外泌體mi RNA在肺癌診療中的研究進展

薛林燕慧 楊九龍 于新娟 韓偉 李雙保

1濰坊醫學院臨床醫學院261053；2 青島市市立醫院呼吸與危重癥醫學二科266071

肺癌是嚴重威脅人類生命的一種腫瘤，其發病率與病死率極高。目前肺癌的診斷金標準仍是病理活組織檢查，因其操作的有創性，并發癥的危險性，需要探索一種更為方便、安全的檢測方法。研究表明，血漿中微小RNA(micro RNA，mi RNA)的表達與腫瘤密切相關[1-3]，但易受體液中的核酸酶降解[4]，作為腫瘤標志物的價值受到質疑。外泌體中含有的mi RNA 具有更好的穩定性，可作為細胞間通訊的中介，越來越受到關注[5，6]。本文總結了外泌體mi RNA 作為肺癌生物標志物在腫瘤診斷、預后評估及藥物療效預測中的研究現狀和進展。

1 外泌體mi RNA概述

外泌體曾在綿羊紅細胞的培育中發現，被當作細胞產生的廢物[7]。隨著研究和技術的進展，人們逐漸認識到外泌體是一種具有細胞通訊功能的胞外小泡，近年來廣受關注。外泌體是大小約為50～150 n m，外面是脂質雙分子層，內里包含著各種生物活性物質，包括蛋白質、脂質和核酸 (DNA、mRNA、mi RNA、lnc RNA、circ RNA 等)。鑒于外泌體的保護作用，其攜帶的內容物可以較為穩定地游走于生物幾乎所有體液環境中，在各種生理及病理過程中傳遞信息，發揮重要作用[8]。

mi RNA 是一種進化保守的，可以調控基因表達的非編碼小RNA，約由20～22個核苷酸組成。如今，在人類基因組中，超過2 000個mi RNA 能夠調控大約1/3基因的表達[9]。2002年，有研究提出了mi RNA 在腫瘤進展中的作用[10]，至今發現幾乎所有已知的腫瘤都受到mi RNA 的調控，且在各種體液中檢測到mi RNA 的表達。但由于體液中的mi RNA 易被RNA 酶降解，限制了其診斷標志物的作用。外泌體中的mi RNA 能夠在包括血液、唾液、尿液、腹水、母乳、羊水、腦脊液、胸腔積液及支氣管肺泡灌洗液等各種體液中穩定存在，有望成為理想腫瘤標志物[11-12]。

2 外泌體mi RNA在肺癌診斷中的應用

2.1 血漿外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 2009 年Rabinowits等[13]研究發現非小細胞肺癌患者血漿外泌體總mi RNA 水平高于對照組，血漿外泌體中mi RNA 的類型特征與肺癌組織類似，提示外泌體mi RNA 可能成為肺癌的診斷標志物。2013 年，Cazzoli等[14]采用逆轉錄實時熒光定量聚合酶鏈反應 (reverse transcription-quantitative poly merase chain reaction，RT-q PCR)對10例肺腺癌患者和10例健康吸煙者的血漿進行全mi RNAs分析，并在大樣本中驗證了4 個mi RNA (mi R-378a、mi R-379、mi R-139-5p和mi R-200b-5p)在肺癌患者表達增高。采用這4 個mi RNA 的診斷模型對肺癌診斷的受試者工作特征曲線下面積 (area under curve，AUC)為0.908，敏感度為97.5%，特異度為72%，具有較好的診斷效果。Rodriguez等[15]采用類似方法，對30例非小細胞肺癌患者和75例非腫瘤患者的血漿及支氣管肺泡灌洗液進行PCR 芯片分析，并在30例非小細胞肺癌和61例非腫瘤患者中進行了RT-qPCR 驗證，發現非小細胞肺癌患者血漿外泌體mi R-141表達降低。另有研究發現肺癌患者血漿外泌體中mi R-193a-3p、let-7f-5p水平降低[16-17]。隨著外泌體研究的進展，越來越多的外泌體mi RNA 被證明能夠作為肺癌診斷標志物 (表1)。

2.2 血清外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 近年來，人們開始探討血清外泌體 mi RNA 與肺癌的相關性。Gri molizzi等[18]研究發現肺癌患者血清外泌體mi R-126 的表達高于健康對照者，mi R-126診斷模型的AUC 為0.859，且在疾病早期階段，診斷模型的AUC 也高達0.875。Wu等[19]用RT-q PCR 方法檢測56例肺癌患者和19例健康對照者，發現血清外泌體mi R-96表達上調，證實了其對肺癌診斷具有潛在價值。Feng等[20]發現肺腺癌患者血清外泌體中mi R-21-5p、mi R-140-5p和mi R-126-3p的表達水平高于健康對照組，四者聯合診斷肺腺癌的AUC 高達0.97。隨著血清外泌體mi RNA 的研究持續進展，多種血清mi RNA， 包 括 mi R-660-5p、 mi R-15b-5p、 mi R-25-3p、mi R-16-2-3p和mi R-221-3[21]，以及mi R-23b-3p[22]、mi R-7797 和mi R-98-3p[23]、mi R106b[24]、mi R-17-5p[25]、mi R-1290[26]等相繼被證實在肺癌的診斷中有一定的臨床價值，有成為非侵襲性診斷標志物的潛能。

2.3 胸腔積液外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 不止于血液，胸腔積液也發現了與肺癌相關的外泌體mi RNA。Hydbring等[27]通過RT-q PCR 芯片檢測18 例肺腺癌者和18例良性炎性病變患者的胸腔積液外泌體，發現mi R-200家 族 mi RNA (mi R-200a、mi R-200b、mi R-200c、mi R-141)表達上調，其診斷模型的AUC 介于0.898 7～0.973 9。另一項研究通過高通量測序和RT-q PCR 驗證了9個 mi RNA (mi R-203a-3p、mi R-205-5p、mi R-375、mi R-200b-3p、mi R-200c-3p、mi R-141-3p、mi R-200a-3p、mi R-483-5p和mi R-429)在肺腺癌患者胸腔積液外泌體中表達升高[28]。Ta miya等[29]發現外泌體mi R-182和mi R-210在肺癌惡性胸腔積液中表達上調，胸腔積液外泌體mi RNAs可作為肺癌診斷的標志物。

2.4 支氣管肺泡灌洗液外泌體mi RNA 對肺癌的診斷價值 支氣管肺泡灌洗檢查能獲得肺泡表面襯液，直接取得局部病變的信息。所以國外專家開始對肺泡灌洗液中外泌體mi RNA 進行研究。Ki m 等[30]研究發現，對比炎性病變，肺腺癌患者支氣管肺泡灌洗液外泌體中和組織中mi R-126都高表達。Ro man-Canal等[31]也發現在肺癌患者支氣管肺泡灌洗液外泌體中 mi RNA-1-3p、mi RNA-144-5p 和mi RNA 150-5p表達上調，三者聯合的診斷模型AUC 達到0.914，具有成為診斷肺癌生物標記物的前景。

3 外泌體mi RNA在評估肺癌預后中的應用

許多學者研究了外泌體mi RNAs與肺癌預后及復發的關系。Liu等[32]發現血漿外泌體mi R-23b-3p、mi R-10b-5p和mi R-21-5p表達升高的肺腺癌患者總生存期降低，將這3種外泌體mi RNA 與臨床變量相結合，能提高生存預測的準確性。Deji ma等[33]發現血漿外泌體mi R-21和mi R-4257在復發的肺癌患者中表達水平上調，而無病生存期降低。另外，Kanaoka等[34]研究發現，血漿外泌體mi R-451a在復發的非小細胞肺癌患者中表達上調，與淋巴結轉移、血管浸潤和分期顯著相關，外泌體mi R-451a高表達患者的總生存期和無病生存期明顯降低。Xue等[35]研究發現血漿外泌體 mi R-106b-3p、mi R-10b-5p、mi R-151a-5p、mi R-484和mi R-192-5p在肺腺癌中表達上調，且這些mi RNA 表達升高的患者生存幾率降低。近年來的研究證實，外泌體mi R-1290高表達、mi R-216b低表達、mi R-1246 高表達皆與肺癌的預后不良密切相關[26，36-37]。以上表明外泌體mi RNA 可作為評估肺癌預后的生物標志物，見表2。

4 外泌體mi RNA在預測藥物療效中的作用

外泌體mi RNA 對治療后效果起到預測作用。有研究發現，外泌體中mi R-512和mi R-373的高表達會增強順鉑誘導的細胞凋亡和抑制細胞遷移[38]。Yuwen 等[39]發現mi R-146a-5p通過抑制自噬作用提高非小細胞肺癌對順鉑的敏感性，提示血清外泌體mi R-146a-5p可作為預測順鉑治療非小細胞肺癌療效和實時監測耐藥性的新的生物標志物。另一項研究表明，血清外泌體mi R-425-3p 通過靶向AKT1上調自噬水平，使得鉑類治療效果減低，mi R-425-3p高表達患者治療效果不佳[40]。這些研究說明了外泌體mi RNA 可成為預測藥物療效的生物標志物。

5 外泌體mi RNA作為診斷生物標記物的不足

病理活組織檢查仍是目前腫瘤診斷的金標準，外泌體的研究尚未成熟，且存在一定局限性，主要存在以下幾個方面：首先，外泌體的提取沒有建立統一的規范化操作，不同的外泌體提取方法各有優缺點，提取的純度也不盡相同，各個實驗室的結果良莠不齊，因此目前尚不適合在臨床上大規模應用；其次，外泌體來源的異質性也需要受到關注，人體正常細胞及腫瘤細胞皆可產生外泌體；而且，手術、放化療等治療，甚至生活習慣都可能影響細胞對外泌體的釋放，造成假陰性或假陽性的結果。

6 總結與展望

肺癌的發病率和病死率高居不下，需要開發一種無創、有效的診斷和預后篩查工具。外泌體的mi RNA 易于從患者體內采集，在循環中相對穩定，可以成為腫瘤診斷和預后的理想生物標志物。未來，外泌體的研究方向將側重于統一外泌體提取、純化、存儲方法，尋找更為經濟、更加省時、更有效的方法，為外泌體mi RNA 成為腫瘤診斷和預后標志物的研究奠定堅實的基礎。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突