血液微小RNA在结直肠癌无创性筛查中应用的研究进展▲

韦皓棠 邓 雅

(广西医科大学第三附属医院胃肠外科，南宁市 530000，电子邮箱：46143850@qq.com)

【提要】 结直肠癌是致死率最高的恶性肿瘤之一，主要原因是肿瘤早期大多无明显症状，而确诊时多已发展至中晚期或已发生远处转移，治疗效果不佳。因此，早期发现及治疗对于结直肠癌患者来说至关重要。目前，临床上仍缺少一种检测早期结直肠癌非侵入性的、可靠的及经济的筛查方法。近年来，微小RNA被认为可作为肿瘤的诊断标志物，尤其作为结直肠癌的无创性筛查指标具有重要意义。因此，本文就血液微小RNA应用于结直肠癌早期诊断的研究进展进行综述。

结直肠癌是最常见及致死率最高的恶性肿瘤之一，在肿瘤相关病死率中排名第2位[1]。在我国，结直肠癌发病率仅次于肺癌、胃癌，其病死率仅次于肺癌、肝癌、胃癌和食管癌[2]。尽管该病在诊断和治疗方面已取得了相当大的进展，但其发病率及死亡率仍然较高，原因是大多数患者在确诊时已处于中晚期，或伴有局部或远处转移[3]。目前常用于筛查结直肠癌的检查有结肠镜、乙状结肠镜、粪便潜血检测及粪便免疫化学法检测[4-5]。但这些方法都有一定的缺点，如成本高、具有侵入性、依从性低、敏感性和特异性低等[5]。因此，目前急需寻找一种非侵入性且敏感性和特异性高的筛查方法。微小RNA(microRNA，miRNA)是内源性单链小RNA，参与大多数信使RNA的转录后基因调控[6]。目前，miRNA已被证明在肿瘤细胞基因中呈差异性表达，其被认为是诊断结直肠癌的良好潜在生物标记物[7]。本文就近年来血液miRNA的检测方法及其在结直肠癌早期诊断中的应用研究进展做一综述。

1 miRNA概述

1993年，Lee等[8]在秀丽隐杆线虫基因中发现了一种长度为22nt、由18～25个核苷酸组成、进化高度保守的非编码单链RNA——miRNA。目前，在miRBase数据库中已识别超过2 000种人类miRNA，通过克隆、序列分析、微阵列、实时定量PCR等技术，可预测miRNA集群调控至少50%的人类蛋白编码基因及人类基因组中约30%的基因表达[9-11]。越来越多的证据表明，miRNA水平的异常变化有助于肿瘤的发生[12]， 且miRNA与肿瘤发生的过程有关，参与了包括炎症、细胞周期、应激反应、分化、细胞凋亡、迁移和侵袭等过程[13]。

2 miRNA与结直肠癌

与早期报道显示miRNA在肿瘤中的表达水平呈现出普遍性降低的现象不同，结直肠癌中miRNA的表达却呈现高水平状态[14]。2006年，Cummins等[15]开始大规模检测miRNA表达谱，提出miRNA与结直肠癌的发生过程密切相关。同年，Bandrés等[16]也在结直肠癌组织中检测到13个异常表达的miRNA。Slattery等[17]对结直肠癌和正常组织样本进行miRNA表达谱分析，结果显示，与正常组织相比，肿瘤组织中含有287个1.5倍差异表达miRNA。Luo等[18]发现在结直肠癌中有164种miRNA的表达水平发生了有意义的改变，其中2/3的miRNA表达水平上调，1/3的miRNA表达水平下调。这提示miRNA可作为潜在的结直肠癌生物标志物。目前常用的结直肠癌血液生物标记物有癌胚抗原和糖类抗原199，然而两者诊断早期结直肠癌的敏感性和特异性均较低[19-20]。因此，需要开发新的非侵入性生物标志物以提高结直肠癌的早期诊断效率。

与糖类抗原199和癌胚抗原不同，miRNA在恶性肿瘤患者的血清或血浆中表达稳定且易于检测，且其与临床病理特征和预后相关[21]。miRNA在血清或血浆中的稳定性与其被包裹在凋亡小体或外泌体中，或保存于蛋白质/脂蛋白中有关[22]。此外，血浆miRNA的检测只需要少量的血液(<2 mL)样本即可进行；血液样本在冰袋中可稳定转运且还可保持miRNA水平稳定[23]。这些优势使得血液miRNA可作为诊断结直肠癌的良好候选生物标记物。虽然多种miRNA分子与结直肠癌相关，但目前miRNA-92a和miRNA-21被认为与结直肠癌的关系最密切[14]。

2.1 miRNA-92a miRNA-92a是miRNA-17-92簇的组成部分[24]。在结直肠癌表达失调的miRNA中，miRNA-92a是一种特征性的致癌miRNA，有望成为检测早期结直肠癌的生物标志物[6]。研究发现，miRNA-92a的表达与结直肠癌的病理过程有关；将miRNA-92a导入LoVo细胞和SW480细胞可以增强细胞的增殖、迁移和侵袭能力，而抑制miRNA-92a表达的结果则相反[6]。Ng等[25]首次报道血浆miRNA-92是检测结直肠癌的潜在非侵入性分子标记物，其诊断结直肠癌的敏感性为89%，特异性为70%。随后Huang等[26]的研究证实，晚期结直肠癌患者血浆样本中的miRNA-92a表达水平显著高于健康人群。另有研究结果显示，将血清中的几种miRNA(miRNA-21、miRNA-92a、miRNA-181b和miRNA-203)联合用于诊断结直肠癌时，其敏感性和特异性较单一miRNA分别增加至93%和91%；而糖类抗原199和癌胚抗原联合诊断结直肠癌的敏感性仅为35%，特异性为23%[27]。尽管miRNA-92a可以作为一个潜在的结直肠癌诊断指标，但目前的研究结果仍缺乏大样本临床数据的支持。此外，有学者发现，在部分结直肠癌组织样本中，miRNA-92a呈低表达水平，并认为miRNA-92a表达水平与结直肠癌关系不大[28]。因此，关于miRNA-92a是否可以作为结直肠癌的独立诊断指标仍存在争议，仍需进一步进行大量临床研究验证。

2.2 miRNA-21 miRNA-21通常在结直肠癌中呈过表达[14，28]。研究表明，miRNA-21的表达水平在结直肠癌中显著升高，并可作为结直肠癌患者预后预测的潜在标志物[14]。You等[29]发现，miRNA-21在结直肠癌组织中高度表达，并与肿瘤的恶性程度呈正相关，但与患者的生存预后呈负相关。另有研究表明，miRNA-21表达水平升高与静脉入侵、肝转移、Duke分期及淋巴结转移密切相关[30]。许多学者认为miRNA-21具有用于早期诊断结直肠癌的潜在可能性[23，28，31]，Kanaan等[31]应用微流控阵列技术检测了30例结直肠癌患者和30例正常人群的血浆miRNA-21水平，发现血浆miRNA-21用于诊断结直肠癌具有90%的特异性和敏感性。然而，Schee等[28]通过实时定量PCR技术检测了193例结直肠癌组织中包括miRNA-21在内的6种miRNA表达水平，并分析了它们与临床病理参数和患者预后的关系，结果发现miRNA-21的相对表达水平最高，表达范围最广，但结直肠癌患者中miRNA-21表达水平变化不一，尚未发现其与临床病理参数或预后有显著相关性。 因此，目前还没有明确的和被广泛认可的miRNA-21对结直肠癌的诊断标准，为了更好地利用miRNA-21，进一步的大规模前瞻性研究是很有必要的。

2.3 其他miRNA 其他一些血浆/血液中的miRNA也被认为与结直肠癌有关。例如，He等[32]发现，结直肠癌患者血清miRNA-101表达水平下调，且miRNA-101低表达水平与结直肠癌预后不良呈正相关，提示miRNA-101在结直肠癌中充当肿瘤抑制基因。Wang等[33]观察到结直肠癌患者血清miRNA-103呈过表达，且其表达水平与结直肠癌患者存活期呈负相关；血清miRNA-103高表达与结直肠癌患者淋巴结转移、远处转移与肿瘤分期有关。Monzo等[34]发现，肠系膜静脉血浆中外泌体分泌的miRNA-328过表达与结直肠癌患者肝转移有关。尽管个别miRNA具有较高的结直肠癌筛查潜能，但将多个miRNA组合检测的方式较单一miRNA更加可靠。Kanaan等[35]发现，血浆中8种miRNA(miRNA-532-3p、miRNA-331、miRNA-195、miRNA-17、miRNA-142-3p、miRNA-15b、miRNA-532、miRNA-652)的组合可以有效、可靠地筛查出结肠腺瘤性息肉；5种miRNA(miRNA-331、miRNA-15b、miRNA-21、miRNA-142-3p、miRNA-339-3p)的组合能将进展期腺瘤从结直肠癌患者中筛查出来，表明miRNA组合可用于腺瘤的筛查，是一种无创、经济的筛查方法。Giráldez等[36]也报告了类似的检测结果，发现血浆中6种miRNA(miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-19b、miRNA-15b、miRNA-29a、miRNA-335)的表达水平在结直肠癌患者中明显升高，并发现miRNA-18a的表达水平在进展期腺瘤中明显升高。由此可见，miRNA在鉴别腺瘤与诊断结直肠癌中均具有高度敏感性和特异性[36]。

miRNA组合作为结直肠癌生物标志物或许是比单一miRNA检测更有前景的策略，但是成本效益问题也不得不考虑。此外，对于每种潜在的miRNA生物标志物，了解其分子结构和生物学功能以及与相关的调节机制，是临床应用和鉴定新治疗靶点的关键。

3 展 望

miRNA作为结直肠癌非侵入性诊断的生物标志物在临床应用上仍处于初期阶段。为了使miRNA标志物在临床得以推广应用，必须通过大型的、独立的miRNA标志物研究评估其诊断结直肠癌的应用价值。随着对血液miRNA的不断探究与认识，相信在不久的将来，能有一种新的、侵入性较小的血液miRNA检测技术用于早期结直肠癌筛查并帮助评估预后。