微小RNA 在社區獲得性肺炎中應用進展

周慈航， 胡珍麗， 胡晶晶

海軍軍醫大學附屬長海醫院1. 全科；2. 呼吸與危重癥醫學科；3. 臨床實驗中心，上海200433

微小RNA(MicroRNA，miRNA)是一群高度保守的小分子非編碼RNA，與信使RNA(messenger RNA，mRNA)具有互補的反平行序列。 miRNA 可能通過與內源性RNA 相互作用調控靶基因表達，與細胞生長和凋亡、免疫、代謝等密切相關[1-2]。 目前，已有800 余個人類miRNA 被發現[3]。 部分miRNA 可作為疾病診斷、治療及預后的潛在標志物，在臨床上具有廣泛的應用前景。 有研究報道，外周血循環中miRNA 表達能夠用于腫瘤的早發現和早診斷，也可作為診斷炎癥性疾病的潛在標志物[4]。 社區獲得性肺炎(community-acquired pneumonia，CAP)是臨床常見的下呼吸道感染性疾病，病原體可能為細菌、病毒、真菌、支原體、衣原體等。隨著空氣污染加重和人口老齡化，CAP 發病率居高不下，抗生素耐藥率的不斷升高和致病病原譜的不斷變遷也增加了CAP 的診斷難度[5]。 如何及時準確評估CAP 患者的病情，從中識別高?；颊卟⒔o予有效臨床干預是當前CAP 診療的重點難點和關鍵環節。 現就miRNA 在CAP 中的應用進展作一綜述。

1 微生物所致肺組織免疫炎癥反應的調控

CAP 患者常會在感染細菌、病毒、支原體等病原菌后發生免疫反應，miRNA 主要通過阻斷細胞受體信號傳導中的轉錄因子或中間分子等關鍵蛋白的翻譯來影響免疫細胞的發育和功能。

1.1 細菌 革蘭氏陽性細菌肺炎鏈球菌感染是導致CAP 的主要原因，占全球CAP 患者的30% ~35%[6]。 有研究表明，miRNA-155 能夠通過影響MARCO 受體的表達干擾細菌病原體(如銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌等)的吞噬，在脂多糖誘導后，過表達miRNA-155 小鼠的肺泡灌洗液中可檢測出高濃度的腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α、白細胞介素(interleukin，IL)-1，高表達的miRNA-155 參與肺損傷病理過程[7]。 miRNA-155還可作用于FGF9 基因上，肺上皮細胞過表達miRNA-302b 能夠抑制促炎核轉錄因子(nuclear factor kappa B，NF-κB)信號的激活，從而抑制炎癥加速，促進細胞因子產生，提高銅綠假單胞菌感染小鼠的存活率[8]。 脂多糖是一種有效的內毒素，是革蘭氏陰性細菌細胞壁的主要生物活性成分。 miRNA 在脂多糖引起的肺部損傷中表達水平會發生變化，影響炎癥因子釋放，參與肺部急性炎癥的病理過程。在脂多糖誘導的急性肺損傷大鼠模型中，miRNA-146a 發揮炎癥抑制作用，保護肺組織免受過度炎癥損傷[9]。 miRNA 可結合在TNF-α mRNA 上以抑制其表達，脂多糖激活的巨噬細胞表達的miRNA 水平是下降的[10]。 miRNA-124-3p 通過作用于腫瘤壞死受體相關因子-6 減輕脂多糖介導的重癥CAP 炎癥反應[11]。 miRNA 對病原體入侵后的呼吸道黏膜完整性和屏障功能發揮著重要作用，例如，miRNA-17-92 具有促進未分化肺上皮祖細胞高增殖的能力[12]。 在炎癥過程中，TNF-α 誘導上皮細胞miR-122a 表達，從而引起其靶基因閉合蛋白降解，導致黏膜通透性增加[13]。

1.2 病毒 miRNA 可以沉默病毒RNA，也可以調控RNA 轉錄后的基因表達。 皰疹病毒、巨細胞病毒等自身可以表達miRNA。 單純皰疹病毒1 型基因編碼miRNA-H2-3p 可促進單純皰疹病毒1 型復制和潛伏期再激活，巨細胞病毒通過表達miRNAUS4-1 靶向內質氨基肽酶-1(一種負責修剪縮氨酸的蛋白)抑制CD8＋T 細胞反應[14]。 miRNA-5197-3p 可以結合SAR-CoV-2，但不能靶向人類基因[15]。人體細胞產生的miRNA 具有直接或間接影響病毒復制的能力[16]。 直接影響復制主要從3 個方面:(1)宿主miRNA 與病毒mRNA 的3′-NTR 結合，抑制或增強RNA 病毒翻譯；(2)宿主miRNA 與病毒RNA 的編碼區結合，抑制病毒基因翻譯，阻止病毒復制；(3)宿主miRNA 與病毒mRNA 的5′-NTR 結合，導致病毒RNA 穩定化，從而增強復制[3]。 例如，miRNA-32 可與副流感病毒mRNA 的3′-UTR 結合，減 少 病 毒 復 制[17]； miRNA-323、 miRNA-485、miRNA-654 與流感病毒PB 編碼區結合后會產生抗病毒活性，導致病毒RNA 降解，抑制病毒翻譯和復制[18]。 miRNA-200c-3p 可通過與產生血管緊張素轉換酶-2 細胞中的3′-UTR-mRNA 結合抑制SARS病毒和其他促進急性呼吸系統綜合征的病毒感染[19]。 miRNA-122 可結合丙型肝炎病毒5′-UTRmRNA 促進病毒翻譯和復制[20]，有學者將miRNA-122 的作用機制用于治療黑猩猩的慢性丙型肝炎，取得了較好的結果[21-22]。 主要的間接作用是miRNA 對病毒感染的宿主免疫系統產生影響。一方面，當病毒被模式識別受體識別后，先天免疫系統被激活，miRNA 通過調節干擾素和細胞因子相應的基因表達參與其中，如miRNA-466i 通過結合Ⅰ型干擾素α 和β 阻止促炎細胞因子翻譯[23]。 另一方面，miRNA 能夠影響信號通路中涉及的關鍵蛋白質和分子，并能靶向轉錄因子，對免疫反應發揮調節作用。 miRNA-155 通過靶向細胞信號傳導抑制因子-1 和蛋白酪氨酸磷酸酶-2 激活STAT5 細胞信號通路[24]。 有實驗發現，CD4 是miRNA-221、miR-222 的直接靶點，miRNA-222 模擬物在人巨噬細胞中的異位表達可調控CD4 mRNA 的轉錄和細胞表面CD4 的表達，導致人類免疫缺陷病毒感染[25]。

1.3 肺炎支原體 支原體和衣原體引起的非典型肺炎約占CAP 的7% ~20%[26]。 miRNA-29c 可調控B7-H3 基因表達，影響Th17 在肺炎支原體肺炎中的作用[27]。 肺炎支原體可誘導單核巨噬細胞產生過度免疫炎癥反應[28]，肺炎支原體通過脂質相關膜蛋白或TNF-α 等促炎細胞因子誘導巨噬細胞中miRNA-222-3p 表達，高濃度miRNA-222-3p 能夠靶點CD4 影響巨噬細胞活性[29]。 巨噬細胞可以表達miRNA-1323，其與IL-6 mRNA 結合，抑制IL-6 表達[30]。 miRNA-143-3p 通 過 調 控 TLR4/MyD88/NF-κB信號通路減少小鼠支原體肺炎肺泡上皮細胞凋亡，并抑制促炎因子(IL-2、TNF-α 等)，增加抑炎因子IL-10 產生[31]。 在難治性支原體肺炎小鼠模型中，miRNA-221 抑制TLR4/MyD88/NF-κB 信號通路發揮作用，黃芩苷通過促進miRNA-221 表達緩解小鼠支原體感染所致的肺損傷，達到治療目的[32]。miRNA-146a-5p 通過調控IRAK-1/RXR/LXR 信號通路抑制巨噬細胞中IL-1 受體表達[33]。

2 重癥肺炎的評估

重癥肺炎患者病情進展迅速，病死率高，正確認識其發生發展過程的病理生理機制，并針對性地選擇對因和綜合調節、支持治療可顯著提高治愈率，改善患者生活和預后。 Gottwein 等[34]證明，在病毒和細菌共感染的重癥肺炎中，內源性miRNA-200a-3p 協同誘導調節JAK-STAT 信號通路并導致干擾素γ 誘導蛋白-10 表達加劇，觸發先天免疫反應。 巨噬細胞過度活化導致的急性肺損傷中，肺上皮細胞和巨噬細胞表達的顆粒蛋白前體PGRN 的靶向miRNA-34b-5p 具有保護肺組織的作用[35]。外泌體可攜帶多種miRNA，如miRNA-155 可通過SHIP-1 促進巨噬細胞增殖，miRNA-122 可增加單核細胞對內毒素的作用[36]。

3 CAP 的診斷及預后判斷

miRNA-21 含量在不同嚴重程度的CAP 患者血清中存在顯著差異，且與PSI、CURB-65 評分呈現正相關。 這表明，血清miRNA-21 水平能夠平行反映CAP 的嚴重程度[37]。 重癥肺炎患者的miRNA-127-5p 表達明顯下調，其可能參與調節重癥肺炎的肺損傷，且在肺泡灌洗液中的檢測敏感度為86.7%，特異度為70.0%[38]。 對于住院的CAP 患者，miRNA-146a-5p 和miRNA-16-5p 高表達與患者30 d 的病死率呈正相關，兩種miRNA 均可作為良好的生物標志物來預測住院CAP 患者的預后[39]。 肺炎支原體是兒童CAP 的主要原因。 miRNA-222-3p 在肺炎支原體肺炎患兒中高表達，其可作為肺炎支原體肺炎診斷和預后的生物標志物[40]。 循環miRNA-223-3p在預測肺炎繼發膿毒癥方面具有很高的準確性，可作為預測肺炎繼發膿毒癥的潛在生物標志物[41]。

4 小結

CAP 是臨床上常見的肺部疾病，伴隨外周循環miRNA 表達變化。 測定miRNA 表達水平差異可協助判斷病原菌的種類，為臨床診斷提供依據，調控相應miRNA 的表達水平可能會發揮調節人體對病原菌的防御和免疫力的作用，提高治愈率。 近年來，miRNA 在CAP 中的作用受到廣泛關注，但相關研究仍處于初期階段，其在臨床應用中面臨諸多困難和障礙，如檢測方法的準確性，組織的特異性，以及miRNA 的敏感度和特異度等。