胃癌相關microRNA的研究進展和臨床價值

馮 吉 李 銳蘇州大學附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科(215000)

據(jù)2018年全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，胃癌是全球第5大常見癌癥，亦是導致全球癌癥相關死亡的第3大原因[1]。胃癌的發(fā)生、發(fā)展是一個多步驟的過程，早期診斷和治療可明顯改善患者預后，早期胃癌患者5年生存率約可達90%[2]。然而，早期胃癌患者常缺乏特異性臨床表現(xiàn)，影像學和血清學檢查的價值局限，內(nèi)鏡下診斷聯(lián)合病理活檢雖為金標準，但易受患者依從性和操作者主觀經(jīng)驗的影響，造成多數(shù)患者在確診時已發(fā)展為進展期胃癌，極大地降低了治療有效性。

微小RNA(miRNA)是一類內(nèi)源性非編碼小分子RNA，通過靶向mRNA并與其3’非翻譯區(qū)(3’-UTR)的互補序列結合，調(diào)控多種基因表達。研究[3]表明，多種miRNA在胃癌中表達異常，參與胃癌的發(fā)生、發(fā)展過程。MiRNA以高度穩(wěn)定的形式存在于體內(nèi)，檢測miRNA的高通量技術具有操作簡易、成本較低、敏感性高等優(yōu)點[4]。因此，miRNA有望作為一種新型生物學標志物應用于胃癌篩查、早期診斷、治療以及預后判斷等領域。本文就胃癌相關miRNA的研究進展和臨床價值作一綜述。

一、MiRNA參與胃癌的發(fā)生、發(fā)展

1. 促進胃癌細胞增殖、進展：研究[5-7]表明，miR-301a、miR-296-5p、miR-17/20a等可靶向不同的基因促進胃癌細胞生長和增殖。此外，幽門螺桿菌(Hp)是公認的胃癌Ⅰ類致癌因子，與胃癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關。前期研究[8]發(fā)現(xiàn)，miRNA可通過調(diào)控Hp感染進而參與胃癌的發(fā)生、發(fā)展，如miR-30b通過調(diào)節(jié)細胞自噬通路中的BECN1和ATG12信號蛋白而抑制細胞自噬過程，導致Hp持續(xù)性感染。近年亦有研究[9]發(fā)現(xiàn)，Hp感染可導致相關miRNA異常表達。如Hp釋放的細胞毒素CagA可使miR-204表觀甲基化下調(diào)，導致靶基因BIRC2表達增強并激活核因子-κB(NF-κB)及其下游信號通路，加速炎癥、血管生成和細胞遷移過程，從而促進胃癌進展。

MiRNA表達失調(diào)與胃癌細胞侵襲、轉移密切相關。Zhu等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-106通過靶向JAK/STAT信號通路抑制胃癌細胞凋亡并促進胃癌侵襲、轉移。Wang等[11]的研究亦顯示miR-10b具有提高腫瘤細胞侵襲性的能力。此外，越來越多的研究[12-13]證實，不同的miRNA可靶向同一基因調(diào)控細胞表型，如miR-221、miR-222以及miR-106b共同靶向PTEN基因促進癌癥細胞的侵襲能力。

2. 抑制胃癌細胞增殖、進展：MiRNA可通過抑制癌基因或腫瘤進展相關基因的表達從而促進胃癌細胞凋亡。研究[14]表明，同一miRNA可靶向不同基因發(fā)揮抑癌作用。如miR-375通過直接靶向PDK1抑制下游靶點Akt磷酸化，進而誘導胃癌細胞凋亡。同時，其與抗凋亡基因14-3-3ζ的3’-UTR結合可靶向抑制該基因的表達從而促進胃癌細胞凋亡。

此外，miRNA可抑制胃癌細胞遷移。MiR-135a靶向作用于TRAF5 其及下游NF-κB 途徑抑制胃癌細胞遷移[15]。有研究指出，不同的miRNA可靶向同一基因發(fā)揮抑癌作用，如miR-15b、miR-16、miR-181b以及miR-34均可通過靶向編碼抗凋亡蛋白Bcl-2，促進胃癌細胞凋亡[16]。上述研究提示靶向特定miRNA或miRNA組合將有助于促進胃癌細胞凋亡或抑制胃癌細胞轉移，從而達到延緩疾病進展的治療目標。

二、MiRNA與胃癌的診斷

盡管醫(yī)療技術不斷進步，胃癌的死亡率仍高居不下。2018年中國年齡標準化的胃癌發(fā)病率為20.7/10萬(位居癌癥發(fā)病率第4位)，死亡率達17.5/10萬(位居癌癥死亡率第2位)[17]。早診斷早治療是降低胃癌相關死亡率和改善預后的關鍵。近年來，利用miRNA表達水平篩查早期胃癌的技術成為研究熱點，其作為早期胃癌篩查的新型生物學標志物具有客觀、靈敏、成本低、易操作的優(yōu)點。

1. MiRNA作為生物學標志物的穩(wěn)定性和可操作性：MiRNA不僅存在于血清、血漿中，同時亦存在于唾液、尿液、胃液等其他體液中。研究顯示，在不同儲存條件下，miRNA均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。血清miRNA在-80 ℃下對Rnase酶、低(pH≤1)或高(pH≥13)pH值溶液以及10次凍融循環(huán)具有良好的抵抗力[18]。在-80 ℃下保存9個月后，血漿miR-21和miR-29b的表達水平無顯著改變[19]。在室溫或4 ℃下，未解凍血液樣本中的miR-451a和miR-23a可穩(wěn)定表達8 h以上[20]。上述研究證實miRNA表達具有良好的穩(wěn)定性。此外，檢測miRNA的高通量實驗技術操作簡易、敏感性高且成本低，是miRNA作為新型生物學標志物有望應用于臨床的重要前提之一。

2. MiRNA作為胃癌早期篩查和診斷的標志物：循環(huán)miRNA對胃癌的早期篩查和診斷具有重要臨床意義。MiR-381在早期胃癌患者、進展期胃癌患者以及健康人血清中均有差異表達，將其診斷意義與經(jīng)典腫瘤標志物(包括CA19-9、CA724以及CEA)水平進行比較，受試者工作特征(ROC)曲線顯示血清miR-381對早期胃癌診斷的敏感性和特異性均優(yōu)于其他腫瘤標志物[21]。MiR-421亦被證實可作為胃癌早期診斷的標志物，其特異性和敏感性顯著優(yōu)于常規(guī)腫瘤標志物CEA和CA125，具有較高的臨床應用潛力[22]。但需注意的是，單個miRNA表達水平存在變異性和非特異性可能，使單一miRNA的診斷價值存在局限性[16]。因此，近年大量研究致力于評估m(xù)iRNA組合診斷早期胃癌的價值。有學者利用TaqMan低密度陣列篩選得到5種在胃癌患者血漿中表達上調(diào)的miRNA，包括miR-16、miR-25、miR-92a、miR-451和miR-486-5p，聯(lián)合此5種miRNA診斷胃癌的ROC曲線下面積顯著高于單一miRNA，表明聯(lián)合多個miRNA具有更高的診斷價值[23]。

近來研究發(fā)現(xiàn)，胃液中miRNA表達水平亦具有一定診斷價值。研究[24]顯示，miR-133a在胃癌患者胃液中的表達水平顯著下調(diào)，且其在胃液和胃癌組織中的表達水平呈正相關，提示胃液miR-133a可作為胃癌早期診斷的特異性指標。此外，尿液中miRNA的診斷價值亦頗受關注。有研究[25]證實miRNA在尿液中穩(wěn)定表達，與健康對照者相比，胃癌患者術前尿液中miR-21-5p的表達水平顯著上調(diào)，而術后表達明顯下降，提示尿液中相關miRNA有望作為診斷胃癌的非侵入性標志物之一。

三、MiRNA與胃癌的治療

大部分胃癌患者術后需進行輔助化療，患者對化療藥物的敏感性和耐藥性是影響化療效果的關鍵。近年，諸多研究[26-27]致力于將miRNA作為干預靶點應用于癌癥的治療，通過干預相關miRNA的表達以實現(xiàn)提高化療敏感性，抑制或逆轉耐藥的治療目的。

1. MiRNA與化療耐藥：部分胃癌患者對化療藥物存在耐藥行為，可表現(xiàn)為多藥耐藥(MDR)。研究[28]表明，相關miRNA可抑制或逆轉耐藥行為。miR-148a-3p過表達可通過誘導線粒體分裂和下調(diào)AKAP1表達，從而降低胃癌細胞對順鉑(CDDP)的抵抗力，改善化療療效。此外，有研究[29]通過高通量功能篩選得到了11個miRNA與胃癌的MDR相關，其中miR-508-5p過表達對逆轉MDR最為有效，其機制為靶向抑制ABCB1和ZNRD1基因的3’-UTR，提示miR-508-5p/ZNRD1/ABCB1調(diào)控環(huán)在胃癌MDR中發(fā)揮重要作用。同樣，miR-218亦可通過靶向Hedgehog或smoothened，從而抑制MDR的發(fā)生[30]。

2. MiRNA與化療敏感性：研究[31]發(fā)現(xiàn)，miR-34a通過靶向MET基因調(diào)節(jié)胃癌細胞的增殖和凋亡，上調(diào)miR-34a表達可增強胃癌細胞對CDDP的敏感性。此外，有研究[32]通過檢測行細胞減滅術和腹腔熱灌注化療的胃癌患者治療前后血清miRNA含量，結果發(fā)現(xiàn)miR-218、miR-376a等19種miRNA表達明顯上調(diào)，表明這些基因對化療敏感，其表達水平升高可發(fā)揮抑制癌細胞遷移等作用。另一項研究[33]亦證實miR-218提高胃癌細胞對CDDP的敏感性和抑制胃癌細胞遷移的作用。此外，同一miRNA可影響胃癌細胞對多種化療藥物的敏感性。研究[34]發(fā)現(xiàn)，miR-145與CD44的3’-UTR作用靶向抑制其表達，從而同時增強胃癌細胞對5-氟尿嘧啶和CDDP的敏感性。

上述研究表明miRNA可作為胃癌治療的靶點，干預相關miRNA表達可提高胃癌細胞對有關化療藥物的敏感性，并能抑制或逆轉胃癌MDR的發(fā)生。

四、MiRNA與胃癌預后

進展期胃癌的侵襲性和轉移性是導致胃癌復發(fā)和死亡的主要原因，嚴重影響患者預后。研究[35]表明，血漿miR-21表達水平對胃癌患者預后有顯著影響，miR-21高表達患者的3年生存率顯著低于低表達患者(P=0.045 1)，且血管侵犯的發(fā)生率亦高于低表達組(P=0.031 1)。多因素分析顯示血漿miR-21高表達是胃癌患者預后不良的獨立預測因子(HR=13.4, 95% CI： 1.72～104.4,P=0.013 3)。MiR-206表達水平與胃癌患者的生存率呈正相關，miR-206低表達患者的1、3、5年生存率分別為76.9%、69.2%以及57.7%，而miR-206高表達患者的1、3、5年生存率分別為91.3%、84.8%以及80.6%[36]。近年一項meta分析顯示，諸多miRNA如miR-20b、miR-141、miR-145以及miR-486-5p與胃癌患者的生存預測有關，其中miR-20b高表達和miR-141、miR-145、miR-486-5p低表達的胃癌患者生存率顯著降低[37]。MiR-144-3p在胃癌組織中低表達與腫瘤浸潤深度、大小、淋巴結轉移和TNM分期有關，提示miR-144-3p可預測胃癌預后[38]。上述研究證實，miRNA對胃癌患者的預后判斷具有較好的臨床應用前景。

五、思考和展望

綜上所述，miRNA表達失調(diào)與胃癌的發(fā)生、發(fā)展、診斷、治療以及預后密切相關。因此，檢測胃癌相關miRNA的表達水平有助于胃癌早期篩查和診斷，此對于胃癌的早診斷、早治療具有重要的臨床意義。對比我國現(xiàn)階段用于篩查胃癌的常規(guī)檢查項目，利用miRNA檢測手段篩查早期胃癌具有客觀、敏感、易操作、低成本的優(yōu)點。

miRNA與其靶基因并非一對一的關系，一個miRNA可調(diào)控多個靶基因，一個靶基因亦可由多個miRNA共同調(diào)控，從而形成錯綜復雜的調(diào)控網(wǎng)絡。深入研究miRNA調(diào)控網(wǎng)絡不僅有助于明確胃癌的發(fā)病機理，且多種miRNA聯(lián)合檢測較檢測單個miRNA對早期胃癌篩查和診斷的效果更為可靠。然而，目前尚未明確何種 miRNA組合檢測早期胃癌最為可靠，需進一步行大規(guī)模的前瞻性研究明確應用于臨床的最佳組合，并可借助此組合篩查明確高危人群，最終實現(xiàn)檢測一組miRNA即可完成對胃癌患者的早期診斷、個性化管理以及預后判斷的目的。同時，除循環(huán)和組織中miRNA外，胃液和尿液中的miRNA表達水平亦可作為胃癌篩查和早期診斷的標記物，且胃液因僅存在于消化道故特異性較強，但其潛在的應用價值需通過更大規(guī)模的臨床研究進一步證實。