miRNAs在急性心肌梗死诊断中的研究进展△

黄振华，叶 子，蒋 鹏，肖孝勇，李 茜，詹 红

（1.中山大学附属第一医院急诊科，广州，510080；2.中山大学药学院，广州，510006）

·综 述·

miRNAs在急性心肌梗死诊断中的研究进展△

黄振华1，叶 子1，蒋 鹏1，肖孝勇1，李 茜2，詹 红1

（1.中山大学附属第一医院急诊科，广州，510080；2.中山大学药学院，广州，510006）

急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）是造成人类死亡最主要因素之一，该病发病率在中国近年来呈明显上升趋势，且发病年龄呈年轻化趋势。尽早确诊AMI并改善心肌血供可以大大减少病死率，改善预后。近年大量研究发现，特定的miRNAs对AMI患者的血液发生了改变，可为诊断AMI敏感的生物标志物，也对AMI的诊断具有重要的临床意义。

miRNAs；急性心肌梗死；诊断

1 miRNAs的概述

在细胞核中，miRNA由位于染色体基因间区的内含子或者外显子位置上编码miRNAs的基因转录而来。在RNA聚合酶Ⅱ的作用下，首先转录生成具有帽子结构和多聚腺苷酸尾巴的初级miRNA（pri-miRNA），随后被核酸内切酶和RNA结合蛋白剪切成长度为70～100个核苷酸片段的前体miRNA（pre-miRNA），前体转移到胞浆，被一种核酸内切酶Dicer剪切成21～25个核苷酸的miRNA。miRNA最后进入一个由多蛋白组成的RNA诱导的沉默复合体中，通过碱基互补配对的方式识别靶miRNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶miRNA或者阻遏靶miRNA的翻译。

1993年，Lee等［1］在秀丽隐杆线虫中发现了第一个定时调控胚胎后期发育的基因lin-4，它是一种非编码RNA，长度为22个核苷酸。2000年，miRNA-let7的发现掀起了寻找miRNA的热潮，直到2008年才发现，miRNAs完整地存在于血液循环多种成分中，如血浆、血小板、红细胞及有核血细胞［2-3］。至今，发现了超过2 500多种人类成熟miRNA并证实其可调控健康心脏的功能。血液循环中的miRNAs由不同类型的细胞分泌，可存在流体、微泡、凋亡小体中，也可在集成的蛋白复合体、高密度脂蛋白里［4-6］。研究证明，内源性miRNA可在血液循环中相当稳定，甚至在血清样本经反复冷冻后仍是稳定状态［7］。近年来发现，特定的miRNAs在急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）患者血液中发生显著的改变，这暗示miRNAs可能成为AMI潜在的生物标志物［8-11］。

2 循环miRNAs在急性心肌梗死的诊断价值

目前临床上心肌肌钙蛋白（cardiac troponin，cTn）浓度是诊断AMI的“金标准”，但其在心肌梗死后3～4 h才开始出现升高，这种时间延迟，给AMI早期诊断带来了困难，而且其持续时间长达10～14 d，对此期间胸痛判断是否有新出现的心肌梗死不利［12］。另外，研究发现造成心肌受损的其他原因也可以使cTn浓度升高，比如心肌炎、败血症和电复律、射频消融后［13-14］。因此，寻找和发现特异性强、敏感性高的标志物对早期AMI诊断具有重要的临床意义。大量研究已经证实，在ST段抬高型心肌梗死［15］和非ST段抬高心肌梗死［16］患者中，一些miRNAs具有高度敏感性和特异性，包括心脏特异性miRNAs（miR-1、miR-133、miR-208和miR-499）和非心脏特异性miRNAs（miR-328、miR-22、miR-147、miR-328、miR-22、miR-147、miR-1291、miR-663b），可能成为早期诊断 AMI的新标志物。

2.1 心脏富含miRNAs可为急性心肌梗死的生物标志物

心脏富含miRNAs可分为两类：一类是肌肉特异性miRNAs，包括miR-1和miR-133；一类是心肌特异性miRNAs，包括miR-208和miR-499。其中miR-1和miR-133a聚集在染色体的同一位置，在骨骼肌表达，转录后复制成2个成熟的miRNAs，主要在骨骼肌和心肌表达。这两种miRNAs可抵抗心肌肥厚，而且都涉及肌节组织和信号级联。心肌特异性miRNAs（miR-208和miR-499）具有共同特征：都是由心肌肌球蛋白H链基因的内含子编码。miR-208有2种形式：miR-208a和miR-208b，其中miRNA-208a位于MYH6基因上，是由α-心肌肌球蛋白H链基因（Myh6）的内含子编码，miR-208b位于MYH7基因上，是由β-心肌肌球蛋白H链基因（Myh7）的内含子编码，而miRNA-499则是由相近的基因Myh7b内含子19编码。miRNA-208a和miRNA-208b仅在心脏表达，心肌梗死后在外周循环中升高，可抑制心肌肥厚，涉及肌节组织。这些miRNA正常条件下在心肌内高度表达，心肌梗死后表达下降，且外周循环miRNAs水平升高，这暗示这些miRNAs由心肌损坏释放［6，17］。现对 miR-1、miR-133、miR-208、miR-499四种miRNAs对AMI的诊断价值分别进行阐述。

2.1.1 miR-1 miR-1水平在动物AMI模型和AMI患者血液中明显升高，在非AMI冠心病和其他心血管疾病中也有轻微的升高［18］。Gidlof等［19-20］报道，出现 AMI症状 12 h后，miR-1的表达水平就会升高100～300倍。Long等［21］研究表明，miR-1循环水平在心肌梗死开始后就升高，早在症状发生后3～4 h就可以检测到。Cheng等［22］研究报道，miR-1释放到培养液中，至少24 h是保持稳定的。他们通过大鼠AMI建模，夹闭冠状动脉，发现血浆中miR-1水平迅速升高，6 h达峰值，3 d后恢复基础水平。此外，Deddens等［23］还报道循环miR-1水平升高与肌酸激酶同工酶（creatine kinase-MB，CK-MB）和高敏肌钙蛋白T（high sensitive cardiac troponin T，hs-TnT）相关，与年龄、性别、血压、糖尿病无关。上述结果强烈支持循环miR-1可能为AMI诊断的敏感标志物。

2.1.2 miR-133 循环miR-133a和miR-133b是miR-133家族的成员。在大鼠AMI模型中，循环miR-133a水平在夹闭大鼠冠状动脉1～3 h开始升高，3～12 h即可达峰值，12～24 h开始下降。在AMI患者中，循环miR-133水平也明显高于健康对照组［18］。Peng等［24］研究发现在 ST段抬高型心肌梗死和非ST段抬高型心肌梗死患者中，miR-133表达水平明显高于非急性心肌梗死患者，统计学分析miR-133在受试者工作特征曲线（ROC）下面积为0.912，敏感度为81.1%，特异性为91.2%。这些结果证明了miR-133可为诊断AMI潜在生物标志物。然而，另有些报道持不同观点，在一项研究中显示［25］，AMI患者和健康人群中miR-133水平无太大差异；心率过快或者心率过缓的患者相对无心律失常的患者，循环miR-133是没有太大差别的。另一项研究报道［8］，在大鼠心脏后壁AMI的模型中，循环miR-133a水平和健康鼠是没有明显的异常的。

2.1.3 miR-208 miR-208家族包括miR-208a和miR-208b，在心肌组织损伤时血液循环中的miR-208表现为低水平，据报道［26］，利用异丙肾上腺素释放诱导大鼠心肌受损的模型进行研究，发现血液循环中的miR-208水平明显升高，但在肾脏受损的模型中并没有发现miR-208升高，这也说明循环miR-208对心肌损伤具有特异性。动物实验显示，血中的miR-208水平在心肌坏死后1 h即可出现特异性升高，3 h达到峰值，而24 h后则基本无法检测［17］。Corsten等［27］分别对AMI患者和健康人群行冠状动脉造影术，发现AMI患者循环血液中的miR-208b水平明显高于健康人群，而且发现miR-208b升高水平与cTnT、CK-MB正相关。Wang和 Widera等［18，28］发现，miR-208a在 90.9%的AMI患者和非心肌梗死的冠心病患者中均可发现，但与不稳定型心绞痛患者比较，AMI患者血液循环中的miR-208a水平更高，所以，miR-208可为诊断AMI的生物标志物。

2.1.4 miR-499 miR-499编码基因镶在心室特异性蛋白H链基因上，正常条件下在心脏高度表达［29-31］，心肌缺血坏死后其表达下降［32］，在AMI患者血液中miR-499的水平明显升高，说明miR-499是可用于诊断AMI的标志物。有实验研究显示，急性ST段抬高型心肌梗死或者AMI患者血清中miR-499水平相对健康的对照组升高了250倍，受试者工作特征曲线分析显示，在曲线下0.94范围内，AMI伴胸痛<3 h，miR-499阳性率是93%而hs-cTnT是88%［12］，而在急性非ST段抬高型心肌梗死患者，尤其是很多老年患者，表现的症状不典型，心电图也不好识别，cTnT在心功能不全、肾功能异常时也会升高，这干扰了心肌梗死的诊断，也充分体现了miR-499作为诊断AMI的优越性。Olivieri等［16］收集了92例非ST段抬高型心肌梗死患者和81例急性左心衰患者，99名健康人群作为对照组，分析miR-499-5p循环水平的变化，结果发现，急性非ST段抬高型心肌梗死患者miR-499-5p水平相对健康对照组升高不小于80倍，相对急性左心衰的患者，miR-499-5P亦有明显升高。这说明了miR-499-5P是急性非ST段抬高型心肌梗死早期敏感的标志物。

2.2 非心脏特异性miRNAs对急性心肌梗死的诊断价值

理论上，血液循环中miRNAs水平的改变取决于AMI后心肌受损释放的miRNA，但是有研究报道，非心肌特异性miRNAs亦能提示心肌梗死病变情况，比如miR-328、miR-22、miR-147、miR-1291 和 miR-663b［24，33-34］。冯荣等［33］发现miR-328、miR-223在冠心病患者血浆中含量明显增加，在AMI患者血浆中增加更明显，同时也发现miR-147在冠心病及AMI患者血浆和外周血单核细胞中表达均显著下降。Peng等［24］报道，miR-1291表达水平在非ST段抬高型心肌梗死患者中要高于非AMI的对照组，但是在ST段抬高型心肌梗死与非AMI患者中无差异。miR-663b在ST段抬高型心肌梗死和非ST段抬高型心肌梗死患者中表达均明显增加。另一项研究显示miR-663b和miR-1291诊断AMI的敏感性和特异性分别为92.5%、85%，在miR⁃NAs当中，可能是诊断AMI最有潜力的生物标志物［34］。综上所述，miR-328、miR-22、miR-147、miR-1291和 miR-663b可望作为AMI新的诊断标志物。

3 miRNAs与肌钙蛋白在诊断AMI的价值比较

cTn作为横纹肌收缩的一种调节蛋白，是骨骼肌和心肌的结构蛋白，由cTnT、cTnI和cTnC三种亚基组成。其中cTnT和cTnI在心肌内具有高度的组织特异性，当心肌细胞缺血缺氧发生变化坏死时，cTnT迅速释放入血，2～4 h即可检测到血清cTnT升高，10～24 h达到峰值，因此，它们对心肌梗死具有高度的敏感性，是目前发现能够早期反映心肌损伤的比较具优越性的标志物［35］。

一个理想的生物标志物有7种不同的特点：（1）对相应的疾病要有高敏感性和特异性；（2）高度再现性；（3）无论在体内还是体外都有高度稳定性；（4）可测量的线性比例心肌损伤；（5）疾病发作后就可直接测量到；（6）有长的生理半衰期；（7）优势高于现有的生物标志物。此外，最好应该测量相对便宜［23］。就目前的研究进展，miRNAs可能成为理想的生物标志物，比如miR-1，miR-133，miR-208，miR-499等都具有上述特性。但现仍存在一些争议：miRNAs可不可以成为诊断AMI的“金标准”？它比高特异性cTn敏感多少？

Liebetrau等研究［36］发现，早在AMI发生15 min后，循环血液中miR-1和miR133a水平即开始升高，75 min时达到峰值。Devaux等［37］报道夹闭大鼠冠状动脉1 h后，循环血液中的miR-499-5p开始升高，AMI患者在发病1 h时，循环血液中的miR-128和miR-499水平就会上升。李祥云等［38］收集AMI患者和非AMI患者各60例，并对血清中的miR-208、肌红蛋白和cTnI进行测量，结果发现，AMI患者入院即刻血清中miRNA-208表达显著高于对照组，入院后miRNA-208逐渐升高，12 h左右达到高峰。miR-208表达升高可以反映AMI心肌损伤，与cTnI相比，对早期诊断AMI具有更高的敏感性和特异性。D′Alessandra等［8］研究了33例ST段抬高型心肌梗死患者和17名健康人群，也证实了AMI患者血清中miR-133水平达峰时间早于cTnT。这些miRNA早期的出现，对症状不典型的AMI，特别是非ST段抬高型心肌梗死的诊断和治疗具有重要的意义。

Liebetrau等［36］亦报道，在AMI发生5 min后，hs-cTnT的循环血液水平升高幅度超过50%，升高幅度高达38 pg/L，这足以诊断AMI（>14 pg/L）。相同研究发现，循环血液中hs-TnT水平在AMI发生1 h后或者夹闭大鼠冠状动脉15 min后即可升高［39-40］。Li等［41］分析了67例AMI患者和32名健康人群，通过qRT-PCRs技术监测血清中心肌特异性 miRNAs（miR-1、miR-133a、miR-208b、miR-499），通过电泳的方法监测cTn浓度，结果发现，这些miRNs对AMI早期的诊断早具有很高的特异性和敏感性，但其受试者工作特征曲线分析未发现这些miRNAs优于cTnT。

4 展望

近年来，随着对miRNA功能认识的深入和诊断学等研究的不断推进，在基因水平上对心血管病尤其是AMI的诊断可能会实现。很多相关研究证实，心脏特异性miRNAs（miR-1/miR-133/miR-208/miR-499）和非心脏特异性 miRNAs（miR-328、miR-22、miR-147、miR-663b、miR-1291）有望成为诊断AMI潜在的生物标志物，尤其是心肌特异性miRNAs很受关注。至今大约20多种miRNAs被报道过可以成为诊断AMI的潜在标志物，但对AMI的诊断价值是否高于当前的标志物仍有争议，未来研究的方向将倾向于研究miRNA诊断AMI的灵敏度和特异性是否优于cTn和hs-cTn，是否可以成为AMI的发展、复发、转归、康复以及处于活动期的预测指标，是否可以成为AMI的治疗和评估预后的新手段。因此，miRNA还有很大的临床及实验应用空间，未来必须要不断探索，利用大型研究数据，完美的设计和科学思路挖掘更大的价值。

［1］彭晓，王志伟，苟德明.microRNAs与心血管疾病的研究进展［J］.中华临床医师杂志（电子版），2013（14）：6608-6610.

［2］杜银苹，李东野.微小RNA在心血管疾病中的研究进展［J］.中华临床医师杂志（电子版），2014，7：1314-1318.

［3］TIJSEN A J， PINTO Y M， CREEMERS E E. Noncardiomyocyte microRNAs in heart failure［J］. Cardiovasc Res，2012，93（4）：573-582.

［4］BOON R A， VICKERS K C. Intercellular transport of microRNAs［J］. Arterioscler Thromb Vasc Biol， 2013， 33（2）：186-192.

［5］KUMARSWAMY R，T THUM.Non-coding RNAs in cardiac remodeling and heart failure［J］.Circ Res，2013.113（6）：676-689.

［6］GORETTI E，WAGNER D R，DEVAUX Y.miRNAs as biomarkers of myocardial infarction：a step forward towards personalized medicine？［J］.Trends Mol Med，2014，20（12）：716-725.

［7］GILAD S，MEIRI E，YOGEV Y，et al.Serum microRNAs are promising novel biomarkers［J］.PLoS One，2008，3（9）：e3148.doi：10.1371.

［8］D′ALESSANDRA Y，DEVANNA P，LIMANA F，et al.Circulating microRNAs are new and sensitive biomarkers of myocardial infarction［J］.Eur Heart J，2010，31（22）：73-77.

［9］CHENG Y，TAN N，YANG J，et al.A translational study of circulating cell-free microRNA-1 in acute myocardial infarction［J］.ClinSci（Lond），2010，119（2）：87-95.

［10］CORSTEN M F， DENNERT R， JOCHEMS S， et al.Circulating microRNA- 208b and microRNA- 499 reflect myocardial damage in cardiovascular disease ［J］. Circ Cardiovasc Genet，2010（6）：499-506.

［11］ADACHI T，NAKANISHI M，OTSUKA Y，et al.Plasma microRNA 499 as a biomarker of acutemyocardial infarction［J］.Clin Chem，2010，56（7）：1183-1185.

［12］SAYED A S， XIA K， YANG T L， et al.Circulating microRNAs：a potential role in diagnosis and prognosis of acute myocardial infarction［J］.Dis Markers，2013，35（5）：561-566.

［13］ALLAN J J，FELD R D，RUSSELL A A，et al. Cardiac troponin levels are normal or minimally elevated after transthoracic cardioversion［J］. J Am Coll Cardiol，1997，30（4）：1052-1056.

［14］LAUER B，NIEDERAU C，KUHL U，et al.Cardiac troponin T in patients with clinically suspected myocarditis［J］.J AmCollCardiol，1997，30（5）：1354-1359.

［15］EITEL L，ADAMS V，DIETERICH P，et al.Relation of circulating MicroRNA-133a concentrations with myocardial damage and clinical prognosis in ST-elevation myocardial infarction［J］.AmHeart J，2012，164（5）：706-714.

［16］OLIVIERIF， ANTONICELLIR， LORENZIM， etal.Diagnostic potential of circulating miR-499-5p in elderly patients with acute non ST-elevation myocardial infarction［J］.Int J Cardiol，2013，167（2）：531-536.

［17］刘新秀，阮长武，葛智儒.微小核糖核酸-208与心血管疾病关系研究进展［J］.心血管病学进展，2015（4）：368-371.

［18］WANG G K，ZHU J Q，ZHANG J T，et al.Circulating microRNA：a novel potential biomarker for early diagnosis of acute myocardial infarction in humans［J］.Eur Heart J，31（6）：659-666.

［19］CORSTEN M F， DENNERT R， JOCHEMS S， et al.Circulating microRNA- 208b and microRNA- 499 reflect myocardial damage in cardiovascular disease［J］. Circ Cardiovasc Genet，2010，3（6）：499-506.

［20］GIDLÖF O，ANDERSSON P，VAN DER PALS J，et al.Cardiospecific microRNA plasma levels correlate with troponin and cardiac function in patients with ST elevation myocardial infarction，are selectively dependent on renal elimination，and can be detected in urine samples［J］.Cardiology，2011，118（4）：217-226.

［21］LONG G，WANG F，DUAN Q，et al.Human circulating microRNA-1 and microRNA-126 as potential novel indicators foracute myocardial infarction［J］.Int J Biol Sci，2012，8（6）：811-818.

［22］CHENG Y，TAN N，YANG J，et al.A study of circulating cell-free microRNA-1 in acute myocardial infarction［J］.Clini Sci（Lond），2010，119（2）：87-95.

［23］DEDDENS J C，COLIJN J M，OERLEMANS M I，et al.CirculatingmicroRNAsasnovelbiomakersfortheearly diagnosis of acute coronary syndrome［J］.J Cardiovasc Transl Res，2013，6（6）：884-898.

［24］PENG L，CHUN-GUANG Q，BEI-FANG L，et al.Clinical impact of circulating miR-133，miR-1291 and miR-663b in plasma of patients with acute myocardial infarction［J］.Diagn Pathol，2014，9：89.

［25］AI J，ZHANG R，LI Y，et al.Circulating microRNA-1 as apotential novel biomarker for acute myocardial infarction［J］.Biochem Biophys Res Commun，2010，391（1）：73-77.

［26］JI X，TAKAHASHI R，HIURA Y，et al.Plasma miR-208 as a biomakerof myocardial injury［J］.Clin Chem，2009，55（11）：1944-1949.

［27］CORSTEN M F，DENNERT R，JOCHEMS S，et al. Circulating microRNA- 208b and microRNA- 499 reflect myocardial damage in cardiovascuardisease［J］. Cardiovasc Genet，2010，3（6）：62-65.

［28］WIDERA C，GUPTA S K，LORENZEN J M，et al.Diagnostic and prognostic impact of six circulating microRNAs inacute coronary syndrome［J］.J Mol Cell Cardiol，2011，51（5）：872-875.

［29］ADACHI T，NAKANISHI M，OTSUKA Y，et al.Plasma microRNA 499 as a biomarker of acute myocardial infarction［J］.Clin Chem，2010，56（7）：1183-1185

［30］VAN ROOIJ E，QUIAT D，JOHNSON BA，et al.A family of microRNAs encoded by myosin genes governsmyosin expression and muscle performance［J］.Dev Cell，2009，17（5）：662-673.

［31］KIM H J，CUI X S，KIM E J，et al.New porcine microRNA genes found by homology search［J］.Genome，2006，49（10）：1283-1286.

［32］WANG J X，JIAO J Q，LI Q，et al.miR-499regulates mitochondrial dynamics by targeting calcineurinanddynaminrelated protein-1［J］.Nat Med，2011，17（1）：71-78.

［33］冯荣，傅广，黄树斌，等.miR-328、miR-147和miR-22在冠心病患者中的表达变化及临床意义［J］.中国动脉硬化杂志，2015，23（8）：812-816.

［34］MEDER B， KELLER A，VOGEL B， et al.MicroRNA signatures in total peripheral bloodas novel biomarkers for acute myocardial infarction［J］.Basic Res Cardiol，106（1）：13-23.

［35］郭立超，华川.心肌损伤标志物在急性冠状动脉综合征早期诊断中的应用［J］.现代医学，2014（10）：1231-1234.

［36］LIEBETRAU C，MÖLLMANN H，DÖRR O，et al.Release kinetics of circulating muscle-enriched microRNAs in patients undergoing transcoronary ablation of septal hypertrophy［J］.J Am Coll Cardiol，2013，62（11）：992-998.

［37］DEVAUX Y，VAUSORT M，GORETTI E，et al.Use of circulating microRNAs to diagnose acute myocardial infarction［J］.Clin Chem，2012，58（3）：559-567.

［38］李祥云，蔡成松，潘峰，等.microRNA-208在急性心肌梗死病人血清中的变化［J］.医学研究杂志，2013（6）：62-65.

［39］THYGESEN K，MAIR J，GIANNITSIS E，et al.How to use high-sensitivitycardiac troponins in acute cardiac care［J］.Eur Heart J，2012，33（18）：2252-2257.

［40］SCHREIBER D H，AGBO C，WU A H.Short-term（90 min）diagnostic performance for acute non-ST segment elevation myocardialinfarction and 30-day prognostic evaluation of a novel third generation high sensitivity troponin I assay［J］.Clin Biochem，2012，45（16-17）：1295-1301.

［41］LI Y Q，ZHANG M F，WEN H Y，et al. Comparing the diagnostic values of circulating microRNAs and cardiac troponin T in patients with acute myocardial infarction［J］.Clinics（Sao Paulo），2013，68（1）：75-80.

R542.2+2

A

1007-9688（2017）03-0347-04

10.3969/j.issn.1007-9688.2017.03.028

2016-07-12）

广东省科技计划项目（2012B61700086）；国家临床重点专科建设项目经费资助。

黄振华（1991-），男，研究生，研究方向为急诊医学。

詹红，Email：zhanhong81@126.com