血液微小RNA在結(jié)直腸癌無創(chuàng)性篩查中應(yīng)用的研究進展▲

韋皓棠 鄧 雅

(廣西醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院胃腸外科，南寧市 530000，電子郵箱：46143850@qq.com)

【提要】 結(jié)直腸癌是致死率最高的惡性腫瘤之一，主要原因是腫瘤早期大多無明顯癥狀，而確診時多已發(fā)展至中晚期或已發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移，治療效果不佳。因此，早期發(fā)現(xiàn)及治療對于結(jié)直腸癌患者來說至關(guān)重要。目前，臨床上仍缺少一種檢測早期結(jié)直腸癌非侵入性的、可靠的及經(jīng)濟的篩查方法。近年來，微小RNA被認為可作為腫瘤的診斷標(biāo)志物，尤其作為結(jié)直腸癌的無創(chuàng)性篩查指標(biāo)具有重要意義。因此，本文就血液微小RNA應(yīng)用于結(jié)直腸癌早期診斷的研究進展進行綜述。

結(jié)直腸癌是最常見及致死率最高的惡性腫瘤之一，在腫瘤相關(guān)病死率中排名第2位[1]。在我國，結(jié)直腸癌發(fā)病率僅次于肺癌、胃癌，其病死率僅次于肺癌、肝癌、胃癌和食管癌[2]。盡管該病在診斷和治療方面已取得了相當(dāng)大的進展，但其發(fā)病率及死亡率仍然較高，原因是大多數(shù)患者在確診時已處于中晚期，或伴有局部或遠處轉(zhuǎn)移[3]。目前常用于篩查結(jié)直腸癌的檢查有結(jié)腸鏡、乙狀結(jié)腸鏡、糞便潛血檢測及糞便免疫化學(xué)法檢測[4-5]。但這些方法都有一定的缺點，如成本高、具有侵入性、依從性低、敏感性和特異性低等[5]。因此，目前急需尋找一種非侵入性且敏感性和特異性高的篩查方法。微小RNA(microRNA，miRNA)是內(nèi)源性單鏈小RNA，參與大多數(shù)信使RNA的轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控[6]。目前，miRNA已被證明在腫瘤細胞基因中呈差異性表達，其被認為是診斷結(jié)直腸癌的良好潛在生物標(biāo)記物[7]。本文就近年來血液miRNA的檢測方法及其在結(jié)直腸癌早期診斷中的應(yīng)用研究進展做一綜述。

1 miRNA概述

1993年，Lee等[8]在秀麗隱桿線蟲基因中發(fā)現(xiàn)了一種長度為22nt、由18～25個核苷酸組成、進化高度保守的非編碼單鏈RNA——miRNA。目前，在miRBase數(shù)據(jù)庫中已識別超過2 000種人類miRNA，通過克隆、序列分析、微陣列、實時定量PCR等技術(shù)，可預(yù)測miRNA集群調(diào)控至少50%的人類蛋白編碼基因及人類基因組中約30%的基因表達[9-11]。越來越多的證據(jù)表明，miRNA水平的異常變化有助于腫瘤的發(fā)生[12]， 且miRNA與腫瘤發(fā)生的過程有關(guān)，參與了包括炎癥、細胞周期、應(yīng)激反應(yīng)、分化、細胞凋亡、遷移和侵襲等過程[13]。

2 miRNA與結(jié)直腸癌

與早期報道顯示miRNA在腫瘤中的表達水平呈現(xiàn)出普遍性降低的現(xiàn)象不同，結(jié)直腸癌中miRNA的表達卻呈現(xiàn)高水平狀態(tài)[14]。2006年，Cummins等[15]開始大規(guī)模檢測miRNA表達譜，提出miRNA與結(jié)直腸癌的發(fā)生過程密切相關(guān)。同年，Bandrés等[16]也在結(jié)直腸癌組織中檢測到13個異常表達的miRNA。Slattery等[17]對結(jié)直腸癌和正常組織樣本進行miRNA表達譜分析，結(jié)果顯示，與正常組織相比，腫瘤組織中含有287個1.5倍差異表達miRNA。Luo等[18]發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌中有164種miRNA的表達水平發(fā)生了有意義的改變，其中2/3的miRNA表達水平上調(diào)，1/3的miRNA表達水平下調(diào)。這提示miRNA可作為潛在的結(jié)直腸癌生物標(biāo)志物。目前常用的結(jié)直腸癌血液生物標(biāo)記物有癌胚抗原和糖類抗原199，然而兩者診斷早期結(jié)直腸癌的敏感性和特異性均較低[19-20]。因此，需要開發(fā)新的非侵入性生物標(biāo)志物以提高結(jié)直腸癌的早期診斷效率。

與糖類抗原199和癌胚抗原不同，miRNA在惡性腫瘤患者的血清或血漿中表達穩(wěn)定且易于檢測，且其與臨床病理特征和預(yù)后相關(guān)[21]。miRNA在血清或血漿中的穩(wěn)定性與其被包裹在凋亡小體或外泌體中，或保存于蛋白質(zhì)/脂蛋白中有關(guān)[22]。此外，血漿miRNA的檢測只需要少量的血液(<2 mL)樣本即可進行；血液樣本在冰袋中可穩(wěn)定轉(zhuǎn)運且還可保持miRNA水平穩(wěn)定[23]。這些優(yōu)勢使得血液miRNA可作為診斷結(jié)直腸癌的良好候選生物標(biāo)記物。雖然多種miRNA分子與結(jié)直腸癌相關(guān)，但目前miRNA-92a和miRNA-21被認為與結(jié)直腸癌的關(guān)系最密切[14]。

2.1 miRNA-92a miRNA-92a是miRNA-17-92簇的組成部分[24]。在結(jié)直腸癌表達失調(diào)的miRNA中，miRNA-92a是一種特征性的致癌miRNA，有望成為檢測早期結(jié)直腸癌的生物標(biāo)志物[6]。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-92a的表達與結(jié)直腸癌的病理過程有關(guān)；將miRNA-92a導(dǎo)入LoVo細胞和SW480細胞可以增強細胞的增殖、遷移和侵襲能力，而抑制miRNA-92a表達的結(jié)果則相反[6]。Ng等[25]首次報道血漿miRNA-92是檢測結(jié)直腸癌的潛在非侵入性分子標(biāo)記物，其診斷結(jié)直腸癌的敏感性為89%，特異性為70%。隨后Huang等[26]的研究證實，晚期結(jié)直腸癌患者血漿樣本中的miRNA-92a表達水平顯著高于健康人群。另有研究結(jié)果顯示，將血清中的幾種miRNA(miRNA-21、miRNA-92a、miRNA-181b和miRNA-203)聯(lián)合用于診斷結(jié)直腸癌時，其敏感性和特異性較單一miRNA分別增加至93%和91%；而糖類抗原199和癌胚抗原聯(lián)合診斷結(jié)直腸癌的敏感性僅為35%，特異性為23%[27]。盡管miRNA-92a可以作為一個潛在的結(jié)直腸癌診斷指標(biāo)，但目前的研究結(jié)果仍缺乏大樣本臨床數(shù)據(jù)的支持。此外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在部分結(jié)直腸癌組織樣本中，miRNA-92a呈低表達水平，并認為miRNA-92a表達水平與結(jié)直腸癌關(guān)系不大[28]。因此，關(guān)于miRNA-92a是否可以作為結(jié)直腸癌的獨立診斷指標(biāo)仍存在爭議，仍需進一步進行大量臨床研究驗證。

2.2 miRNA-21 miRNA-21通常在結(jié)直腸癌中呈過表達[14，28]。研究表明，miRNA-21的表達水平在結(jié)直腸癌中顯著升高，并可作為結(jié)直腸癌患者預(yù)后預(yù)測的潛在標(biāo)志物[14]。You等[29]發(fā)現(xiàn)，miRNA-21在結(jié)直腸癌組織中高度表達，并與腫瘤的惡性程度呈正相關(guān)，但與患者的生存預(yù)后呈負相關(guān)。另有研究表明，miRNA-21表達水平升高與靜脈入侵、肝轉(zhuǎn)移、Duke分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[30]。許多學(xué)者認為miRNA-21具有用于早期診斷結(jié)直腸癌的潛在可能性[23，28，31]，Kanaan等[31]應(yīng)用微流控陣列技術(shù)檢測了30例結(jié)直腸癌患者和30例正常人群的血漿miRNA-21水平，發(fā)現(xiàn)血漿miRNA-21用于診斷結(jié)直腸癌具有90%的特異性和敏感性。然而，Schee等[28]通過實時定量PCR技術(shù)檢測了193例結(jié)直腸癌組織中包括miRNA-21在內(nèi)的6種miRNA表達水平，并分析了它們與臨床病理參數(shù)和患者預(yù)后的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miRNA-21的相對表達水平最高，表達范圍最廣，但結(jié)直腸癌患者中miRNA-21表達水平變化不一，尚未發(fā)現(xiàn)其與臨床病理參數(shù)或預(yù)后有顯著相關(guān)性。 因此，目前還沒有明確的和被廣泛認可的miRNA-21對結(jié)直腸癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)，為了更好地利用miRNA-21，進一步的大規(guī)模前瞻性研究是很有必要的。

2.3 其他miRNA 其他一些血漿/血液中的miRNA也被認為與結(jié)直腸癌有關(guān)。例如，He等[32]發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌患者血清miRNA-101表達水平下調(diào)，且miRNA-101低表達水平與結(jié)直腸癌預(yù)后不良呈正相關(guān)，提示miRNA-101在結(jié)直腸癌中充當(dāng)腫瘤抑制基因。Wang等[33]觀察到結(jié)直腸癌患者血清miRNA-103呈過表達，且其表達水平與結(jié)直腸癌患者存活期呈負相關(guān)；血清miRNA-103高表達與結(jié)直腸癌患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠處轉(zhuǎn)移與腫瘤分期有關(guān)。Monzo等[34]發(fā)現(xiàn)，腸系膜靜脈血漿中外泌體分泌的miRNA-328過表達與結(jié)直腸癌患者肝轉(zhuǎn)移有關(guān)。盡管個別miRNA具有較高的結(jié)直腸癌篩查潛能，但將多個miRNA組合檢測的方式較單一miRNA更加可靠。Kanaan等[35]發(fā)現(xiàn)，血漿中8種miRNA(miRNA-532-3p、miRNA-331、miRNA-195、miRNA-17、miRNA-142-3p、miRNA-15b、miRNA-532、miRNA-652)的組合可以有效、可靠地篩查出結(jié)腸腺瘤性息肉；5種miRNA(miRNA-331、miRNA-15b、miRNA-21、miRNA-142-3p、miRNA-339-3p)的組合能將進展期腺瘤從結(jié)直腸癌患者中篩查出來，表明miRNA組合可用于腺瘤的篩查，是一種無創(chuàng)、經(jīng)濟的篩查方法。Giráldez等[36]也報告了類似的檢測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)血漿中6種miRNA(miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-19b、miRNA-15b、miRNA-29a、miRNA-335)的表達水平在結(jié)直腸癌患者中明顯升高，并發(fā)現(xiàn)miRNA-18a的表達水平在進展期腺瘤中明顯升高。由此可見，miRNA在鑒別腺瘤與診斷結(jié)直腸癌中均具有高度敏感性和特異性[36]。

miRNA組合作為結(jié)直腸癌生物標(biāo)志物或許是比單一miRNA檢測更有前景的策略，但是成本效益問題也不得不考慮。此外，對于每種潛在的miRNA生物標(biāo)志物，了解其分子結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能以及與相關(guān)的調(diào)節(jié)機制，是臨床應(yīng)用和鑒定新治療靶點的關(guān)鍵。

3 展 望

miRNA作為結(jié)直腸癌非侵入性診斷的生物標(biāo)志物在臨床應(yīng)用上仍處于初期階段。為了使miRNA標(biāo)志物在臨床得以推廣應(yīng)用，必須通過大型的、獨立的miRNA標(biāo)志物研究評估其診斷結(jié)直腸癌的應(yīng)用價值。隨著對血液miRNA的不斷探究與認識，相信在不久的將來，能有一種新的、侵入性較小的血液miRNA檢測技術(shù)用于早期結(jié)直腸癌篩查并幫助評估預(yù)后。