胰腺癌中miRNA的功能及臨床研究進展

朱鵬 彭明珠 吳莉莉

遂寧市第一人民醫院消化內科，遂寧 629000

胰腺癌是臨床上十分常見的消化系統惡性腫瘤，由于其存在早期診斷率低、手術切除率低及藥物有效率低的特點，大量胰腺癌患者在確診時已處于病程中晚期，臨床病死率極高［1］。雖然近年來，惡性腫瘤的治療方法有了巨大進展，但是胰腺癌的發病率及致死率仍呈現逐年增高趨勢，2020 年全球約有46 萬例患者因胰腺癌病死，約占惡性腫瘤相關病死的4.7%，接近一半的新發胰腺癌患者在亞太地區，導致了十分嚴重的衛生及公共負擔［2-3］。胰腺癌惡性程度高，侵襲及轉移能力強，臨床進展迅速，其具體致病及進展的相關機制十分復雜，目前，仍未得到完全闡明。微RNA（microRNA，miRNA）屬于無編碼功能的單鏈小RNA，通常包含21～23 個核苷酸，其廣泛存在于人體中，能夠直接結合到靶基因的3’-非編碼區（3’-UTRs），從而抑制靶基因轉錄來實現對機體各類病理生理過程的調控［4］。現有的研究證據顯示，胰腺癌患者存在特異性miRNA 表達異常，而且這些異常表達的miRNA 可能在胰腺癌的致病及進展中發揮著重要的調控作用［5］。同時，miRNA 作為無創生物學標志物，檢測較為方便，其用于包括胰腺癌在內的多類實體惡性腫瘤的診斷及評估均顯示了潛在的應用價值，在這方面也積累了大量研究證據［6］。目前，臨床也在嘗試開發基于特異性miRNA 針對胰腺癌的治療藥物，取得了一些研究進展［7］。因此，本文針對miRNA 在胰腺癌中致病機制及臨床診療價值的相關研究進展進行了簡要綜述，以求為臨床提供參考。

miRNA參與對胰腺癌致病及進展的調控

類似其他實體惡性腫瘤，胰腺癌的致病機制十分復雜，目前，認為遺傳、慢性炎癥、酒精損害、環境等多方面因素參與了胰腺癌的致病。特異性miRNA 在胰腺癌致病及進展中的調節作用也得到了大量研究數據的支持。一方面，特異性miRNA 參與了對胰腺癌腫瘤細胞的分化及增殖的調節。Wang等［8］的研究發現，胰腺癌模型細胞（BxPC-3細胞）及胰腺癌患者原位癌組織中的miRNA-125b 表達存在顯著升高，且其升高程度與腫瘤細胞的異型性及增殖程度存在相關性。此外，熒光素酶分析也顯示，miRNA-125b 能夠靶向抑制硫氧還蛋白互作蛋白（TXNIP）基因的表達，該基因編碼的功能蛋白TXNIP 參與了調節胰腺細胞中的氧化應激反應及細胞增殖。Wang 和Gao［9］的研究發現，在胰腺癌患者腫瘤組織及模型細胞中存在miRNA-155-5p 表達的顯著升高，且升高的miRNA-155-5p 能夠靶向抑制E26 轉化特異性同源因子（EHF）的表達，從而激活蛋白激酶B（Akt）∕核因子-κB（NF-κB）信號通路，來促進胰腺癌腫瘤細胞增殖，并增強腫瘤細胞逃避機體固有免疫攻擊的能力，從而在胰腺癌的發生及進展中發揮重要調節功能。Tian 等［10］的研究發現，胰腺癌模型細胞的miRNA-107 表達存在顯著升高，而且miRNA-107 表達升高的胰腺癌患者臨床預后更差。功能分析顯示，miRNA-107 能夠靶向結合到轉化生長因子β受體3（TGFBR3）基因的3’-UTRs，從而抑制TGFBR3的表達。TGFBR3 是轉化生長因子-β（TGF-β）相關信號通路的主要受體之一，也是發現數量最多的TGF-β受體，參與了包括細胞生長、細胞凋亡等重要的細胞功能的調控，且在胰腺癌患者的腫瘤細胞生長中有重要調控功能，而升高的miRNA-107則能夠通過上述途徑促進腫瘤細胞的增殖。

另一方面，侵襲和轉移是惡性腫瘤的重要特征，也是導致惡性腫瘤患者病死的最重要原因之一。胰腺癌患者可在出現腫瘤的早期即發生癌細胞的遠處轉移，而且其早期侵襲及轉移的機制也十分復雜，其中上皮細胞-間充質細胞轉換（EMT）是影響惡性腫瘤細胞侵襲能力的最重要調控機制［11］。特異性miRNA 在胰腺癌相關的侵襲及轉移中也發揮著重要的調控作用，Gu 和Yuan［12］發現，在胰腺癌原位癌組織中miRNA-10a 的表達顯著升高，而miRNA-10a 的靶向調控基因WWC2 及其編碼的WWC2 蛋白表達則顯著降低。此外，在胰腺癌細胞模型中的研究發現，miRNA-10a可以通過抑制WWC2 及下游的Hippo 信號通路的表達來促進腫瘤細胞的EMT，從而增強胰腺癌的侵襲能力。研究者同時也在動物模型（腫瘤移植小鼠）中對上述結果進行了驗證。Kang 等［13］的研究也顯示，與匹配的癌旁正常組織相比，胰腺癌組織中miRNA-18a 的表達顯著升高。基于模型細胞（PANC-1 細胞）的機制分析顯示，miRNA-181a 可以通過結合到靶基因的方式來直接抑制Raf 激酶抑制蛋白（RKIP）的表達，從而增強腫瘤細胞的EMT 及侵襲能力。Xue 等［14］的研究發現，胰腺癌原位癌組織及模型細胞中的miRNA-1252-5p 表達存在顯著降低，且低miRNA-1252-5p表達的胰腺癌患者腫瘤體積更大，進展更快，基于細胞及動物模型研究發現，升高miRNA-1252-5p 能夠抑制腫瘤組織增殖、分化及侵襲。miRNA-1252-5p 的靶標調控基因為NEDD9，同時，NEDD9 編碼的NEDD9 蛋白屬于黏附對接分子的一類，其能夠介導信號轉導途徑的蛋白質-蛋白質相互作用，在細胞附著、遷移和侵襲以及細胞凋亡和細胞周期中起著重要的調控信號復合物的作用，尤其是在腫瘤細胞的侵襲和轉移中發揮調控作用。

miRNA用于胰腺癌的臨床診斷及預后

對胰腺癌的早期診斷有助于早期干預治療，尤其是早期手術完全切除的胰腺癌患者臨床總體預后更好，生活質量更高。目前常用的無創生物學指標主要是糖類抗原19-9（CA19-9），但其診斷靈敏度及特異度仍不高，臨床上也一直在尋找更為準確的無創指標來改進對胰腺癌的早期診斷［15］。基于胰腺癌中特異性miRNA 的表達異常，學者也嘗試使用miRNA 來作為胰腺癌臨床及預后的指標［16］。隨著分子生物學技術的發展，miRNA的檢測也十分簡便，作為胰腺癌的無創診斷評估指標有著潛在的巨大價值，多項研究也對此進行了分析探討，積累了較為豐富的循證醫學證據［17］。

特異性miRNA 可作為胰腺癌診斷的無創指標。Ishige等［18］的研究顯示，胰腺癌患者血清及尿液中的miRNA-1246表達明顯高于健康對照組，且血清與尿液中的miRNA-1246 表達具有顯著正相關（r=0.34）；用于診斷胰腺癌時，血清miRNA-1246 的曲線下面積（AUC）為0.87（靈敏度為92.3%，特異度為73.3%），尿液miRNA-1246 的AUC 為0.90（靈敏度為90.2%，特異度為83.3%）。上述結果顯示了miRNA-1246可作為胰腺癌臨床診斷的潛在標志物。此外，使用多個miRNA 構建聯合診斷模型用于診斷胰腺癌也具有較高的臨床價值，如Peng 等［19］完成的最新meta 分析納入了46 項臨床研究，包含4 326 例胰腺癌患者及4 277 名對照，使用外周循環miRNA 來診斷胰腺癌患者的總體靈敏度、特異度及AUC 分別為0.79、0.77 及0.85，在聯合其他指標應用時，miRNA 和CA19-9 聯合可使靈敏度、特異度和AUC 分別提高至0.84、0.91 和0.94，此外，miRNA 用于診斷早期胰腺癌的AUC也可達到0.81。此項研究結果顯示了特異性miRNA 用于胰腺癌臨床診斷的重要價值。Guo等［20］也構建了包含miRNA-95-3p 和miRNA-26b-5p 的聯合模型，在用于區別診斷胰腺癌與慢性胰腺炎時，AUC 可達0.946，診斷靈敏度為84.1%，特異度為96.6%。當該模型與血清CA19-9 聯合使用時，靈敏度可達96.5%，特異度則為96.4%。Lee 等［21］構建了包含miRNA-155-5p、miRNA-4284、miRNA-346、miRNA-7145-5p、miRNA-5100、miRNA-661、miRNA-22-3p、miRNA-4486 及miRNA-4703-5p 的聯合模型，使用模型診斷胰腺癌的AUC 高達0.98。上述結果顯示聯合模型的診斷效能優于單個miRNA，但上述研究也存在不足之處，如模型較為復雜，且需要檢測的指標過多可能增加檢測成本，而且不便于重復進行。因此，通過積累更多的循證醫學研究證據來探索更為準確及簡便的miRNA 診斷模型也是將來研究的重要方向。

研究顯示，特異性miRNA 在用于胰腺癌患者的臨床預后方面也有重要價值。Zhao 等［22］完成的meta 分析納入了57項研究，包含5 445例胰腺癌患者，分析了15種miRNA表達水平與胰腺癌患者總體生存率（OS）之間的關系，結果顯示 ，miRNA-21（HR=2.61）、miRNA-451a（HR=2.23）、miRNA-1290 （HR=1.43） 、 miRNA-10b （HR=1.73） 、miRNA-17-5p（HR=1.91）、miRNA-21（HR=1.90）、miRNA-23a（HR=2.18）、miRNA-155（HR=2.22）、miRNA-203（HR=1.65）、miRNA-221（HR=1.72）及miRNA-222（HR=1.72）表達升高的胰腺癌患者OS 顯著降低，同時低miRNA-29c（HR=1.39）、miRNA-126（HR=1.55）及miRNA-218（HR=2.62）表達的胰腺癌患者OS 也存在顯著降低。基于上述研究數據，研究者認為，上述特異性miRNA 在用于胰腺癌患者預后方面具有潛在的應用價值。Li 等［23］研究發現，胰腺癌患者的miRNA-190b 表達程度升高與低TNM 分期呈正相關，而miRNA-190b 的靶向調控基因-肌細胞增強因子2C（MEF2C）的表達則與TNM 分期呈負相關，高miRNA-190b表達的胰腺癌患者OS 更低，總體預后更差。Sebastian 等［24］研究共納入了183 例胰腺癌患者，分析了基于miRNA-181b∕d 及miRNA-575 組合的聯合評分模型（RS=-1.8142×miRNA-181b∕d-5p-0.1856×miRNA-575）的預后價值，多因素分析顯示，RS 評分升高與更高的胰腺癌局部復發率（LRR）（HR=1.34）和更低的OS（HR=2.89）相關，提示聯合模型用于胰腺癌臨床預后具有較好的價值。van der Sijde等［25］完成的多中心研究顯示，預后不佳的接受FOLFIRINOX 治療的胰腺癌患者基線血清miRNA-373-3p及miRNA-194-5p 表達更高，基于多因素回歸分析顯示，miRNA-373-3p（OR=3.99）及miRNA-194-5p（OR=0.91）均是預測早期腫瘤進展的獨立因素，提示了特異性miRNA 用于接受FOLFIRINOX 方案治療的胰腺癌患者預后也具有一定的臨床價值。

miRNA用于胰腺癌的臨床治療

由于胰腺癌通常起病隱匿，患者在確診時多處于惡性腫瘤中晚期，喪失了手術機會，且現有的藥物療效仍不夠理想，導致胰腺癌患者的總體預后不佳，5年OS低于10%。臨床上也一直在探索更為安全有效的針對胰腺癌的藥物，但仍未取得突破性的進展。特異性miRNA 在胰腺癌的致病及進展中發揮著重要的調控作用，因此學者也嘗試通過開發針對miRNA 作用靶點的抗腫瘤藥物，甚至是直接使用特異性miRNA 作為藥物來治療胰腺癌，這方面取得了一些進展［26］。然而，由于藥物療效及安全性的不確定，基于miRNA的治療方法目前仍只停留在細胞及動物模型層面，距離臨床實際應用還有較大的距離。

特異性miRNA 可作為藥物直接治療胰腺癌。Fu 等［27］研究發現，胰腺癌中的miRNA-203-3p 表達顯著降低，在胰腺癌模型細胞培養系中加入miRNA-203-3p 微粒則可以抑制腫瘤細胞的增殖及侵襲，同時，增強腫瘤細胞的凋亡作用。miRNA-203-3p 主要通過靶向結合到成纖維細胞生長因子2的3’-UTR 抑制FGF2的表達，而FGF2是惡性腫瘤新生血管形成的重要調節因子。Lei等［28］的研究結果顯示，胰腺癌原位癌組織及外周循環中的miRNA-7515 表達均存在顯著下降，且下降程度與不良預后存在相關。體外實驗顯示，增強miRNA-7515 表達可抑制胰腺癌的增殖及侵襲，其主要通過靶向抑制胰島素樣生長因子（IGF-1）表達，從而抑制Ras∕Raf∕MEK∕ERK 信號通路的激活來實現上述功能作用。Liu 等［29］的研究發現，胰腺癌原位癌組織中的miRNA-204-3p表達顯著降低，且低水平miRNA-204-3p是患者的淋巴轉移、遠處轉移及不良預后的獨立危險因素。miRNA-204-3p可以通過靶向結合到甘露糖基糖蛋白N-乙酰氨基葡萄糖轉移酶（MGAT1）基因的3′-UTR，從而抑制其表達，而MGAT1 是啟動合成復雜型N-連接型聚糖的關鍵酶，是調節胰腺癌增殖及轉移的重要調節因子。Zhang等［30］研究發現，胰腺癌患者腫瘤組織中的miRNA-489-3p 表達顯著降低，基于模型細胞的功能實驗顯示，miRNA-489-3p可以影響腫瘤細胞的糖代謝，從而抑制胰腺癌的增殖及侵襲。miRNA-489-3p 的上述功能主要是通過靶向調節乳酸脫氫酶A（LDHA）及丙酮酸激酶M 型（PKM）的表達來實現，而LDHA 及PKM 均是腫瘤細胞糖代謝的重要調控蛋白。Wang 等［31］的研究也顯示，胰腺癌細胞中miRNA-361 的表達存在降低，而通過在胰腺癌模型細胞系中加入miRNA-361 微粒，可以增強胰腺癌腫瘤細胞的凋亡。熒光素酶分析顯示，miRNA-361 可靶向結合到絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）∕c-Jun 氨基末端激酶（JNK）的3’-UTR，從而抑制該基因的表達，實現上述抗腫瘤功能。

對化療藥物耐藥也是導致胰腺癌治療效果不佳的重要原因，而特異性miRNA 在胰腺癌耐藥中發揮調控作用，可作為改善胰腺癌耐藥的治療方法。Pan等［32］研究發現，對吉西他濱耐藥的胰腺癌患者存在外周血miRNA-34a 表達降低，體外實驗顯示，升高miRNA-34a 的表達可以提高模型細胞對吉西他濱的敏感性，miRNA-34a 可以直接調控Notch-1 基因（編碼的Notch-1 蛋白是MET 的上游信號蛋白）的表達，從而達到抑制胰腺癌的EMT 目的，結果也提示了miRNA-34a 可用于吉西他濱治療的輔助藥物。Shopit等［33］也發現，對吉西他濱耐藥的胰腺癌腫瘤細胞中miRNA-421 的表達存在降低，增強miRNA-421 的表達可以抑制SPINK1基因（編碼的絲氨酸蛋白酶抑制劑Kazal 1型蛋白是細胞凋亡的重要調節蛋白）表達，從而增強胰腺癌的細胞凋亡作用，增強胰腺癌細胞對吉西他濱治療的敏感度。

問題及展望

綜上所述，特異性miRNA 在胰腺癌的致病中發揮著重要的調節作用，且作為無創生物學指標，miRNA在胰腺癌的診斷及預后中有重要臨床價值，也得到了研究數據的證實。目前，基于特異性miRNA 的胰腺癌治療方法仍停留在基礎研究層面，但也顯示了十分積極的結果，為開發更為有效的胰腺癌治療藥物提供了重要參考。隨著對胰腺癌中miRNA功能的更深入探索研究，相信未來在胰腺癌的診斷、預后及治療中，能更廣泛地拓展miRNA 的作用，使更多的胰腺癌患者從中獲益。