微小RNA在胃癌耐藥及診斷和治療中的功能研究進展

呂一萌，黃原，姚碧輝，梁魯#

1內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)包頭臨床醫(yī)學(xué)院，呼和浩特 010110

2內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)包頭臨床醫(yī)學(xué)院/包頭市中心醫(yī)院普外二科，內(nèi)蒙古包頭014040

胃癌是一類上皮源性惡性腫瘤，在中國胃癌的發(fā)病率居第二位，僅次于肺癌，病死率居第三位，全世界每年大約有120萬新發(fā)胃癌病例，其中中國占40%左右。男性胃癌患者的發(fā)病率是女性的兩倍，幽門螺桿菌作為胃癌的主要危險致病因素之一，90%的新發(fā)非賁門胃癌病例都是由這種細菌引起的。在中國，早期胃癌的診斷率較低，患者就診發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)失去了手術(shù)機會，從而造成病死率較高。因此，迫切需要發(fā)現(xiàn)針對胃癌的早期特異性診斷標(biāo)志物。微小RNA（microRNA，miRNA）是由19～25個核苷酸組成的非編碼RNA，通過堿基配對到目標(biāo)信使RNA（message RNA，mRNA）上的互補位點，在轉(zhuǎn)錄后水平負調(diào)控其靶基因的表達。一個miRNA可以靶向調(diào)控數(shù)百個mRNA，并且影響許多參與功能性相互作用途徑的基因表達。miRNA檢測具有無創(chuàng)且成本低、易于擴增且穩(wěn)定、幾乎沒有并發(fā)癥等優(yōu)點。miRNA不僅與腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移有關(guān)，還可作為胃癌診斷、治療以及預(yù)后的生物標(biāo)志物。本文旨在總結(jié)miRNA在胃癌耐藥、診斷和治療中的功能研究進展，以期改善胃癌綜合診治水平，為胃癌的精準(zhǔn)治療提供新的思路。

1 miRNA與胃癌耐藥

胃癌的抗癌耐藥機制非常復(fù)雜，miRNA在調(diào)節(jié)胃癌耐藥及預(yù)測腫瘤化療敏感性等方面發(fā)揮重要作用。miRNA與耐藥的多種形式相關(guān)，其中包括化療耐藥、內(nèi)分泌治療耐藥以及靶向治療耐藥。腫瘤內(nèi)分泌治療的藥物有芳香化酶抑制劑和他莫昔芬等，但較少在胃癌中應(yīng)用，故本研究主要綜述miRNA與化療耐藥及靶向治療耐藥的關(guān)系。

1.1 miRNA與胃癌化療耐藥

胃癌化療廣泛應(yīng)用的藥物包括鉑類藥物、多西他賽、多柔比星以及紫杉醇。鉑類化療藥物是一類細胞周期性抗癌藥物，臨床上常用的鉑類藥物有奧沙利鉑、卡鉑、順鉑。順鉑在胃癌的聯(lián)合化療中通過復(fù)雜的信號通路和生物學(xué)過程發(fā)揮著重要作用。順鉑可以調(diào)節(jié)miRNA的表達、轉(zhuǎn)錄、加工。盡管順鉑是高效的，但在大多數(shù)腫瘤治療周期中仍顯示出獲得的或固有的耐藥性，順鉑的化療耐藥性嚴重阻礙了其在胃癌治療中的應(yīng)用。Peng等研究提示miRNA-876-3p通過靶向調(diào)控跨膜p24轉(zhuǎn)運蛋白3（transmembrane p24 trafficking protein 3，TMED3），抑制胃癌的干細胞樣特性和順鉑耐藥性。Wang等進行了相關(guān)的研究，miRNA-574-3p是鋅指E-盒結(jié)合同源異形盒1（zinc finger E-box binding homeobox factor 1，ZEB1）的靶點之一，其通過靶向調(diào)控ZEB1，在體內(nèi)和體外降低了胃癌順鉑耐藥細胞的耐藥性，miRNA-574-3p可期待作為降低胃癌順鉑耐藥性的潛在治療方法。ZEB1是一種上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的誘導(dǎo)基因，在多種惡性上皮腫瘤中異常表達。ZEB1可以作為miRNA-574-3p的新作用靶點調(diào)控影響胃癌順鉑耐藥。Lee等發(fā)現(xiàn)miRNA-193a-3p通過對線粒體凋亡途徑進行調(diào)控參與了胃癌順鉑耐藥的發(fā)展，調(diào)控miRNA-193a-3p有望成為治療胃癌順鉑耐藥的新策略。大量研究表明，miRNA可以改善對藥物應(yīng)激的抵抗力，通過逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥顯著提高化療療效，改善患者的預(yù)后。隨著miRNA與胃癌化療耐藥領(lǐng)域研究的增多，基于miRNA的化學(xué)療法有望于不久的將來在安全許可的基礎(chǔ)上顯著改善胃癌的個性化抗癌治療。

多柔比星是一種用于實體瘤和血液腫瘤的有效抗癌藥物，但無法治療多重耐藥性腫瘤。Liu等研究發(fā)現(xiàn)通過抑制胃癌中的BH3樣基序的細胞死亡誘導(dǎo)劑（BH3-like motif containing protein，BLID）及外泌體miRNA-501的水平可以誘導(dǎo)多柔比星致癌和耐藥，外泌體miRNA-501可作為胃癌的一種潛在診斷性生物標(biāo)志物。

紫杉醇是一種天然的微管靶向抗腫瘤藥物，廣泛應(yīng)用于胃癌、卵巢癌、乳腺癌、非小細胞肺癌等惡性腫瘤的一線化療。Wang等研究證明，miRNA-155-5p在紫杉醇耐藥細胞株MGC-803R中表達水平明顯升高，miRNA-155-5p的外泌體遞送通過抑制腫瘤蛋白p53誘導(dǎo)核蛋白1（tumor protein p53 inducible nuclear protein 1，TP53INP1）和GATA結(jié)合蛋白3（GATA binding protein 3，GATA3）的表達，誘導(dǎo)耐紫杉醇胃癌細胞向敏感胃癌細胞的化學(xué)抗性表型和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化?；熕幬锱c調(diào)控耐藥的miRNA聯(lián)合作用對胃癌細胞的抑制具有相互協(xié)同作用。

1.2 miRNA與胃癌靶向治療耐藥

近年來，分子靶向治療以其高選擇性和藥物不良反應(yīng)小等諸多優(yōu)點應(yīng)用于晚期胃癌的個體化治療中。曲妥珠單抗作為一種人源化的抗人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）抗體藥物，是治療HER2陽性晚期胃癌和乳腺癌的一線藥物。然而臨床上晚期胃癌對曲妥珠單抗產(chǎn)生耐藥的問題，仍然是制約曲妥珠單抗療效的主要障礙之一。Zhou等證明轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）/ZEB2軸在晚期胃癌的曲妥珠單抗耐藥問題中起著令人鼓舞的作用，過表達miRNA-200c可以通過下調(diào)ZEB1/ZEB2逆轉(zhuǎn)胃癌曲妥珠單抗耐藥，使其重新敏感。上述miRNA與胃癌耐藥性的關(guān)系表明，這些小分子在胃癌患者的個體化治療中有巨大潛力。

2 miRNA與胃癌診斷

過去10年的研究數(shù)據(jù)表明，miRNA在原發(fā)腫瘤的診斷、后續(xù)的復(fù)發(fā)預(yù)測以及隨訪監(jiān)測等方面的表現(xiàn)優(yōu)于經(jīng)典的血清腫瘤標(biāo)志物。Tsujiura等研究表明，胃癌患者術(shù)后血漿miRNA-18A表達水平與手術(shù)前相比顯著降低，提示可以將miRNA-18A作為監(jiān)測腫瘤動態(tài)和精確隨訪的可靠生物標(biāo)志物。在胃癌的早期階段，準(zhǔn)確及時的診斷可以大大提高胃癌患者的治愈率和生存率，增強醫(yī)療管理。目前胃癌診斷的主要方法是侵入性的胃鏡檢查和活檢，不僅價格昂貴，并且與術(shù)者的操作水平密切相關(guān)。糖類抗原19-9（carbohydrate antigen 19-9，CA19-9）、CA125、癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）和CA72-4等血清腫瘤標(biāo)志物可用于胃癌的早期篩查，但是其靈敏度和特異度有限，因此需要尋找新的胃癌篩查生物標(biāo)志物實現(xiàn)胃癌的早期診斷。Schaalan等研究發(fā)現(xiàn)，血清miRNA-200c診斷胃癌的靈敏度和特異度分別為81.2%和100%，對miRNA-139和miRNA-200c進行綜合分析，93%的靈敏度以及100%的特異度均優(yōu)于miRNA-200c和miRNA-139單獨分析。Emami等也證明，血漿miRNA-21診斷胃癌的靈敏度為86.7%，特異度為72.2%。提示miRNA具有高特異度和靈敏度，可作為胃癌診斷的潛在無創(chuàng)生物標(biāo)志物。檢測尿液、外周血、唾液、糞便等體液樣本中的miRNA，因其具有無創(chuàng)性、采集方法簡單、高靈敏度和高特異度等優(yōu)勢，可為胃癌的早期診斷和篩查提供重要數(shù)據(jù)。

尿液中的miRNA在不同病理條件下的獨特表達模式以及在生物流體中的出色穩(wěn)定性，使其成為惡性腫瘤診斷中一種非侵入性的特異診斷方法。Kao等研究結(jié)果表明，手術(shù)切除胃癌組織后，同一患者尿液中miRNA-21-5p的表達水平降低，提示尿液樣本中具有良好穩(wěn)定性的miRNA-21-5p可用作胃癌監(jiān)測和檢測的潛在非侵入性生物標(biāo)志物。特定尿液miRNA可以作為胃癌有希望的診斷和治療靶標(biāo)，具有實用性和可行性。

大量研究表明，血液中高診斷價值的miRNA可作為胃癌的新型診斷生物標(biāo)志物。Li等認為在胃癌中表達下調(diào)的miRNA-381可能是一種新型的早期腫瘤診斷標(biāo)志物，并且發(fā)現(xiàn)miRNA-381與胃癌的臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。提示血清miRNA-381在早期診斷中的特異度和靈敏度優(yōu)于其他胃癌腫瘤標(biāo)志物。Zhu等研究提示，血漿中差異表達的miRNA-1180-3p、miRNA-4632-5p、miRNA-122-5p、miRNA-425-5p和miRNA-24-3p可以作為早期胃癌預(yù)測診斷的新型特定生物標(biāo)志物，這些miRNA與胃鏡檢查相結(jié)合，可以促進胃癌的早期預(yù)測和診斷，優(yōu)化有效檢測早期胃癌的方法。ZiaSarabi等發(fā)現(xiàn)與健康受試者相比，胃癌患者的血清miRNA-133b水平明顯下調(diào)，miRNA-25和miRNA-17表達水平均顯著上調(diào)，提示miRNA-133b、miRNA-25和miRNA-17可提高胃癌的篩查水平，可作為胃癌早期患者的潛在診斷標(biāo)志物。血清miRNA作為一類非侵入性的新型診斷生物標(biāo)志物，具有穩(wěn)定的診斷準(zhǔn)確性，在胃癌的早期檢測中具有潛在的臨床應(yīng)用價值。

多項研究已經(jīng)證實唾液這種生物流體中的miRNA有望作為胃癌檢測的非侵入性潛在診斷工具。Li等發(fā)現(xiàn)并驗證了唾液中miRNA-301a和miRNA-140-5p在胃癌診斷中具有可靠的臨床表現(xiàn)，可用于篩查胃癌患者并減少不必要的胃鏡檢查，研究證明了唾液miRNA在胃癌風(fēng)險評估和篩查中的潛在用途。唾液miRNA分析正在改變胃癌非侵入性診斷的概念，具有易于采樣和無創(chuàng)性等優(yōu)勢，為所謂的“液體活檢”應(yīng)用提供了新的選擇。

3 miRNA與胃癌治療

miRNA可以通過增強藥物的抗腫瘤作用、直接抑制腫瘤和逆轉(zhuǎn)腫瘤的耐藥性等方式治療胃癌，外泌體可以作為miRNA的抑制劑或模擬物的有前途的載體治療胃癌，含有miRNA抑制物或模擬物的合成納米顆?？梢灾苯影邢蛭赴┘毎砸种颇[瘤生長。

外泌體是非免疫原性和無毒的多能載體，應(yīng)用于胃癌靶向治療和早期檢測。Ma等證明在外周血外泌體中使用具有顯著抑制作用的miRNA-221抑制劑，可以為胃癌患者提供潛在的基因治療手段。Xu等研究表明外泌體miRNA-139可以通過在體內(nèi)和體外降低基質(zhì)金屬蛋白酶11（matrix metalloproteinase 11，MMP11）的表達抑制胃癌細胞的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，并提出外泌體miRNA-139可通過降低腫瘤微環(huán)境中的MMP11表達水平抑制胃癌的進展和轉(zhuǎn)移。Ren等研究發(fā)現(xiàn)外泌體可以將miRNA-107遞送至宿主髓源性抑制細胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC），通過抑制MDSC中的磷酸酶張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）基因誘導(dǎo)其活化和擴增，從而為胃癌治療提供新的作用靶點。外泌體miRNA可作為治療劑和候選生物標(biāo)志物應(yīng)用于胃癌患者的治療中。

miRNA可用作胃癌治療的有效藥物靶標(biāo)和診斷標(biāo)志物，通過影響參與胃癌細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因表達以及不同因子的上調(diào)或下調(diào)，調(diào)節(jié)胃癌細胞的增殖、遷移、侵襲和凋亡。Lin等提出了miRNA-324-5p在胃癌治療中的新的可能作用機制，并證實四跨膜蛋白8（tetraspanin 8，TSPAN8）是miRNA-324-5p的一個新治療靶點，miRNA-324-5p可以通過靶向TSPAN8抑制體內(nèi)外胃癌細胞的存活。Hu等發(fā)現(xiàn)miRNA-4317通過影響細胞周期相關(guān)的信號通路以及抑制鋅指蛋白322（zinc finger protein 322，ZNF322）基因的表達，從而抑制腫瘤細胞的增殖，可以用作胃癌治療的潛在治療靶標(biāo)。Gu等研究顯示miRNA-198可以通過直接抑制成纖維細胞生長因子受體1（fibroblast growth factor receptor 1，F(xiàn)GFR1）抑制增殖和誘導(dǎo)胃癌細胞凋亡。提示miRNA-198是在胃癌的診斷和治療中具有重要應(yīng)用潛力的基因。

基于納米顆?；蜉d體的miRNA遞送系統(tǒng)具有可生物降解性和低毒性，有望作為治療胃癌的安全有效方法。Li等成功制備了負載全反式維甲酸/索拉非尼的miRNA-542-3p納米顆粒，并證明了其對胃癌患者的治療功效，這種獨特組合的協(xié)同作用可能是未來胃癌治療中的一種潛在治療方法。Song等研究證明聚酰胺-胺衍生物為miRNA-34a的高效轉(zhuǎn)運提供了有效載體，在臨床使用中實現(xiàn)了抗腫瘤應(yīng)答的治療作用。

miRNA在大量研究中被證實與胃癌治療密切相關(guān)，其可能是治療人類疾病的潛在生物靶點的一種實用形式。雖然大多數(shù)研究表明miRNA的胃癌治療方法有良好的應(yīng)用潛力，但目前其較少應(yīng)用于臨床，缺少實際治療效果的判斷以及治療潛在危險性的研究。miRNA的種類繁多，針對其相關(guān)分子機制研究仍然十分有限，大多數(shù)研究仍處于體外細胞實驗以及動物實驗階段，需要更大規(guī)模的臨床研究以及隨訪驗證才能實現(xiàn)臨床的廣泛應(yīng)用。

4 miRN A與胃癌預(yù)后

miRNA可以預(yù)測腫瘤進展、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的風(fēng)險，在識別胃癌的發(fā)生發(fā)展的同時，還可以明確受影響的特定組織和主要器官，特定的血清miRNA可以作為腫瘤預(yù)后的生物標(biāo)志物。Huang等通過Meta分析證明組織和血清中miRNA-200c可作為預(yù)測胃癌預(yù)后的有價值指標(biāo)，此外其表達水平在胃癌診斷中具有中等的準(zhǔn)確性。Ishikawa等研究顯示腫瘤組織中低表達的miRNA-449a可用作胃癌患者的預(yù)后生物標(biāo)志物，并發(fā)現(xiàn)血清中的miRNA-449a可以反映其在胃癌腫瘤組織中的表達。Lv等研究證明miRNA-892a在胃癌細胞和組織中的上調(diào)可以預(yù)測患者不良預(yù)后，此外miRNA-892a也可以顯著促進細胞增殖、侵襲和遷移，血清miRNA-892a可以作為胃癌患者的預(yù)后生物標(biāo)志物。Soeda等發(fā)現(xiàn)外泌體包裹的miRNA-92a和miRNA-21可作為有效預(yù)測Ⅱ/Ⅲ期胃癌患者的預(yù)后和腹膜復(fù)發(fā)的非侵入性生物標(biāo)志物。miRNA可用于預(yù)測胃癌患者的不良預(yù)后。Seo等提出miRNA-382和miRNA-210的高表達與較高的N期、T期、淋巴管浸潤和病理性TNM分期等不良預(yù)后顯著相關(guān)。同時Li等也研究發(fā)現(xiàn)miRNA-100HG的高表達與胃癌患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期、遠處轉(zhuǎn)移和腫瘤浸潤呈正相關(guān)。提示miRNA與胃癌患者的臨床分期以及病理分型有顯著相關(guān)性。常規(guī)生物標(biāo)志物與預(yù)測性miRNA的結(jié)合應(yīng)用可以識別出從特定化療方案中獲益最多的胃癌患者，鑒定出更可能患有胃癌轉(zhuǎn)移的患者，鑒別出易復(fù)發(fā)高危人群，使胃癌患者避免不必要的不良反應(yīng)，以提供更好的預(yù)后效果。

5 小結(jié)

miRNA在參與胃癌的發(fā)生發(fā)展和其生物學(xué)功能中顯示出高度的復(fù)雜性和多樣性，并且與宿主基因之間存在復(fù)雜的相互作用和緊密的功能聯(lián)系。miRNA作為循環(huán)和腫瘤組織中診斷、治療、監(jiān)測和預(yù)后評估的穩(wěn)定無創(chuàng)生物標(biāo)志物，是一種新的、有前途、無創(chuàng)且易于獲得的個性化工具，對胃癌治療提供了有吸引力的選擇。miRNA可以在一定程度上逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞耐藥性，從而提高胃癌化療藥物的作用，其與化療藥物的組合應(yīng)用是殺死或抑制胃癌細胞有前景的治療手段。預(yù)測性miRNA生物標(biāo)志物具有高特異度和高靈敏度的特點，使得胃癌患者接受個體化診斷和新靶向治療成為可能。