長鏈非編碼RNA在非小細胞肺癌診斷、治療中的應用進展

孫燕，凌春華

(1無錫市第三人民醫院，江蘇無錫 214000；2蘇州大學第一臨床醫學院；3蘇州大學附屬第一人民醫院)

長鏈非編碼RNA在非小細胞肺癌診斷、治療中的應用進展

孫燕1,2，凌春華3

(1無錫市第三人民醫院，江蘇無錫 214000；2蘇州大學第一臨床醫學院；3蘇州大學附屬第一人民醫院)

長鏈非編碼RNA(lncRNA)具有復雜的生物學功能，參與了非小細胞肺癌(NSCLC)中多個信號轉導通路，異常表達在NSCLC發生、發展過程中具有重要的作用。單獨lncRNA作為NSCLC診斷標志物的敏感性及特異性較低，多個lncRNA聯合診斷敏感性及特異性較高，但目前尚無統一公認的一組lncRNA。針對lncRNA治療NSCLC的手段包括通過RNA干擾技術介導的基因沉默治療、反義寡核苷酸介導的治療、以質粒為基礎的靶向治療、小分子抑制劑介導的對lncRNA的調控等。多個lncRNA與NSCLC患者預后密切相關，但尚無可作為NSCLC預后判斷的lncRNA。

長鏈非編碼RNA；非小細胞肺癌；臨床應用

肺癌是目前全世界最常見的惡性腫瘤之一，其中非小細胞肺癌(NSCLC)約占85%。很多NSCLC患者確診時已處于晚期階段，錯過了最佳治療時間段，其5年生存率僅為15.9%[1]。目前分子靶向治療和免疫療法已經成為了NSCLC治療的新手段，但NSCLC患者的5年生存率僅有輕微提高。因此，更加深入地了解NSCLC的分子機制，尋找NSCLC早期診斷的生物標志物和新的分子治療靶點對改善患者預后至關重要。長鏈非編碼RNA(lncRNA)為一種參與癌癥生物學的遺傳分子[2]，具有重要的生物學功能，與人類基因調節、細胞生長、分化以及腫瘤的發生發展關系密切[3]。現就lncRNA在NSCLC診斷、治療中的應用進展進行綜述。

1 lncRNA

人類基因組測序計劃顯示僅有2%的基因編碼蛋白，有超過90%的基因轉錄為RNA，但并未編碼為蛋白質[4]，這些不能指導蛋白質合成的RNA統稱為非編碼RNA(ncRNA)。在ncRNA中，有一小部分是組成性表達，稱為管家ncRNA，這些RNA分子直接或間接參與蛋白質編碼基因的表達，是蛋白質生物合成所必需的因素；大部分ncRNA則是在一定條件下誘導表達，其功能是調節蛋白質編碼基因的表達，因而稱為調節性ncRNA[5]。調節性ncRNA根據分子大小分為調節性短鏈非編碼RNA和調節性長鏈非編碼RNA。lncRNA是一類轉錄本長度大于200 nt的調節性長鏈非編碼RNA。根據轉錄lncRNA的基因和相鄰蛋白編碼基因的位置關系，lncRNA可分為5個亞類[6]：正義lncRNA、反義lncRNA、雙向lncRNA、內含子lncRNA、基因間lncRNA。lncRNA在細胞內主要通過誘餌分子、支架分子、信號分子、海綿分子、引導分子間作用方式發揮生物學功能[7]。隨著高通量測序及微陣列等生物信息技術的成熟及應用，通過對NSCLC患者腫瘤病灶及正常癌旁組織的對照，發現了很多異常表達的lncRNA,其中將在NSCLC中異常上調表達的lncRNA歸類為致癌性lncRNA，而相較正常癌旁組織異常表達下調的lncRNA歸類為抑癌性lncRNA[7]。

2 lncRNA在NSCLC診斷中的應用

lncRNA的表達具有一定的組織特異性，并且能夠穩定存在于人的體液和組織中，從而可以通過體液樣本對lncRNA方便地進行檢測，避免了有創性的檢查[8,9]。這使lncRNA具有巨大的潛能成為新的腫瘤診斷生物標志物。目前，已經有數個lncRNA被報道作為腫瘤診斷的生物標志物，如：HULC作為肝細胞癌的診斷標志物[10]、PAC3作為前列腺癌的診斷標志物[11]等。在NSCLC中，目前已經鑒定出很多表達異常的lncRNA。已有研究發現NSCLC患者外周血中MALAT1[12]、XIST和HIF1A-AS1[13]較正常對照組升高。Weber等[12]通過血液檢測嘗試將MALAT1作為NSCLC的診斷標志物，發現其敏感度為56%、特異度為96%，并且腫瘤的分期、患者的年齡、性別、是否有吸煙史對患者血液MALAT1的水平沒有顯著影響。由于MALAT1作為NSCLC診斷標志物的敏感度較低，因此可以考慮將其與其他腫瘤標志物聯合應用來提高對NSCLC的診斷敏感度。Hu等[14]嘗試聯合檢測外周血SPRY4-IT1、ANRIL和NEAT1，發現其對NSCLC患者的診斷敏感度和特異度均較單獨檢測明顯提高，聯合檢測時診斷敏感度高達82.8%、特異度高達92.3%。另外，Zhao等[15]通過基因芯片技術鑒定出72個在肺腺癌和肺鱗癌間顯著表達差異的lncRNA；同樣地，White等[16]鑒定出27個肺癌相關的lncRNA可以作為肺腺癌和肺鱗癌病理亞型鑒別診斷的標志物。這些發現均提示有些lncRNA甚至可以作為NSCLC病理亞型分型的診斷標志物。結合上述研究結果可見，目前暫未發現在診斷敏感性及特異性均較優秀的可單獨作為NSCLC診斷標志物的lncRNA，而聯合多個lncRNA診斷NSCLC結果可靠，其特異性及敏感性均較高，但目前尚無統一公認的一組lncRNA應用于NSCLC的診斷。

3 lncRNA在NSCLC治療中的應用

鑒于lncRNA參與NSCLC發生、發展的一系列復雜機制，以及lncRNA表達異常可介導NSCLC細胞對化療藥物的耐藥[17]，故lncRNA可作為NSCLC新的治療性的靶標，從而恢復癌細胞對化療藥物的敏感性甚至達到治愈NSCLC的目的。針對lncRNA的治療手段包括通過RNA干擾技術介導的基因沉默治療、反義寡核苷酸(ASO)介導的治療、以質粒為基礎的靶向治療、小分子抑制劑介導的對lncRNA的調控等[8,18～20]。

3.1 通過RNA干擾技術介導的基因沉默治療 靶標為lncRNA的RNA干擾技術治療在體外細胞系非常有效，但在體內，它們需要穩定的載體將它們轉運給靶細胞，并且在體內需要防止起干擾作用的RNA被肝臟代謝降解。現在國外已經有針對腫瘤相關信使RNA的RNA干擾治療的Ⅰ期臨床試驗。目前針對腫瘤相關的lncRNA的RNA干擾技術還未有在進行的臨床試驗，但在體外細胞系已有令人振奮的結果。

3.2 ASO介導的治療 ASO是指短的單鏈DNA寡核苷酸，它的序列與治療靶標RNA互補。ASO均經過修飾，可以避免被核苷酸酶降解，但是它們能誘導結合的RNA被RNA酶降解清除。有研究[21]發現，人肺癌細胞異種移植的小鼠通過ASO介導的MALAT1敲除技術可抑制小鼠體內人肺癌細胞的轉移。

3.3 以質粒為基礎的靶向治療 多項研究提示H19是一種致癌性lncRNA,與多種腫瘤的發生相關，其中包括NSCLC、膀胱癌、結腸癌、胰腺癌、卵巢癌等。BC-819為一種攜帶有白喉毒素亞單位的質粒，該白喉毒素亞單位能對H19啟動子進行調控，從而抑制腫瘤細胞的增殖。BC-819已有應用于膀胱癌的研究報道。將BC-819注射進膀胱癌患者體內，發現腫瘤病灶明顯變小，目前在肺癌、結腸癌、胰腺癌以及卵巢癌等腫瘤體外研究中，也呈現較好的抑制腫瘤增殖的效果。

3.4 小分子抑制劑介導的對lncRNA的調控治療 小分子抑制劑介導的對lncRNA的調控是通過阻斷lncRNA和其相互作用的蛋白質相結合而發揮調控作用[9]。在乳腺癌中利用小分子抑制劑阻斷HOTAIRH和多梳蛋白抑制復合體2或LSD1相互作用從而抑制乳腺癌細胞的轉移。因此，深入研究肺癌相關的lncRNA和其相互作用的蛋白質分子或其他分子網絡，可通過小分子抑制劑來達到治療NSCLC的目的。

以lncRNA為靶標對NSCLC的治療目前只處于人體外試驗研究中，其臨床治療的安全性、有效性等仍未知。在人體實際治療過程中，如何避免這些治療NSCLC的分子物質不被人體免疫系統對抗、并且在經過肝腎代謝后仍在人體血液中保持一定的治療濃度，從而使其在腫瘤病灶中達到治療性的作用顯得尤為重要[22]。另外，NSCLC細胞容易突變并產生耐藥，針對lncRNA來治療NSCLC的這些分子物質在人體治療過程中的耐藥情況未知。

4 lncRNA在NSCLC預后判斷中的應用

癌細胞的侵襲、轉移潛能受多因素調控，如細胞骨架重構、細胞外基質金屬蛋白酶活性及上皮間質細胞轉化(EMT)等，并涉及多個信號轉導通路[23]。lncRNA與NSCLC的EMT、侵襲、轉移密切相關，進而影響NSCLC患者的預后。Schmidt等[24]利用NSCLC組織進行原位雜交,發現MALAT1在腫瘤所有階段和亞型中均有表達，而MALAT1相對低表達的患者預后較高表達患者好,提示MALAT1可以作為NSCLC患者預后的生物標志物。Nakagawa等[25]發現，NSCLC患者早期腦轉移灶中HOTAIR的表達遠高于原發灶,提示HOTAIR可作為NSCLC患者腫瘤細胞早期轉移的預測因子,在體外實驗中也同樣發現HOTAIR能促進腫瘤細胞的遷移。Qiu等[26]發現CCAT2是NSCLC病理亞型腺癌特有的lncRNA，且在肺腺癌細胞中過表達，為正常肺組織細胞的7.5倍，它的高表達會促進肺腺癌細胞的增殖和侵襲，提示預后不良。Zhang等[27]選用6對人肺腺癌組織標本及其癌旁組織標本進行了lncRNA芯片篩選，將差異表達最顯著的一條lncRNA命名為ZXF1，并在62例肺腺癌組織標本中進行驗證及進一步分析，結果顯示ZXF1表達顯著上調，并與患者的病理分期、淋巴結轉移及預后密切相關。Luo等[28]發現CARLo-5在NSCLC中表達上調，而CARLo-5高表達的患者預后較差，在體外利用siRNA沉默CARLo-5的表達，則NSCLC細胞的增殖、侵襲、遷移會明顯被抑制。Sun等[29]利用qRT-PCR技術對113例NSCLC組織標本及7種NSCLC細胞系進行檢測，發現BANCR在NSCLC組織及細胞中表達均明顯降低，BANCR的表達下調促進NSCLC細胞的增殖及侵襲，而上調BANCR的表達可以減少EMT現象的發生，提示BANCR在NSCLC的EMT過程中發揮重要作用，從而影響NSCLC患者的預后。Han等[30]證明GAS6-AS1亦可影響NSCLC的發展、遷移。MALAT1、HOTAIR、CCAT2、ZXF1、SOX2-OT、CARLo-5的上調和BANCR、GAS5、GAS6-AS1的下調均與NSCLC患者預后差、5年生存期短、淋巴結轉移、血液轉移等密切相關[8]。雖然研究發現MALAT1、HOTAIR、CCAT2、ZXF1、SOX2-OT等多個lncRNA均與NSCLC患者預后密切相關，但尚無臨床研究報道可作為NSCLC預后判斷的lncRNA的實際臨床應用界值，從而使得lncRNA的預后判斷價值僅局限于臨床研究，而暫無應用價值產生。

綜上所述，深入了解lncRNA在NSCLC中的生物學功能、作用機制、分子間相互作用網絡，可以使lncRNA在NSCLC的診斷、預后及治療等臨床應用中產生巨大的臨床價值，從而提高NSCLC患者的早期診斷率、改善NSCLC患者的預后，并有望產生治愈性的治療靶點。

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凌春華(E-mail： linchunhua88@hotmail.com )

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.22.037

R734.2

A

1002-266X(2017)22-0099-04

2017-02-24)