lncRNA作為鼻咽癌診斷、治療、預后標志物的研究進展*

戴婷婷,賈保昌,孫潔璇 綜述,高 卓△審校

1.哈爾濱醫科大學附屬第四醫院檢驗科,黑龍江哈爾濱 150001;2.廣州醫科大學附屬腫瘤醫院放療科,廣東廣州 510095

鼻咽癌是一種起源于鼻咽黏膜的惡性上皮性腫瘤,77.0%以上新發病例主要集中于東亞和東南亞地區[1]。由于鼻咽癌是從鼻咽側壁咽鼓管口周圍的上皮襯里發展,靠近頭骨,早期不易診斷[2]。超過70.0%患者就診時已處于晚期,給治療帶來困難,而晚期局部復發和頸部淋巴結轉移是鼻咽癌患者長期生存的主要障礙。目前,鼻咽癌的影像學方法包括磁共振成像(MRI)、計算機斷層掃描(CT)和18F-FDG-PET/CT,雖然18F-FDG-PET/CT可使淋巴結轉移的檢出率達到77.0%～88.1%,但費用昂貴[3]。血漿EB病毒(EBV) DNA檢測雖然對鼻咽癌篩查的特異度為98.6%,靈敏度為97.1%[4],但鼻咽癌中EBV DNA病毒載量的水平差異很大,定量分析缺乏標準化,且對未有EBV感染的鼻咽癌患者不適用。鼻咽癌的標準治療是同步放療,雖然患者病情得到緩解,但用量過多會導致毒性反應,影響患者生活質量。而傳統的腫瘤淋巴結轉移(TNM)分期系統為最常用的預后預測指標,但它基于解剖學分析,缺乏異質性。因此,探尋有效的診斷標志物對鼻咽癌患者的診斷、治療和預后至關重要。

有研究發現,長鏈非編碼RNA(lncRNA)在胚胎發生、等位基因表達、干細胞多能性、蛋白質編碼基因調節、細胞凋亡、周期控制、分化、生長和衰老中發揮調節作用,幾乎參與整個生命過程[5]。因此,lncRNA與鼻咽癌有顯著的相關性,通過異常調控參與鼻咽癌過程的基因,與鼻咽癌的發生、治療和預后密切相關。

1 lncRNA與鼻咽癌

lncRNA最初是通過對小鼠全長cDNA文庫進行大規模測序發現的[6]。lncRNA功能取決于獨特的亞細胞定位,核定位的lncRNA通過招募染色質修飾復合物、染色質重構、形成R環結構招募轉錄因子或將lncRNA和相關效應蛋白錨定在基因啟動子上的DNA-RNA三聯體來調節局部基因的表達。而輸出到細胞質中的lncRNA,分布至不同的細胞器,如線粒體和核糖體,從而調節信使RNA(mRNA)穩定性、干擾蛋白質翻譯后修飾,導致信號轉導異常[7]。

在鼻咽癌中,lncRNA一方面主要通過表觀遺傳調控失調、干擾信號轉導通路、部分致癌轉錄因子的轉錄激活,作為競爭性內源性RNA與微小RNA結合參與鼻咽癌的癌變、上皮間充質轉化和血管生成等惡性表型及介導放化療耐藥性[8]。另一方面,lncRNA調控發生在特定的細胞類型、特定的組織和特定的發育階段,具有高特異度,還具有高效率和較高的穩定性,能通過定量聚合酶鏈反應(qPCR)對其豐度進行量化。lncRNA有潛力作為鼻咽癌診斷、預測和監測的生物標志物。因此,學者們利用基因芯片、下一代測序、微陣列技術、RNA測序等技術構建了lncRNA在鼻咽癌診斷、治療和預后方面的表達譜,更多的lncRNA在鼻咽癌中被挖掘,拓寬了鼻咽癌的lncRNA圖譜,為識別鼻咽癌潛在生物標志物提供重要資源。例如,FAN等[9]通過基因芯片構建10個鼻咽癌組織和6個對照的lncRNA表達譜,鑒定了1 276個lncRNA,同時構建了lncRNA-mRNA共表達模塊,而利用該模塊識別出的新lncRNA可能作為鼻咽癌診療的生物標志物和治療靶點。

2 lncRNA與鼻咽癌的診斷

lncRNA水平的波動一定程度上反映了癌癥的發生,能夠對患者與非患者進行區分。lncRNA LINC00312在區分鼻咽癌患者與非腫瘤患者時,靈敏度為72.1%,特異度為87.7%,提示lncRNA LINC00312可作為診斷鼻咽癌的潛在生物標志物[10],有研究進一步發現LINC00312 rs12497104 GA基因型攜帶者患鼻咽癌風險高于其他人群,且G轉換成A干擾了miR-411-3P和LINC00312之間的結合而導致它在鼻咽癌組織中的差異表達和鼻咽癌風險顯著增加[11]。lncRNA單核苷酸多態性(SNP)參與鼻咽癌的發病也為lncRNA在疾病中的作用研究提供了一個新視角。在前期研究中,lncRNA作為鼻咽癌診斷標志物的研究主要以組織表達差異為基礎,而與實體腫瘤組織相比,存在于血清、血漿等體液中的循環lncRNA也在臨床診斷中發揮重要作用,無疑也是一種理想的無創診斷標志物。

HE等[12]首次發現3種血清游離lncRNA(MALAT1、AFAP1-AS1、AL359062)對鼻咽癌的聯合診斷價值明顯[曲線下面積(AUC)為0.918],且治療后,這3種lncRNA的血清水平明顯下降。ZHONG等[13]報道lncRNA FOXP4-AS1作為一種競爭性內源性RNA(ceRNA),通過與miR-423-5p相互作用上調STMN1蛋白,促進鼻咽癌的發生與發展,為鼻咽癌提供了新的診斷生物標志物。YAO等[14]的一項研究進一步發現血清lncRNA FOXP4-AS1診斷鼻咽癌的AUC為0.797 4,同時,FOXP4-AS1與T分期、淋巴結轉移和臨床分期也相關。這也暗示了lncRNA FOXP4-AS1在預后中的潛在價值。另外,FAN等[15]檢測176例鼻咽癌患者的結果表明血清lncRNA對診斷鼻咽癌有較高的準確性,有助于鼻咽癌的早期診斷,不同lncRNA組合也會提高診斷的準確性。

大多數循環lncRNA主要是來源于血清、血漿,而其他來源的lncRNA尚未詳細研究。但是,D′AMBROSI等[16]的研究揭示了腫瘤血小板(TEP)RNA圖譜的改變是早期診斷潛在腫瘤生物標志物的新來源。WEI等[17]評估了TEP-lncRNA-ROR對鼻咽癌的診斷價值,結果發現TEP-lncRNA-ROR診斷鼻咽癌的靈敏度為60.0%,特異度為70.0%,準確性為63.9%,和EBV DNA對鼻咽癌的診斷陽性率相似(58.3%),而TEP-lncRNA ROR與EBV DNA的組合將陽性率提高到74.0%。WEI等[17]也發現lncRNA ROR在鼻咽癌患者血小板和組織中表達相反,可能是血小板通過囊泡介導的細胞間通訊或其他途徑間接與鼻咽癌組織相互作用,從而導致lncRNA ROR在血小板中下調,而在組織中上調。但該研究樣本量小,需擴大樣本量進行進一步驗證。目前,lncRNA的檢測主要依賴于qPCR,當lncRNA表達豐度低時可能無法檢測到,進而影響檢測結果。2021年,CHEN等[18]開發了一種具有生物相容性的電化學傳感器,可以提高非小細胞癌中lncRNA MALAT1的表達水平。MORLION等[19]開發了新的lncRNA捕獲測序技術,可檢測49 372個lncRNA的表達水平,提高了lncRNA檢測的靈敏度。

3 lncRNA與鼻咽癌的治療

放化療耐藥是阻礙鼻咽癌臨床治療的重要原因,影響治療效果。相關研究表明lncRNA的異常表達通過特定的信號通路影響鼻咽癌細胞的輻射靈敏度,LINC00114在鼻咽癌患者血清、組織和細胞系中均表達上調,而敲低LINC00114表達來調節miR-203使ERK/JNK通路失活提高鼻咽癌細胞的輻射靈敏度[20],這提示了LINC00114可作為輻射抵抗的生物標志物。另外,lncRNA MINCR作為miR-223的內源競爭RNA(ceRNA)正向調控ZEB1,激活AKT/PI3K信號通路,降低了鼻咽癌細胞的輻射抵抗能力。有研究報道了MYC基因相關的lncRNA MINCR表達對鼻咽癌患者的放療療效,其特異度為71.0%,靈敏度為66.7%,AUC為0.719[21]。REN等[22]利用下一代測序技術構建了鼻咽癌紫杉醇耐藥相關lncRNA的差異表達譜,當lncRNA n375709低表達時可提高鼻咽癌細胞對化療藥物紫杉醇的靈敏度。ZHU等[23]利用lncRNA微陣列技術篩選出了差異顯著變化的MRVI1-AS1,發現MRVI1-AS1過表達增加了鼻咽癌細胞對紫杉醇的靈敏度。因此。在未來的研究中,通過沉默或過表達lncRNA來逆轉耐藥,靶向相關通路作為治療靶點,從而達到預期的治療效果,這為鼻咽癌化療耐藥提供了研究新方向。

lncRNA不僅可以監測鼻咽癌治療反應,同時也是預測鼻咽癌化療藥物不良反應的獨立因素。目前,減少不良反應(包括中性粒細胞減少、貧血、血小板減少、骨髓抑制)仍然是一個挑戰,若能在治療前預測藥物的毒性,將減少不良反應的影響,實現降低藥物毒性的治療目標。lncRNA GAS5基因多態性rs2067079和rs6790會導致鼻咽癌患者嚴重的骨髓抑制和中性粒細胞減少癥[24],可作為鼻咽癌患者放療藥物不良反應的預測生物標志物。WANG等[25]對505例鼻咽癌患者的研究發現,lncRNA-p53調控網絡中的5個基因中有6個潛在的SNPs與放化療藥物的不良反應和療效顯著相關,從而為預測其療效和藥物毒性提供了新的生物標志物。此外,GUO等[26]利用Mass ARRAY iPLEX平臺對招募的505例接受放化療的鼻咽癌患者進行基因分型,結果表明LINC00312 rs15734 AA基因型的女性患嚴重白細胞減少癥的風險顯著增加了5.635倍,攜帶rs12497104 AA基因型的年輕患者發生血小板減少的風險降低90.0%。這也進一步說明了lncRNA可能作為有前景的預測化療藥物毒性的生物標志物。但由于個體差異是導致治療不良反應不一的重要因素,所以目前關于藥物毒性標志物的研究較少,主要集中于lncRNA SNPs方面。

4 lncRNA與鼻咽癌的預后

lncRNA不僅在鼻咽癌的診斷、治療療效方面具有較好的應用價值,同樣,在鼻咽癌預后方面的價值也不容忽視。腫瘤復發和遠處轉移是鼻咽癌患者生存期較差的主要原因,而lncRNA表達與鼻咽癌預后和病理參數存在相關性,一定程度上對鼻咽癌的預后有指導價值。NIE等[27]研究發現lncRNA HOTAIR在N2～N3亞組中表現優于N0～N1組(AUC:0.814vs.0.688)。上皮間質轉化(EMT)與癌癥轉移密切相關,研究發現si-SNHG12時,EMT相關標志物E-cadherin表達增強,Vimentin和N-cadherin表達降低,SNHG12高表達不僅與臨床分期、分級顯著相關,且與鼻咽癌患者的總生存期較短相關,可作為預測鼻咽癌患者預后的潛在生物標志物[28]。同樣,lncRNA TUG1高水平也與EMT相關,且在區域淋巴結轉移的鼻咽癌原發組織中表達明顯高于低水平區域淋巴結轉移的鼻咽癌組織(P<0.001)。以上研究說明lncRNA在鼻咽癌轉移中是關鍵因子,是一種有前景的預后標志物。GAO等[29]報道了lncRNA在原發性和復發性鼻咽癌中有獨特的表達模式,lnc-BCL2L11-3在鼻咽癌復發組織中明顯升高。而lnc-AL355149.1-1和lnc-ZNF674-1在復發性鼻咽癌組織中明顯減少。

但目前基于美國癌癥聯合委員會(AJCC)分期系統的解剖信息不足以獲得準確和明確的預后,因此,需要能夠反映鼻咽癌預后預測價值高的分子標志物。而鼻咽癌的特征為重度淋巴細胞浸潤,研究表明腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)是鼻咽癌獨立的預后因子[30]。CHEN等[31]利用單細胞RNA測序技術生成了單細胞轉錄組譜,建立了與鼻咽癌預后相關的免疫亞型特異性特征。雖然以上研究提示了鼻咽癌免疫細胞在預后中的作用,但缺乏lncRNA是否可作為鼻咽癌患者轉移預測因子的相關報道。近期在一項多中心回顧性隊列研究中,LIANG等[32]采用LASSO篩選了9個lncRNA構建了鼻咽癌轉移模型,通過生存分析發現,高風險組患者5年遠處轉移率高達34.0%,而低風險組僅為7.0%;隨后通過反轉錄(RT)-qPCR檢測,計算隊列中發現的局部晚期鼻咽癌患者的風險評分,以區分高風險和低風險患者,其中低危組患者B淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞的浸潤水平更高,這說明該模型對轉移的預測能力與免疫異質性相關。該研究還發現構建的模型對鼻咽癌轉移的預測效能優于傳統的臨床N分期和EBV DNA載量(0.78vs.0.65、0.61),而且與單獨的N分期相比,聯合模型顯著提高了訓練隊列中預測轉移的效率(AUCN分期=0.65vs.AUC聯合=0.77)。這說明與腫瘤免疫異質性相關的lncRNA能夠有效預測局部晚期鼻咽癌的遠處轉移,而且可以利用經濟適用的RT-qPCR進行檢測,這對指導患者個體化危險分層具有重要意義。

5 總結與展望

綜上所述,鼻咽癌中存在多種與診斷、治療和預后相關的lncRNA,通過多種途徑、獨特的表達模式和lncRNA基因遺傳變異來影響鼻咽癌的癌變和預后判斷。而沉默或過表達lncRNA可改善放化療反應,這一發現提供了一種基于lncRNA相關基因的創新腫瘤療法,相關的信號通路也能作為治療靶點,能夠更有效地開展個體化治療。隨著檢測技術的發展,除了傳統qPCR,還有新開發的具有生物相容性的電化學傳感器和lncRNA捕獲測序技術,這將大大提高lncRNA檢測靈敏度,lncRNA是一種前景廣闊的生物標志物。但lncRNA作為診療生物標志物仍然面臨不少挑戰,例如:(1)缺乏數據標準化程序,管家基因作為lncRNA分析的內部控制尚未達成全球共識。(2)缺乏大隊列研究和臨床試驗驗證lncRNA的實際價值。(3)尚未明確健康人群的特定lncRNA參考區間。而隨著對lncRNA分子和結構特性了解的不斷深入,技術的不斷進步,相信在不久的將來,lncRNA作為生物標志物有望轉化為臨床應用,能夠更好地實現個性化的精準治療和更準確的風險分層。