血漿miRNA 檢測(cè)在腫瘤臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展

石明，仇雪梅，2，樊紅

(1.東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇南京 210009;2.東南大學(xué)生命科學(xué)研究院，江蘇南京 210009)

惡性腫瘤是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的疾病。世界衛(wèi)生組織和國(guó)際抗癌聯(lián)盟的資料顯示，如不能有效控制癌癥的發(fā)病率，預(yù)計(jì)2020年腫瘤新發(fā)病例將達(dá)到1 600萬(wàn)，近1 000萬(wàn)人死亡［1-5］。在美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家，因癌癥死亡僅次于心血管疾病，已成為癌癥第二大殺手［6］，而我國(guó)每年新增癌癥患者約160萬(wàn)人，其中因癌癥死亡人數(shù)約130萬(wàn)人［1-5］。不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而貽誤治療時(shí)機(jī)及腫瘤治愈率低是導(dǎo)致癌癥患者死亡的主要原因，而早期發(fā)現(xiàn)及治療效果監(jiān)測(cè)是預(yù)防和有效治療癌癥的重要手段。幾十年來(lái)，研究者們對(duì)標(biāo)志物研究和應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，生物標(biāo)志物可以用來(lái)進(jìn)行腫瘤早期診斷，使得癌癥的治愈率、生存率大大提高。近年來(lái)，隨著微小RNA(micro RNA，miRNA)及其表達(dá)模式的發(fā)現(xiàn)，使這類(lèi)分子有可能作為新的生物標(biāo)志物，為癌癥的診斷與治療開(kāi)辟了一條新途徑［7-8］。作者針對(duì)血漿miRNA在癌癥早期診斷、個(gè)體化治療以及預(yù)后監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用價(jià)值作一綜述。

1 microRNAs簡(jiǎn)介

miRNA是一類(lèi)非編碼小分子RNA，通過(guò)與mRNA 3'端非翻譯區(qū)完全和不完全配對(duì)結(jié)合使mRNA降解或翻譯抑制［1-5］，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)。近年來(lái)，隨著人們對(duì)miRNA分子的逐步認(rèn)識(shí)，其生物功能及應(yīng)用備受關(guān)注，尤其對(duì)miRNA在個(gè)體新陳代謝、抗感染、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡以及腫瘤發(fā)生過(guò)程中重要作用的認(rèn)識(shí)，為疾病發(fā)病機(jī)制研究及治療提供了新的觀點(diǎn)。

miRNA最初發(fā)現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)90年代初期，2002年，因 Calin等［6］對(duì)其開(kāi)創(chuàng)性的研究成果報(bào)道，使miRNA成為腫瘤研究中的新焦點(diǎn)。在隨后的幾年中，人們對(duì)miRNA的研究不斷深入，逐漸揭示了其功能和可能的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是對(duì)有關(guān)能夠抑制miRNA功能的RNA結(jié)合蛋白的研究成果不斷更新，使人們?cè)诟由钊肓私鈓iRNA的同時(shí)，看到了miRNA在腫瘤研究及臨床應(yīng)用等方面的前景。研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)和其他動(dòng)物的血清與血漿中，miRNA穩(wěn)定存在。這些循環(huán)中的miRNA的表達(dá)譜是一類(lèi)全新的生物標(biāo)志物，有可能作為疾病包括腫瘤的無(wú)創(chuàng)性診斷指標(biāo)。

2 miRNA作為腫瘤早期診斷標(biāo)志物

生物標(biāo)志物是一類(lèi)能被用來(lái)指示正常與病態(tài)過(guò)程的客觀上可測(cè)量的生物特征分子［9］。miRNA在腫瘤組織與正常組織中的表達(dá)譜有差異;且在某些腫瘤中表達(dá)上調(diào)的miRNA，可能在另一種腫瘤組織中表達(dá)下調(diào);有些miRNA只在特定的組織中表達(dá)，如miR-122只在正常肝臟中表達(dá)［10-11］。因此，miRNA在腫瘤中特異性表達(dá)的特征，使其完全有可能成為一類(lèi)腫瘤的生物學(xué)標(biāo)志物。

2002年，在對(duì)以13q14缺失為特征的人慢性淋巴細(xì)胞性白血病研究中，Calin等［6］首次發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)腫瘤中存在miRNA的異常表達(dá)。2008年 Lawrie等［12］發(fā)現(xiàn)，彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤患者血清miR-21表達(dá)水平升高，并證實(shí)miR-21的高表達(dá)與該類(lèi)疾病的生存率密切相關(guān)。此外，Krutzfeldt和Esau等［14-15］通過(guò) RNA干擾技術(shù)發(fā)現(xiàn)，miR-122在調(diào)節(jié)新陳代謝方面起重要作用。Volinia等［16］對(duì)6種實(shí)體腫瘤(肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、食管癌和胰腺癌)進(jìn)行了高通量的微陣列分析，發(fā)現(xiàn)miRNA在實(shí)體瘤中具有共同特征，即miR-17-5p、miR-20a、miR-21、miR-92、miR-106a 和miR-155分子存在過(guò)表達(dá)模式。對(duì)56份前列腺癌腫瘤組織和7份正常組織中miRNA表達(dá)譜的差異分析發(fā)現(xiàn)，其中39種miRNA表達(dá)量增加，6種miRNA表達(dá)量下降，顯示在前列腺腫瘤中miRNA表達(dá)上調(diào)較下調(diào)更為普遍。

有研究發(fā)現(xiàn)，卵巢腫瘤中有23種miRNA表達(dá)異常，包括11種miRNA表達(dá)上調(diào)和12種miRNA表達(dá)下調(diào)。Resnick等［17］在對(duì)卵巢腫瘤中miRNA的表達(dá)變化的研究發(fā)現(xiàn)，miR-21、miR-92和miR-93起致癌基因作用，在腫瘤中具有作為生物標(biāo)志分子的潛能?？傊?，不斷有研究表明，在不同腫瘤組織中miRNA表達(dá)譜存在明顯的差異，可能作為腫瘤診斷的新的分子標(biāo)志物。

在2008年，Mitchell等［18］發(fā)現(xiàn)了來(lái)自上皮細(xì)胞腫瘤的miRNA會(huì)被快速釋放入血液循環(huán)中。他們以小鼠為模式生物，證明了人類(lèi)miRNA能夠在前列腺腫瘤異體移植老鼠的血液中檢測(cè)到，而且miRNA含量與移植腫瘤大小相關(guān)。Boeri等［19］對(duì)肺癌中 miRNA的研究結(jié)果表明，miRNA在腫瘤組織中的表達(dá)與臨床相關(guān)病理特征有關(guān)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了血漿miRNA作為生物標(biāo)志物的可能。另外，Ng等［20］在2009年發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于正常人，有5種miRNA不僅在結(jié)腸直腸腫瘤組織中，也在腫瘤患者的血清中過(guò)量表達(dá)。Mitchell等［18］通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，血漿與血清miRNA具有很強(qiáng)的相關(guān)性，均適合作為腫瘤標(biāo)志物。血漿miRNA作為一種易于檢測(cè)的指標(biāo)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

3 miRNA與個(gè)體化治療

在許多人類(lèi)腫瘤病例中存在miRNA表達(dá)異常的現(xiàn)象，miRNA表達(dá)水平的改變可能在腫瘤形成中起著重要作用。近年研究證實(shí)，miRNA的表達(dá)變化可以抑制腫瘤形成，亦可以起致癌作用［21］。致癌miRNA通過(guò)負(fù)調(diào)控，抑制了抑癌基因或調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。例如，miR-17-92在肺癌或淋巴瘤等多種癌癥中出現(xiàn)表達(dá)明顯增加，且它的表達(dá)上調(diào)促進(jìn)了肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。miRNA顯著的組織特異性和表達(dá)譜特征提示其可能具有診斷癌癥和判斷癌癥預(yù)后的作用。抑制過(guò)高表達(dá)致癌作用的miRNA可能有助于腫瘤的治療。Ng等［20］根據(jù)研究結(jié)果推測(cè)，在腸癌中miR-92與miR-17上調(diào)普遍存在，如果能找到一種抑制miR-92和miR-17過(guò)表達(dá)的藥物，將為結(jié)腸直腸癌治療提供新的策略。Kota等［22］對(duì)肝癌miRNA的表達(dá)譜進(jìn)行分析，檢測(cè)到8例樣品中有7例miR-26a含量低于正常組織。應(yīng)用miR-26a-EGFP的腺相關(guān)病毒載體(adeno-associated virus，AAV)研究肝癌鼠模型發(fā)現(xiàn)，將miR-26a導(dǎo)入能有效阻止鼠肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，僅1種miRNA的表達(dá)就可影響一種疾病的發(fā)展，而且miR-26a在多種生物與組織中都存在，它并不影響正常肝細(xì)胞的生長(zhǎng)，這在肝癌的個(gè)體化治療中有著廣闊應(yīng)用前景，而且可能還有許多具有治療潛能的miRNA還等待著被發(fā)現(xiàn)，因此，提出了miRNA的更換療法的新理念。

此外，miRNA在其他疾病的研究結(jié)果亦提示，miRNA表達(dá)分析可能為許多疾病如病毒感染性疾病、心血管疾病等提供可行的治療方案。

4 血漿miRNA與腫瘤預(yù)后監(jiān)測(cè)

miRNA在不同種腫瘤中的差異表達(dá)及其與腫瘤的分類(lèi)和診斷的相關(guān)性，提示其可能成為腫瘤預(yù)后檢測(cè)的重要生物標(biāo)志分子。Hu等［23］對(duì)303例非小細(xì)胞肺癌進(jìn)行了miRNA分析，發(fā)現(xiàn)有4種miRNA與患者的生存期密切相關(guān)，并且4種miRNA與非小細(xì)胞肺癌分期有關(guān)，這種特異性的miRNA分析，有可能為非小細(xì)胞肺癌患者病程的預(yù)測(cè)以及選擇更適合的治療方法提供依據(jù)。Yamamoto等［24］發(fā)現(xiàn)，在肝癌患者血清中miR-500高表達(dá)，而3例肝癌術(shù)后患者血清中miR-500表達(dá)恢復(fù)到正常水平，miRNA-500血清表達(dá)水平不僅可用于肝癌發(fā)展過(guò)程變化的診斷，還能夠反映患者病程的發(fā)展過(guò)程。腫瘤切除后，測(cè)定患者血液中miR-500等能夠盡早發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移等情況，有利于決定下一步的治療方案［25］?？傊?，血漿miRNA在腫瘤預(yù)后監(jiān)測(cè)方面也可能是一種非常好的生物標(biāo)志物。

5 結(jié) 語(yǔ)

優(yōu)良的生物標(biāo)記物能夠在無(wú)臨床癥狀時(shí)或腫瘤發(fā)生早期起到檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的作用。例如胰腺癌經(jīng)常是在晚期被確診，所以患者的生存幾率非常低［26］，如能夠早期診斷和有效治療將大大提高胰腺癌患者的生存率。miRNA能夠在血漿中穩(wěn)定存在而不被RNA酶分解，而且Gilad等［13］在實(shí)驗(yàn)中證明了幾種血清中的miRNA在室溫下4 h含量并無(wú)明顯變化。此外，Chen等［21］隨機(jī)檢測(cè)了4個(gè)健康男性和3個(gè)健康女性血清中的14種miRNA，這些miRNA在不同個(gè)體間表達(dá)水平基本一致，這為建立一個(gè)miRNA正常標(biāo)準(zhǔn)提供了基礎(chǔ)。血漿和(或)血清miRNA表達(dá)不僅具有較高的特異性與敏感性，而且無(wú)需創(chuàng)傷性獲取腫瘤組織，因此，將其作為癌癥診斷標(biāo)志物具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

雖然血漿miRNA有上述等多種優(yōu)點(diǎn)，但是，我們還面臨著非常多的挑戰(zhàn)，要將miRNA應(yīng)用于臨床，還需要大規(guī)模的健康人群，包括不同性別及年齡段的血清和(或)血漿miRNA表達(dá)譜信息;要確診某種癌癥，還需要找到多種特定的腫瘤特異性miRNA，而不可能僅僅依靠在多種腫瘤都有異常表達(dá)miRNA。同時(shí)尚須注意，miRNA在臨床應(yīng)用時(shí)的腫瘤間差異和個(gè)體差異。Ng等［20］研究發(fā)現(xiàn)，血漿中miR-92表達(dá)水平在癌癥前4個(gè)階段并無(wú)明顯變化，也不是與腫瘤大小及轉(zhuǎn)移相關(guān)的指標(biāo)。

盡管人們對(duì)miRNA的研究在腫瘤學(xué)領(lǐng)域已取得一些進(jìn)展，但miRNA應(yīng)用于腫瘤臨床目前還面臨很多問(wèn)題，尤其miRNA表達(dá)存在時(shí)空特異性。近年大量的研究結(jié)果提示，miRNA這類(lèi)小分子在腫瘤診斷、預(yù)后監(jiān)測(cè)以及治療方面都表現(xiàn)出具有非凡潛力，相信隨著miRNA在腫瘤研究的不斷深入，新的發(fā)現(xiàn)將不斷更新我們對(duì)其認(rèn)識(shí)，期待找到不同時(shí)期特異性表達(dá)的腫瘤標(biāo)志性miRNA，提高其臨床應(yīng)用價(jià)值?？傊?，miRNA有待我們?nèi)ジ由钊氲耐诰蚱涔δ芎妥饔脵C(jī)制。在條件尚未成熟之際，我們是否應(yīng)該盡快將其投入臨床應(yīng)用還值得商榷。

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