尿液miRNA標(biāo)志物檢測在腫瘤中的研究進(jìn)展*

蔡遠(yuǎn)艷 司明君 劉婷 楊婧偊 綜述 于海濤② 審校

MicroRNA（miRNA）是具有21～23個核苷酸的RNA小分子，參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[1]。相對于血液和組織標(biāo)本，尿液成分相對簡單，更易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)miRNA的識別與分離，因此檢測尿液miRNA可作為診斷及監(jiān)測腫瘤的重要途徑，尿液miRNA已成為臨床研究和實(shí)踐中最有前景的生物標(biāo)志物之一。本文將對miRNA的特點(diǎn)和檢測方法及尿液miRNA在泌尿系統(tǒng)腫瘤和非泌尿系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)行綜述，為腫瘤診斷、療效評估和預(yù)后判斷提供新思路。

1 miRNA的特點(diǎn)

miRNA是基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)控因子，通過與特定的mRNA結(jié)合，促進(jìn)其降解和（或）抑制翻譯進(jìn)而調(diào)控基因表達(dá)[1]。miRNA在癌細(xì)胞和正常組織間存在差異，可影響血管生成、腫瘤形成和轉(zhuǎn)移，以及癌癥進(jìn)展[2]。盡管尿液miRNA在多種腫瘤中表達(dá)失調(diào)已被證實(shí)，但在尿液中的較低濃度阻礙了其應(yīng)用。隨著對miRNA研究的深入，miRNA檢測技術(shù)也得到了不斷發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)miRNA的精準(zhǔn)識別以及高效信號放大作用，使得其檢測限提高數(shù)百倍，達(dá)aM水平，極大提高了尿液miRNA檢測的靈敏度，促進(jìn)了尿液miRNA標(biāo)志物在腫瘤中的應(yīng)用。

2 尿液miRNA活檢新技術(shù)

反轉(zhuǎn)錄PCR（reverse transcription-PCR，RT-PCR）、高通量測序技術(shù)（next generation sequencing，NGS）、Northern blotting、微陣列等多種技術(shù)均可用于檢測miRNA的表達(dá)。上述技術(shù)均因其固有的局限性，使得尿液miRNA活檢技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受到限制（表1）。因此，急需開發(fā)省時、低成本、高選擇性、高靈敏性的尿液miRNA檢測技術(shù)。一種基于生物素-鏈霉親和素結(jié)合和熒光活性磁性納米載體的液體活檢技術(shù)[3]，可在幾分鐘內(nèi)從體液中快速分離目標(biāo)miRNA，有效節(jié)約檢測時間成本。Kim等[4]開發(fā)了一種基于三維分級等離子體納米結(jié)構(gòu)的表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)用于檢測尿液miRNA，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)miRNA約10 aM的檢測限。此外，陳惠等[5]開發(fā)的基于指數(shù)擴(kuò)增的miRNA檢測技術(shù)，克服了傳統(tǒng)擴(kuò)增技術(shù)中非特異性擴(kuò)增問題，實(shí)現(xiàn)了尿液miRNA的高特異性檢測。上述新檢測技術(shù)的開發(fā)，極大提升了尿液miRNA的檢測能力。

表1 miRNA各檢測方法特點(diǎn)比較

3 尿液miRNA與泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤

3.1 尿液miRNA與膀胱癌

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一[6]。2013年Mengual等[7]報道了針對膀胱癌的全球首個尿液miRNA譜，為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的膀胱癌非侵入性檢測提供了思路。隨后，Lin等[8]研究發(fā)現(xiàn)，尿外泌體中miRNA-93-5p表達(dá)水平與膀胱癌患者的TNM分期（Ta～T1vs.T2～T4）具有顯著性相關(guān)。Lin等[9]研究顯示，膀胱癌患者尿液中的miRNA-423-5p、miRNA-149-5p、miRNA-193a-5p表達(dá)水平增加，且miRNA-149-5p、miRNA-193a-5p與膀胱癌的低生存率密切相關(guān)。上述研究證實(shí)，尿液miRNA不僅可以診斷膀胱癌，還可以區(qū)分膀胱癌的不同分期及判斷預(yù)后。

3.2 尿液miRNA與腎細(xì)胞癌

腎細(xì)胞癌是泌尿系統(tǒng)另一最致命的惡性腫瘤[10]，早期診斷具有十分重要的意義。2012年，von Brandenstein等[11]研究發(fā)現(xiàn)，腎細(xì)胞癌患者尿液中的miRNA-15a表達(dá)上調(diào)，首次確定了尿液miRNA可用于腎細(xì)胞癌的診斷。2018年另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，尿液miRNA-15a診斷腎癌的特異度98.1%，敏感度100.0%[12]。近期，Renner等[3]研發(fā)出一種可快速分離、富集和純化尿液miRNA-15a的活檢新技術(shù)，極大提高尿液miRNA-15a的檢測靈敏度，推動了腎細(xì)胞癌的非侵入性檢測研究進(jìn)展。

腎透明細(xì)胞癌是病死率最高的腎細(xì)胞癌亞型[10]。Cochetti等[13]開發(fā)了一種基于尿液中3種miRNA（miRNA-122、miRNA-1 271和miRNA-15b）含量檢測的腎透明細(xì)胞癌診斷方法，該方法的靈敏度高達(dá)100%，特異度為86%。隨后，又在另一個獨(dú)立隊(duì)列中驗(yàn)證了該方法，靈敏度仍達(dá)96%，特異度為65%，且不受性別、年齡、腎功能和合并癥的影響[14]。

3.3 尿液miRNA與前列腺癌

2020年，前列腺癌成為男性第二大常見癌癥[6]。Borkowetz等[15]研究證實(shí)，尿液miRNA-16和miRNA-195，聯(lián)合已建立的前列腺癌標(biāo)志物（如前列腺特異性抗原）可提高前列腺癌的診斷準(zhǔn)確性，彌補(bǔ)血清中前列腺特異性抗原對診斷前列腺癌特異度偏低的不足。此外，一種包括5種尿液miRNA（miRNA-151a-5p、miRNA-204-5p、miRNA-222-3p、miRNA-23b-3p和miRNA-331-3p）和血清中前列腺特異性抗原的回歸模型，可用于改善前列腺癌風(fēng)險分層并指導(dǎo)治療[16]。尿液miRNA-375與miRNA-429作為去勢抵抗性前列腺癌患者的預(yù)后標(biāo)志物，可預(yù)測疾病進(jìn)展及患者生存期[17]。上述研究為進(jìn)一步利用尿液miRNA診斷、監(jiān)測和預(yù)后判斷前列腺癌提供了有力依據(jù)。

4 尿液miRNA與非泌尿系統(tǒng)腫瘤

4.1 尿液miRNA與乳腺癌

2020年，乳腺癌首次超過肺癌成為全球發(fā)病率最高的癌癥[6]。Erbes等[18]在乳腺癌患者尿液中篩選出可能的miRNA組合（miRNA-155、miRNA-21、miRNA-125b、miRNA-451），該組合診斷乳腺癌的敏感度及特異度均達(dá)91.7%，首次證實(shí)了使用尿液miRNA譜區(qū)分乳腺癌患者及健康者的可能性。Hirschfeld等[19]發(fā)現(xiàn)，尿液中4種miRNA（miRNA-424、miRNA-423、miRNA-660和miRNA-let-7i）構(gòu)建的診斷模型，其敏感度為98.6%，特異度達(dá)100%。由此，尿液miRNA檢測為非侵入性診斷乳腺癌提供了新思路。

4.2 尿液miRNA與卵巢癌

卵巢癌由于缺少有效的早篩方法，確診時往往已經(jīng)發(fā)展至晚期，導(dǎo)致死亡率較高。人體體液中已篩選出75種RNA可作為卵巢癌早期診斷的潛在生物標(biāo)志物[20]。Zhou等[21]首次使用微陣列技術(shù)分析卵巢漿液性腺癌患者的尿液miRNA譜，并發(fā)現(xiàn)尿液miRNA-30a-5p上調(diào)且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，手術(shù)切除病變后尿液miRNA-30a-5p明顯降低。此外，與健康人群或良性腫瘤患者相比，來源于卵巢癌患者的尿液miRNA-15a和miRNA-let-7a[22]表達(dá)量呈顯著性差異。上述研究提示尿液miRNA可能是診斷、監(jiān)測和評估卵巢癌療效的潛在靶點(diǎn)。

4.3 尿液miRNA與胰腺癌

胰腺癌預(yù)后極差，且目前的診斷標(biāo)志物缺乏特異性，迫切需要尋找新的標(biāo)志物。Ishige等[23]研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌患者的血清和尿液中miRNA-1 246表達(dá)均明顯高于健康對照組，且血清和尿液中的miRNA水平呈正相關(guān)（r=0.34），提示尿液miRNA具有診斷胰腺癌的潛力。此外，Yoshizawa等[24]研究發(fā)現(xiàn)，胰腺導(dǎo)管腺癌患者尿液中的miRNA-3 940-5p/miRNA-8 069比值在疾病早期即出現(xiàn)升高，且升高程度往往高于其在血清中的比值，當(dāng)該比值聯(lián)合CA19-9用于診斷胰腺導(dǎo)管腺癌時，陽性預(yù)測值達(dá)到了100%，進(jìn)一步證實(shí)檢測尿液miRNA在診斷胰腺癌中具有重要價值。

4.4 尿液miRNA與其他惡性腫瘤

除上述惡性腫瘤以外，在其他常見惡性腫瘤患者尿液中也可檢測到miRNA的顯著變化。研究發(fā)現(xiàn)，尿液miRNA-6 807-5p和miRNA-6 856-5p是診斷胃癌的生物標(biāo)志物，可評價根治性胃癌切除術(shù)的治療效果[25]。結(jié)直腸癌患者尿液miRNA-129-1-3p和miRNA-566表達(dá)水平顯著高于健康人群，診斷早期結(jié)直腸癌的靈敏度達(dá)82.8%[26]。此外，Okuda等[27]研究發(fā)現(xiàn)，食管癌患者尿液中5種miRNA（miRNA-1273f、miRNA-619-5p、miRNA-150-3p、miRNA-4 327和miRNA-3135b）的水平顯著高于健康人群，并在訓(xùn)練集和測試集中對Ⅰ期食管鱗狀細(xì)胞癌均表現(xiàn)出良好的診斷性能。而來源于多發(fā)性骨髓瘤患者尿液中的4種mi-RNA（miRNA-134-5p、miRNA-6 500-5p、miRNA-548q和miRNA-548y）表達(dá)水平，相較于健康對照組則顯著降低[28]，有望成為多發(fā)性骨髓瘤的診斷標(biāo)志物（表2）。

表2 尿液miRNA標(biāo)志物檢測

5 結(jié)語

綜上所述，尿液miRNA在多數(shù)腫瘤中異常表達(dá)，其作為生物標(biāo)志物在腫瘤診斷、分期、療效評估、預(yù)后判斷等方面具有重要價值。但目前尿液miRNA標(biāo)志物在腫瘤中的研究仍有一定局限性，在腫瘤中的作用機(jī)制并未明確。因此，未來需進(jìn)行大樣本隊(duì)列驗(yàn)證尿液miRNA在腫瘤中的作用并闡明其作用機(jī)制，亦還需進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。