微小RNA作為生物標記物在結直腸癌診斷和預后中的應用▲

王 沖 徐 立 李兆波

(陜西中醫藥大學醫學科研實驗中心，咸陽市 712046，電子郵箱：w-goahead@163.com)

【提要】 結直腸癌是造成全球癌癥死亡的主要原因之一。結腸上皮細胞中各種遺傳物質表達水平的改變可推動結直腸癌的發生和發展。微小RNA(miRNA)是一種小分子單鏈RNA，能通過與靶基因mRNA的特異性結合，引起靶基因mRNA的降解或抑制mRNA的翻譯。目前，在結直腸癌中大約有250個miRNA的豐度和(或)功能發生改變。本文對miRNA作為生物標記物在結直腸癌診斷及預后中的潛在應用價值進行綜述。

結直腸癌是全球與癌癥相關死亡的第4大死因[1]。盡管20%～30%的結直腸癌患者攜帶遺傳突變基因，但大多數患者的發病呈散發性[2]。有報道顯示，1991～2011年間結直腸癌死亡率呈下降趨勢，但結直腸癌的發病率仍然居高不下[3]。目前，結直腸癌的治療仍是以手術切除、化療及放療為主的個體化綜合治療，針對Ⅲ～Ⅳ期腫瘤可采用分子靶向藥物治療。目前批準的新藥主要是針對腫瘤血管生成的生物制品或表皮生長因子受體，其治療作用有限，在表皮生長因子受體抑制劑存在的情況下，攜帶RAS基因稀有突變的結腸癌患者(約40%)可能對這些新藥產生耐藥性[4]。因此，針對微小RNA(microRNA，miRNA)或其他途徑的治療將為結直腸癌的預防和治療提供新的靶點。本文對miRNA作為生物標記物在結直腸癌診斷及預后中的應用進行綜述。

1 miRNA概述

miRNA是長度為21～23個核苷酸的單鏈小分子RNA，于1993年作為負轉錄后調控因子首次在秀麗隱桿線蟲中被發現[5-6]。miRNA的轉錄初產物初級miRNA(primary microRNA，pri-miRNA)從細胞核向細胞質輸出，并被剪切形成miRNA前體；miRNA前體被Dicer酶識別并剪切產生成熟的miRNA，miRNA由RNA誘導的沉默復合物催化而與靶mRNA的3-UTR“種子序列”結合，從而導致后者降解或抑制其翻譯。2002年，Calin等[7]首次發現miRNA-15和miRNA-16在慢性淋巴細胞白血病患者中的表達下降。目前已有數百種miRNA被證明在惡性腫瘤中表達異常，其中部分miRNA可通過調節重要致癌基因和抑癌基因的表達而發揮作用。

2 miRNA與結直腸癌

早期篩查是預防結直腸癌發生的重要方法，篩查方法包括糞便潛血試驗和結腸鏡檢查[8]。對于高危人群如有家族病史、罹患炎性腸病、家族性腺瘤性息肉病、Lynch綜合征等，通常建議更早、更頻繁地通過結腸鏡檢查來篩查結腸癌。一般情況下，進行結直腸癌篩查時先進行糞便潛血試驗，對陽性患者再進行結腸鏡檢查。糞便潛血試驗是目前應用最為廣泛的一種無創篩查結直腸癌的技術，該方法通過檢測糞便中的血紅蛋白水平來初步篩查腸道病變人群，因此，能夠使結直腸癌的死亡率降低24%～39%[8]，但這種方法的敏感性和特異性均較低。結腸鏡檢查是使用最普遍的結直腸癌篩查方法，其可以評估左右側結腸的健康狀況。研究顯示，結腸鏡檢查可以準確定位病變部位并發現腸道病變的性質，甚至對早期的癌前病變有一定的治療作用，可將結直腸癌的發病率降低30%～75%[8]；但近25%的結腸息肉在結腸鏡檢查中會被漏診[9]，而且結腸鏡檢查價格昂貴且具有侵襲性，不適合大規模人群的結直腸癌初步篩查。miRNA在血液和糞便中的表達穩定，可以很好地反映其在結直腸癌患者腫瘤組織中的表達水平，因此，檢測患者糞便或血液中的miRNA含量可作為篩查結直腸癌患者的生物標記物之一[10]。雖然使用miRNA篩查結直腸癌或許不能完全取代常規結腸鏡檢查，但這種方法的侵襲性更小，經濟效益更高，可作為篩查結直腸癌的替代方案。

有研究報道，miRNA-21在許多腫瘤中表現出促癌特性[11]，其在結直腸癌患者血清和糞便中的表達升高，且隨著結直腸癌的進展逐漸增加[12-13]。miRNA-21的表達水平可以準確預測局部腫瘤浸潤深度、淋巴結累及和遠處轉移情況[13-14]。在原發性結直腸癌患者的組織和血清中，miRNA-21的高表達與腫瘤大小和遠處轉移有關[15]。此外，miRNA-21在腫瘤中的高表達也與化療不良反應和無病生存率降低有關[16]。這些研究表明，miRNA-21可預測腫瘤分期、潛在轉移和對化療的反應性，其或許可作為結直腸癌診斷和預后評估的生物標記物。

研究發現，在結直腸癌患者腫瘤組織和血清/血漿中，miRNA-17-92簇的成員如miRNA-17[17]、miRNA-20a[18]、miRNA-92a[17]和miRNA-18a[19]等的表達或均升高，而miRNA-17-92簇的表達升高與結直腸癌復發和預后不良有關。因此，通過檢測結直腸癌患者血清和糞便中miRNA-17-92簇的表達水平有助于判斷其預后。

癌基因miRNA-29a在結直腸癌患者腫瘤組織和血清中的表達上調[20]，值得注意的是，miRNA-29a在直腸癌患者糞便中的表達特異性升高，但其在結腸癌患者糞便中卻沒有升高[21。研究發現miRNA-29a在結直腸癌肝轉移患者的腫瘤組織和血清中的表達水平均較高，因此被認為是早期發現結直腸癌肝轉移的標志物[22]。雖然miRNA-29a在多發性骨髓瘤患者血清中的表達量也升高[23]，但miRNA-29a仍然被作為結直腸癌潛在的診斷性生物標記物而進行廣泛研究。目前，miRNA-29a判斷結直腸癌預后的機制尚不清楚，但其表達量的升高可能預示著早期轉移[22]。

miRNA-200c是一種促進上皮細胞分化的原癌基因，可以促進結直腸癌的轉移[14]。沉默miRNA-200c可導致結直腸癌細胞系產生細胞凋亡并減少侵襲[24]。研究顯示，miRNA-200c在結直腸癌腫瘤組織中表達上調與患者生存率降低有關，但與腫瘤分期無關[25]。Toiyama等[15]的研究顯示，在Ⅳ期結直腸癌患者血清miRNA-200c的表達水平高于其他分期和正常人群，其在淋巴結、肝臟和其他遠處轉移瘤中的表達水平也較高。因此，miRNA-200c或可作為結直腸癌遠處轉移的標記物。

3 小 結

大量研究表明[13-14，22-23，25]，血液和糞便中的miRNA或可作為結直腸癌患者診斷和預后評估的生物標記物，檢測血液或糞便中miRNA的表達水平或可作為結直腸癌篩查的補充方法之一。miRNA具有相當大的潛力作為結直腸癌的生物標記物，檢測結直腸癌患者血清和糞便中miRNA的表達水平可能為其診斷和預后提供最全面的評估，這為腫瘤發生和轉移的機制研究提供新的思路。