相關miRNA作為膿毒癥患者臨床診療標志物的研究前景*

王浴鑫 童朝陽

膿毒癥是由感染引起的全身異常炎癥反應，病理機制仍不十分清楚。目前，膿毒癥由于診斷延誤、預后不佳形式嚴峻。許多診斷標志物已經報道在臨床應用于膿毒癥患者，并被證明可以改善診斷和治療。由于描述膿毒癥臨床特征的困難，一些診斷物并沒有表現出高敏感性和特異性。miRNA是真核細胞中和mRNA配對調節基因表達的非編碼小分子RNA，在炎癥反應中發揮重要作用，最近已被證實有作為膿毒癥標志物的潛能。目前，采用miRNA調節網絡證明新的miRNA標志物和膿毒癥早期診斷有關。通過分析miRNA的表達特點和調節網絡，得到miRNA和膿毒癥的關聯。反應通路、疾病分析、蛋白-蛋白反應網絡分析及ROC曲線都被用來證實miRNA的可靠性。

1 嚴峻的全球膿毒癥形勢

盡管近年對膿毒癥的診斷和治療研究取得一定進展，但膿毒癥仍然保持著很高的發生率和死亡率，尤其在重癥監護室。一項大型歐洲臨床研究發現，重癥監護室膿毒癥收住率占37%，膿毒癥相關死亡率占36%[1]。促進全球重癥膿毒癥發展組織（PROGRESS）統計發現37個國家12 881例患者膿毒癥病死率為50%，其中主要8個國家病死率在33%~66%之間[2]。另有數據顯示每年英國為膿毒癥投入花費超過35億美元，美國是167億美元[3]。因此，科學家們正在積極尋找有效的膿毒癥診治方法來改變這一現狀。

2 miRNA特點

miRNA定義為：20~25個核苷酸組成的存在于真核細胞的內源性單鏈小分子RNA，但不編碼蛋白質，主要通過抑制mRNA的翻譯或降解mRNA來調控基因表達，影響多種細胞活動。其具有高度的保守性、時序性、特異性，調節人類1/3的基因。

miRNA已被發現在很多疾病的發生發展過程中起著關鍵性作用，被認為是具有前景的生物標志物。研究證明miRNA在膿毒癥患者中普遍異常調節。目前，尋找一種針對膿毒癥高度特異性和高度敏感性的miRNA是科研工作者的主要研究方向之一。最近研究證明，血清或血漿的miRNA水平穩定性和重復性好[4-5]。血清miRNA的特異性表達圖譜可以作為不同疾病評估預后的“指紋識別”[6]。

3 相關miRNA在膿毒癥方面的研究

3.1 miRNA15a和 miRNA16 Wang等[7]為 了 探 索miRNA15a和miRNA16水平在膿毒癥和非感染性SIRS患者有無明顯差異，入選了166個膿毒癥患者，32個SIRS患者和24個正常控制組。結果，和正常控制組相比，血清miRNA15a和miRNA16在膿毒癥組和SIRS組均明顯升高，其中，膿毒癥組的miRNA15a比SIRS組明顯升高。但是，這兩種miRNA水平和白細胞計數無關。ROC曲線提示miRNA15a有最高的曲線下面積。所以，miRNA15a和miRNA16均能區分SIRS/sepsis和正常者，miRNA15a可能成為鑒別SIRS和膿毒癥的生物標志物。

Wang等[8]入選214個膿毒癥患者，28 d作為時間點分為存活組和非存活組，miRNA223、miRNA15a、miRNA16、miRNA122、miRNA193、miRNA483-5p 在兩組患者明顯異常表達，這6種miRNA預測膿毒癥死亡率的AUC值在0.610（95%CI：0.523-0.697）到0.790（95%CI： 0.719-0.861） 之 間。 同 時，miRNA15a，miRNA16，miRNA193b，miRNA483-5p，SOFA 評 分，APACHE Ⅱ評分及膿毒癥病程這7項結合起來比SOFA評分， APACHE Ⅱ評分，PCT可以更好的預測死亡率，其敏感性和特異性也很高。

一項針對新生兒膿毒癥的研究中，miRNA15a和miRNA 16水平在膿毒癥組比健康對照明顯升高，但是miRNA15b和miRNA223水平在兩組之間無統計學差異。ROC曲線分析也證明miR15a和miRNA16有新生兒膿毒癥的潛在診斷價值。miRNA15a和miRNA16轉染到LPS處理后的細胞中可下調TLR4和人白介素受體相關激酶1（IRAK-1）轉錄水平。該研究提示miRNA15a和miRNA16有成為新生兒膿毒癥診斷及預后標志物的可能，通過提高miRNA15a和miRNA16水平可以下調LPS誘導的炎癥通路[9]。

在其他研究中發現，miRNA15a和miRNA16具有抑制巨噬細胞吞噬和清除細菌功能，影響TLR-4炎癥反應通路，并導致膿毒癥小鼠死亡率上升[10]。

3.2 miRNA133a Tacke等[11]在223個危重患者（其中138個為膿毒癥，85個為非膿毒癥）和76個健康者的研究中，發現miRNA133a在危重患者血清中均明顯升高，尤其是膿毒癥患者，miRNA133a水平和疾病嚴重程度、炎性指標、器官功能明顯相關。高miRNA133a濃度預示著預后不良，并能作為ICU危重患者評估預后不佳的強烈獨立“預言者”。

3.3 miRNA146a和miRNA223 Wang等[12]測定50個膿毒癥、30個SIRS患者及20個健康者的血清miRNA，發現膿毒癥組的miRNA146a和miRNA223水平與SIRS組及正常組相比明顯降低。miRNA146在SIRS組比正常組明顯降低，但miRNA223在SIRS和正常組之間無明顯差異。另外，同時測定的miRNA15b、miRNA132、miRNA155、let7i水平在膿毒癥、SIRS、健康組之間相似。血清IL-6水平膿毒癥患者要明顯高于SIRS患者，CRP水平則在膿毒癥和SIRS間無區別。計算miRNA146a、miRNA223、IL-6的曲線下面積AUC值分別是0.858，0.804，0.785，說明miRNA146a和miRNA223作為膿毒癥新的生物標志物具有高度特異性和敏感性。

Wang等[13]發現miRNA146a在sepsis組患者血漿中比SIRS組明顯降低，為血液循環中miRNA作為膿毒癥生物標志物提供又一證據。

3.4 miRNA150 Vasilescu等[14]對 10個膿毒癥患者和12個健康者的研究中發現膿毒癥組外周血白細胞和血漿中miRNA150濃度均明顯降低，并且和評估疾病嚴重程度的SOFA評分一致，所以miRNA150可能成為潛在的膿毒癥診斷和預后分子。另外，他們發現和miRNA150基因序列互補配對的促炎因子TNF-a及抗炎因子IL-10，IL-18在血漿濃度呈升高改變，和miRNA150結果相反，提示它們之間可能存在直接反應。并發現miRNA150/IL18比值可用來評估疾病嚴重程度。由于miRNA150在膿毒癥患者濃度是降低的，可以嘗試恢復miRNA150表達水平來達到治療目的。

另有研究分別對膿毒癥危重病組、非膿毒癥危重病組、健康對照組進行測定，發現miRNA150血清濃度在危重病組僅輕度降低，并且在膿毒癥和非膿毒癥組間無明顯差異[15]，故認為miRNA150并不適合作為膿毒癥的診斷標志物，這和Vasilescu等的研究結論不同。血清miRNA150水平和肝腎功能相關，低miRNA150水平提示預后不佳，故適于做預后評估標志物。

另一項針對膿毒癥和SIRS兩組患者之間的研究結果顯示[16]，miRNA150明顯降低和miRNA4772-5p-iso升高，且均能有效區分SIRS患者和膿毒癥患者，結果有90.5%的特異性和81.8%敏感性。后于獨立隊列研究中得到驗證，診斷精確度達到86%。

3.5 miR-574-5p Wang等[17]發現最終存活和死亡的患者血清miRNA574-5p和miRNA297表達水平不同，而miRNA574-5p水平和膿毒癥患者死亡相關，證明其可作為膿毒癥患者結局的預測因子。

3.6 其他 一項前瞻性研究發現膿毒癥患者外周血單核細胞中 miRNA143、miRNA145、miRNA146a、miRNA150、miRNA155、miRNA182異常表達，miRNA146a的下調和IL-6的表達升高及單核細胞增殖有關[18]。而且，當前研究也證實miRNA異常調節和臨床癥狀及炎癥反應有關，是膿毒癥潛在的治療靶點。miRNA122被證明是獨立的臟器損傷標志物[19]。已有69個miRNA被報道不止1種形式，許多miRNA至少在兩種或以上不同疾病中被發現。事實上，6種miRNA（miR-16、miR-155、miR-21、miR-126、miR-223、miR-146a）被報道是9種以上不同疾病的特異性標志物[20]。

盡管膿毒癥的具體發病機制仍不清楚，但很多研究發現miRNA可以直接或間接的改變機體的炎癥通路和炎癥反應。科研人員通過外源性改變動物miRNA濃度，觀察組織損傷改善情況，探尋miRNA的治療意義。例如，膿毒癥實驗小鼠miRNA27a升高，敲除小鼠miRNA27a通過下調NF-KB p65的磷酸化水平和DNA連接活性可以明顯抑制促炎因子TNF-α和IL-6的表達水平。而且miRNA27a的中立狀態可以減緩肺部炎癥并提高膿毒癥小鼠存活率[21]。因此，miRNA在膿毒癥炎癥反應中發揮重要作用，并提供了臨床膿毒癥患者潛在的治療靶點。不僅在膿毒癥發病過程中，miRNA扮演重要角色，在藥物治療中miRNA同樣干預藥物在機體的發應和療效[22]。

綜上，筆者得出以下結論：（1）miRNA可以作為膿毒癥、SIRS、正常者間的鑒別診斷標志物。如miRNA15a、miRNA146a、miRNA150。（2）miRNA和病情嚴重程度和預后相關。如miRNA133a、miRNA150、miR-574-5p。（3）研究得出miRNA作為膿毒癥標志物的敏感性及特異性均較高。（4）改變實驗動物miRNA水平可以改善病情及預后，為膿毒癥特異性治療提供新的治療靶點。

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