血漿miRNA 檢測在腫瘤臨床應用的研究進展

石明，仇雪梅，2，樊紅

(1.東南大學醫學院，江蘇南京 210009;2.東南大學生命科學研究院，江蘇南京 210009)

惡性腫瘤是嚴重危害人類健康的疾病。世界衛生組織和國際抗癌聯盟的資料顯示，如不能有效控制癌癥的發病率，預計2020年腫瘤新發病例將達到1 600萬，近1 000萬人死亡［1-5］。在美國等西方發達國家，因癌癥死亡僅次于心血管疾病，已成為癌癥第二大殺手［6］，而我國每年新增癌癥患者約160萬人，其中因癌癥死亡人數約130萬人［1-5］。不能及時發現從而貽誤治療時機及腫瘤治愈率低是導致癌癥患者死亡的主要原因，而早期發現及治療效果監測是預防和有效治療癌癥的重要手段。幾十年來，研究者們對標志物研究和應用發現，生物標志物可以用來進行腫瘤早期診斷，使得癌癥的治愈率、生存率大大提高。近年來，隨著微小RNA(micro RNA，miRNA)及其表達模式的發現，使這類分子有可能作為新的生物標志物，為癌癥的診斷與治療開辟了一條新途徑［7-8］。作者針對血漿miRNA在癌癥早期診斷、個體化治療以及預后監測等方面的應用價值作一綜述。

1 microRNAs簡介

miRNA是一類非編碼小分子RNA，通過與mRNA 3'端非翻譯區完全和不完全配對結合使mRNA降解或翻譯抑制［1-5］，在轉錄后水平調控基因表達。近年來，隨著人們對miRNA分子的逐步認識，其生物功能及應用備受關注，尤其對miRNA在個體新陳代謝、抗感染、細胞增殖、細胞凋亡以及腫瘤發生過程中重要作用的認識，為疾病發病機制研究及治療提供了新的觀點。

miRNA最初發現于上個世紀90年代初期，2002年，因 Calin等［6］對其開創性的研究成果報道，使miRNA成為腫瘤研究中的新焦點。在隨后的幾年中，人們對miRNA的研究不斷深入，逐漸揭示了其功能和可能的應用領域。尤其是對有關能夠抑制miRNA功能的RNA結合蛋白的研究成果不斷更新，使人們在更加深入了解miRNA的同時，看到了miRNA在腫瘤研究及臨床應用等方面的前景。研究發現，人類和其他動物的血清與血漿中，miRNA穩定存在。這些循環中的miRNA的表達譜是一類全新的生物標志物，有可能作為疾病包括腫瘤的無創性診斷指標。

2 miRNA作為腫瘤早期診斷標志物

生物標志物是一類能被用來指示正常與病態過程的客觀上可測量的生物特征分子［9］。miRNA在腫瘤組織與正常組織中的表達譜有差異;且在某些腫瘤中表達上調的miRNA，可能在另一種腫瘤組織中表達下調;有些miRNA只在特定的組織中表達，如miR-122只在正常肝臟中表達［10-11］。因此，miRNA在腫瘤中特異性表達的特征，使其完全有可能成為一類腫瘤的生物學標志物。

2002年，在對以13q14缺失為特征的人慢性淋巴細胞性白血病研究中，Calin等［6］首次發現，人類腫瘤中存在miRNA的異常表達。2008年 Lawrie等［12］發現，彌漫性大B細胞淋巴瘤患者血清miR-21表達水平升高，并證實miR-21的高表達與該類疾病的生存率密切相關。此外，Krutzfeldt和Esau等［14-15］通過 RNA干擾技術發現，miR-122在調節新陳代謝方面起重要作用。Volinia等［16］對6種實體腫瘤(肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、食管癌和胰腺癌)進行了高通量的微陣列分析，發現miRNA在實體瘤中具有共同特征，即miR-17-5p、miR-20a、miR-21、miR-92、miR-106a 和miR-155分子存在過表達模式。對56份前列腺癌腫瘤組織和7份正常組織中miRNA表達譜的差異分析發現，其中39種miRNA表達量增加，6種miRNA表達量下降，顯示在前列腺腫瘤中miRNA表達上調較下調更為普遍。

有研究發現，卵巢腫瘤中有23種miRNA表達異常，包括11種miRNA表達上調和12種miRNA表達下調。Resnick等［17］在對卵巢腫瘤中miRNA的表達變化的研究發現，miR-21、miR-92和miR-93起致癌基因作用，在腫瘤中具有作為生物標志分子的潛能。總之，不斷有研究表明，在不同腫瘤組織中miRNA表達譜存在明顯的差異，可能作為腫瘤診斷的新的分子標志物。

在2008年，Mitchell等［18］發現了來自上皮細胞腫瘤的miRNA會被快速釋放入血液循環中。他們以小鼠為模式生物，證明了人類miRNA能夠在前列腺腫瘤異體移植老鼠的血液中檢測到，而且miRNA含量與移植腫瘤大小相關。Boeri等［19］對肺癌中 miRNA的研究結果表明，miRNA在腫瘤組織中的表達與臨床相關病理特征有關，并通過實驗驗證了血漿miRNA作為生物標志物的可能。另外，Ng等［20］在2009年發現，相對于正常人，有5種miRNA不僅在結腸直腸腫瘤組織中，也在腫瘤患者的血清中過量表達。Mitchell等［18］通過實驗證明，血漿與血清miRNA具有很強的相關性，均適合作為腫瘤標志物。血漿miRNA作為一種易于檢測的指標，越來越受到人們的關注。

3 miRNA與個體化治療

在許多人類腫瘤病例中存在miRNA表達異常的現象，miRNA表達水平的改變可能在腫瘤形成中起著重要作用。近年研究證實，miRNA的表達變化可以抑制腫瘤形成，亦可以起致癌作用［21］。致癌miRNA通過負調控，抑制了抑癌基因或調節細胞分化和細胞凋亡，從而促進腫瘤生長。例如，miR-17-92在肺癌或淋巴瘤等多種癌癥中出現表達明顯增加，且它的表達上調促進了肺癌細胞的生長。miRNA顯著的組織特異性和表達譜特征提示其可能具有診斷癌癥和判斷癌癥預后的作用。抑制過高表達致癌作用的miRNA可能有助于腫瘤的治療。Ng等［20］根據研究結果推測，在腸癌中miR-92與miR-17上調普遍存在，如果能找到一種抑制miR-92和miR-17過表達的藥物，將為結腸直腸癌治療提供新的策略。Kota等［22］對肝癌miRNA的表達譜進行分析，檢測到8例樣品中有7例miR-26a含量低于正常組織。應用miR-26a-EGFP的腺相關病毒載體(adeno-associated virus，AAV)研究肝癌鼠模型發現，將miR-26a導入能有效阻止鼠肝癌細胞的生長。這項研究發現，僅1種miRNA的表達就可影響一種疾病的發展，而且miR-26a在多種生物與組織中都存在，它并不影響正常肝細胞的生長，這在肝癌的個體化治療中有著廣闊應用前景，而且可能還有許多具有治療潛能的miRNA還等待著被發現，因此，提出了miRNA的更換療法的新理念。

此外，miRNA在其他疾病的研究結果亦提示，miRNA表達分析可能為許多疾病如病毒感染性疾病、心血管疾病等提供可行的治療方案。

4 血漿miRNA與腫瘤預后監測

miRNA在不同種腫瘤中的差異表達及其與腫瘤的分類和診斷的相關性，提示其可能成為腫瘤預后檢測的重要生物標志分子。Hu等［23］對303例非小細胞肺癌進行了miRNA分析，發現有4種miRNA與患者的生存期密切相關，并且4種miRNA與非小細胞肺癌分期有關，這種特異性的miRNA分析，有可能為非小細胞肺癌患者病程的預測以及選擇更適合的治療方法提供依據。Yamamoto等［24］發現，在肝癌患者血清中miR-500高表達，而3例肝癌術后患者血清中miR-500表達恢復到正常水平，miRNA-500血清表達水平不僅可用于肝癌發展過程變化的診斷，還能夠反映患者病程的發展過程。腫瘤切除后，測定患者血液中miR-500等能夠盡早發現腫瘤轉移等情況，有利于決定下一步的治療方案［25］。總之，血漿miRNA在腫瘤預后監測方面也可能是一種非常好的生物標志物。

5 結 語

優良的生物標記物能夠在無臨床癥狀時或腫瘤發生早期起到檢測和監測的作用。例如胰腺癌經常是在晚期被確診，所以患者的生存幾率非常低［26］，如能夠早期診斷和有效治療將大大提高胰腺癌患者的生存率。miRNA能夠在血漿中穩定存在而不被RNA酶分解，而且Gilad等［13］在實驗中證明了幾種血清中的miRNA在室溫下4 h含量并無明顯變化。此外，Chen等［21］隨機檢測了4個健康男性和3個健康女性血清中的14種miRNA，這些miRNA在不同個體間表達水平基本一致，這為建立一個miRNA正常標準提供了基礎。血漿和(或)血清miRNA表達不僅具有較高的特異性與敏感性，而且無需創傷性獲取腫瘤組織，因此，將其作為癌癥診斷標志物具有明顯的優勢。

雖然血漿miRNA有上述等多種優點，但是，我們還面臨著非常多的挑戰，要將miRNA應用于臨床，還需要大規模的健康人群，包括不同性別及年齡段的血清和(或)血漿miRNA表達譜信息;要確診某種癌癥，還需要找到多種特定的腫瘤特異性miRNA，而不可能僅僅依靠在多種腫瘤都有異常表達miRNA。同時尚須注意，miRNA在臨床應用時的腫瘤間差異和個體差異。Ng等［20］研究發現，血漿中miR-92表達水平在癌癥前4個階段并無明顯變化，也不是與腫瘤大小及轉移相關的指標。

盡管人們對miRNA的研究在腫瘤學領域已取得一些進展，但miRNA應用于腫瘤臨床目前還面臨很多問題，尤其miRNA表達存在時空特異性。近年大量的研究結果提示，miRNA這類小分子在腫瘤診斷、預后監測以及治療方面都表現出具有非凡潛力，相信隨著miRNA在腫瘤研究的不斷深入，新的發現將不斷更新我們對其認識，期待找到不同時期特異性表達的腫瘤標志性miRNA，提高其臨床應用價值。總之，miRNA有待我們去更加深入的挖掘其功能和作用機制。在條件尚未成熟之際，我們是否應該盡快將其投入臨床應用還值得商榷。

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