miRNA作为乳腺癌无创标志物的研究进展 *
2020-02-12王晓刚综述王慧玲审校
王晓刚 综述,陈 坤,王慧玲 审校
广西壮族自治区桂东人民医院:1.医疗管理科;2.乳腺甲状腺外科,广西梧州 543001; 3.广东省肇庆市第一人民医院医务科,广东肇庆 526000
微小核糖核酸(miRNA)是一种18~25个核苷酸长度的单链、进化高度保守的小分子非编码RNA[1]。miRNA无开放阅读框,不能编码任何蛋白质,却能通过降解信使RNA(mRNA)或抑制蛋白质翻译来调控基因表达[2]。miRNA在肿瘤发生、发展中的机制已是研究热点。miRNA在细胞增殖、凋亡、分化和入侵的多种生理及病理进程中发挥重要作用[3],miRNA具有组织特异性和时序性[4]。近年来,越来越多的研究表明,不同类型癌症的一些miRNA表达不同,如肺癌[5]、多发性骨髓瘤[6]、乳腺癌[7]、结直肠癌[8]、神经胶质瘤[9]和肝细胞癌[10]。全血或特定成分血的miRNA有助于肿瘤的诊断[11]。ARROYO等[12]证实,大多数的循环miRNA与Argonaute2核糖蛋白复合体(AgO2)结合,形成循环miRNA-AgO2复合体,使血液中的miRNA稳定存在。miRNA在血浆或血清中相当稳定,可能成为检测癌症的有效无创标志物[13]。
乳腺癌是世界范围内女性最常见的一种恶性肿瘤,且是全球女性癌症死亡的首要原因[14],全球女性死亡的第二大原因[15],每年有超过1 000 000例新发病例确诊[16]。尽管乳腺癌患者的预后已大为改善,但仍然有约1/3的女性死于这种疾病,死因主要来自肿瘤转移,尤其是脑转移[17]。随着现代医学技术的快速发展,乳腺癌的早期诊断对提高疗效和改善预后起到了至关重要的作用[18]。分子生物标志物如孕激素受体、雌激素受体和人类表皮生长因子受体,已用于诊断或预测肿瘤预后[19],但这些生物标志物不能从外周血直接提取,存在一定的局限性,需要寻求癌症早期诊断更精准的生物标志物。液体活检由于无创和低成本,正成为乳腺癌新的诊断方法。由于血液采集具有简单、方便、非侵入性等优点,血液miRNA作为一项无创生物标志物得到了广泛的研究,因而检测人血液中的miRNA作为乳腺癌的早期诊断指标,将具有重要的临床意义。
1 miRNA作为乳腺癌无创标志物方面的研究进展
有研究证实,miRNA的表达模式与肿瘤恶性程度相关,并且循环miRNA具有易分离性和稳定性的特点,可被均匀地扩增和量化,它们代表了一类新出现的乳腺癌生物标志物[20-21]。循环miRNA在乳腺癌诊断、耐药性预测、预后方面的研究越来越受到相关学者的关注和重视。
1.1miRNA作为乳腺癌诊断方面的无创标志物 miRNA能特异地表达于乳腺癌患者的血液中,并且乳腺癌患者的血液中可筛选出特定miRNA,某些miRNA对于乳腺癌的诊断有着较高的灵敏度和特异度。EICHELSER等[22]报道,患者的血清存在乳腺癌特定的miRNA表达,乳腺癌组外泌体miR-101和miR-372水平明显高于健康对照组。此外,该研究发现三阴性乳腺癌患者的外泌体miR-373水平高于luminal乳腺癌患者和健康对照者,并进一步认为外泌体miR-101和miR-372可以作为乳腺癌的特异标志物,且外泌体miR-373为三阴性乳腺癌的表型。HENEGHAN等[23]的研究证明,循环miRNA-195在乳腺癌患者中能特异性表达,通过对外周血中miRNA-195的检测可以将乳腺癌患者与其他种类的恶性肿瘤患者、健康人群区分开,而且单独检测循环miRNA-195的表达情况用于乳腺癌的诊断,其灵敏度为88.0%,特异度为91.0%。SHAO等[24]研究认为,血浆miR-200a[曲线下面积(AUC)为0.881,灵敏度为94.1%,特异度为76.7%]和miR-210(AUC为0.851,灵敏度为88.2%,特异度为72.1%)对乳腺癌有着较高的诊断效能。SHAKER等[25]检测了80例非转移性乳腺癌患者、20例转移性乳腺癌患者和30例健康对照者血清标本,发现miR-29b-2、miR-155、miR-197和miR-205在乳腺癌患者的血清中明显上调,进一步认为miR-29b-2、miR-155、miR-197、miR-205可作为有效的乳腺癌筛查无创标志物。
某些单个miRNA诊断乳腺癌的准确率、灵敏度、特异度可能具有一定的局限性,一些学者试图利用多种循环miRNA或循环miRNA与传统的血清学肿瘤标志物联合检测来提高乳腺癌的诊断效能。SHIMOMURA等[26]发现,血清miR-1246、miR-1307-3p、miR-4634、miR-6861-5p和miR-6875-5p能够诊断乳腺癌,这5种miRNA组合诊断乳腺癌的灵敏度为97.3%,特异度为82.9%,在测试队列中,该组合对乳腺癌的准确率为89.7%,可检测早期乳腺癌,对Tis型乳腺癌的灵敏度为98.0%。ZHANG等[27]对76例早期诊断的乳腺癌患者及52例健康女性进行了血清miRNA的表达谱检测,早期乳腺癌患者血清标本中有23种miRNA表达失调,其中有22种miRNA表达上调,1种miRNA(miRNA-202-3p)表达下调。miRNA-199a、miRNA-29c、miRNA-424三者联合检测诊断乳腺癌的灵敏度为77.6%,特异度为84.6%,AUC为90.0%,并证实这3种miRNA联合检测用于乳腺癌的诊断效能较高。LU等[28]的团队分析了102例乳腺癌患者及90例健康女性血浆miR-127-3p和人附睾蛋白-4(HE4)的表达情况,发现乳腺癌患者血浆miRNA-127-3p和HE4联合检测能明显提高乳腺癌的诊断效能,提示传统的血清学肿瘤标志物与循环miRNA进行联合检测可提高检测的准确性。CUK等[29]报道,miRNA-148b、miRNA-376c、miRNA-409-3p和miRNA-801这4种miRNA在乳腺癌患者中的表达明显上调,miRNA-148b、miRNA-409-3p和miRNA-801三者组合时诊断效能最佳,其AUC为69.0%,灵敏度为70.0%,特异度为55.0%。
1.2miRNA作为乳腺癌耐药预测方面的无创标志物 化疗在转移性乳腺癌的治疗中起到了重要作用,耐药将会阻碍化疗,导致癌症复发或转移,因此,在转移性乳腺癌患者外周血中寻找高度敏感、特异、非侵入性的预测性生物标志物显得非常迫切。SHAO等[24]研究认为,高水平的血浆miR-200a和miR-210与转移性乳腺癌患者的化疗耐药性相关,血浆miR-200a和miR-210可能是转移性乳腺癌患者化疗耐药性预测的有效生物标志物。LIU等[30]的研究团队认为,血清miR-21和miR-125b水平与化疗反应相关,血清miR-21和miR-125b被认为是新辅助化疗反应和乳腺癌预后的无创预测标志物。以上研究结果提示,循环miRNA在乳腺癌的化疗耐药过程中起到重要作用,循环miRNA可作为乳腺癌化疗耐药预测方面的无创标志物。
1.3miRNA作为乳腺癌预后评估方面的无创标志物 目前乳腺癌复发患者多预后不佳,miRNA与乳腺癌预后密切相关,因此临床上迫切需要新的无创预后生物标志物来监测乳腺癌的复发,推进和启动乳腺癌的个性化治疗,最终提高患者的存活率。LIU等[30]的研究团队认为,血清miR-21和miR-125b与无病生存相关,血清miR-21和miR-125b可作为乳腺癌预后评估的无创预测标志物。LI等[31]的研究表明,外泌体miR-1246可以通过抑制周期蛋白G2(Cyclin-G2)的表达来提示乳腺癌的进展。SHAKER等[25]研究发现,miR-155和miR-205的表达与乳腺癌远处转移密切相关,血清miR-92a和miR-21的表达水平与乳腺肿瘤大小和淋巴结转移存在相关性。HUO等[32]鉴定了7种在复发和未复发的乳腺癌患者中异常表达的miRNA,发现miR-21-5p、miR-375、miR-205-5p和miR-194-5p的表达上调以及miR-382-5p、miR-376c-3p和miR-411-5p的表达下调,均与乳腺癌复发有关。SUETA等[33]及其团队发现384个来自乳腺癌患者的外泌体miRNA,并证实在复发的患者中miR-338-3p、miR-340-5p、miR124-3p明显表达上调,miR-29b-3p、miR-20b-5p、miR17-5p、miR-130a-3p、miR-18a-5p、miR-195-5p、miR-486-5p、miR-93-5p明显表达下调,他们认为以上11个外泌体miRNA与乳腺癌复发相关,可作为乳腺癌的预后因子。YANG等[34]研究认为,miR-30家族成员将成为乳腺癌的生物标志物,miR-30c与乳腺癌转移具有高度正相关性,并确认miR-30e、miR-30a、miR-30c为乳腺癌患者淋巴结转移和无病生存的新的预后评估生物标志物。以上的研究结果都表明,miRNA可作为乳腺癌预后评估的无创标志物。
2 总结与展望
早期诊断乳腺癌对于提高乳腺癌的疗效和改善预后是至关重要的。miRNA具备作为乳腺癌潜在的无创生物标志物、耐药预测无创标志物和预后评估无创标志物的潜力。目前,miRNA作为乳腺癌无创标志物的研究仍存在以下问题:(1)miRNA对于乳腺癌具体精确的调控机制还不是特别清楚,还需要对乳腺癌诊断、治疗和预后评估等方面深入研究;(2)有待更深入的研究来验证循环miRNA在乳腺癌的早期或晚期阶段、治疗反应及患者预后方面的临床意义;(3)目前尚未制定标准化的miRNA测定方法;(4)不同标本类型、不同人群的检测结果可能存在差异;(5)循环miRNA受人体生理及病理状态的影响。有效解决以上问题将有助于循环miRNA作为无创标志物的临床转化,实现乳腺癌早期无创诊断,为乳腺癌诊断提供更多的新思路和新方法,以及为乳腺癌的诊断及预后判断提供理论依据。近年来,miRNA在乳腺癌的诊断、耐药预测、预后评估方面不断取得突破性进展,miRNA作为乳腺癌的无创标志物有着广阔的应用前景。