外泌體mi RNA在肺癌診療中的研究進展

薛林燕慧 楊九龍 于新娟 韓偉 李雙保

1濰坊醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院261053；2 青島市市立醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)二科266071

肺癌是嚴重威脅人類生命的一種腫瘤，其發(fā)病率與病死率極高。目前肺癌的診斷金標準仍是病理活組織檢查，因其操作的有創(chuàng)性，并發(fā)癥的危險性，需要探索一種更為方便、安全的檢測方法。研究表明，血漿中微小RNA(micro RNA，mi RNA)的表達與腫瘤密切相關(guān)[1-3]，但易受體液中的核酸酶降解[4]，作為腫瘤標志物的價值受到質(zhì)疑。外泌體中含有的mi RNA 具有更好的穩(wěn)定性，可作為細胞間通訊的中介，越來越受到關(guān)注[5，6]。本文總結(jié)了外泌體mi RNA 作為肺癌生物標志物在腫瘤診斷、預(yù)后評估及藥物療效預(yù)測中的研究現(xiàn)狀和進展。

1 外泌體mi RNA概述

外泌體曾在綿羊紅細胞的培育中發(fā)現(xiàn)，被當作細胞產(chǎn)生的廢物[7]。隨著研究和技術(shù)的進展，人們逐漸認識到外泌體是一種具有細胞通訊功能的胞外小泡，近年來廣受關(guān)注。外泌體是大小約為50～150 n m，外面是脂質(zhì)雙分子層，內(nèi)里包含著各種生物活性物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸 (DNA、mRNA、mi RNA、lnc RNA、circ RNA 等)。鑒于外泌體的保護作用，其攜帶的內(nèi)容物可以較為穩(wěn)定地游走于生物幾乎所有體液環(huán)境中，在各種生理及病理過程中傳遞信息，發(fā)揮重要作用[8]。

mi RNA 是一種進化保守的，可以調(diào)控基因表達的非編碼小RNA，約由20～22個核苷酸組成。如今，在人類基因組中，超過2 000個mi RNA 能夠調(diào)控大約1/3基因的表達[9]。2002年，有研究提出了mi RNA 在腫瘤進展中的作用[10]，至今發(fā)現(xiàn)幾乎所有已知的腫瘤都受到mi RNA 的調(diào)控，且在各種體液中檢測到mi RNA 的表達。但由于體液中的mi RNA 易被RNA 酶降解，限制了其診斷標志物的作用。外泌體中的mi RNA 能夠在包括血液、唾液、尿液、腹水、母乳、羊水、腦脊液、胸腔積液及支氣管肺泡灌洗液等各種體液中穩(wěn)定存在，有望成為理想腫瘤標志物[11-12]。

2 外泌體mi RNA在肺癌診斷中的應(yīng)用

2.1 血漿外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 2009 年Rabinowits等[13]研究發(fā)現(xiàn)非小細胞肺癌患者血漿外泌體總mi RNA 水平高于對照組，血漿外泌體中mi RNA 的類型特征與肺癌組織類似，提示外泌體mi RNA 可能成為肺癌的診斷標志物。2013 年，Cazzoli等[14]采用逆轉(zhuǎn)錄實時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng) (reverse transcription-quantitative poly merase chain reaction，RT-q PCR)對10例肺腺癌患者和10例健康吸煙者的血漿進行全mi RNAs分析，并在大樣本中驗證了4 個mi RNA (mi R-378a、mi R-379、mi R-139-5p和mi R-200b-5p)在肺癌患者表達增高。采用這4 個mi RNA 的診斷模型對肺癌診斷的受試者工作特征曲線下面積 (area under curve，AUC)為0.908，敏感度為97.5%，特異度為72%，具有較好的診斷效果。Rodriguez等[15]采用類似方法，對30例非小細胞肺癌患者和75例非腫瘤患者的血漿及支氣管肺泡灌洗液進行PCR 芯片分析，并在30例非小細胞肺癌和61例非腫瘤患者中進行了RT-qPCR 驗證，發(fā)現(xiàn)非小細胞肺癌患者血漿外泌體mi R-141表達降低。另有研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者血漿外泌體中mi R-193a-3p、let-7f-5p水平降低[16-17]。隨著外泌體研究的進展，越來越多的外泌體mi RNA 被證明能夠作為肺癌診斷標志物 (表1)。

2.2 血清外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 近年來，人們開始探討血清外泌體 mi RNA 與肺癌的相關(guān)性。Gri molizzi等[18]研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者血清外泌體mi R-126 的表達高于健康對照者，mi R-126診斷模型的AUC 為0.859，且在疾病早期階段，診斷模型的AUC 也高達0.875。Wu等[19]用RT-q PCR 方法檢測56例肺癌患者和19例健康對照者，發(fā)現(xiàn)血清外泌體mi R-96表達上調(diào)，證實了其對肺癌診斷具有潛在價值。Feng等[20]發(fā)現(xiàn)肺腺癌患者血清外泌體中mi R-21-5p、mi R-140-5p和mi R-126-3p的表達水平高于健康對照組，四者聯(lián)合診斷肺腺癌的AUC 高達0.97。隨著血清外泌體mi RNA 的研究持續(xù)進展，多種血清mi RNA， 包 括 mi R-660-5p、 mi R-15b-5p、 mi R-25-3p、mi R-16-2-3p和mi R-221-3[21]，以及mi R-23b-3p[22]、mi R-7797 和mi R-98-3p[23]、mi R106b[24]、mi R-17-5p[25]、mi R-1290[26]等相繼被證實在肺癌的診斷中有一定的臨床價值，有成為非侵襲性診斷標志物的潛能。

2.3 胸腔積液外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 不止于血液，胸腔積液也發(fā)現(xiàn)了與肺癌相關(guān)的外泌體mi RNA。Hydbring等[27]通過RT-q PCR 芯片檢測18 例肺腺癌者和18例良性炎性病變患者的胸腔積液外泌體，發(fā)現(xiàn)mi R-200家 族 mi RNA (mi R-200a、mi R-200b、mi R-200c、mi R-141)表達上調(diào)，其診斷模型的AUC 介于0.898 7～0.973 9。另一項研究通過高通量測序和RT-q PCR 驗證了9個 mi RNA (mi R-203a-3p、mi R-205-5p、mi R-375、mi R-200b-3p、mi R-200c-3p、mi R-141-3p、mi R-200a-3p、mi R-483-5p和mi R-429)在肺腺癌患者胸腔積液外泌體中表達升高[28]。Ta miya等[29]發(fā)現(xiàn)外泌體mi R-182和mi R-210在肺癌惡性胸腔積液中表達上調(diào)，胸腔積液外泌體mi RNAs可作為肺癌診斷的標志物。

2.4 支氣管肺泡灌洗液外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 支氣管肺泡灌洗檢查能獲得肺泡表面襯液，直接取得局部病變的信息。所以國外專家開始對肺泡灌洗液中外泌體mi RNA 進行研究。Ki m 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，對比炎性病變，肺腺癌患者支氣管肺泡灌洗液外泌體中和組織中mi R-126都高表達。Ro man-Canal等[31]也發(fā)現(xiàn)在肺癌患者支氣管肺泡灌洗液外泌體中 mi RNA-1-3p、mi RNA-144-5p 和mi RNA 150-5p表達上調(diào)，三者聯(lián)合的診斷模型AUC 達到0.914，具有成為診斷肺癌生物標記物的前景。

3 外泌體mi RNA在評估肺癌預(yù)后中的應(yīng)用

許多學(xué)者研究了外泌體mi RNAs與肺癌預(yù)后及復(fù)發(fā)的關(guān)系。Liu等[32]發(fā)現(xiàn)血漿外泌體mi R-23b-3p、mi R-10b-5p和mi R-21-5p表達升高的肺腺癌患者總生存期降低，將這3種外泌體mi RNA 與臨床變量相結(jié)合，能提高生存預(yù)測的準確性。Deji ma等[33]發(fā)現(xiàn)血漿外泌體mi R-21和mi R-4257在復(fù)發(fā)的肺癌患者中表達水平上調(diào)，而無病生存期降低。另外，Kanaoka等[34]研究發(fā)現(xiàn)，血漿外泌體mi R-451a在復(fù)發(fā)的非小細胞肺癌患者中表達上調(diào)，與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管浸潤和分期顯著相關(guān)，外泌體mi R-451a高表達患者的總生存期和無病生存期明顯降低。Xue等[35]研究發(fā)現(xiàn)血漿外泌體 mi R-106b-3p、mi R-10b-5p、mi R-151a-5p、mi R-484和mi R-192-5p在肺腺癌中表達上調(diào)，且這些mi RNA 表達升高的患者生存幾率降低。近年來的研究證實，外泌體mi R-1290高表達、mi R-216b低表達、mi R-1246 高表達皆與肺癌的預(yù)后不良密切相關(guān)[26，36-37]。以上表明外泌體mi RNA 可作為評估肺癌預(yù)后的生物標志物，見表2。

4 外泌體mi RNA在預(yù)測藥物療效中的作用

外泌體mi RNA 對治療后效果起到預(yù)測作用。有研究發(fā)現(xiàn)，外泌體中mi R-512和mi R-373的高表達會增強順鉑誘導(dǎo)的細胞凋亡和抑制細胞遷移[38]。Yuwen 等[39]發(fā)現(xiàn)mi R-146a-5p通過抑制自噬作用提高非小細胞肺癌對順鉑的敏感性，提示血清外泌體mi R-146a-5p可作為預(yù)測順鉑治療非小細胞肺癌療效和實時監(jiān)測耐藥性的新的生物標志物。另一項研究表明，血清外泌體mi R-425-3p 通過靶向AKT1上調(diào)自噬水平，使得鉑類治療效果減低，mi R-425-3p高表達患者治療效果不佳[40]。這些研究說明了外泌體mi RNA 可成為預(yù)測藥物療效的生物標志物。

5 外泌體mi RNA作為診斷生物標記物的不足

病理活組織檢查仍是目前腫瘤診斷的金標準，外泌體的研究尚未成熟，且存在一定局限性，主要存在以下幾個方面：首先，外泌體的提取沒有建立統(tǒng)一的規(guī)范化操作，不同的外泌體提取方法各有優(yōu)缺點，提取的純度也不盡相同，各個實驗室的結(jié)果良莠不齊，因此目前尚不適合在臨床上大規(guī)模應(yīng)用；其次，外泌體來源的異質(zhì)性也需要受到關(guān)注，人體正常細胞及腫瘤細胞皆可產(chǎn)生外泌體；而且，手術(shù)、放化療等治療，甚至生活習(xí)慣都可能影響細胞對外泌體的釋放，造成假陰性或假陽性的結(jié)果。

6 總結(jié)與展望

肺癌的發(fā)病率和病死率高居不下，需要開發(fā)一種無創(chuàng)、有效的診斷和預(yù)后篩查工具。外泌體的mi RNA 易于從患者體內(nèi)采集，在循環(huán)中相對穩(wěn)定，可以成為腫瘤診斷和預(yù)后的理想生物標志物。未來，外泌體的研究方向?qū)?cè)重于統(tǒng)一外泌體提取、純化、存儲方法，尋找更為經(jīng)濟、更加省時、更有效的方法，為外泌體mi RNA 成為腫瘤診斷和預(yù)后標志物的研究奠定堅實的基礎(chǔ)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突