-125a-5p過表達可降低直接靶標信號轉導及轉錄激活因子3的水平，從而增強順鉑對ESCC的細胞毒作用，順鉑與信號轉導及轉錄激活因子3共同誘導細胞凋亡并降低ESCC的細胞遷移和侵襲能力；miRNA通過特定信號通路對ESCC生長侵襲以及致病過程進行靶向調控的相關研究發現，其可作為預防食管癌遠處轉移、改善預后的潛在作用靶點。食管癌細胞遷移和轉移等作用機制的進一步深入研究，為增強化療藥物療效提供了重要理論依據，也為ESCC的miRNA靶向治療帶來新的希望。

4 結直腸癌

結直腸癌是世界第三大常見惡性腫瘤，每年導致50萬病例死亡[37]，癌前病變到癌癥發展緩慢，故早期檢測和診治尤為關鍵[38]。5種失調的循環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種結直腸癌相關miRNA和CEA，較5種miRNA單一或組合應用或單獨CEA檢測具有更好的診斷效能[39]。miR-23a-3p、miR-27a-3p、miR-142-5p和miR-376c-3p聯合診斷結直腸癌的靈敏度和特異度分別為89%和81%(AUC=0.922)，在結直腸癌早期階段，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檢測技術的日趨完善和規范，miRNA聯合檢測也顯示出與傳統實驗室檢測指標(如CA199、CEA等)相當的結直腸癌診斷效能。

研究表明，miRNA的表達與結直腸癌進展密切相關[41]。Noguchi等[42]研究發現，miR-503高表達與腫瘤大小、血行轉移、淋巴和靜脈轉移以及淋巴結轉移顯著相關；miR-503是Ⅰ/Ⅱ期結直腸癌的獨立復發標志物。結直腸腺瘤(P<0.000 1)和結直腸癌(P<0.000 1)患者血清miR-1290水平顯著上調，可用于區分結直腸腺瘤(AUC=0.718)、結直腸癌(AUC=0.830)與正常對照組患者；血清和組織中miR-1290高表達與腫瘤侵襲和預后不良顯著相關，血清miR-1290水平是結直腸癌的獨立預后因素(HR=4.51，95%CI1.23～23.69，P=0.009 6)，也是結直腸癌復發的獨立預測因子(HR=3.92，95%CI1.11～25.14，P=0.032)[43]。miRNA作為預后和復發的獨立預測因子仍需要大型獨立隊列研究的驗證來確定其預測價值。

miRNA抑制劑可減緩結直腸癌進展，并可增加化療藥物的敏感性。將miR-650模擬物轉染細胞發現，miR-650過表達可通過靶向腫瘤抑制基因抑制劑生長蛋白4促進結直腸癌細胞增殖和遷移，當miR-650在結直腸癌細胞中增加時，細胞外信號調節激酶和p38促分裂原活化的蛋白激酶信號轉導被顯著激活，表明miR-650具有促進結直腸癌進展的潛在機制，并可為結直腸癌的治療提供潛在靶點[44]。靶向miRNA制劑可能是癌癥治療的有效策略，但其應用仍具臨床挑戰。miR-155拮抗劑復合物用于靶向治療結直腸癌的基礎研究顯示，miR-155拮抗劑復合物可有效下調SW480細胞中miR-155的表達，并在體內體外實驗中均獲得較高的靶向效率和良好的治療效果；此外，miR-155拮抗劑復合物可通過抑制miR-155增強SW480對5-氟尿嘧啶化療的敏感性[45]。結直腸癌靶向治療中，miRNA作用于關鍵靶分子和靶蛋白等機制的研究顯得尤為關鍵。

5 小 結

部分miRNA可作為內分泌或旁分泌信號的介質或調節因子。miRNA的高穩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志物之一，可用于惡性腫瘤的早期診斷、預后和病情監測，對選擇臨床治療方案(手術治療、放化療)、評估治療效果、減輕患者經濟負擔和延長患者生存期有重要意義。但由于miRNA靶向治療抑制腫瘤細胞生長、增殖、侵入和遷移以及增強化療藥物敏感性的研究多處于基礎細胞實驗和動物實驗研究階段，研究病例數少，個體差異大，故研究的重復性和可靠性易受到影響。目前，尚無規范化和標準統一的miRNA檢測技術平臺，因此miRNA靶向治療應用于臨床仍需很長的時間。隨著miRNA研究的不斷深入，miRNA臨床應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。