MicroRNA在非小细胞肺癌的诊断、治疗和预后评估中的作用

李玺?荣福

【摘要】 肺癌是最常见的恶性肿瘤之一， 居全球癌症死亡的首位。肺癌预后差的原因是缺乏有效的早期诊断方法及治疗手段。微小核糖核酸（MicroRNA， miRNA）是一种大小为18～23个碱基的非编码单链小分子RNA。近年研究发现， miRNA在肺癌的发生发展发挥着重要作用。本文对miRNA在非小细胞肺癌的诊断、治疗和预后判断中的作用做一综述。

【关键词】 非小细胞肺癌；微小核糖核酸；诊断；治疗；预后

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.02.214

2012年估计有180万新发肺癌病例， 占所有癌症的13%， 是全球男性因癌死亡的首要原因， 也是发达国家女性因癌死亡的首要原因 [1]。肺癌分为小细胞肺癌（small cell lung cancer， SCLC）和非小细胞肺癌（non small cell lung cancer， NSCLC）， 其中大部分为NSCLC（约80%）， 虽然近年来NSCLC治疗手段不断进步发展， NSCLC患者的总体治疗效果仍欠佳[2]， 其主要原因是大部分NSCLC患者明确诊断时已是中晚期， 已无手术治疗机会。寻找一种可靠的早期诊断NSCLC的手段和有效的NSCLC治疗方案是目前NSCLC研究领域的重点。目前许多研究表明， MicroRNA （miRNA）与NSCLC的发生发展关系密切， 可以作为NSCLC的早期诊断、治疗和预后评估的重要指标。

1 miRNA概述

自1993年第一个miRNA被发现以来， 现已在人类发现了超过1000个。miRNA是一种由18～ 23个碱基组成的非编码单链小分子RNA， 经过Dicer酶加工后生成， 通过降解或抑制使其靶mRNA分子翻译而起作用。目前研究认为， miRNA与人体细胞的分化、增殖、凋亡以及疾病的发生发展关系密切。在肿瘤组织中， miRNA既可下调癌基因的活性从而抑制肿瘤的发生发展， 也可下调抑癌基因来促进肿瘤的发生发展 [3]。

2 miRNA与NSCLC的诊断

2. 1 miRNA与NSCLC的早期诊断 目前临床上NSCLC早期诊断困难， 缺乏行之有效的肺癌早期诊断生物标志物， 大部分NSCLC发现时已晚期， 因此提高NSCLC早期诊断率尤为重要， 特别是无创或微创有效的可靠的检测手段， miRNA使这一设想成为了可能。相关研究发现， 肺癌组织与癌旁组织对比， miRNA-21、miRNA-141、miRNA-210、miRNA-200b在肺癌组织中显著高表达， 而miRNA-126、 miRNA- 129、miRNA-346、miRNA-3a、miRNA-451、miRNA-486、miRNA-520、miRNA-521、miRNA-30b、miRNA-30c、miRNA-30d、miRNA-516a显著低表达。王欢等[1]通过研究组织中的miRNA-106a， 发现miRNA-106a在NSCLC患者肿瘤组织中的表达水平明显高于癌旁正常组织。Mitchell等[2]研究发现， 血浆中存在成熟的miRNA， 且miRNA在室温和反复冻融的条件下均保持稳定， 因此认为血液标本也是进行miRNA检测的可靠样本。张晓娟等[3]研究表明， miRNA稳定的存在于血浆和血清中， 且血清和血浆中miRNA无显著差异。Jeong等[4]分析血清中Let-7a， 发现Let-7a在NSCLC患者血清中表达水平显著低于健康人， 低水平Let-7a促进NSCLC发生发展， 可能是Let-7a通过抑制癌基因相关的细胞周期相关蛋白起到诱导肺癌发生的作用。比较NSCLC患者和健康人血清中的miRNA表达谱发现， 有63种miRNA在NSCLC患者血清中检测出而在健康人血清中没有；同时发现miRNA-25和miRNA-223在NSCLC患者中显著高表达， 表明miRNA-25和miRNA-223是可能是NSCLC特异性生物标志物。通过研究NSCLC患者和健康人血浆中miRNA-21发现， miRNA-21在NSCLC患者血浆中表达水平显著高于健康对照组， 认为miRNA-21是诊断NSCLC的特异性生物标志物。肺癌患者与肺部良性病变患者发现， 发现肺癌患者血清中的miRNA-10b、miRNA -155、miRNA -141的表达水平显著高于比良性病变者， 且有淋巴结转移的肺癌患者血清中miRNA-10b表达高危无淋巴结转移者， 因此认为miRNA可作为肺癌早期诊断的生物标志物。相关学者通过检测肺癌患者和正常对照者血清中的miRNA -155、miRNA-197、miRNA-182表达水平， 发现miRNA -155、miRNA-197、miRNA-182在早期肺癌患者血清中表达水平显著高于正常对照组， 联合检测上述三种miRNA的灵敏度和特异度均较高， 分别为81. 33%和86. 76%；而在有转移的肺癌患者血清中miRNA-197H和miRNA-155的表达明显高于无转移者。这些研究表明， 检测miRNA可作为早期诊断NSCLC的一种可靠的检测方法。

2. 2 miRNA与NSCLC的分型的关系 NSCLC的准确病理分型对指导临床个体化治疗有重要意义， 腺癌和鳞状细胞癌是NSCLC两个主要的组织学类型， 它们的病理学特征不同， 对治疗的反应也不同。目前， 对于低分化肿瘤组织及活检获取的少量肿瘤组织， 细胞和组织形态学有时无法明确病理类型， 而通过miRNA的新型生物标记物的检测有望弥补这一缺陷。多项研究表明， 在肺鳞癌和腺癌中有6种miRNA（miRNA-205、miRNA-99b、miRNA203、miRNA-202、miRNA-102、miRNA-204-pre）表达存在显著差异。研究证实了检测福尔马林固定、石蜡包埋标本的MiR-205在区分肺鳞癌和肺腺癌时miRNA-205具有较高敏感性（96%）和特异性（90%）；进一步研究表明， 利用经皮肺穿刺标本（FNA）、纤支镜刷检和灌洗液检测miRNA-205， 鉴别鳞癌的敏感性也达到96%（95%CI， 91% to 98%）。相关研究表明， miRNA-205在区分鳞腺癌与手术切除标本的病理诊断吻合率为100%。国内研究也表明检测手术切除标本的miRNA-205， 其准确鉴别肺鳞癌与肺腺癌的曲线下面积（AUC）达98.5%[5]。上述研究表明， miRNA-205是肺鳞癌特异性生物标志物。值得注意的是， miRNA-205在25例腺癌中有4例误判， 表明miRNA-205作为单独的分型工具用于临床还为时过早， 还不能取代以形态学为基础的传统方法， 但是可以作为它们的有效补充。

3 miRNA与NSCLC的治疗

目前， NSCLC的化疗是以铂类药物为基础， 延长了部分NSCLC患者的生存期， 但总体治疗效果差强人意， 开发出高效安全的治疗NSCLC的药物乃是当前肺癌热点之一。靶向治疗的出现和发展为EGFR或ALK基因突变的NSCLC患者提供了一种新的治疗选择， 而随着miRNA研究的不断深入， 发现miRNA也可作为NSCLC的治疗新靶点。miRNA与NSCLC的发生发展密切相关， 既可起到促进肿瘤发生发展的作用也可以起到抑制肿瘤的发生发展的作用， 调控着肿瘤发生发展的各个阶段。对在NSCLC发生发展过程中起到抑癌作用的miRNA， 可引入目标miRNA或其DNA载体， 从而增加其表达量， 起到治疗癌症作用。有的研究发现， miRNA-34c、miRNA-145和miRNA-142-5p在肺癌中的表达受到抑制， 提高癌细胞中这些miRNA的表达量， 能显著抑制癌细胞的生长。相关的研究肺癌动物模型， 发现在动物模型中引入Let -7可以减小瘤体大小；研究体外培养的肺癌细胞， 发现增加癌细胞中Let-7的表达量可有效抑制癌细胞的增殖。发现在肺癌患者中具有促进肿瘤发展及抑制上皮间质转化功能的miRNA-200家族的表达量有改变[6]。相关研究发现增强肺癌细胞中miRNA -1的水平， 能增强化疗药物对癌细胞抑制作用。而对肺癌发生发展过程中有促进作用的miRNA， 可通过抑制其活性或干扰其生成， 从而增强治疗效果。相关研究表明， 通过降低肺癌细胞的miRNA-21和miRNA-200b的表达水平， 可以提高西他滨的化疗效果， 表明miRNA参与了调控癌细胞对化疗药物的敏感性；而降低癌细胞中的miRNA-141的表达水平可降低癌细胞的生长速度。相关研究发现， 可通过抑制miRNA-34b和miRNA-34c甲基化的从而降低其活性， 起到治疗肺癌的目的[7]。

4 miRNA与NSCLC的预后

miRNA的表达水平与NSCLC预后密切相关， 在治疗前后的表达水平也有所不同， 可作为NSCLC预后判断的标准。相关研究发现， miRNA-125b的表达不仅能区分NSCIC人群和正常人群， 而且肺癌患者血清中的miRNA-125b高表达消失后预示预后不良， 与miRNA-125b低表达比较有统计学意义， 因此认为miRNA-125b是NSCLC的独立预后因素。研究发现， Let-7f、miRNA-20b和miRNA-30e-3p在NSCLC患者表达水平下降， Let-7f和miRNA-30e-3p表达水平可以判定肺癌的分期和进行手术评估， 而且Let-7f和miRNA-30e-3p表达水平与总生存率相关。相关学者组织中的miRNA-34表达水平， 发现miRNA-34在NSCLC患者肿瘤组织中的表达水平显著低于癌旁正常组织， 且NSCLC患者术后高复发率与miRNA-34低表达相关， 同时合并有p53突变的miRNA-34表达患者术后复发率更高， 因此认为miRNA-34a可作为评估NSCLC患者术后复发的生物标志物。研究NSCLC患者Let-7的表达水平， 发现Let-7表达水平与生存时间相关， 越低表达生存时间越长；研究发现， 在NSCLC患者中， Let-7低表达组术后死亡危险比是高表达组的2.71倍。Let-7的也是NSCLC患者独立的预后因素。对NSCLC标本与正常对照组标本比较发现， NSCLC标本中miRNA-21高表达， 且复发的NSCLC患者标本中miR-21也显著升高；而无复发的病例中miRNA-21无明显变化；miRNA-21也是NSCLC患者的预后因素。研究发现， miRNA-145、miRNA-155、Let-7a-2、Let-7b和miRNA-21与肺腺癌的预后相关， 其中miR-155是肺腺癌独立预后因素。

5 小结

miRNA是当今各领域包括NSCLC的研究热点， 随着技术水平的提升， miRNA表达的检测结果日益精准可靠。miRNA参与了NSCLC发生发展的全过程， 研究肿瘤组织或血液中miRNA表达水平或表达谱， 可提高对NSCLC早期诊断、分型、治疗及预后评估准确度。降低NSCLC的死亡率的关键是提高NSCLC早期诊断率；NSCLC准确病理分型和预后判断可以指导医生合理用药， 减少死亡风险， 提高生产率， 降低肿瘤的复发；miRNA为NSCLC的治疗提供新的靶点， 为新药开发带来了新希望。然而， 目前尚无一种miRNA检测真正进入临床阶段， 大部分的miRNA检测的灵敏度、特异性仍不令人十分满意， miRNA的检测能否应用到临床还需科技工作者的不懈努力， 相信在不久的将来， miRNA可作为新的生物标志物被用于NSCLC的早期诊断、治疗及预后评估。

参考文献

[1] 王欢， 翁国星， 陈智群， 等. 早期非小细胞肺癌组织中 miR-106a 的表达变化及意义. 山东医药， 2010， 50（22）：51-52.

[2] Mitchell PS， Parkin RK， Kroh EM， et al. Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. Proc Natl Acad Sci USA， 2008， 105（30）：105-118.

[3] 张晓娟， 董静， 马红霞， 等.血清/血浆 microRNA 检测方法探讨与建立. 南京医科大学学报： 自然科学版， 2011， 31（4）：529-531.

[4] Jeong HC， Kim EK， Lee JH， et al. Aberrant expression of let-7a miRNA in the blood of non-small cell lung cancer patients. Mol Med Rep， 2011， 4（2）：383-387.

[5] Chen X， Ba Y， Ma L， et al. Characterization of microRNAs in serum： a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases. Cell Res， 2008， 18（10）：997-1006.

[6] Landi MT， Zhao Y， Rotunno M， et al. MicroRNA expression differentiates histology and predicts survival of lung cancer. Clin Cancer Res， 2010， 16（2）：430-441.

[7] Bishop JA， Benjamin H， Cholakh H， et al. Accurate classification of non-small cell lung carcinoma using a novel micro RNA-based approach. Clin Cancer Res， 2010， 16（2）：610-619.

[收稿日期：2015-09-14]