长链非编码RNA在非小细胞肺癌诊断、治疗中的应用进展

孙燕，凌春华

(1无锡市第三人民医院，江苏无锡 214000；2苏州大学第一临床医学院；3苏州大学附属第一人民医院)

长链非编码RNA在非小细胞肺癌诊断、治疗中的应用进展

孙燕1,2，凌春华3

(1无锡市第三人民医院，江苏无锡 214000；2苏州大学第一临床医学院；3苏州大学附属第一人民医院)

长链非编码RNA(lncRNA)具有复杂的生物学功能，参与了非小细胞肺癌(NSCLC)中多个信号转导通路，异常表达在NSCLC发生、发展过程中具有重要的作用。单独lncRNA作为NSCLC诊断标志物的敏感性及特异性较低，多个lncRNA联合诊断敏感性及特异性较高，但目前尚无统一公认的一组lncRNA。针对lncRNA治疗NSCLC的手段包括通过RNA干扰技术介导的基因沉默治疗、反义寡核苷酸介导的治疗、以质粒为基础的靶向治疗、小分子抑制剂介导的对lncRNA的调控等。多个lncRNA与NSCLC患者预后密切相关，但尚无可作为NSCLC预后判断的lncRNA。

长链非编码RNA；非小细胞肺癌；临床应用

肺癌是目前全世界最常见的恶性肿瘤之一，其中非小细胞肺癌(NSCLC)约占85%。很多NSCLC患者确诊时已处于晚期阶段，错过了最佳治疗时间段，其5年生存率仅为15.9%[1]。目前分子靶向治疗和免疫疗法已经成为了NSCLC治疗的新手段，但NSCLC患者的5年生存率仅有轻微提高。因此，更加深入地了解NSCLC的分子机制，寻找NSCLC早期诊断的生物标志物和新的分子治疗靶点对改善患者预后至关重要。长链非编码RNA(lncRNA)为一种参与癌症生物学的遗传分子[2]，具有重要的生物学功能，与人类基因调节、细胞生长、分化以及肿瘤的发生发展关系密切[3]。现就lncRNA在NSCLC诊断、治疗中的应用进展进行综述。

1 lncRNA

人类基因组测序计划显示仅有2%的基因编码蛋白，有超过90%的基因转录为RNA，但并未编码为蛋白质[4]，这些不能指导蛋白质合成的RNA统称为非编码RNA(ncRNA)。在ncRNA中，有一小部分是组成性表达，称为管家ncRNA，这些RNA分子直接或间接参与蛋白质编码基因的表达，是蛋白质生物合成所必需的因素；大部分ncRNA则是在一定条件下诱导表达，其功能是调节蛋白质编码基因的表达，因而称为调节性ncRNA[5]。调节性ncRNA根据分子大小分为调节性短链非编码RNA和调节性长链非编码RNA。lncRNA是一类转录本长度大于200 nt的调节性长链非编码RNA。根据转录lncRNA的基因和相邻蛋白编码基因的位置关系，lncRNA可分为5个亚类[6]：正义lncRNA、反义lncRNA、双向lncRNA、内含子lncRNA、基因间lncRNA。lncRNA在细胞内主要通过诱饵分子、支架分子、信号分子、海绵分子、引导分子间作用方式发挥生物学功能[7]。随着高通量测序及微阵列等生物信息技术的成熟及应用，通过对NSCLC患者肿瘤病灶及正常癌旁组织的对照，发现了很多异常表达的lncRNA,其中将在NSCLC中异常上调表达的lncRNA归类为致癌性lncRNA，而相较正常癌旁组织异常表达下调的lncRNA归类为抑癌性lncRNA[7]。

2 lncRNA在NSCLC诊断中的应用

lncRNA的表达具有一定的组织特异性，并且能够稳定存在于人的体液和组织中，从而可以通过体液样本对lncRNA方便地进行检测，避免了有创性的检查[8,9]。这使lncRNA具有巨大的潜能成为新的肿瘤诊断生物标志物。目前，已经有数个lncRNA被报道作为肿瘤诊断的生物标志物，如：HULC作为肝细胞癌的诊断标志物[10]、PAC3作为前列腺癌的诊断标志物[11]等。在NSCLC中，目前已经鉴定出很多表达异常的lncRNA。已有研究发现NSCLC患者外周血中MALAT1[12]、XIST和HIF1A-AS1[13]较正常对照组升高。Weber等[12]通过血液检测尝试将MALAT1作为NSCLC的诊断标志物，发现其敏感度为56%、特异度为96%，并且肿瘤的分期、患者的年龄、性别、是否有吸烟史对患者血液MALAT1的水平没有显著影响。由于MALAT1作为NSCLC诊断标志物的敏感度较低，因此可以考虑将其与其他肿瘤标志物联合应用来提高对NSCLC的诊断敏感度。Hu等[14]尝试联合检测外周血SPRY4-IT1、ANRIL和NEAT1，发现其对NSCLC患者的诊断敏感度和特异度均较单独检测明显提高，联合检测时诊断敏感度高达82.8%、特异度高达92.3%。另外，Zhao等[15]通过基因芯片技术鉴定出72个在肺腺癌和肺鳞癌间显著表达差异的lncRNA；同样地，White等[16]鉴定出27个肺癌相关的lncRNA可以作为肺腺癌和肺鳞癌病理亚型鉴别诊断的标志物。这些发现均提示有些lncRNA甚至可以作为NSCLC病理亚型分型的诊断标志物。结合上述研究结果可见，目前暂未发现在诊断敏感性及特异性均较优秀的可单独作为NSCLC诊断标志物的lncRNA，而联合多个lncRNA诊断NSCLC结果可靠，其特异性及敏感性均较高，但目前尚无统一公认的一组lncRNA应用于NSCLC的诊断。

3 lncRNA在NSCLC治疗中的应用

鉴于lncRNA参与NSCLC发生、发展的一系列复杂机制，以及lncRNA表达异常可介导NSCLC细胞对化疗药物的耐药[17]，故lncRNA可作为NSCLC新的治疗性的靶标，从而恢复癌细胞对化疗药物的敏感性甚至达到治愈NSCLC的目的。针对lncRNA的治疗手段包括通过RNA干扰技术介导的基因沉默治疗、反义寡核苷酸(ASO)介导的治疗、以质粒为基础的靶向治疗、小分子抑制剂介导的对lncRNA的调控等[8,18～20]。

3.1 通过RNA干扰技术介导的基因沉默治疗 靶标为lncRNA的RNA干扰技术治疗在体外细胞系非常有效，但在体内，它们需要稳定的载体将它们转运给靶细胞，并且在体内需要防止起干扰作用的RNA被肝脏代谢降解。现在国外已经有针对肿瘤相关信使RNA的RNA干扰治疗的Ⅰ期临床试验。目前针对肿瘤相关的lncRNA的RNA干扰技术还未有在进行的临床试验，但在体外细胞系已有令人振奋的结果。

3.2 ASO介导的治疗 ASO是指短的单链DNA寡核苷酸，它的序列与治疗靶标RNA互补。ASO均经过修饰，可以避免被核苷酸酶降解，但是它们能诱导结合的RNA被RNA酶降解清除。有研究[21]发现，人肺癌细胞异种移植的小鼠通过ASO介导的MALAT1敲除技术可抑制小鼠体内人肺癌细胞的转移。

3.3 以质粒为基础的靶向治疗 多项研究提示H19是一种致癌性lncRNA,与多种肿瘤的发生相关，其中包括NSCLC、膀胱癌、结肠癌、胰腺癌、卵巢癌等。BC-819为一种携带有白喉毒素亚单位的质粒，该白喉毒素亚单位能对H19启动子进行调控，从而抑制肿瘤细胞的增殖。BC-819已有应用于膀胱癌的研究报道。将BC-819注射进膀胱癌患者体内，发现肿瘤病灶明显变小，目前在肺癌、结肠癌、胰腺癌以及卵巢癌等肿瘤体外研究中，也呈现较好的抑制肿瘤增殖的效果。

3.4 小分子抑制剂介导的对lncRNA的调控治疗 小分子抑制剂介导的对lncRNA的调控是通过阻断lncRNA和其相互作用的蛋白质相结合而发挥调控作用[9]。在乳腺癌中利用小分子抑制剂阻断HOTAIRH和多梳蛋白抑制复合体2或LSD1相互作用从而抑制乳腺癌细胞的转移。因此，深入研究肺癌相关的lncRNA和其相互作用的蛋白质分子或其他分子网络，可通过小分子抑制剂来达到治疗NSCLC的目的。

以lncRNA为靶标对NSCLC的治疗目前只处于人体外试验研究中，其临床治疗的安全性、有效性等仍未知。在人体实际治疗过程中，如何避免这些治疗NSCLC的分子物质不被人体免疫系统对抗、并且在经过肝肾代谢后仍在人体血液中保持一定的治疗浓度，从而使其在肿瘤病灶中达到治疗性的作用显得尤为重要[22]。另外，NSCLC细胞容易突变并产生耐药，针对lncRNA来治疗NSCLC的这些分子物质在人体治疗过程中的耐药情况未知。

4 lncRNA在NSCLC预后判断中的应用

癌细胞的侵袭、转移潜能受多因素调控，如细胞骨架重构、细胞外基质金属蛋白酶活性及上皮间质细胞转化(EMT)等，并涉及多个信号转导通路[23]。lncRNA与NSCLC的EMT、侵袭、转移密切相关，进而影响NSCLC患者的预后。Schmidt等[24]利用NSCLC组织进行原位杂交,发现MALAT1在肿瘤所有阶段和亚型中均有表达，而MALAT1相对低表达的患者预后较高表达患者好,提示MALAT1可以作为NSCLC患者预后的生物标志物。Nakagawa等[25]发现，NSCLC患者早期脑转移灶中HOTAIR的表达远高于原发灶,提示HOTAIR可作为NSCLC患者肿瘤细胞早期转移的预测因子,在体外实验中也同样发现HOTAIR能促进肿瘤细胞的迁移。Qiu等[26]发现CCAT2是NSCLC病理亚型腺癌特有的lncRNA，且在肺腺癌细胞中过表达，为正常肺组织细胞的7.5倍，它的高表达会促进肺腺癌细胞的增殖和侵袭，提示预后不良。Zhang等[27]选用6对人肺腺癌组织标本及其癌旁组织标本进行了lncRNA芯片筛选，将差异表达最显著的一条lncRNA命名为ZXF1，并在62例肺腺癌组织标本中进行验证及进一步分析，结果显示ZXF1表达显著上调，并与患者的病理分期、淋巴结转移及预后密切相关。Luo等[28]发现CARLo-5在NSCLC中表达上调，而CARLo-5高表达的患者预后较差，在体外利用siRNA沉默CARLo-5的表达，则NSCLC细胞的增殖、侵袭、迁移会明显被抑制。Sun等[29]利用qRT-PCR技术对113例NSCLC组织标本及7种NSCLC细胞系进行检测，发现BANCR在NSCLC组织及细胞中表达均明显降低，BANCR的表达下调促进NSCLC细胞的增殖及侵袭，而上调BANCR的表达可以减少EMT现象的发生，提示BANCR在NSCLC的EMT过程中发挥重要作用，从而影响NSCLC患者的预后。Han等[30]证明GAS6-AS1亦可影响NSCLC的发展、迁移。MALAT1、HOTAIR、CCAT2、ZXF1、SOX2-OT、CARLo-5的上调和BANCR、GAS5、GAS6-AS1的下调均与NSCLC患者预后差、5年生存期短、淋巴结转移、血液转移等密切相关[8]。虽然研究发现MALAT1、HOTAIR、CCAT2、ZXF1、SOX2-OT等多个lncRNA均与NSCLC患者预后密切相关，但尚无临床研究报道可作为NSCLC预后判断的lncRNA的实际临床应用界值，从而使得lncRNA的预后判断价值仅局限于临床研究，而暂无应用价值产生。

综上所述，深入了解lncRNA在NSCLC中的生物学功能、作用机制、分子间相互作用网络，可以使lncRNA在NSCLC的诊断、预后及治疗等临床应用中产生巨大的临床价值，从而提高NSCLC患者的早期诊断率、改善NSCLC患者的预后，并有望产生治愈性的治疗靶点。

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凌春华(E-mail： linchunhua88@hotmail.com )

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.22.037

R734.2

A

1002-266X(2017)22-0099-04

2017-02-24)