lncRNA在肺癌診治及預(yù)后方面的研究進(jìn)展

王彥婷，何 新

（1. 贛南醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院；2. 贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，江西 贛州 341000）

肺癌（Lung cancer， LC）是最致命的惡性腫瘤之一。中國肺癌的年齡標(biāo)準(zhǔn)化死亡率在癌癥譜系中排名第一［1］。LC 主要有兩種病理類型：小細(xì)胞肺癌（Small cell lung cancer，SCLC）和非小細(xì)胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）。超過85%的LC 病例屬于NSCLC，可進(jìn)一步分為鱗狀細(xì)胞癌、肺腺癌和大細(xì)胞癌等亞型。SCLC較為少見，但其生長迅速、早期轉(zhuǎn)移、整體預(yù)后極差［2］。目前LC 的治療方法主要有手術(shù)、化療、放療和基于特征和分期的免疫治療，早期的肺癌患者手術(shù)治療效果較為理想，術(shù)后5 年生存率可達(dá)58%～73%［3］，但由于肺癌患者早期無明顯癥狀，診斷肺癌時(shí)已處于疾病進(jìn)展期，失去手術(shù)治療機(jī)會，或不能依靠外科手術(shù)清除全部病灶，存在復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)。對于絕大多數(shù)肺癌患者而言，常用的治療方案為放療加化療，雖然這種聯(lián)合治療方案可取得一定療效，但由于其并發(fā)癥多，不良反應(yīng)大，患者不能耐受，且容易出現(xiàn)耐藥，故仍然存在局限性。LC 的發(fā)生發(fā)展機(jī)制復(fù)雜，這與外在因素（煙霧、粉塵等）和內(nèi)在因素（基因突變、轉(zhuǎn)錄本變異等）有關(guān)［4］。隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，越來越多的lncRNA 被證實(shí)參與了LC 發(fā)展的多種重要的調(diào)控過程，并有望成為LC診斷標(biāo)志物和治療新靶點(diǎn)。本文通過對lncRNA 相關(guān)生物學(xué)功能及其在LC 診治及預(yù)后評估等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期提高lncRNA 在LC 相關(guān)研究中的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。

1 lncRNA概述

長鏈非編碼RNA（Long non-coding RNA，lncRNA）是長度大于200 nt 的一類非編碼RNA，伴或不伴蛋白編碼功能［5］。其幾乎在所有生物物種中均有發(fā)現(xiàn)，越是高等生物，其產(chǎn)生的lncRNA 相對于經(jīng)典線性mRNA 的比例越高，提示其在高等真核生物表達(dá)調(diào)控機(jī)制中的重要作用。與其他ncRNA 相比，lncRNA 的種類最多，功能更為復(fù)雜，在多種病理生理過程中發(fā)揮重要作用。lncRNA 5'末端具有mRNA樣結(jié)構(gòu)，但3'末端則不一定有PolyA尾巴。根據(jù)lncRNA 的產(chǎn)生機(jī)制分類為：外顯子lncRNA、內(nèi)含子lncRNA、重疊lncRNA 和基因間lncRNA［6］。從功能上，lncRNA 可作為信號分子、miRNA 或蛋白質(zhì)的“分子海綿”、導(dǎo)向和分子支架等。

2 lncRNA在肺癌組織中的異常表達(dá)

近年來，lncRNA 在多種癌性疾病中被報(bào)道。目前，在人類基因組中可以檢測到超過13 000 個(gè)lncRNA［7］。XU G 等［8］研究發(fā)現(xiàn)，2 420 個(gè)lncRNA 在正常肺組織和肺腺癌樣本中存在至少2 倍的表達(dá)差異。WANG L 等［9］發(fā)現(xiàn)，在NSCLC 組織與匹配的正常樣本組織中有6 606 個(gè)差異表達(dá)的lncRNA。另一項(xiàng)研究［10］通過分析從基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫中獲得的4 個(gè)數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)肺腺癌樣本和正常樣本之間有856 個(gè)差異表達(dá)的lncRNA。這些研究均提示，lncRNA 的異常表達(dá)可能與LC 的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)。與蛋白編碼基因類似，lncRNA 也可以根據(jù)其對癌細(xì)胞功能表型的影響情況分為致癌lncRNA 和抑癌lncRNA。

3 lncRNA在LC診斷中的作用

目前LC 診斷的金標(biāo)準(zhǔn)主要還是依據(jù)肺組織的活檢，由于活檢具有創(chuàng)傷性、難以重復(fù)故不適用于肺癌早期篩查。此外，近年來興起的低劑量計(jì)算機(jī)體層攝影（Low-dose computed tomography，LDCT）在早期肺癌篩查方面展現(xiàn)一定優(yōu)勢，使用低劑量CT進(jìn)行篩查可降低肺癌的死亡率［11］。但LDCT 仍然存在假陽性，同時(shí)也可能增加由輻射暴露引起的癌癥風(fēng)險(xiǎn)［12］。臨床上雖然也有蛋白水平的腫瘤標(biāo)記物，但其在肺癌相關(guān)亞型的診斷特異性差。因此需要探索新的穩(wěn)定可靠的LC診斷標(biāo)記物。由于lncRNA可以穩(wěn)定存在于組織、細(xì)胞及體液中，具有穩(wěn)定性、保守性、普遍性及組織特異性，有望成為LC 診斷和治療的分子標(biāo)志物和新靶點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)在LC 患者外周血細(xì)胞中MALAT1 存在特異性表達(dá)，且其特異度達(dá)96%，提示其可能作為LC 診斷的潛在分子標(biāo)記物，其敏感性僅為56%，目前暫時(shí)不能成為一種單一有效的LC診斷生物標(biāo)志物［13］，但其可以聯(lián)合其他分子標(biāo)志物提高診斷效率。此外，在肺鱗狀細(xì)胞癌和肺腺癌的相關(guān)研究中，Sox2ot 出現(xiàn)顯著的差異性表達(dá)，提示在鑒別肺鱗狀細(xì)胞癌和肺腺癌病理類型時(shí)Sox2ot具有一定的參考價(jià)值［14］。隨著肺癌相關(guān)的lncRNA 不斷被發(fā)現(xiàn)，將會有更多的lncRNA 有助于肺癌的早期診斷。

4 lncRNA在LC治療中的作用

LC的治療仍以手術(shù)輔助放化療為主，但部分患者診斷肺癌時(shí)已失去了手術(shù)機(jī)會，放射治療存在很多不良反應(yīng)，如：放射性皮炎、食管炎、心臟損傷、全血細(xì)胞減少等，以鉑類藥物為主的化療患者耐受性差，胃腸道反應(yīng)重，容易出現(xiàn)骨髓抑制等不良反應(yīng)，且敏感性差、容易耐藥等。雖然最近興起的分子靶向藥物如：吉非替尼、阿法替尼、厄洛替尼、奧希替尼等取得了不錯(cuò)的療效，在很大程度上改善了晚期肺癌的治療前景，給肺癌患者帶來了新希望，但獲得性耐藥性的發(fā)展限制了其有效性。大量研究表明，特異性lncRNA在LC細(xì)胞的增殖、分化、轉(zhuǎn)移、侵襲、耐藥等多方面發(fā)揮重要調(diào)控作用，這提示未來LC 新的治療方向可以通過逆轉(zhuǎn)lncRNA 的致癌作用、改變耐藥相關(guān)lncRNA 的表達(dá)從而提高肺癌細(xì)胞對抗癌藥物的敏感性、或針對lncRNA 研發(fā)新的分子靶向藥物。

4.1 通過干預(yù)lncRNA 改善LC 的藥物療效在LC 相關(guān)研究中，已發(fā)現(xiàn)多種與耐藥現(xiàn)象相關(guān)的lncRNA，隨著對耐藥分子機(jī)制的不斷深入研究，未來可能通過阻斷l(xiāng)ncRNA 介導(dǎo)的耐藥信號通路或增加/減少lncRNA 的表達(dá)量，提高LC 細(xì)胞對相關(guān)藥物的敏感性，這將為LC患者的治療提供新的策略。研究發(fā)現(xiàn)［15］，lncRNA 主要通過以下機(jī)制調(diào)節(jié)肺癌細(xì)胞的化學(xué)敏感性：⑴MAPK/ERK 信號通路；⑵PI3K/AKT/mTOR 和NF-κB 信號通路；⑶線粒體通路；⑷STAT3 信號通路；⑸通過調(diào)節(jié)Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路影響癌細(xì)胞干性；⑹通過凋亡和自噬之間的串?dāng)_激活或滅活Beclin-1；⑺上皮細(xì)胞向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelial to mesenchymal transition，EMT）；⑻自噬；⑼多重耐藥性（Multidrug resistance，MDR）。

MALAT1通過STAT3激活上調(diào)MRP1（多重耐藥相關(guān)蛋白）和MDR1（一種跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)體，負(fù)責(zé)抗癌藥物經(jīng)ATP水解通過細(xì)胞膜流出），誘導(dǎo)了A549細(xì)胞對順鉑的耐藥性［16］。HOTAIR通過下調(diào)p21的表達(dá)誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞的順鉑耐藥性［17］。CCAT1 被證實(shí)通過競爭性吸收let-7c促進(jìn)肺腺癌細(xì)胞的多西紫杉醇耐藥［18］。NSCLC 細(xì)胞對吉非替尼的耐藥與RHPN1-AS1/mir-299-3p/TNFSF12 通路有關(guān)［19］。MEG3 在肺腺癌中顯著下調(diào)，MEG3控制p53和Bcl-xl表達(dá)，與肺腺癌細(xì)胞的順鉑耐藥機(jī)制有關(guān)［20］。此外，過表達(dá)MEG3可以下調(diào)自噬相關(guān)蛋白表達(dá)，降低自噬水平，從而提高了肺癌細(xì)胞對長春瑞濱的敏感性［21］。在中藥治療肺癌的相關(guān)研究中l(wèi)ncRNA H19 通過海綿化miR-19b-3p 來抑制FTH1 的表達(dá)，增加了姜黃二酚的抗癌活性［22］。lncRNA 被認(rèn)為是一種非常有前途的化學(xué)敏感性預(yù)測標(biāo)志物，這可能有助于改善肺癌患者治療中存在的耐藥現(xiàn)象。

4.2 lncRNA 影響腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移是癌癥最致命的特征，也是導(dǎo)致癌癥相關(guān)死亡的主要原因。腫瘤轉(zhuǎn)移通常是一個(gè)復(fù)雜的多步驟過程，是由惡性細(xì)胞和他們的器官微環(huán)境許多復(fù)雜的相互作用決定的［23］。大量的研究表明，lncRNA 通過多種機(jī)制作用于腫瘤的轉(zhuǎn)移過程。

MALAT1是一種眾所周知的與癌癥進(jìn)展相關(guān)的lncRNA，研究發(fā)現(xiàn)外泌體MALAT1在NSCLC腫瘤分期較晚和伴有淋巴轉(zhuǎn)移的患者中表達(dá)顯著上調(diào)，提示血清外泌體MALAT1 具有診斷NSCLC 轉(zhuǎn)移的潛能［24］。此外，MALAT1 可以通過誘導(dǎo)肺癌中的EMT進(jìn)行腦轉(zhuǎn)移［25］。LU Z 等［26］研究發(fā)現(xiàn)NKILA 通過干擾NSCLC 細(xì)胞中的NF-κB/Snail 信號通路來抑制細(xì)胞的遷移和侵襲。ZHANG C等［27］發(fā)現(xiàn)LINP1通過抑制TGF-β誘導(dǎo)的EMT，從而控制肺癌細(xì)胞的遷移、侵襲。LINC00665可以通過miR-98-5p/AKR1B10 軸激活MAPK 信號通路及其下游基因MMPs，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移［28］。lncRNA JPX 通過miR-33a-5p/Twist1軸激活Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路參與EMT進(jìn)展［29］。LINC00173 作為miR-511-5p 分子海綿，上調(diào)其下游靶基因血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothelial growth factor A，VEGFA）的表達(dá)，促進(jìn)肺鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生及血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移［30］。JIANG L Y 等［31］研究發(fā)現(xiàn)，敲除Linc00511 可抑制ZEB2 和基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMPs）表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）降解來抑制肺癌細(xì)胞遷移和侵襲。而腫瘤抑制基因GAS5可以通過誘導(dǎo)e-鈣黏蛋白表達(dá)，抑制n-鈣黏蛋白表達(dá)，調(diào)控EMT 過程影響肺癌的侵襲轉(zhuǎn)移［32］。EMT 是決定細(xì)胞命運(yùn)的一個(gè)重要過程，影響著腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲，而lncRNA 通過多種方式調(diào)控LC 中EMT 過程，提示通過調(diào)控這些lncRNA 的表達(dá)阻止癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移可能是一種新的治療思路。

4.3 lncRNA 影響LC 細(xì)胞增殖能力癌細(xì)胞增殖失去控制是腫瘤的特異性表現(xiàn)，相關(guān)研究表明，lncRNA 對LC 細(xì)胞的增殖分化發(fā)揮重要作用。MALAT1 被發(fā)現(xiàn)在多種癌組織及癌細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，其表達(dá)上調(diào)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖［33］，主要通過調(diào)控PI3K/AKT、MAPK/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、β-連環(huán)蛋白/Wnt、Hippo 等途徑影響細(xì)胞增殖［34］。lncRNA H19 高表達(dá)于胚胎組織和包括肺癌在內(nèi)的腫瘤組織［35］，其通過調(diào)控c-jun 和JNK1/2 影響細(xì)胞分化和增殖［36］。此外，H19可以作為分子海綿，影響miRNAlet-7 的表達(dá)從而調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化［37］。而HOTAIR［38］和ANRIL［39］可通過招募PRC2 復(fù)合物來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子，從而促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲，并與患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、無病生存期短、預(yù)后差等相關(guān)。結(jié)合lncRNA 對肺癌細(xì)胞的影響，通過阻斷其相關(guān)的作用機(jī)制，可逆轉(zhuǎn)其對肺癌細(xì)胞的作用，從而抑制肺癌的發(fā)生發(fā)展。

4.4 lncRNA 編碼微肽在腫瘤中的作用lncRNA 最初被認(rèn)為是缺乏蛋白質(zhì)編碼能力的非編碼RNA。然而，隨著核糖體測序和核糖體新生鏈復(fù)合物測序等技術(shù)的出現(xiàn)，大多數(shù)lncRNA 被發(fā)現(xiàn)具有較短的開放閱讀框，因此具有編碼功能微肽的潛力［40］。微肽（≤100 個(gè)氨基酸）是生理和病理過程的基本調(diào)節(jié)因子，最近，lncRNA 編碼的微肽已被證明在腫瘤發(fā)生中具有重要作用，參與了N6-甲基腺苷修飾、腫瘤血管生成、癌癥代謝和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等［41］。有研究［42］揭示了lncRNA 編碼的微肽MIAC 在腎細(xì)胞癌（Renal cell carcinoma，RCC）中的抑癌潛力，它通過直接結(jié)合AQP2 蛋白抑制EREG/EGFR 信號通路的激活，從而抑制腎癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了微肽MIAC 可以為RCC 的診斷和治療提供新的策略。在肝細(xì)胞癌的相關(guān)研究中，有研究者通過質(zhì)譜分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證翻譯的lncRNA ZFSA1 通過下調(diào) NADH 脫氫酶（NDUFA6、NDUFB4 和NDUFB11）的表達(dá)來提高細(xì)胞ROS 的產(chǎn)生，從而促進(jìn)癌細(xì)胞遷移，提示翻譯的ZFAS1 可能是肝細(xì)胞癌（Hepatocellular carcinoma， HCC）進(jìn)展中必需的致癌基因［43］。此外，由lncRNA 編碼的UBAP1-AST6 蛋白定位于核仁，并優(yōu)先由肺癌細(xì)胞系表達(dá)，有研究發(fā)現(xiàn)其促進(jìn)了A549細(xì)胞的增殖和集落形成，并證實(shí)了UBAP1-AST6 在肺癌細(xì)胞中的功能［44］。因此，深入研究生物體內(nèi)lncRNA 編碼微肽的潛在機(jī)制，將有助于進(jìn)一步闡明生物體內(nèi)的復(fù)雜調(diào)控過程，并為后續(xù)相關(guān)疾病的靶向治療提供新的理論依據(jù)。

5 lncRNA用于LC的預(yù)后評估

目前已有不少研究證實(shí)lncRNA 表達(dá)與肺癌患者預(yù)后相關(guān)，提示lncRNA 具有評估患者預(yù)后的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。ZHANG Y D 等［45］觀察到長期暴露于煙草、礦物粉塵會導(dǎo)致MDIG（礦物粉塵誘導(dǎo)基因）水平升高，MDIG 表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致組蛋白H3 賴氨酸9（Histone H3 lysine9，H3K9）的三甲基化下調(diào)，從而增強(qiáng)H19 的表達(dá)，H19 過表達(dá)的肺癌患者生存率較低［46］。LCAT1 在肺癌組織中表達(dá)上調(diào)，其通過海綿化miR-4715-5p來調(diào)節(jié)RAC1的功能，已被證實(shí)與患者不良預(yù)后有關(guān)［47］。lncRNA RMRP（線粒體RNA加工核糖核酸內(nèi)切酶的RNA 成分）被發(fā)現(xiàn)在癌癥的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，并與癌癥患者的預(yù)后密切相關(guān)，在NSCLC 中RMRP 表達(dá)水平顯著升高，且其高表達(dá)與患者生存率呈負(fù)相關(guān)［48］。此外，有些lncRNA的表達(dá)下調(diào)也與不良預(yù)后息息相關(guān)。如MEG3的低表達(dá)與腫瘤病理分期較晚和腫瘤密切有關(guān)，預(yù)示患者生存期較短［49］。SPRY4 已被證明是腫瘤抑制基因，SPRY4-IT1在NSCLC組織樣本表達(dá)降低，其表達(dá)降低可能是NSCLC 預(yù)后不良因素［50］。TUG1 的低表達(dá)與較晚的TNM 分期、腫瘤大小以及較差的總生存率有關(guān)（P＜0.001），TUG1 在肺癌細(xì)胞系中的敲低增加了體外細(xì)胞增殖和體內(nèi)腫瘤生長［51］，通過單變量和多變量分析顯示，TUG1 是總生存率的一個(gè)獨(dú)立預(yù)測因素（P＜0.001）。

6 結(jié)論與展望

lncRNA 是研究腫瘤診斷和治療的重要分子。迄今為止，雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多l(xiāng)ncRNA，但他們的功能表征和重要性仍有待進(jìn)一步研究。盡管有很多的研究證實(shí)了lncRNA 在肺癌中的作用。然而，這些研究大多集中在NSCLC 上，而對最致命的肺癌亞型SCLC 的研究卻很少。由于同一種lncRNA 可能在不同的肺癌亞型中表達(dá)，且具有不同的功能，在NSCLC 中的研究結(jié)果不一定適用于其他亞型的LC。因此，迫切需要對lncRNA 進(jìn)行更深入的功能研究，探討其在病理生理過程中的作用機(jī)制，以提高其在肺癌診療過程中的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。此外，lncRNA 具有組織特異性且可以在血液中被檢測到，而血液檢查具有創(chuàng)傷小、易于獲取、患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)小等優(yōu)點(diǎn)，血液中l(wèi)ncRNA 的檢測可作為一種新的LC 診斷方法。lncRNA 除了作為肺癌的潛在生物標(biāo)記物外，在肺癌的治療方面，通過調(diào)控相應(yīng)lncRNA的表達(dá)可以增加LC 的治療選擇。但目前仍有一些問題有待解決，如：如何靶向這些lncRNA？如何確保治療性lncRNA的安全性？