MicroRNA在非小細胞肺癌的診斷、治療和預后評估中的作用

李璽?榮福

【摘要】 肺癌是最常見的惡性腫瘤之一， 居全球癌癥死亡的首位。肺癌預后差的原因是缺乏有效的早期診斷方法及治療手段。微小核糖核酸（MicroRNA， miRNA）是一種大小為18～23個堿基的非編碼單鏈小分子RNA。近年研究發(fā)現， miRNA在肺癌的發(fā)生發(fā)展發(fā)揮著重要作用。本文對miRNA在非小細胞肺癌的診斷、治療和預后判斷中的作用做一綜述。

【關鍵詞】 非小細胞肺癌；微小核糖核酸；診斷；治療；預后

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.02.214

2012年估計有180萬新發(fā)肺癌病例， 占所有癌癥的13%， 是全球男性因癌死亡的首要原因， 也是發(fā)達國家女性因癌死亡的首要原因 [1]。肺癌分為小細胞肺癌（small cell lung cancer， SCLC）和非小細胞肺癌（non small cell lung cancer， NSCLC）， 其中大部分為NSCLC（約80%）， 雖然近年來NSCLC治療手段不斷進步發(fā)展， NSCLC患者的總體治療效果仍欠佳[2]， 其主要原因是大部分NSCLC患者明確診斷時已是中晚期， 已無手術治療機會。尋找一種可靠的早期診斷NSCLC的手段和有效的NSCLC治療方案是目前NSCLC研究領域的重點。目前許多研究表明， MicroRNA （miRNA）與NSCLC的發(fā)生發(fā)展關系密切， 可以作為NSCLC的早期診斷、治療和預后評估的重要指標。

1 miRNA概述

自1993年第一個miRNA被發(fā)現以來， 現已在人類發(fā)現了超過1000個。miRNA是一種由18～ 23個堿基組成的非編碼單鏈小分子RNA， 經過Dicer酶加工后生成， 通過降解或抑制使其靶mRNA分子翻譯而起作用。目前研究認為， miRNA與人體細胞的分化、增殖、凋亡以及疾病的發(fā)生發(fā)展關系密切。在腫瘤組織中， miRNA既可下調癌基因的活性從而抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展， 也可下調抑癌基因來促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展 [3]。

2 miRNA與NSCLC的診斷

2. 1 miRNA與NSCLC的早期診斷 目前臨床上NSCLC早期診斷困難， 缺乏行之有效的肺癌早期診斷生物標志物， 大部分NSCLC發(fā)現時已晚期， 因此提高NSCLC早期診斷率尤為重要， 特別是無創(chuàng)或微創(chuàng)有效的可靠的檢測手段， miRNA使這一設想成為了可能。相關研究發(fā)現， 肺癌組織與癌旁組織對比， miRNA-21、miRNA-141、miRNA-210、miRNA-200b在肺癌組織中顯著高表達， 而miRNA-126、 miRNA- 129、miRNA-346、miRNA-3a、miRNA-451、miRNA-486、miRNA-520、miRNA-521、miRNA-30b、miRNA-30c、miRNA-30d、miRNA-516a顯著低表達。王歡等[1]通過研究組織中的miRNA-106a， 發(fā)現miRNA-106a在NSCLC患者腫瘤組織中的表達水平明顯高于癌旁正常組織。Mitchell等[2]研究發(fā)現， 血漿中存在成熟的miRNA， 且miRNA在室溫和反復凍融的條件下均保持穩(wěn)定， 因此認為血液標本也是進行miRNA檢測的可靠樣本。張曉娟等[3]研究表明， miRNA穩(wěn)定的存在于血漿和血清中， 且血清和血漿中miRNA無顯著差異。Jeong等[4]分析血清中Let-7a， 發(fā)現Let-7a在NSCLC患者血清中表達水平顯著低于健康人， 低水平Let-7a促進NSCLC發(fā)生發(fā)展， 可能是Let-7a通過抑制癌基因相關的細胞周期相關蛋白起到誘導肺癌發(fā)生的作用。比較NSCLC患者和健康人血清中的miRNA表達譜發(fā)現， 有63種miRNA在NSCLC患者血清中檢測出而在健康人血清中沒有；同時發(fā)現miRNA-25和miRNA-223在NSCLC患者中顯著高表達， 表明miRNA-25和miRNA-223是可能是NSCLC特異性生物標志物。通過研究NSCLC患者和健康人血漿中miRNA-21發(fā)現， miRNA-21在NSCLC患者血漿中表達水平顯著高于健康對照組， 認為miRNA-21是診斷NSCLC的特異性生物標志物。肺癌患者與肺部良性病變患者發(fā)現， 發(fā)現肺癌患者血清中的miRNA-10b、miRNA -155、miRNA -141的表達水平顯著高于比良性病變者， 且有淋巴結轉移的肺癌患者血清中miRNA-10b表達高危無淋巴結轉移者， 因此認為miRNA可作為肺癌早期診斷的生物標志物。相關學者通過檢測肺癌患者和正常對照者血清中的miRNA -155、miRNA-197、miRNA-182表達水平， 發(fā)現miRNA -155、miRNA-197、miRNA-182在早期肺癌患者血清中表達水平顯著高于正常對照組， 聯合檢測上述三種miRNA的靈敏度和特異度均較高， 分別為81. 33%和86. 76%；而在有轉移的肺癌患者血清中miRNA-197H和miRNA-155的表達明顯高于無轉移者。這些研究表明， 檢測miRNA可作為早期診斷NSCLC的一種可靠的檢測方法。

2. 2 miRNA與NSCLC的分型的關系 NSCLC的準確病理分型對指導臨床個體化治療有重要意義， 腺癌和鱗狀細胞癌是NSCLC兩個主要的組織學類型， 它們的病理學特征不同， 對治療的反應也不同。目前， 對于低分化腫瘤組織及活檢獲取的少量腫瘤組織， 細胞和組織形態(tài)學有時無法明確病理類型， 而通過miRNA的新型生物標記物的檢測有望彌補這一缺陷。多項研究表明， 在肺鱗癌和腺癌中有6種miRNA（miRNA-205、miRNA-99b、miRNA203、miRNA-202、miRNA-102、miRNA-204-pre）表達存在顯著差異。研究證實了檢測福爾馬林固定、石蠟包埋標本的MiR-205在區(qū)分肺鱗癌和肺腺癌時miRNA-205具有較高敏感性（96%）和特異性（90%）；進一步研究表明， 利用經皮肺穿刺標本（FNA）、纖支鏡刷檢和灌洗液檢測miRNA-205， 鑒別鱗癌的敏感性也達到96%（95%CI， 91% to 98%）。相關研究表明， miRNA-205在區(qū)分鱗腺癌與手術切除標本的病理診斷吻合率為100%。國內研究也表明檢測手術切除標本的miRNA-205， 其準確鑒別肺鱗癌與肺腺癌的曲線下面積（AUC）達98.5%[5]。上述研究表明， miRNA-205是肺鱗癌特異性生物標志物。值得注意的是， miRNA-205在25例腺癌中有4例誤判， 表明miRNA-205作為單獨的分型工具用于臨床還為時過早， 還不能取代以形態(tài)學為基礎的傳統(tǒng)方法， 但是可以作為它們的有效補充。

3 miRNA與NSCLC的治療

目前， NSCLC的化療是以鉑類藥物為基礎， 延長了部分NSCLC患者的生存期， 但總體治療效果差強人意， 開發(fā)出高效安全的治療NSCLC的藥物乃是當前肺癌熱點之一。靶向治療的出現和發(fā)展為EGFR或ALK基因突變的NSCLC患者提供了一種新的治療選擇， 而隨著miRNA研究的不斷深入， 發(fā)現miRNA也可作為NSCLC的治療新靶點。miRNA與NSCLC的發(fā)生發(fā)展密切相關， 既可起到促進腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用也可以起到抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展的作用， 調控著腫瘤發(fā)生發(fā)展的各個階段。對在NSCLC發(fā)生發(fā)展過程中起到抑癌作用的miRNA， 可引入目標miRNA或其DNA載體， 從而增加其表達量， 起到治療癌癥作用。有的研究發(fā)現， miRNA-34c、miRNA-145和miRNA-142-5p在肺癌中的表達受到抑制， 提高癌細胞中這些miRNA的表達量， 能顯著抑制癌細胞的生長。相關的研究肺癌動物模型， 發(fā)現在動物模型中引入Let -7可以減小瘤體大??；研究體外培養(yǎng)的肺癌細胞， 發(fā)現增加癌細胞中Let-7的表達量可有效抑制癌細胞的增殖。發(fā)現在肺癌患者中具有促進腫瘤發(fā)展及抑制上皮間質轉化功能的miRNA-200家族的表達量有改變[6]。相關研究發(fā)現增強肺癌細胞中miRNA -1的水平， 能增強化療藥物對癌細胞抑制作用。而對肺癌發(fā)生發(fā)展過程中有促進作用的miRNA， 可通過抑制其活性或干擾其生成， 從而增強治療效果。相關研究表明， 通過降低肺癌細胞的miRNA-21和miRNA-200b的表達水平， 可以提高西他濱的化療效果， 表明miRNA參與了調控癌細胞對化療藥物的敏感性；而降低癌細胞中的miRNA-141的表達水平可降低癌細胞的生長速度。相關研究發(fā)現， 可通過抑制miRNA-34b和miRNA-34c甲基化的從而降低其活性， 起到治療肺癌的目的[7]。

4 miRNA與NSCLC的預后

miRNA的表達水平與NSCLC預后密切相關， 在治療前后的表達水平也有所不同， 可作為NSCLC預后判斷的標準。相關研究發(fā)現， miRNA-125b的表達不僅能區(qū)分NSCIC人群和正常人群， 而且肺癌患者血清中的miRNA-125b高表達消失后預示預后不良， 與miRNA-125b低表達比較有統(tǒng)計學意義， 因此認為miRNA-125b是NSCLC的獨立預后因素。研究發(fā)現， Let-7f、miRNA-20b和miRNA-30e-3p在NSCLC患者表達水平下降， Let-7f和miRNA-30e-3p表達水平可以判定肺癌的分期和進行手術評估， 而且Let-7f和miRNA-30e-3p表達水平與總生存率相關。相關學者組織中的miRNA-34表達水平， 發(fā)現miRNA-34在NSCLC患者腫瘤組織中的表達水平顯著低于癌旁正常組織， 且NSCLC患者術后高復發(fā)率與miRNA-34低表達相關， 同時合并有p53突變的miRNA-34表達患者術后復發(fā)率更高， 因此認為miRNA-34a可作為評估NSCLC患者術后復發(fā)的生物標志物。研究NSCLC患者Let-7的表達水平， 發(fā)現Let-7表達水平與生存時間相關， 越低表達生存時間越長；研究發(fā)現， 在NSCLC患者中， Let-7低表達組術后死亡危險比是高表達組的2.71倍。Let-7的也是NSCLC患者獨立的預后因素。對NSCLC標本與正常對照組標本比較發(fā)現， NSCLC標本中miRNA-21高表達， 且復發(fā)的NSCLC患者標本中miR-21也顯著升高；而無復發(fā)的病例中miRNA-21無明顯變化；miRNA-21也是NSCLC患者的預后因素。研究發(fā)現， miRNA-145、miRNA-155、Let-7a-2、Let-7b和miRNA-21與肺腺癌的預后相關， 其中miR-155是肺腺癌獨立預后因素。

5 小結

miRNA是當今各領域包括NSCLC的研究熱點， 隨著技術水平的提升， miRNA表達的檢測結果日益精準可靠。miRNA參與了NSCLC發(fā)生發(fā)展的全過程， 研究腫瘤組織或血液中miRNA表達水平或表達譜， 可提高對NSCLC早期診斷、分型、治療及預后評估準確度。降低NSCLC的死亡率的關鍵是提高NSCLC早期診斷率；NSCLC準確病理分型和預后判斷可以指導醫(yī)生合理用藥， 減少死亡風險， 提高生產率， 降低腫瘤的復發(fā)；miRNA為NSCLC的治療提供新的靶點， 為新藥開發(fā)帶來了新希望。然而， 目前尚無一種miRNA檢測真正進入臨床階段， 大部分的miRNA檢測的靈敏度、特異性仍不令人十分滿意， miRNA的檢測能否應用到臨床還需科技工作者的不懈努力， 相信在不久的將來， miRNA可作為新的生物標志物被用于NSCLC的早期診斷、治療及預后評估。

參考文獻

[1] 王歡， 翁國星， 陳智群， 等. 早期非小細胞肺癌組織中 miR-106a 的表達變化及意義. 山東醫(yī)藥， 2010， 50（22）：51-52.

[2] Mitchell PS， Parkin RK， Kroh EM， et al. Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. Proc Natl Acad Sci USA， 2008， 105（30）：105-118.

[3] 張曉娟， 董靜， 馬紅霞， 等.血清/血漿 microRNA 檢測方法探討與建立. 南京醫(yī)科大學學報： 自然科學版， 2011， 31（4）：529-531.

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[5] Chen X， Ba Y， Ma L， et al. Characterization of microRNAs in serum： a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases. Cell Res， 2008， 18（10）：997-1006.

[6] Landi MT， Zhao Y， Rotunno M， et al. MicroRNA expression differentiates histology and predicts survival of lung cancer. Clin Cancer Res， 2010， 16（2）：430-441.

[7] Bishop JA， Benjamin H， Cholakh H， et al. Accurate classification of non-small cell lung carcinoma using a novel micro RNA-based approach. Clin Cancer Res， 2010， 16（2）：610-619.

[收稿日期：2015-09-14]