lncRNA作為鼻咽癌診斷、治療、預(yù)后標(biāo)志物的研究進(jìn)展*

戴婷婷,賈保昌,孫潔璇 綜述,高 卓△審校

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院檢驗(yàn)科,黑龍江哈爾濱 150001;2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科,廣東廣州 510095

鼻咽癌是一種起源于鼻咽黏膜的惡性上皮性腫瘤,77.0%以上新發(fā)病例主要集中于東亞和東南亞地區(qū)[1]。由于鼻咽癌是從鼻咽側(cè)壁咽鼓管口周圍的上皮襯里發(fā)展,靠近頭骨,早期不易診斷[2]。超過70.0%患者就診時(shí)已處于晚期,給治療帶來困難,而晚期局部復(fù)發(fā)和頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是鼻咽癌患者長期生存的主要障礙。目前,鼻咽癌的影像學(xué)方法包括磁共振成像(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和18F-FDG-PET/CT,雖然18F-FDG-PET/CT可使淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的檢出率達(dá)到77.0%～88.1%,但費(fèi)用昂貴[3]。血漿EB病毒(EBV) DNA檢測雖然對鼻咽癌篩查的特異度為98.6%,靈敏度為97.1%[4],但鼻咽癌中EBV DNA病毒載量的水平差異很大,定量分析缺乏標(biāo)準(zhǔn)化,且對未有EBV感染的鼻咽癌患者不適用。鼻咽癌的標(biāo)準(zhǔn)治療是同步放療,雖然患者病情得到緩解,但用量過多會導(dǎo)致毒性反應(yīng),影響患者生活質(zhì)量。而傳統(tǒng)的腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(TNM)分期系統(tǒng)為最常用的預(yù)后預(yù)測指標(biāo),但它基于解剖學(xué)分析,缺乏異質(zhì)性。因此,探尋有效的診斷標(biāo)志物對鼻咽癌患者的診斷、治療和預(yù)后至關(guān)重要。

有研究發(fā)現(xiàn),長鏈非編碼RNA(lncRNA)在胚胎發(fā)生、等位基因表達(dá)、干細(xì)胞多能性、蛋白質(zhì)編碼基因調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡、周期控制、分化、生長和衰老中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,幾乎參與整個(gè)生命過程[5]。因此,lncRNA與鼻咽癌有顯著的相關(guān)性,通過異常調(diào)控參與鼻咽癌過程的基因,與鼻咽癌的發(fā)生、治療和預(yù)后密切相關(guān)。

1 lncRNA與鼻咽癌

lncRNA最初是通過對小鼠全長cDNA文庫進(jìn)行大規(guī)模測序發(fā)現(xiàn)的[6]。lncRNA功能取決于獨(dú)特的亞細(xì)胞定位,核定位的lncRNA通過招募染色質(zhì)修飾復(fù)合物、染色質(zhì)重構(gòu)、形成R環(huán)結(jié)構(gòu)招募轉(zhuǎn)錄因子或?qū)ncRNA和相關(guān)效應(yīng)蛋白錨定在基因啟動子上的DNA-RNA三聯(lián)體來調(diào)節(jié)局部基因的表達(dá)。而輸出到細(xì)胞質(zhì)中的lncRNA,分布至不同的細(xì)胞器,如線粒體和核糖體,從而調(diào)節(jié)信使RNA(mRNA)穩(wěn)定性、干擾蛋白質(zhì)翻譯后修飾,導(dǎo)致信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常[7]。

在鼻咽癌中,lncRNA一方面主要通過表觀遺傳調(diào)控失調(diào)、干擾信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、部分致癌轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄激活,作為競爭性內(nèi)源性RNA與微小RNA結(jié)合參與鼻咽癌的癌變、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和血管生成等惡性表型及介導(dǎo)放化療耐藥性[8]。另一方面,lncRNA調(diào)控發(fā)生在特定的細(xì)胞類型、特定的組織和特定的發(fā)育階段,具有高特異度,還具有高效率和較高的穩(wěn)定性,能通過定量聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)對其豐度進(jìn)行量化。lncRNA有潛力作為鼻咽癌診斷、預(yù)測和監(jiān)測的生物標(biāo)志物。因此,學(xué)者們利用基因芯片、下一代測序、微陣列技術(shù)、RNA測序等技術(shù)構(gòu)建了lncRNA在鼻咽癌診斷、治療和預(yù)后方面的表達(dá)譜,更多的lncRNA在鼻咽癌中被挖掘,拓寬了鼻咽癌的lncRNA圖譜,為識別鼻咽癌潛在生物標(biāo)志物提供重要資源。例如,FAN等[9]通過基因芯片構(gòu)建10個(gè)鼻咽癌組織和6個(gè)對照的lncRNA表達(dá)譜,鑒定了1 276個(gè)lncRNA,同時(shí)構(gòu)建了lncRNA-mRNA共表達(dá)模塊,而利用該模塊識別出的新lncRNA可能作為鼻咽癌診療的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

2 lncRNA與鼻咽癌的診斷

lncRNA水平的波動一定程度上反映了癌癥的發(fā)生,能夠?qū)颊吲c非患者進(jìn)行區(qū)分。lncRNA LINC00312在區(qū)分鼻咽癌患者與非腫瘤患者時(shí),靈敏度為72.1%,特異度為87.7%,提示lncRNA LINC00312可作為診斷鼻咽癌的潛在生物標(biāo)志物[10],有研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)LINC00312 rs12497104 GA基因型攜帶者患鼻咽癌風(fēng)險(xiǎn)高于其他人群,且G轉(zhuǎn)換成A干擾了miR-411-3P和LINC00312之間的結(jié)合而導(dǎo)致它在鼻咽癌組織中的差異表達(dá)和鼻咽癌風(fēng)險(xiǎn)顯著增加[11]。lncRNA單核苷酸多態(tài)性(SNP)參與鼻咽癌的發(fā)病也為lncRNA在疾病中的作用研究提供了一個(gè)新視角。在前期研究中,lncRNA作為鼻咽癌診斷標(biāo)志物的研究主要以組織表達(dá)差異為基礎(chǔ),而與實(shí)體腫瘤組織相比,存在于血清、血漿等體液中的循環(huán)lncRNA也在臨床診斷中發(fā)揮重要作用,無疑也是一種理想的無創(chuàng)診斷標(biāo)志物。

HE等[12]首次發(fā)現(xiàn)3種血清游離lncRNA(MALAT1、AFAP1-AS1、AL359062)對鼻咽癌的聯(lián)合診斷價(jià)值明顯[曲線下面積(AUC)為0.918],且治療后,這3種lncRNA的血清水平明顯下降。ZHONG等[13]報(bào)道lncRNA FOXP4-AS1作為一種競爭性內(nèi)源性RNA(ceRNA),通過與miR-423-5p相互作用上調(diào)STMN1蛋白,促進(jìn)鼻咽癌的發(fā)生與發(fā)展,為鼻咽癌提供了新的診斷生物標(biāo)志物。YAO等[14]的一項(xiàng)研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)血清lncRNA FOXP4-AS1診斷鼻咽癌的AUC為0.797 4,同時(shí),FOXP4-AS1與T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期也相關(guān)。這也暗示了lncRNA FOXP4-AS1在預(yù)后中的潛在價(jià)值。另外,FAN等[15]檢測176例鼻咽癌患者的結(jié)果表明血清lncRNA對診斷鼻咽癌有較高的準(zhǔn)確性,有助于鼻咽癌的早期診斷,不同lncRNA組合也會提高診斷的準(zhǔn)確性。

大多數(shù)循環(huán)lncRNA主要是來源于血清、血漿,而其他來源的lncRNA尚未詳細(xì)研究。但是,D′AMBROSI等[16]的研究揭示了腫瘤血小板(TEP)RNA圖譜的改變是早期診斷潛在腫瘤生物標(biāo)志物的新來源。WEI等[17]評估了TEP-lncRNA-ROR對鼻咽癌的診斷價(jià)值,結(jié)果發(fā)現(xiàn)TEP-lncRNA-ROR診斷鼻咽癌的靈敏度為60.0%,特異度為70.0%,準(zhǔn)確性為63.9%,和EBV DNA對鼻咽癌的診斷陽性率相似(58.3%),而TEP-lncRNA ROR與EBV DNA的組合將陽性率提高到74.0%。WEI等[17]也發(fā)現(xiàn)lncRNA ROR在鼻咽癌患者血小板和組織中表達(dá)相反,可能是血小板通過囊泡介導(dǎo)的細(xì)胞間通訊或其他途徑間接與鼻咽癌組織相互作用,從而導(dǎo)致lncRNA ROR在血小板中下調(diào),而在組織中上調(diào)。但該研究樣本量小,需擴(kuò)大樣本量進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。目前,lncRNA的檢測主要依賴于qPCR,當(dāng)lncRNA表達(dá)豐度低時(shí)可能無法檢測到,進(jìn)而影響檢測結(jié)果。2021年,CHEN等[18]開發(fā)了一種具有生物相容性的電化學(xué)傳感器,可以提高非小細(xì)胞癌中l(wèi)ncRNA MALAT1的表達(dá)水平。MORLION等[19]開發(fā)了新的lncRNA捕獲測序技術(shù),可檢測49 372個(gè)lncRNA的表達(dá)水平,提高了lncRNA檢測的靈敏度。

3 lncRNA與鼻咽癌的治療

放化療耐藥是阻礙鼻咽癌臨床治療的重要原因,影響治療效果。相關(guān)研究表明lncRNA的異常表達(dá)通過特定的信號通路影響鼻咽癌細(xì)胞的輻射靈敏度,LINC00114在鼻咽癌患者血清、組織和細(xì)胞系中均表達(dá)上調(diào),而敲低LINC00114表達(dá)來調(diào)節(jié)miR-203使ERK/JNK通路失活提高鼻咽癌細(xì)胞的輻射靈敏度[20],這提示了LINC00114可作為輻射抵抗的生物標(biāo)志物。另外,lncRNA MINCR作為miR-223的內(nèi)源競爭RNA(ceRNA)正向調(diào)控ZEB1,激活A(yù)KT/PI3K信號通路,降低了鼻咽癌細(xì)胞的輻射抵抗能力。有研究報(bào)道了MYC基因相關(guān)的lncRNA MINCR表達(dá)對鼻咽癌患者的放療療效,其特異度為71.0%,靈敏度為66.7%,AUC為0.719[21]。REN等[22]利用下一代測序技術(shù)構(gòu)建了鼻咽癌紫杉醇耐藥相關(guān)lncRNA的差異表達(dá)譜,當(dāng)lncRNA n375709低表達(dá)時(shí)可提高鼻咽癌細(xì)胞對化療藥物紫杉醇的靈敏度。ZHU等[23]利用lncRNA微陣列技術(shù)篩選出了差異顯著變化的MRVI1-AS1,發(fā)現(xiàn)MRVI1-AS1過表達(dá)增加了鼻咽癌細(xì)胞對紫杉醇的靈敏度。因此。在未來的研究中,通過沉默或過表達(dá)lncRNA來逆轉(zhuǎn)耐藥,靶向相關(guān)通路作為治療靶點(diǎn),從而達(dá)到預(yù)期的治療效果,這為鼻咽癌化療耐藥提供了研究新方向。

lncRNA不僅可以監(jiān)測鼻咽癌治療反應(yīng),同時(shí)也是預(yù)測鼻咽癌化療藥物不良反應(yīng)的獨(dú)立因素。目前,減少不良反應(yīng)(包括中性粒細(xì)胞減少、貧血、血小板減少、骨髓抑制)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn),若能在治療前預(yù)測藥物的毒性,將減少不良反應(yīng)的影響,實(shí)現(xiàn)降低藥物毒性的治療目標(biāo)。lncRNA GAS5基因多態(tài)性rs2067079和rs6790會導(dǎo)致鼻咽癌患者嚴(yán)重的骨髓抑制和中性粒細(xì)胞減少癥[24],可作為鼻咽癌患者放療藥物不良反應(yīng)的預(yù)測生物標(biāo)志物。WANG等[25]對505例鼻咽癌患者的研究發(fā)現(xiàn),lncRNA-p53調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的5個(gè)基因中有6個(gè)潛在的SNPs與放化療藥物的不良反應(yīng)和療效顯著相關(guān),從而為預(yù)測其療效和藥物毒性提供了新的生物標(biāo)志物。此外,GUO等[26]利用Mass ARRAY iPLEX平臺對招募的505例接受放化療的鼻咽癌患者進(jìn)行基因分型,結(jié)果表明LINC00312 rs15734 AA基因型的女性患嚴(yán)重白細(xì)胞減少癥的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加了5.635倍,攜帶rs12497104 AA基因型的年輕患者發(fā)生血小板減少的風(fēng)險(xiǎn)降低90.0%。這也進(jìn)一步說明了lncRNA可能作為有前景的預(yù)測化療藥物毒性的生物標(biāo)志物。但由于個(gè)體差異是導(dǎo)致治療不良反應(yīng)不一的重要因素,所以目前關(guān)于藥物毒性標(biāo)志物的研究較少,主要集中于lncRNA SNPs方面。

4 lncRNA與鼻咽癌的預(yù)后

lncRNA不僅在鼻咽癌的診斷、治療療效方面具有較好的應(yīng)用價(jià)值,同樣,在鼻咽癌預(yù)后方面的價(jià)值也不容忽視。腫瘤復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移是鼻咽癌患者生存期較差的主要原因,而lncRNA表達(dá)與鼻咽癌預(yù)后和病理參數(shù)存在相關(guān)性,一定程度上對鼻咽癌的預(yù)后有指導(dǎo)價(jià)值。NIE等[27]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA HOTAIR在N2～N3亞組中表現(xiàn)優(yōu)于N0～N1組(AUC:0.814vs.0.688)。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)與癌癥轉(zhuǎn)移密切相關(guān),研究發(fā)現(xiàn)si-SNHG12時(shí),EMT相關(guān)標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)增強(qiáng),Vimentin和N-cadherin表達(dá)降低,SNHG12高表達(dá)不僅與臨床分期、分級顯著相關(guān),且與鼻咽癌患者的總生存期較短相關(guān),可作為預(yù)測鼻咽癌患者預(yù)后的潛在生物標(biāo)志物[28]。同樣,lncRNA TUG1高水平也與EMT相關(guān),且在區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的鼻咽癌原發(fā)組織中表達(dá)明顯高于低水平區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的鼻咽癌組織(P<0.001)。以上研究說明lncRNA在鼻咽癌轉(zhuǎn)移中是關(guān)鍵因子,是一種有前景的預(yù)后標(biāo)志物。GAO等[29]報(bào)道了lncRNA在原發(fā)性和復(fù)發(fā)性鼻咽癌中有獨(dú)特的表達(dá)模式,lnc-BCL2L11-3在鼻咽癌復(fù)發(fā)組織中明顯升高。而lnc-AL355149.1-1和lnc-ZNF674-1在復(fù)發(fā)性鼻咽癌組織中明顯減少。

但目前基于美國癌癥聯(lián)合委員會(AJCC)分期系統(tǒng)的解剖信息不足以獲得準(zhǔn)確和明確的預(yù)后,因此,需要能夠反映鼻咽癌預(yù)后預(yù)測價(jià)值高的分子標(biāo)志物。而鼻咽癌的特征為重度淋巴細(xì)胞浸潤,研究表明腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TILs)是鼻咽癌獨(dú)立的預(yù)后因子[30]。CHEN等[31]利用單細(xì)胞RNA測序技術(shù)生成了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組譜,建立了與鼻咽癌預(yù)后相關(guān)的免疫亞型特異性特征。雖然以上研究提示了鼻咽癌免疫細(xì)胞在預(yù)后中的作用,但缺乏lncRNA是否可作為鼻咽癌患者轉(zhuǎn)移預(yù)測因子的相關(guān)報(bào)道。近期在一項(xiàng)多中心回顧性隊(duì)列研究中,LIANG等[32]采用LASSO篩選了9個(gè)lncRNA構(gòu)建了鼻咽癌轉(zhuǎn)移模型,通過生存分析發(fā)現(xiàn),高風(fēng)險(xiǎn)組患者5年遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率高達(dá)34.0%,而低風(fēng)險(xiǎn)組僅為7.0%;隨后通過反轉(zhuǎn)錄(RT)-qPCR檢測,計(jì)算隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)的局部晚期鼻咽癌患者的風(fēng)險(xiǎn)評分,以區(qū)分高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)患者,其中低危組患者B淋巴細(xì)胞和CD8+T淋巴細(xì)胞的浸潤水平更高,這說明該模型對轉(zhuǎn)移的預(yù)測能力與免疫異質(zhì)性相關(guān)。該研究還發(fā)現(xiàn)構(gòu)建的模型對鼻咽癌轉(zhuǎn)移的預(yù)測效能優(yōu)于傳統(tǒng)的臨床N分期和EBV DNA載量(0.78vs.0.65、0.61),而且與單獨(dú)的N分期相比,聯(lián)合模型顯著提高了訓(xùn)練隊(duì)列中預(yù)測轉(zhuǎn)移的效率(AUCN分期=0.65vs.AUC聯(lián)合=0.77)。這說明與腫瘤免疫異質(zhì)性相關(guān)的lncRNA能夠有效預(yù)測局部晚期鼻咽癌的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,而且可以利用經(jīng)濟(jì)適用的RT-qPCR進(jìn)行檢測,這對指導(dǎo)患者個(gè)體化危險(xiǎn)分層具有重要意義。

5 總結(jié)與展望

綜上所述,鼻咽癌中存在多種與診斷、治療和預(yù)后相關(guān)的lncRNA,通過多種途徑、獨(dú)特的表達(dá)模式和lncRNA基因遺傳變異來影響鼻咽癌的癌變和預(yù)后判斷。而沉默或過表達(dá)lncRNA可改善放化療反應(yīng),這一發(fā)現(xiàn)提供了一種基于lncRNA相關(guān)基因的創(chuàng)新腫瘤療法,相關(guān)的信號通路也能作為治療靶點(diǎn),能夠更有效地開展個(gè)體化治療。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展,除了傳統(tǒng)qPCR,還有新開發(fā)的具有生物相容性的電化學(xué)傳感器和lncRNA捕獲測序技術(shù),這將大大提高lncRNA檢測靈敏度,lncRNA是一種前景廣闊的生物標(biāo)志物。但lncRNA作為診療生物標(biāo)志物仍然面臨不少挑戰(zhàn),例如:(1)缺乏數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程序,管家基因作為lncRNA分析的內(nèi)部控制尚未達(dá)成全球共識。(2)缺乏大隊(duì)列研究和臨床試驗(yàn)驗(yàn)證lncRNA的實(shí)際價(jià)值。(3)尚未明確健康人群的特定lncRNA參考區(qū)間。而隨著對lncRNA分子和結(jié)構(gòu)特性了解的不斷深入,技術(shù)的不斷進(jìn)步,相信在不久的將來,lncRNA作為生物標(biāo)志物有望轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用,能夠更好地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的精準(zhǔn)治療和更準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)分層。