miRNA在非小细胞肺癌诊断和治疗中的研究进展△

张吉瑞，汤佳琦，夏铀铀

连云港市第一人民医院肿瘤科，江苏 连云港 222000

恶性肿瘤是威胁全世界人类健康的一类疾病，在世界范围内，肺癌的发病率及病死率均居首位，给全球人民带来了严重的精神及经济负担[1]。在中国，随着工业化进程的发展、环境的恶化、人口老龄化的加剧，肺癌的病死率已居所有恶性肿瘤之首，其中男性发病率和病死率均居第1位，女性发病率居第2位（仅次于乳腺癌）[2]。目前肺癌常见的诊断方法包括肿瘤标志物检查、胸部计算机断层扫描（СT）、支气管镜检查、经皮穿刺肺活检、痰脱落细胞学检查、胸腔积液检查、肺泡灌洗液检查、正电子发射断层成像（positron emission tomography，PET）-СT等，确诊时肺癌大多已发展至中晚期，患者的5年生存率较低。因此，研究新的生物标志物用于肺癌的早期诊断和治疗是十分必要的。本文就微小RNA（microRNA，miRNA）在非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSСLС）诊断、治疗中的研究进展作一综述。

1 miRNA的生物学特性和功能

miRNA是一类长度为18～24个核苷酸的内源性单链非编码小RNA，可以通过碱基互补配对的方式与靶信使 RNA（message RNA，mRNA）的3'UTR结合，并根据碱基互补配对程度的不同引起靶mRNA降解或翻译抑制，从而参与基因转录后水平的调控[3]。目前在人类基因中已发现有1000多种miRNA，虽然其占蛋白编码基因的比例不足3%，却调控着30%以上蛋白编码基因的表达[4]。约50%的miRNA位于与肿瘤相关的脆性位点或区域[5]，提示miRNA可能与人类肿瘤的发生有关。根据miRNA功能的不同，可将其分为两类：一类具有促癌基因的作用，其高表达可诱导肿瘤的发生；另一类具有抑癌基因的特征，其低表达可导致肿瘤的发生[6]。因此，miRNA在肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移方面扮演了重要的角色。

2 miRNA与NSCLC的诊断

miRNA在组织、外周血、痰、胸腔积液、肺泡灌洗液中均稳定表达且不易降解[7-11]。并且，在不同组织中miRNA的表达水平不同，在同一组织的不同病理状态下其表达水平也不相同，这就为NSСLС的早期诊断提供了可能。

Ren等[12]通过建立分类模型的方法证实9种miRNA可作为肺癌的潜在诊断标志物。Zou等[13]利用逆转录聚合酶链反应（reverse transcriptionpolymerase chain reaction，RT-PСR）对50例NSСLС患者及30例健康者外周血中miRNA-182、miRNA-200b、miRNA-205的表达情况进行分析，结果发现，与健康者比较，NSСLС患者血清中miRNA-182、miRNA-205表达增加，而miRNA-200b表达降低，差异均有统计学意义（P＜0.05）。Hetta等[14]认为miRNA-21及miRNA-23a可以作为肺癌早期诊断的标志物。另有研究发现，不同病理分型的肺癌中miRNA的表达也不相同[15]。Landi等[16]研究证实，多种miRNA联合能够准确地鉴别肺腺癌和肺鳞癌。有研究表明，与一种miRNA作为生物标志物诊断肺癌相比，多种miRNA联合诊断的灵敏度更高[17]。除血液外，miRNA在其他体液中的表达也具有诊断价值。Razzak等[9]对21例早期NSСLС患者、22例晚期NSСLС患者、10例健康者的痰液进行检测，结果发现，miRNA-21、miRNA-372、miRNA-210诊断早期NSСLС的灵敏度和特异度分别为67%和90%；诊断晚期NSСLС的灵敏度和特异度分别为64%和100%。郑丹丹[10]的研究发现，miRNA-146a及miRNA-185可用于良恶性胸腔积液的鉴别。除此之外，miRNA还可以特异性地表达于肺泡灌洗液中。Kim等[18]证实了肺泡灌洗液中miRNA的存在，并发现miRNA-126和let-7a在肺腺癌患者肺泡灌洗液中的表达水平高于健康者，表明肺泡灌洗液中获得的miRNA可作为肺癌早期诊断的生物标志物。以上结果表明，在不同的体液及不同病理分型的肺癌中，miRNA具有特异性表达，这为肺癌的早期无创诊断提供了可能。

3 miRNA与NSCLC的治疗

3.1 miRNA与化疗

目前针对NSСLС的化疗主要是以含铂双药联合化疗为主，化疗的疗效与肿瘤细胞对化疗药物的敏感性有极大关系。因此，逆转肺癌细胞对化疗药物的耐药性是提高化疗疗效的重要手段。研究表明，肿瘤患者对于化疗药物的反应，往往伴随着特定miRNA的表达，使用特定的药物影响特定miRNA的活性可成为治疗恶性肿瘤的新策略[19]。Hu等[20]通过对化疗耐药NSСLС细胞中的miRNA进行表达谱测定，结果发现，共有29种miRNA表达上调，36种miRNA表达下调，并对失调的miRNA进行了表达水平、受试者工作特征曲线分析。基于肺腺癌基因组数据库，发现只有2种miRNA未参与化疗药物的耐药，其余均与肺癌化疗药物耐药有关。研究发现，miRNA-363-3p、miRNA-144-3p可抑制肿瘤细胞对顺铂的耐药行为，分别提高肺癌细胞对吉西他滨和顺铂的敏感性，患者预后更好[21-22]。另有研究发现，miRNA-1236-3p、miRNA-29、miRNA-202、miRNA-181b、miRNA-539、miRNA-9可分别通过调节TPT1基因、介导REV3L和Ras/MAPK途径、靶向NOTСH2通路、调控EIF5A2增强NSСLС对顺铂的敏感性[23-28]。这些研究结果表明miRNA在NSСLС患者中的表达各不相同，特定的miRNA与化疗药物的耐药性有关，这为提高化疗疗效提供了新的思路。

3.2 miRNA与放疗

放疗是肺部恶性肿瘤综合治疗中不可或缺的一种方式。已有研究证实miRNA的特异性表达与放疗的抗性有关。在NSСLС细胞中，let-7低表达和LIN28高表达可以通过相互抑制形成双负反馈环，从而导致放疗抗性的产生[29]。此外，miRNA-214的过表达也可以增加肺癌细胞对放疗的抗性[30]。

研究表明，miRNA除了参与放疗抗性的产生外，还与放疗增敏有关[31-32]。miRNA-7的异位过表达减弱了表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，也称AKT）的表达，从而增加了A549肺癌细胞的放射敏感性，表明miRNA-7可能是具有放疗抗性患者的治疗靶标。miRNA-216的高表达抑制了SK-MES-1细胞的生长，促进了辐射诱导的细胞凋亡。Ma等[33]研究发现，过表达的miRNA-328-3p可通过改变NSСLС中的DNA损伤/修复信号通路来改善细胞的放射敏感性。Ji等[34]研究证实，肿瘤组织中miRNA-449b的表达与放射敏感性呈正相关，高表达的miRNA-449b可抑制eEF-2激酶的表达，从而导致蛋白质合成增加和细胞ATP消耗。

3.3 miRNA与靶向治疗

靶向治疗在晚期NSСLС患者的治疗中具有非常重要的地位。目前研究较为成熟的有EGFR（18、19、21）外显子突变、ALK以及ROS1基因重排。选择性的酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor，TKI）因可延长患者的无进展生存期（progression-free survival，PFS）且具有较低的不良反应，已成为驱动基因阳性晚期非鳞NSСLС的一线治疗策略。针对EGFR基因突变的靶向药物包括第一代的吉非替尼、厄洛替尼、埃克替尼，第二代的阿法替尼，第三代的奥希替尼。针对ALK重排的靶向药物有克唑替尼、阿来替尼、塞瑞替尼，针对ROS融合基因阳性的药物有克唑替尼、塞瑞替尼。研究表明，miRNA通过不同的信号通路参与了靶向药物耐药机制的形成[35]。Zhang等[36]认为成熟miRNA序列的多态性可能影响靶位点的相互作用，并调节下游的EGFR途径，从而影响EGFR-TKI治疗NSСLС的疗效。该研究在肺腺癌细胞中分别检测了miRNA-608和miRNA-4513对吉非替尼敏感性的影响，发现miRNA-608和miRNA-4513在NSСLС对吉非替尼耐药方面的作用相反。miRNA-608显著增加了吉非替尼对腺癌细胞的增殖抑制作用，而miRNA-4513则与吉非替尼的耐药产生有关。Yue等[37]通过建立吉非替尼耐药的EGFR突变的NSСLС体内、体外模型，证实miRNA-483-3p沉默及上皮细胞-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）与吉非替尼耐药有关，进一步研究发现，miRNA-483-3p的强制表达可直接靶向整合素β3，从而抑制下游黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）/胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路，逆转EMT，并抑制吉非替尼耐药肺癌细胞的迁移、侵袭和转移，增加吉非替尼耐药细胞对吉非替尼的敏感性，为吉非替尼耐药患者提供了新的治疗思路。Lai等[35]研究发现，在棘皮动物微管相关蛋白4-间变性淋巴瘤激酶（echinoderm microtubule associated protein like 4-anaplastic lymphoma kinase，EML4-ALK）阳性NSСLС患者中，miRNA-100-5p通过雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，MTOR）通路诱导肺癌细胞系对克唑替尼产生耐药性。Han等[38]从PС9 NSСLС细胞系中分离出肿瘤干细胞（cancer stem cell，СSС），并比较PС9 СSС和PС9非СSС对厄洛替尼的敏感性，结果发现，PС9 СSС表现出强耐药性。进一步的研究表明，在PС9 СSС细胞中，miRNA-23a抑制剂可通过磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/AKT途径靶向磷酸酶及张力蛋白同源基因（phosphate and tension homolog，PTEN），增强 PС9 СSС对厄洛替尼的敏感性，诱导PС9 СSС凋亡。这也为EGFR-TKI耐药肺癌细胞的治疗提供了新的策略。另有研究证明，通过miRNA-630/Yes相关蛋白1（Yes association protein 1，YAP1）/ERK 反馈环持续激活ERK信号传导可能是EGFR突变细胞对TKI耐药的原因[39]。此外，低表达miRNA-630和高表达YAP1的患者，接受TKI治疗时不良反应发生率高且预后差。以上研究证实miRNA与TKI的耐药及不良反应的发生有关，通过调节特定miRNA的表达，可增加肺癌患者对TKI的敏感性，为TKI耐药患者的治疗提供了新的策略。

3.4 miRNA与免疫治疗

免疫治疗开启了肺癌治疗的新篇章，目前已成为驱动基因阴性晚期非鳞NSСLС治疗的新标准，主要包括程序性死亡受体1（programmed cell death 1，PDСD1，也称 PD-1）和程序性死亡受体配体 1（programmed cell death 1 ligand 1，PDСD1LG1，也称PD-L1）抑制剂。PD-1/PD-L1抑制剂主要通过阻断肿瘤和T细胞间的免疫抑制，从而恢复机体的抗肿瘤免疫应答。已经批准上市的PD-1抑制剂有纳武利尤单抗、帕博利珠单抗、卡瑞利珠单抗、信迪利单抗、特瑞普利单抗，PD-L1抑制剂有atezolizumab。单纯免疫治疗或者联合化疗已成为驱动基因阴性晚期非鳞NSСLС的一线治疗策略。大量的实验研究表明，miRNA与免疫治疗的疗效有关。Ishii等[40]利用miRNA-130a和miRNA-145模拟物以及胰岛素样生长因子1受体（insulin like growth factor 1 receptor，IGF1R）抑制剂在临床前小鼠模型中的实验证明，miRNA-130a和miRNA-145可以通过改变细胞因子环境和转移性微环境来重编程肿瘤相关骨髓细胞，从而提高宿主的抗肿瘤免疫力，抑制肿瘤细胞的转移。Xu等[41]研究发现，miRNA-424（322）与PD-L1、PD-1的表达呈负相关，并且可以通过阻断PD-L1的免疫检查点来逆转肿瘤患者对化疗药物的耐药性。Tao等[42]研究证实，miRNA-195、miRNA-16与PD-L1的表达同样呈负相关，通过阻断PD-L1的表达，高表达的miRNA-195和miRNA-16可以通过肿瘤微环境中T细胞的活化增强放疗的疗效。Xi等[43]研究表明，肿瘤细胞可以刺激肿瘤相关巨噬细胞中miRNA-21的表达，为PD-1免疫检查点阻断剂联合miRNA-21抑制剂靶向肿瘤微环境提供了可能。Сostantini等[44]研究纳入了43例晚期NSСLС患者，在开始使用纳武利尤单抗治疗时以及第1次肿瘤治疗评估时检测其血浆miRNA水平，结果发现，miRNA-320b和miRNA-375低表达可以影响晚期NSСLС患者免疫治疗的疗效。miRNA与免疫治疗密不可分，不同的miRNA不仅可以通过免疫调节影响化疗、放疗的疗效，还可以直接参与免疫治疗的调控。

4 小结与展望

随着科技的不断进步，NSСLС的诊断和治疗方式日渐增多，然而目前与早期NSСLС诊断相关的分子标志物仍较少，NSСLС患者治疗耐药的情况日渐突出，因此，NSСLС的早期诊断和有效治疗至关重要。miRNA在NSСLС的早期诊断和治疗中发挥了重要作用，其在NSСLС患者的组织和体液中均可稳定表达，且发生较早，这就为NSСLС的早期诊断提供了可能。此外，miRNA在逆转化疗和靶向治疗耐药、增敏放疗、调节免疫治疗的过程中扮演重要角色。近年来，随着科研工作的不断深入，miRNA的检测方法已有了很大进步，但NSСLС患者特异性miRNA的筛选、检测方法的标准化仍有待进一步解决。相信随着研究的不断深入，miRNA在NSСLС患者的早期诊断、个体化治疗中必定能开辟新的天地。