MicroRNA在非小細胞肺癌的診斷、治療和預后評估中的作用

李璽?榮福

【摘要】 肺癌是最常見的惡性腫瘤之一， 居全球癌癥死亡的首位。肺癌預后差的原因是缺乏有效的早期診斷方法及治療手段。微小核糖核酸（MicroRNA， miRNA）是一種大小為18～23個堿基的非編碼單鏈小分子RNA。近年研究發現， miRNA在肺癌的發生發展發揮著重要作用。本文對miRNA在非小細胞肺癌的診斷、治療和預后判斷中的作用做一綜述。

【關鍵詞】 非小細胞肺癌；微小核糖核酸；診斷；治療；預后

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.02.214

2012年估計有180萬新發肺癌病例， 占所有癌癥的13%， 是全球男性因癌死亡的首要原因， 也是發達國家女性因癌死亡的首要原因 [1]。肺癌分為小細胞肺癌（small cell lung cancer， SCLC）和非小細胞肺癌（non small cell lung cancer， NSCLC）， 其中大部分為NSCLC（約80%）， 雖然近年來NSCLC治療手段不斷進步發展， NSCLC患者的總體治療效果仍欠佳[2]， 其主要原因是大部分NSCLC患者明確診斷時已是中晚期， 已無手術治療機會。尋找一種可靠的早期診斷NSCLC的手段和有效的NSCLC治療方案是目前NSCLC研究領域的重點。目前許多研究表明， MicroRNA （miRNA）與NSCLC的發生發展關系密切， 可以作為NSCLC的早期診斷、治療和預后評估的重要指標。

1 miRNA概述

自1993年第一個miRNA被發現以來， 現已在人類發現了超過1000個。miRNA是一種由18～ 23個堿基組成的非編碼單鏈小分子RNA， 經過Dicer酶加工后生成， 通過降解或抑制使其靶mRNA分子翻譯而起作用。目前研究認為， miRNA與人體細胞的分化、增殖、凋亡以及疾病的發生發展關系密切。在腫瘤組織中， miRNA既可下調癌基因的活性從而抑制腫瘤的發生發展， 也可下調抑癌基因來促進腫瘤的發生發展 [3]。

2 miRNA與NSCLC的診斷

2. 1 miRNA與NSCLC的早期診斷 目前臨床上NSCLC早期診斷困難， 缺乏行之有效的肺癌早期診斷生物標志物， 大部分NSCLC發現時已晚期， 因此提高NSCLC早期診斷率尤為重要， 特別是無創或微創有效的可靠的檢測手段， miRNA使這一設想成為了可能。相關研究發現， 肺癌組織與癌旁組織對比， miRNA-21、miRNA-141、miRNA-210、miRNA-200b在肺癌組織中顯著高表達， 而miRNA-126、 miRNA- 129、miRNA-346、miRNA-3a、miRNA-451、miRNA-486、miRNA-520、miRNA-521、miRNA-30b、miRNA-30c、miRNA-30d、miRNA-516a顯著低表達。王歡等[1]通過研究組織中的miRNA-106a， 發現miRNA-106a在NSCLC患者腫瘤組織中的表達水平明顯高于癌旁正常組織。Mitchell等[2]研究發現， 血漿中存在成熟的miRNA， 且miRNA在室溫和反復凍融的條件下均保持穩定， 因此認為血液標本也是進行miRNA檢測的可靠樣本。張曉娟等[3]研究表明， miRNA穩定的存在于血漿和血清中， 且血清和血漿中miRNA無顯著差異。Jeong等[4]分析血清中Let-7a， 發現Let-7a在NSCLC患者血清中表達水平顯著低于健康人， 低水平Let-7a促進NSCLC發生發展， 可能是Let-7a通過抑制癌基因相關的細胞周期相關蛋白起到誘導肺癌發生的作用。比較NSCLC患者和健康人血清中的miRNA表達譜發現， 有63種miRNA在NSCLC患者血清中檢測出而在健康人血清中沒有；同時發現miRNA-25和miRNA-223在NSCLC患者中顯著高表達， 表明miRNA-25和miRNA-223是可能是NSCLC特異性生物標志物。通過研究NSCLC患者和健康人血漿中miRNA-21發現， miRNA-21在NSCLC患者血漿中表達水平顯著高于健康對照組， 認為miRNA-21是診斷NSCLC的特異性生物標志物。肺癌患者與肺部良性病變患者發現， 發現肺癌患者血清中的miRNA-10b、miRNA -155、miRNA -141的表達水平顯著高于比良性病變者， 且有淋巴結轉移的肺癌患者血清中miRNA-10b表達高危無淋巴結轉移者， 因此認為miRNA可作為肺癌早期診斷的生物標志物。相關學者通過檢測肺癌患者和正常對照者血清中的miRNA -155、miRNA-197、miRNA-182表達水平， 發現miRNA -155、miRNA-197、miRNA-182在早期肺癌患者血清中表達水平顯著高于正常對照組， 聯合檢測上述三種miRNA的靈敏度和特異度均較高， 分別為81. 33%和86. 76%；而在有轉移的肺癌患者血清中miRNA-197H和miRNA-155的表達明顯高于無轉移者。這些研究表明， 檢測miRNA可作為早期診斷NSCLC的一種可靠的檢測方法。

2. 2 miRNA與NSCLC的分型的關系 NSCLC的準確病理分型對指導臨床個體化治療有重要意義， 腺癌和鱗狀細胞癌是NSCLC兩個主要的組織學類型， 它們的病理學特征不同， 對治療的反應也不同。目前， 對于低分化腫瘤組織及活檢獲取的少量腫瘤組織， 細胞和組織形態學有時無法明確病理類型， 而通過miRNA的新型生物標記物的檢測有望彌補這一缺陷。多項研究表明， 在肺鱗癌和腺癌中有6種miRNA（miRNA-205、miRNA-99b、miRNA203、miRNA-202、miRNA-102、miRNA-204-pre）表達存在顯著差異。研究證實了檢測福爾馬林固定、石蠟包埋標本的MiR-205在區分肺鱗癌和肺腺癌時miRNA-205具有較高敏感性（96%）和特異性（90%）；進一步研究表明， 利用經皮肺穿刺標本（FNA）、纖支鏡刷檢和灌洗液檢測miRNA-205， 鑒別鱗癌的敏感性也達到96%（95%CI， 91% to 98%）。相關研究表明， miRNA-205在區分鱗腺癌與手術切除標本的病理診斷吻合率為100%。國內研究也表明檢測手術切除標本的miRNA-205， 其準確鑒別肺鱗癌與肺腺癌的曲線下面積（AUC）達98.5%[5]。上述研究表明， miRNA-205是肺鱗癌特異性生物標志物。值得注意的是， miRNA-205在25例腺癌中有4例誤判， 表明miRNA-205作為單獨的分型工具用于臨床還為時過早， 還不能取代以形態學為基礎的傳統方法， 但是可以作為它們的有效補充。

3 miRNA與NSCLC的治療

目前， NSCLC的化療是以鉑類藥物為基礎， 延長了部分NSCLC患者的生存期， 但總體治療效果差強人意， 開發出高效安全的治療NSCLC的藥物乃是當前肺癌熱點之一。靶向治療的出現和發展為EGFR或ALK基因突變的NSCLC患者提供了一種新的治療選擇， 而隨著miRNA研究的不斷深入， 發現miRNA也可作為NSCLC的治療新靶點。miRNA與NSCLC的發生發展密切相關， 既可起到促進腫瘤發生發展的作用也可以起到抑制腫瘤的發生發展的作用， 調控著腫瘤發生發展的各個階段。對在NSCLC發生發展過程中起到抑癌作用的miRNA， 可引入目標miRNA或其DNA載體， 從而增加其表達量， 起到治療癌癥作用。有的研究發現， miRNA-34c、miRNA-145和miRNA-142-5p在肺癌中的表達受到抑制， 提高癌細胞中這些miRNA的表達量， 能顯著抑制癌細胞的生長。相關的研究肺癌動物模型， 發現在動物模型中引入Let -7可以減小瘤體大小；研究體外培養的肺癌細胞， 發現增加癌細胞中Let-7的表達量可有效抑制癌細胞的增殖。發現在肺癌患者中具有促進腫瘤發展及抑制上皮間質轉化功能的miRNA-200家族的表達量有改變[6]。相關研究發現增強肺癌細胞中miRNA -1的水平， 能增強化療藥物對癌細胞抑制作用。而對肺癌發生發展過程中有促進作用的miRNA， 可通過抑制其活性或干擾其生成， 從而增強治療效果。相關研究表明， 通過降低肺癌細胞的miRNA-21和miRNA-200b的表達水平， 可以提高西他濱的化療效果， 表明miRNA參與了調控癌細胞對化療藥物的敏感性；而降低癌細胞中的miRNA-141的表達水平可降低癌細胞的生長速度。相關研究發現， 可通過抑制miRNA-34b和miRNA-34c甲基化的從而降低其活性， 起到治療肺癌的目的[7]。

4 miRNA與NSCLC的預后

miRNA的表達水平與NSCLC預后密切相關， 在治療前后的表達水平也有所不同， 可作為NSCLC預后判斷的標準。相關研究發現， miRNA-125b的表達不僅能區分NSCIC人群和正常人群， 而且肺癌患者血清中的miRNA-125b高表達消失后預示預后不良， 與miRNA-125b低表達比較有統計學意義， 因此認為miRNA-125b是NSCLC的獨立預后因素。研究發現， Let-7f、miRNA-20b和miRNA-30e-3p在NSCLC患者表達水平下降， Let-7f和miRNA-30e-3p表達水平可以判定肺癌的分期和進行手術評估， 而且Let-7f和miRNA-30e-3p表達水平與總生存率相關。相關學者組織中的miRNA-34表達水平， 發現miRNA-34在NSCLC患者腫瘤組織中的表達水平顯著低于癌旁正常組織， 且NSCLC患者術后高復發率與miRNA-34低表達相關， 同時合并有p53突變的miRNA-34表達患者術后復發率更高， 因此認為miRNA-34a可作為評估NSCLC患者術后復發的生物標志物。研究NSCLC患者Let-7的表達水平， 發現Let-7表達水平與生存時間相關， 越低表達生存時間越長；研究發現， 在NSCLC患者中， Let-7低表達組術后死亡危險比是高表達組的2.71倍。Let-7的也是NSCLC患者獨立的預后因素。對NSCLC標本與正常對照組標本比較發現， NSCLC標本中miRNA-21高表達， 且復發的NSCLC患者標本中miR-21也顯著升高；而無復發的病例中miRNA-21無明顯變化；miRNA-21也是NSCLC患者的預后因素。研究發現， miRNA-145、miRNA-155、Let-7a-2、Let-7b和miRNA-21與肺腺癌的預后相關， 其中miR-155是肺腺癌獨立預后因素。

5 小結

miRNA是當今各領域包括NSCLC的研究熱點， 隨著技術水平的提升， miRNA表達的檢測結果日益精準可靠。miRNA參與了NSCLC發生發展的全過程， 研究腫瘤組織或血液中miRNA表達水平或表達譜， 可提高對NSCLC早期診斷、分型、治療及預后評估準確度。降低NSCLC的死亡率的關鍵是提高NSCLC早期診斷率；NSCLC準確病理分型和預后判斷可以指導醫生合理用藥， 減少死亡風險， 提高生產率， 降低腫瘤的復發；miRNA為NSCLC的治療提供新的靶點， 為新藥開發帶來了新希望。然而， 目前尚無一種miRNA檢測真正進入臨床階段， 大部分的miRNA檢測的靈敏度、特異性仍不令人十分滿意， miRNA的檢測能否應用到臨床還需科技工作者的不懈努力， 相信在不久的將來， miRNA可作為新的生物標志物被用于NSCLC的早期診斷、治療及預后評估。

參考文獻

[1] 王歡， 翁國星， 陳智群， 等. 早期非小細胞肺癌組織中 miR-106a 的表達變化及意義. 山東醫藥， 2010， 50（22）：51-52.

[2] Mitchell PS， Parkin RK， Kroh EM， et al. Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. Proc Natl Acad Sci USA， 2008， 105（30）：105-118.

[3] 張曉娟， 董靜， 馬紅霞， 等.血清/血漿 microRNA 檢測方法探討與建立. 南京醫科大學學報： 自然科學版， 2011， 31（4）：529-531.

[4] Jeong HC， Kim EK， Lee JH， et al. Aberrant expression of let-7a miRNA in the blood of non-small cell lung cancer patients. Mol Med Rep， 2011， 4（2）：383-387.

[5] Chen X， Ba Y， Ma L， et al. Characterization of microRNAs in serum： a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases. Cell Res， 2008， 18（10）：997-1006.

[6] Landi MT， Zhao Y， Rotunno M， et al. MicroRNA expression differentiates histology and predicts survival of lung cancer. Clin Cancer Res， 2010， 16（2）：430-441.

[7] Bishop JA， Benjamin H， Cholakh H， et al. Accurate classification of non-small cell lung carcinoma using a novel micro RNA-based approach. Clin Cancer Res， 2010， 16（2）：610-619.

[收稿日期：2015-09-14]