血清microRNA诊断甲状腺乳头状癌的研究进展*

刘 艳 张新焕

1. 山东第一医科大学(山东省医科院)，山东 泰安 271000；2. 山东第一医科大学第二附属医院内分泌科，山东 泰安 271000

甲状腺乳头状癌(PTC)是甲状腺最常见的恶性肿瘤之一，发病率最高。据报道，PTC的发病率逐年上升，占甲状腺恶性肿瘤的85%～90%[1]。手术治疗是PTC的首选治疗方法，其他治疗方法包括碘131放射治疗和甲状腺激素抑制治疗[2]。甲状腺癌发展相对缓慢，早期无明显症状。然而，约40%～80%的PTC患者在诊断时已发展为颈淋巴结转移[3]。同时，这些患者的预后通常较差，10年生存率低于10%[4]。因此，阐明PTC发生发展的具体过程，探讨肿瘤细胞恶性行为的分子机制具有重要意义。

MicroRNAs(miRNAs)是一类长度为21～25个核苷酸的高度保守的非编码小RNA。MiRNA参与多种真核生物基因表达的转录后调控[5]。miRNAs在肿瘤发生过程中作为癌基因或抑癌基因发挥着不同的作用[6-7]。多项研究表明，miRNA在多种恶性肿瘤中表达失调，其中也包括甲状腺乳头状癌[8]。本研究就血清微小RNA在甲状腺乳头状癌的诊断、发病机制及治疗方面做一综述。

1 单个miRNA与甲状腺乳头状癌的诊断

1.1miRNA-214

Guo等[9]研究中回顾性的分析了50例PTC患者和46例良性甲状腺肿瘤患者的临床资料，采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测患者血清miRNA-214表达水平，结果显示PTC组表达水平明显高于甲状腺肿瘤组(Z=-2.941，P=0.003)，具有较高的灵敏度与特异度。

1.2miRNA-221

Zhang等[10]研究了中国东北部地区106例PTC患者和35例甲状腺良性结节患者，此研究发现PTC组的血清miRNA-221明显高于对照组。在Zhang等人的另一项关于血清微小RNA联合超声诊断甲状腺微小癌研究中[11]，同样发现了与良性结节组相比，PTMC患者血清miRNA-221表达量较高。这两个研究提示我们血清miR-221可以用来协助诊断PTC。

1.3miRNA-222

Yu等[12]在中国南部地区，研究了miRNA-222、miRNA-151-5p及let-7e在两组中的表达量，发现了PTC患者三种血清miRNA表达量高于对照组。Wang等[13]根据基因芯片筛选结果，采用qRT-PCR技术，研究了79例甲状腺乳头状癌患者及42例良性甲状腺疾病组患者的血清中miRNA分析，研究结果显示最具诊断价值的为miRNA-222-3p，其在PTC组血清中表达上调。

1.4miRNA-451

Gong等[14]研究中分析了62例PTC患者和53例甲状腺良性疾病患者，发现了血清miRNA-451在PTC组中显著降低(P≤0.05)。同样的，在Zhang等[15]研究中国南方地区人群中miRNA-451表达情况时发现，与甲状腺良性结节相比，PTC患者血清中miRNA-451表达量明显减少，ROC曲线显示其具有较好的敏感性和特异性。这两个研究表明血清miRNA-451表达下调在PTC的发生发展中起到重要作用。

1.5miRNA-124-3p、miRNA-9-3p、miRNA-196b-5p

Yu等[16]于中国东部沿海地区在50例PTC、50例甲状腺良性结节及50例健康对照组中，首先运用基因芯片技术扫描组间差异表达的miRNAs，后运用qRT-PCR进行验证，结果显示，与甲状腺良性结节和健康对照组相比，miRNA-124-3p、miRNA-9-3p在PTC组患者中显著增高。而对于miRNA-196b-5p来说，甲状腺良性结节组高于PTC及健康对照组。三种循环RNA对甲状腺乳头状癌均具有较高的诊断价值。

1.6miRNA-25-3p、miRNA-451a

Li等[17]研究了在中国北部地区56例甲状腺乳头状癌患者和95例甲状腺良性结节患者，评估两组患者血清中miR-25-3p、miR-451a的表达情况，结果显示这两种血清miRNA在PTC表达明显高于甲状腺良性结节组，ROC曲线数显其具有较高的灵敏性和特异性。

1.7miRNA-146b

Lee等[18]研究了血浆中miRNA-146b和miRNA-155在甲状腺良恶性结节患者中的表达情况，研究结果显示两种微小RNA在PTC组的平均表达量显著高于甲状腺良性结节组，同时运用ROC曲线分析也验证了两种微小RNA鉴别诊断甲状腺乳头状癌与甲状腺良性结节具有较高的价值。同样的，Zhang等[10]研究了中国东北地区106例PTC患者和35例甲状腺良性结节患者，此研究同样发现在PTC组中血清miRNA-146b的表达量显著高于对照组，与Lee等研究结论一致，但其灵敏度和特异度要高于Lee的研究。这让血清miRNA-146b诊断甲状腺乳头状癌成为可能。

1.8miRNA-95、miRNA-190

Cantaras等[19]在高加索地区，纳入了79例PTC患者和80例甲状腺良性结节患者，结果证实了最具诊断准确性的血清微小RNA为miRNA-95，灵敏度与特异度高达94.9%、98.7%。MiRNA-190的灵敏度与特异度分别为93.7%和78.7%。该研究表明，血清miRNA-95和miRNA-190在欧洲人群甲状腺乳头状癌患者中的表达量高。但是关于此地区的研究少，今后仍需较大样本的研究加以验证。

2 组合miRNA与甲状腺乳头状癌的诊断

Yu等[12]研究了中国南部地区PTC患者和甲状腺良性结节患者，研究发现将miRNA-222、miRNA-151-5p及let-7e三种miRNA组合后，诊断PTC的灵敏度为87.8%，特异度为88，4%，综合受试者工作特征曲线下面积AUC高达0.917。Zhang等[10]在比较中国东北部地区106例PTC患者和35例甲状腺良性结节患者血清miRNA-222、miRNA-221、miRNA-146b表达情况时，发现了若将三种微小RNA组合后，对PTC的诊断能力增高，灵敏度为80%，特异度达97.5%，综合受试者工作特征曲线(ROC)下面积AUC高达0.903。在Zhang等[11]一篇关于血清微小RNA与超声联合可作为乳头状甲状腺微小癌的诊断及预后标记物的研究，结果显示将血清miRNA-222、miRNA-221、miRNA-146b及miRNA-21联合检测后，ROC高达0.972，有86.84%的灵敏度与94.29%的特异度，比检测单个独立的微小RNA灵敏度与特异度高。以上三个研究均提示我们组合miRNA比单一miRNA对诊断甲状腺乳头状癌的准确性可能更高，今后研究中可以试探索特定微小RNA组合，提高对甲状腺乳头状癌的诊断效率，减少不必要的手术创伤。

3 miRNA在甲状腺乳头状癌中的作用机制

3.1miRNA-221

在乳头状甲状腺癌(PTC)组织和细胞系中，miRNA-221经常上调，在Diao等人[20]研究中验证miRNA-221与PTC增殖、凋亡和迁移的关系。他们观察到，miR-221通过与tipm3(金属蛋白酶组织抑制剂3) mRNA 中 的3'非翻译区结合来抑制timp3的表达，timp3主要通过调节血管生成、内皮细胞凋亡和转移来影响肿瘤进展。具体来说，timp3通过与血管内皮生长因子受体-2的直接相互作用发挥其抗血管生成作用，并且由于TIMP3与caspase依赖性细胞死亡途径或另一种FAK依赖性存活途径之间的潜在联系而诱导了凋亡。本研究结果表明，通过靶向timp3，mir-221可加重细胞增殖和PTC的侵袭。

3.2miRNA-222

在Huang等[21]人研究中证实，与邻近甲状腺组织相比，PTC组织中的miR-222表达上调，异常表达的mir-222在增强了甲状腺癌细胞的迁移和侵袭。蛋白磷酸酶2调节亚单位Bα(ppp2r2a)，即一种肿瘤抑制因子，通过ppp2r2a的3’-utr被鉴定为mir-222的直接靶点。ppp2r2a的表达恢复将会导致mir-222过度表达的甲状腺癌细胞迁移和侵袭能力的减弱。另外，在另一项研究中[22]，高表达的mir-221和mir-222能够降低细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B(P27kip1)蛋白水平,mir-221和mir-222的过度表达导致甲状腺乳头状癌细胞株(tpc-1)P27kip1水平下降，使其进入细胞周期的S期，从而促使PTC的发生。

3.3miRNA-146

人类的mir-146家族包含两个位于不同染色体上的miRNA基因：mir-146a位于5q34，mir-146b位于10q24.32。两种亚型在肿瘤中都被描述为不受调控。然而，在PTC中，miR-146b，而不是miR-146a，是主要调控失调的RNA。TGF-β(转化生长因子β)信号通路主要通过下调原癌基因myc和上调细胞周期蛋白依赖激酶抑制剂cdkn1a来抑制上皮细胞的生长，肿瘤细胞的增殖潜能取决于其阻断TGF-β信号转导和绕过TGF-β介导的细胞周期阻滞的能力[23]，Taton等[24]研究发现miRNA-146b-5p可能通过切除TGF-β自分泌和旁分泌环增强对甲状腺肿瘤细胞的复制潜能。提示我们miRNA-146b-5p的过度表达可促进甲状腺癌增殖与生长。

3.4Let-7

Let-7被证明在三个ras基因(hras、kras和nras)的3'未翻译区域中含有多个假定的互补位点，它的功能是负性调节RAS的蛋白质水平。由于ras激活与多种癌症相关，因此let-7下调或缺失可能在肿瘤发生中发挥作用[25-27]。因为let-7被证明能抑制ras的表达，它可能在有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPK)激活的甲状腺癌中提供肿瘤抑制功能，即抑制PTC的增殖与生长，一部分let-7家族在PTC中表达下降，包括let-7d、let-7g、let-7f[28-29]。由此可知，Let-7是甲状腺乳头状癌发生发展中的重要调控因子。

3.5miRNA-451

一项体外研究表明，miRNA-451的过度表达可以通过靶向PI3K/Akt/mTOR信号通路，从而抑制c-Myc癌基因介导的细胞增殖和迁移[30-31]。故miRNA-451的低表达可能促进甲状腺乳头状癌的发生发展，加重甲状腺乳头状癌的细胞增殖和转移。

4 miRNA在甲状腺乳头状癌术后监测复发与转移

甲状腺乳头状癌患者接受手术治疗后，通常预后良好，但复发率仍在10%～15%。尽管在确诊时，只有不到10%的患者有远处转移，但死亡的主要原因仍然是转移。因此，为了预防甲状腺癌的复发，建立准确的风险评估方法至关重要。Rosignolo等[32]研究发现了miR-146a-5p和miR-222-3p在手术后表达水平下降，并且在1至2年的随访中均处于低表达水平。Lee等[33]回顾性分析了有复发性PTC(RC-PTC)和无复发性PTC(NR-PTC)的患者，与nr-ptc肿瘤相比，rc-ptc肿瘤中microRNA-222和mir-146b的表达分别高10.8倍和8.9倍。Sondermann等[34]亦发现了在乳头状甲状腺癌患者中，miR-9和miR-21的表达水平是复发的重要预后因素。

5 miRNA作为治疗甲状腺乳头状癌的新靶点

越来越多的报道提出了一个很有吸引力的概念，使用miRNA模拟物和抑制剂(抗miRs)的miRNA靶向治疗可能成为治疗疾病的新方法[35-36]。如上所述，我们研究了多种微小RNAs在甲状腺乳头状癌的发生和恶化所涉及的分子机制，这些微小RNA作为重要的调控因子在肿瘤的发生发展中起着不可忽视的作用，这提示在今后的研究中，进一步阐明和了解这些机制，有助于利用microRNA作为治疗甲状腺乳头状癌的新型治疗策略的候选靶点。

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类非编码的小分子RNA，调控基因在转录后和翻译水平的表达，存在于人体的组织、细胞及血清中，在多种肿瘤的发生发展中发挥一定作用。miRNA在肿瘤表达中的上调或下调通过一定机制影响了甲状腺乳头状癌的发生、发展和预后。血清miRNA应用前景广泛，希望在未来的研究中，采用有效准确的miRNAs的检测方法，寻找高敏感性和特异性的miRNAs应用于甲状腺乳头状癌的早期诊断、术后监测、治疗和预后评估。