非編碼RNA作為急性心肌梗死標志物的研究進展

于穎 關秀茹

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院檢驗科，黑龍江 哈爾濱 150001)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是冠狀動脈疾病的最嚴重類型，也是當今人類的主要死因之一[1]。眾所周知，立即就醫并采取有效的治療措施能顯著降低AMI患者的病死率并改善預后。然而并非所有AMI患者均有特異性心電圖改變且胸痛等，臨床癥狀個體差異大,導致某些患者不能及時診斷。因此，良好的早期診斷標志物尤為重要，它可輔助醫生早期識別高風險AMI,從而挽救更多患者的生命。

自1954年Karmen發現AMI患者天冬氨酸轉氨酶(aspartate aminotransferase，AST)升高之后，人們對心肌損傷標志物的探索就從未停止[2]。在接下來的幾年中，肌酸激酶(creatine kinase，CK)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)和肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme，CK-MB)相繼被發現，但患有肌肉和肝臟疾病的患者CK與LDH同樣升高，相比之下,CK-MB雖然具有更高的診斷準確性，但仍缺乏特異性[3]。此后心肌肌鈣蛋白(cardiac troponin，cTn)的出現帶給人們驚喜，由于其高敏感性和特異性，WHO指南推薦其作為AMI的首選生物標志物。但它在老年心力衰竭(heart failure，HF)、慢性腎臟病和敗血癥患者中易出現升高且在循環中持續時間過長(5～10 d)，存在心肌再梗死診斷性差的問題[4]。因此，亟需尋找更加“完美的”AMI標志物，從而更精準地早期診斷AMI。

非編碼RNA(non-coding RNAs，ncRNAs)是占人類基因組90%以上，轉錄卻不編碼蛋白質的RNA。近期研究表明ncRNAs在人類多種疾病中發揮至關重要的調控作用，其中微小RNA(miRNA)、長鏈非編碼RNA(lncRNA)和環狀RNA(circRNA)均已顯示在心血管疾病中具有診斷潛力[5]。因此，筆者總結了ncRNAs作為AMI標志物的最新發現，并側重于這些ncRNAs的診斷價值和評估預后的潛力。

1 miRNA

miRNA是進化上高度保守的短鏈非編碼RNA(長度19～22 bp)，通過抑制靶mRNA翻譯或誘導其降解調節基因表達[6]。第一組被確定為AMI生物標志物的miRNA有miR-208a、miR-499、miR-133和miR-1[4]，隨后研究人員發現多種miRNA與AMI診斷相關，因此筆者重點梳理近三年被發現的具有AMI標志物潛力的miRNA(表1)。

表1 急性心肌梗死潛在血清miRNA標志物

1.1 miR-483-5p

Li等[20]研究發現，AMI早期循環miR-19b、miR-223和miR-483-5p水平明顯升高，在最初心肌肌鈣蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)陰性且胸痛發作<3 h的疑似AMI患者中診斷價值較高[曲線下面積(area under the curve，AUC)=0.81、0.76和0.78]，與cTnI結合后AUC為0.92，該研究證明這些miRNA可彌補cTnI的診斷缺陷。Hao等[21]同樣發現AMI患者miR-483-5p升高，深入探究發現下調miR-483-5p通過靶向MAPK3減少缺氧誘導的人心肌細胞損傷，這支持miR-483-5p作為AMI標志物的潛在臨床價值，盡管需進一步研究體內作用，但該研究表明抑制miR-483-5p或抑制MAPK3的過度表達可能是一種潛在的AMI治療方法。

1.2 miR-208

miR-208包括miR-208a和miR-208b，是心臟特異性miRNA。研究表明AMI患者外周血中miR-208表達增加，甚至顯示出高于cTnI的敏感性(90.9%)和特異性(100%)[2]。此外，在健康人或非AMI患者的血漿中均未檢測到miR-208a，但在AMI發作后4 h內即可檢測到；同樣在大鼠AMI模型中，冠狀動脈閉塞術后3 h miR-208a即可達到峰值(增加50倍以上)，動力學提示其變化在cTnI顯著升高之前，這對于AMI的早期診斷具有重要意義，表示miR-208a可挽救cTnI的血漿延遲峰[4]。Devaux等[22-23]通過1 000例患者的隊列研究也證實胸痛患者循環miR-208b增加，與健康對照組和不穩定型心絞痛(unstable angina pectoris，UAP)相比，AMI患者的循環miR-208b水平顯著升高(AUC=0.85)，但診斷效率略低于cTnI。

1.3 miR-499

有研究表明急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)患者(包括AMI和UAP)循環miR-499的表達顯著增加，在發病3 h內ACS的診斷效率AUC為0.89；在大鼠AMI模型中也發現血漿miR-499的水平明顯增加[2，9]。此外，miR-499還被確定為冠狀動脈搭橋手術患者圍手術期預測心肌缺血的指標[24]。深入研究發現，在心肌細胞中miR-499通過抑制SOX6基因抑制細胞凋亡，促進心肌細胞再生，改善心功能[25]。以上結果說明miR-499不但可作為早期診斷標志物，還可能作為治療靶點。此外，在老年非ST段抬高心肌梗死(non-ST segment elevation myocardial infarction，NSTEMI)患者外周血中miR-499-5p的水平明顯升高，表示其有潛力識別NSTEMI[4]。另有研究發現在AMI后2 h內豬血漿中miR-499-5p即明顯升高[4]。這些結果表明，與cTnI相比，miR-499更早達高峰，未來早期診斷潛力有望超過cTnI。

此外，其他的一些miRNA如miR-379、miR-19a、miR-494和miR-1303等在AMI患者中均有明顯的差異表達，但目前證據較少，仍需大規模的前瞻性研究進一步驗證[26-28]。

總之，這些發現表明循環中miRNA釋放迅速，有利于早期診斷和血運重建治療，而miRNA與cTnI的聯合檢測可提高早期診斷AMI的敏感性與特異性，miRNA作為AMI生物標志物的潛力巨大。

2 lncRNA

lncRNA是長度>200個核苷酸，缺少開放閱讀框架且無蛋白編碼能力的內源性RNA分子[2]。隨著分子生物學的發展，人們逐漸認識到lncRNA參與動脈粥樣硬化斑塊的形成，因而lncRNA成為繼miRNA之后AMI相關的新的研究熱點。越來越多的證據表明，lncRNA也是心血管疾病的潛在生物標志物。

2.1 ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT和MALAT1

Vausort等[29]發現，與健康者相比，AMI患者外周血aHIF、KCNQ1OT1和MALAT1水平明顯升高，ANRIL水平降低；ST段抬高心肌梗死(ST segment elevation myocardial infarction，STEMI)患者的ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT和MALAT1水平明顯低于NSTEMI患者，表明它們具有識別高風險STEMI的能力。在4個月的隨訪中，ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT和MALAT1表達明顯變化者射血分數均≤40%，顯示它們是AMI后左室功能障礙的單變量預測指標，該研究為進一步探索lncRNA在AMI和HF中的作用奠定了基礎，并暗示未來研究lncRNA作為新型AMI標志物的方向。

2.2 HOTAIR

Gao等[30]研究發現，AMI患者血清中HOTAIR表達顯著降低并在AMI的早期階段(6～12 h)達到峰值，3 d內恢復基線水平。通過檢測小鼠不同器官HOTAIR表達證明其是一種心肌特異性lncRNA，研究發現HOTAIR的心臟保護功能部分基于對miR-1的負調控[30]，該發現不僅為HOTAIR提供了有關AMI診斷的新見解，且進一步了解了HOTAIR在AMI發病機制中的功能。

2.3 lncRNA-NRF

在AMI患者住院期間常發生HF，此類患者死亡的風險通常比單獨患AMI的更大。Yan等[31]通過對134例AMI患者的橫斷面研究發現，在AMI后HF患者中lncRNA-NRF明顯升高，對HF的診斷價值(AUC=0.975)遠遠高于N末端腦鈉肽前體(AUC=0.720)，且lncRNA-NRF水平與AMI后HF的嚴重程度呈正相關，表明lncRNA-NRF可預測AMI后發生HF的風險，該研究改變了N末端腦鈉肽前體和cTn等傳統生物標志物預測AMI后HF不準確的限制，提供了潛在的改善AMI長期預后的治療策略。

此外，在AMI患者中lncRNA SNHG8、lncRNA-RP11-175K6、ENST00000508020.2、lncRNA ZFAS1和lncRNA CDR1AS等均有明顯差異表達[32-33]。盡管這些研究提供了眾多有潛力的AMI新型標志物，但這些lncRNA的敏感性與特異性仍無法與已鑒定的miRNA相提并論，對于lncRNA的研究仍需更深入地探索。

3 circRNA

circRNA是具有共價閉合環狀結構和細胞特異性的新型ncRNAs，特定的結構使其不易被降解，因此它具有作為生物標志物的巨大潛力。有望作為AMI標志物的circRNA在近幾年才逐漸受到關注，因此相關研究較少。

Wang等[4，34]研究發現與健康對照組相比，AMI患者外周血細胞中circRNA MICRA的表達顯著降低，AMI后射血分數明顯降低的患者中MICRA表達水平低于射血分數不變或輕微降低的患者，表明MICRA可預測AMI后4個月的左心室功能(射血分數)，為AMI后患者的危險分層提供價值，但下一步必須進行前瞻性研究證實。此外，有研究表明circ MACF1通過調節miR-500b-5p/EMP1軸來減弱心肌細胞凋亡，表明circ MACF1可能是AMI的潛在治療基因[35]；另有實驗發現circRNA 010567可通過抑制轉化生長因子-β1改善心肌梗死大鼠心臟功能，減輕心肌纖維化和抑制心肌細胞凋亡[36]；Sun等[37]發現circRNA LAS1L在AMI和心臟成纖維細胞中明顯下調，并通過直接與miR-125b結合促進SFRP5蛋白表達，最終抑制心臟成纖維細胞增殖和遷移，促進細胞凋亡，雖然這些circRNA暫時不能成為AMI診斷標志物，但目前的研究仍為AMI的早期診斷和靶向治療提供了實驗室依據。

4 總結與展望

近年來，AMI雖然在診斷與治療方面取得重大進展，但AMI的發病率和死亡率仍不斷攀升[4]。目前診斷AMI的主要策略是心電圖結合生物標志物檢測，良好的生物標志物能輔助醫生早期診斷、預測預后和制定個體化治療方案，從而實現精準醫療。傳統生物標志物尚存在缺陷，所以尋找新型生物標志物對早期診斷AMI至關重要。

圖1 ncRNA的作用機制及檢測方法

近期研究表明ncRNAs是最有前途的新型AMI生物標志物，其發揮作用的機制及常規檢測方法如圖1所示，其中miRNA顯示出眾多優勢：(1)在外周血中普遍存在，可使用非侵入性方法獲得；(2)穩定性高；(3)變化通常發生在組織壞死之前，達峰值早；(4)具有明顯的組織器官表達特異性。

但值得注意的是肝素可抑制miRNA逆轉錄，今后若應用于臨床需考慮患者肝素類抗凝劑使用情況及采血管的選擇。與miRNA相似，lncRNA對RNA酶的降解也具有保護作用，不同的是lncRNA主要位于細胞核或線粒體中使其不似miRNA那樣容易被檢測到。而對于circRNA，盡管在心臟組織中豐度高且穩定存在，可作為新型診斷標志物的來源，但由于其半衰期很短，導致外周血中較難檢測到circRNA，又限制了其作為標志物的發展，這種矛盾是未來研究中亟需解決的問題。

盡管已發現一些ncRNAs可作為AMI診斷標志物，但與目前臨床上使用的cTnI相比，這些ncRNAs尚未呈現出更高的診斷效率。所以關于ncRNAs作為潛在生物標志物的探索還需進行更多的研究。對于miRNA，應更多地關注對NSTEMI與UAP的識別以及長期隨訪數據，發現特異性和敏感性更高的miRNA。對于lncRNA和circRNA則需更大量的實驗數據支持，尤其是大樣本的前瞻性隊列分析研究。此外，關于ncRNAs檢測方法還涉及多種不確定因素，如RNA提取方法、定量方法、常用實時熒光定量PCR中引物和內參如何選擇？與DNA結合的分子選SYBR染料還是TaqMan探針？血液標本留取血漿、血清還是全血？都需制定嚴格的標準來統一化結果。因此，將ncRNAs應用于臨床為醫生提供有價值的信息目前還有許多工作要做。