微小RNA作为生物标记物在结直肠癌诊断和预后中的应用▲

王 冲 徐 立 李兆波

(陕西中医药大学医学科研实验中心，咸阳市 712046，电子邮箱：w-goahead@163.com)

【提要】 结直肠癌是造成全球癌症死亡的主要原因之一。结肠上皮细胞中各种遗传物质表达水平的改变可推动结直肠癌的发生和发展。微小RNA(miRNA)是一种小分子单链RNA，能通过与靶基因mRNA的特异性结合，引起靶基因mRNA的降解或抑制mRNA的翻译。目前，在结直肠癌中大约有250个miRNA的丰度和(或)功能发生改变。本文对miRNA作为生物标记物在结直肠癌诊断及预后中的潜在应用价值进行综述。

结直肠癌是全球与癌症相关死亡的第4大死因[1]。尽管20%～30%的结直肠癌患者携带遗传突变基因，但大多数患者的发病呈散发性[2]。有报道显示，1991～2011年间结直肠癌死亡率呈下降趋势，但结直肠癌的发病率仍然居高不下[3]。目前，结直肠癌的治疗仍是以手术切除、化疗及放疗为主的个体化综合治疗，针对Ⅲ～Ⅳ期肿瘤可采用分子靶向药物治疗。目前批准的新药主要是针对肿瘤血管生成的生物制品或表皮生长因子受体，其治疗作用有限，在表皮生长因子受体抑制剂存在的情况下，携带RAS基因稀有突变的结肠癌患者(约40%)可能对这些新药产生耐药性[4]。因此，针对微小RNA(microRNA，miRNA)或其他途径的治疗将为结直肠癌的预防和治疗提供新的靶点。本文对miRNA作为生物标记物在结直肠癌诊断及预后中的应用进行综述。

1 miRNA概述

miRNA是长度为21～23个核苷酸的单链小分子RNA，于1993年作为负转录后调控因子首次在秀丽隐杆线虫中被发现[5-6]。miRNA的转录初产物初级miRNA(primary microRNA，pri-miRNA)从细胞核向细胞质输出，并被剪切形成miRNA前体；miRNA前体被Dicer酶识别并剪切产生成熟的miRNA，miRNA由RNA诱导的沉默复合物催化而与靶mRNA的3-UTR“种子序列”结合，从而导致后者降解或抑制其翻译。2002年，Calin等[7]首次发现miRNA-15和miRNA-16在慢性淋巴细胞白血病患者中的表达下降。目前已有数百种miRNA被证明在恶性肿瘤中表达异常，其中部分miRNA可通过调节重要致癌基因和抑癌基因的表达而发挥作用。

2 miRNA与结直肠癌

早期筛查是预防结直肠癌发生的重要方法，筛查方法包括粪便潜血试验和结肠镜检查[8]。对于高危人群如有家族病史、罹患炎性肠病、家族性腺瘤性息肉病、Lynch综合征等，通常建议更早、更频繁地通过结肠镜检查来筛查结肠癌。一般情况下，进行结直肠癌筛查时先进行粪便潜血试验，对阳性患者再进行结肠镜检查。粪便潜血试验是目前应用最为广泛的一种无创筛查结直肠癌的技术，该方法通过检测粪便中的血红蛋白水平来初步筛查肠道病变人群，因此，能够使结直肠癌的死亡率降低24%～39%[8]，但这种方法的敏感性和特异性均较低。结肠镜检查是使用最普遍的结直肠癌筛查方法，其可以评估左右侧结肠的健康状况。研究显示，结肠镜检查可以准确定位病变部位并发现肠道病变的性质，甚至对早期的癌前病变有一定的治疗作用，可将结直肠癌的发病率降低30%～75%[8]；但近25%的结肠息肉在结肠镜检查中会被漏诊[9]，而且结肠镜检查价格昂贵且具有侵袭性，不适合大规模人群的结直肠癌初步筛查。miRNA在血液和粪便中的表达稳定，可以很好地反映其在结直肠癌患者肿瘤组织中的表达水平，因此，检测患者粪便或血液中的miRNA含量可作为筛查结直肠癌患者的生物标记物之一[10]。虽然使用miRNA筛查结直肠癌或许不能完全取代常规结肠镜检查，但这种方法的侵袭性更小，经济效益更高，可作为筛查结直肠癌的替代方案。

有研究报道，miRNA-21在许多肿瘤中表现出促癌特性[11]，其在结直肠癌患者血清和粪便中的表达升高，且随着结直肠癌的进展逐渐增加[12-13]。miRNA-21的表达水平可以准确预测局部肿瘤浸润深度、淋巴结累及和远处转移情况[13-14]。在原发性结直肠癌患者的组织和血清中，miRNA-21的高表达与肿瘤大小和远处转移有关[15]。此外，miRNA-21在肿瘤中的高表达也与化疗不良反应和无病生存率降低有关[16]。这些研究表明，miRNA-21可预测肿瘤分期、潜在转移和对化疗的反应性，其或许可作为结直肠癌诊断和预后评估的生物标记物。

研究发现，在结直肠癌患者肿瘤组织和血清/血浆中，miRNA-17-92簇的成员如miRNA-17[17]、miRNA-20a[18]、miRNA-92a[17]和miRNA-18a[19]等的表达或均升高，而miRNA-17-92簇的表达升高与结直肠癌复发和预后不良有关。因此，通过检测结直肠癌患者血清和粪便中miRNA-17-92簇的表达水平有助于判断其预后。

癌基因miRNA-29a在结直肠癌患者肿瘤组织和血清中的表达上调[20]，值得注意的是，miRNA-29a在直肠癌患者粪便中的表达特异性升高，但其在结肠癌患者粪便中却没有升高[21。研究发现miRNA-29a在结直肠癌肝转移患者的肿瘤组织和血清中的表达水平均较高，因此被认为是早期发现结直肠癌肝转移的标志物[22]。虽然miRNA-29a在多发性骨髓瘤患者血清中的表达量也升高[23]，但miRNA-29a仍然被作为结直肠癌潜在的诊断性生物标记物而进行广泛研究。目前，miRNA-29a判断结直肠癌预后的机制尚不清楚，但其表达量的升高可能预示着早期转移[22]。

miRNA-200c是一种促进上皮细胞分化的原癌基因，可以促进结直肠癌的转移[14]。沉默miRNA-200c可导致结直肠癌细胞系产生细胞凋亡并减少侵袭[24]。研究显示，miRNA-200c在结直肠癌肿瘤组织中表达上调与患者生存率降低有关，但与肿瘤分期无关[25]。Toiyama等[15]的研究显示，在Ⅳ期结直肠癌患者血清miRNA-200c的表达水平高于其他分期和正常人群，其在淋巴结、肝脏和其他远处转移瘤中的表达水平也较高。因此，miRNA-200c或可作为结直肠癌远处转移的标记物。

3 小 结

大量研究表明[13-14，22-23，25]，血液和粪便中的miRNA或可作为结直肠癌患者诊断和预后评估的生物标记物，检测血液或粪便中miRNA的表达水平或可作为结直肠癌筛查的补充方法之一。miRNA具有相当大的潜力作为结直肠癌的生物标记物，检测结直肠癌患者血清和粪便中miRNA的表达水平可能为其诊断和预后提供最全面的评估，这为肿瘤发生和转移的机制研究提供新的思路。