非编码RNA作为急性心肌梗死标志物的研究进展

于颖 关秀茹

(哈尔滨医科大学附属第一医院检验科，黑龙江 哈尔滨 150001)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是冠状动脉疾病的最严重类型，也是当今人类的主要死因之一[1]。众所周知，立即就医并采取有效的治疗措施能显著降低AMI患者的病死率并改善预后。然而并非所有AMI患者均有特异性心电图改变且胸痛等，临床症状个体差异大,导致某些患者不能及时诊断。因此，良好的早期诊断标志物尤为重要，它可辅助医生早期识别高风险AMI,从而挽救更多患者的生命。

自1954年Karmen发现AMI患者天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase，AST)升高之后，人们对心肌损伤标志物的探索就从未停止[2]。在接下来的几年中，肌酸激酶(creatine kinase，CK)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)和肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme，CK-MB)相继被发现，但患有肌肉和肝脏疾病的患者CK与LDH同样升高，相比之下,CK-MB虽然具有更高的诊断准确性，但仍缺乏特异性[3]。此后心肌肌钙蛋白(cardiac troponin，cTn)的出现带给人们惊喜，由于其高敏感性和特异性，WHO指南推荐其作为AMI的首选生物标志物。但它在老年心力衰竭(heart failure，HF)、慢性肾脏病和败血症患者中易出现升高且在循环中持续时间过长(5～10 d)，存在心肌再梗死诊断性差的问题[4]。因此，亟需寻找更加“完美的”AMI标志物，从而更精准地早期诊断AMI。

非编码RNA(non-coding RNAs，ncRNAs)是占人类基因组90%以上，转录却不编码蛋白质的RNA。近期研究表明ncRNAs在人类多种疾病中发挥至关重要的调控作用，其中微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和环状RNA(circRNA)均已显示在心血管疾病中具有诊断潜力[5]。因此，笔者总结了ncRNAs作为AMI标志物的最新发现，并侧重于这些ncRNAs的诊断价值和评估预后的潜力。

1 miRNA

miRNA是进化上高度保守的短链非编码RNA(长度19～22 bp)，通过抑制靶mRNA翻译或诱导其降解调节基因表达[6]。第一组被确定为AMI生物标志物的miRNA有miR-208a、miR-499、miR-133和miR-1[4]，随后研究人员发现多种miRNA与AMI诊断相关，因此笔者重点梳理近三年被发现的具有AMI标志物潜力的miRNA(表1)。

表1 急性心肌梗死潜在血清miRNA标志物

1.1 miR-483-5p

Li等[20]研究发现，AMI早期循环miR-19b、miR-223和miR-483-5p水平明显升高，在最初心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I，cTnI)阴性且胸痛发作<3 h的疑似AMI患者中诊断价值较高[曲线下面积(area under the curve，AUC)=0.81、0.76和0.78]，与cTnI结合后AUC为0.92，该研究证明这些miRNA可弥补cTnI的诊断缺陷。Hao等[21]同样发现AMI患者miR-483-5p升高，深入探究发现下调miR-483-5p通过靶向MAPK3减少缺氧诱导的人心肌细胞损伤，这支持miR-483-5p作为AMI标志物的潜在临床价值，尽管需进一步研究体内作用，但该研究表明抑制miR-483-5p或抑制MAPK3的过度表达可能是一种潜在的AMI治疗方法。

1.2 miR-208

miR-208包括miR-208a和miR-208b，是心脏特异性miRNA。研究表明AMI患者外周血中miR-208表达增加，甚至显示出高于cTnI的敏感性(90.9%)和特异性(100%)[2]。此外，在健康人或非AMI患者的血浆中均未检测到miR-208a，但在AMI发作后4 h内即可检测到；同样在大鼠AMI模型中，冠状动脉闭塞术后3 h miR-208a即可达到峰值(增加50倍以上)，动力学提示其变化在cTnI显著升高之前，这对于AMI的早期诊断具有重要意义，表示miR-208a可挽救cTnI的血浆延迟峰[4]。Devaux等[22-23]通过1 000例患者的队列研究也证实胸痛患者循环miR-208b增加，与健康对照组和不稳定型心绞痛(unstable angina pectoris，UAP)相比，AMI患者的循环miR-208b水平显著升高(AUC=0.85)，但诊断效率略低于cTnI。

1.3 miR-499

有研究表明急性冠脉综合征(acute coronary syndrome，ACS)患者(包括AMI和UAP)循环miR-499的表达显著增加，在发病3 h内ACS的诊断效率AUC为0.89；在大鼠AMI模型中也发现血浆miR-499的水平明显增加[2，9]。此外，miR-499还被确定为冠状动脉搭桥手术患者围手术期预测心肌缺血的指标[24]。深入研究发现，在心肌细胞中miR-499通过抑制SOX6基因抑制细胞凋亡，促进心肌细胞再生，改善心功能[25]。以上结果说明miR-499不但可作为早期诊断标志物，还可能作为治疗靶点。此外，在老年非ST段抬高心肌梗死(non-ST segment elevation myocardial infarction，NSTEMI)患者外周血中miR-499-5p的水平明显升高，表示其有潜力识别NSTEMI[4]。另有研究发现在AMI后2 h内猪血浆中miR-499-5p即明显升高[4]。这些结果表明，与cTnI相比，miR-499更早达高峰，未来早期诊断潜力有望超过cTnI。

此外，其他的一些miRNA如miR-379、miR-19a、miR-494和miR-1303等在AMI患者中均有明显的差异表达，但目前证据较少，仍需大规模的前瞻性研究进一步验证[26-28]。

总之，这些发现表明循环中miRNA释放迅速，有利于早期诊断和血运重建治疗，而miRNA与cTnI的联合检测可提高早期诊断AMI的敏感性与特异性，miRNA作为AMI生物标志物的潜力巨大。

2 lncRNA

lncRNA是长度>200个核苷酸，缺少开放阅读框架且无蛋白编码能力的内源性RNA分子[2]。随着分子生物学的发展，人们逐渐认识到lncRNA参与动脉粥样硬化斑块的形成，因而lncRNA成为继miRNA之后AMI相关的新的研究热点。越来越多的证据表明，lncRNA也是心血管疾病的潜在生物标志物。

2.1 ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT和MALAT1

Vausort等[29]发现，与健康者相比，AMI患者外周血aHIF、KCNQ1OT1和MALAT1水平明显升高，ANRIL水平降低；ST段抬高心肌梗死(ST segment elevation myocardial infarction，STEMI)患者的ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT和MALAT1水平明显低于NSTEMI患者，表明它们具有识别高风险STEMI的能力。在4个月的随访中，ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT和MALAT1表达明显变化者射血分数均≤40%，显示它们是AMI后左室功能障碍的单变量预测指标，该研究为进一步探索lncRNA在AMI和HF中的作用奠定了基础，并暗示未来研究lncRNA作为新型AMI标志物的方向。

2.2 HOTAIR

Gao等[30]研究发现，AMI患者血清中HOTAIR表达显著降低并在AMI的早期阶段(6～12 h)达到峰值，3 d内恢复基线水平。通过检测小鼠不同器官HOTAIR表达证明其是一种心肌特异性lncRNA，研究发现HOTAIR的心脏保护功能部分基于对miR-1的负调控[30]，该发现不仅为HOTAIR提供了有关AMI诊断的新见解，且进一步了解了HOTAIR在AMI发病机制中的功能。

2.3 lncRNA-NRF

在AMI患者住院期间常发生HF，此类患者死亡的风险通常比单独患AMI的更大。Yan等[31]通过对134例AMI患者的横断面研究发现，在AMI后HF患者中lncRNA-NRF明显升高，对HF的诊断价值(AUC=0.975)远远高于N末端脑钠肽前体(AUC=0.720)，且lncRNA-NRF水平与AMI后HF的严重程度呈正相关，表明lncRNA-NRF可预测AMI后发生HF的风险，该研究改变了N末端脑钠肽前体和cTn等传统生物标志物预测AMI后HF不准确的限制，提供了潜在的改善AMI长期预后的治疗策略。

此外，在AMI患者中lncRNA SNHG8、lncRNA-RP11-175K6、ENST00000508020.2、lncRNA ZFAS1和lncRNA CDR1AS等均有明显差异表达[32-33]。尽管这些研究提供了众多有潜力的AMI新型标志物，但这些lncRNA的敏感性与特异性仍无法与已鉴定的miRNA相提并论，对于lncRNA的研究仍需更深入地探索。

3 circRNA

circRNA是具有共价闭合环状结构和细胞特异性的新型ncRNAs，特定的结构使其不易被降解，因此它具有作为生物标志物的巨大潜力。有望作为AMI标志物的circRNA在近几年才逐渐受到关注，因此相关研究较少。

Wang等[4，34]研究发现与健康对照组相比，AMI患者外周血细胞中circRNA MICRA的表达显著降低，AMI后射血分数明显降低的患者中MICRA表达水平低于射血分数不变或轻微降低的患者，表明MICRA可预测AMI后4个月的左心室功能(射血分数)，为AMI后患者的危险分层提供价值，但下一步必须进行前瞻性研究证实。此外，有研究表明circ MACF1通过调节miR-500b-5p/EMP1轴来减弱心肌细胞凋亡，表明circ MACF1可能是AMI的潜在治疗基因[35]；另有实验发现circRNA 010567可通过抑制转化生长因子-β1改善心肌梗死大鼠心脏功能，减轻心肌纤维化和抑制心肌细胞凋亡[36]；Sun等[37]发现circRNA LAS1L在AMI和心脏成纤维细胞中明显下调，并通过直接与miR-125b结合促进SFRP5蛋白表达，最终抑制心脏成纤维细胞增殖和迁移，促进细胞凋亡，虽然这些circRNA暂时不能成为AMI诊断标志物，但目前的研究仍为AMI的早期诊断和靶向治疗提供了实验室依据。

4 总结与展望

近年来，AMI虽然在诊断与治疗方面取得重大进展，但AMI的发病率和死亡率仍不断攀升[4]。目前诊断AMI的主要策略是心电图结合生物标志物检测，良好的生物标志物能辅助医生早期诊断、预测预后和制定个体化治疗方案，从而实现精准医疗。传统生物标志物尚存在缺陷，所以寻找新型生物标志物对早期诊断AMI至关重要。

图1 ncRNA的作用机制及检测方法

近期研究表明ncRNAs是最有前途的新型AMI生物标志物，其发挥作用的机制及常规检测方法如图1所示，其中miRNA显示出众多优势：(1)在外周血中普遍存在，可使用非侵入性方法获得；(2)稳定性高；(3)变化通常发生在组织坏死之前，达峰值早；(4)具有明显的组织器官表达特异性。

但值得注意的是肝素可抑制miRNA逆转录，今后若应用于临床需考虑患者肝素类抗凝剂使用情况及采血管的选择。与miRNA相似，lncRNA对RNA酶的降解也具有保护作用，不同的是lncRNA主要位于细胞核或线粒体中使其不似miRNA那样容易被检测到。而对于circRNA，尽管在心脏组织中丰度高且稳定存在，可作为新型诊断标志物的来源，但由于其半衰期很短，导致外周血中较难检测到circRNA，又限制了其作为标志物的发展，这种矛盾是未来研究中亟需解决的问题。

尽管已发现一些ncRNAs可作为AMI诊断标志物，但与目前临床上使用的cTnI相比，这些ncRNAs尚未呈现出更高的诊断效率。所以关于ncRNAs作为潜在生物标志物的探索还需进行更多的研究。对于miRNA，应更多地关注对NSTEMI与UAP的识别以及长期随访数据，发现特异性和敏感性更高的miRNA。对于lncRNA和circRNA则需更大量的实验数据支持，尤其是大样本的前瞻性队列分析研究。此外，关于ncRNAs检测方法还涉及多种不确定因素，如RNA提取方法、定量方法、常用实时荧光定量PCR中引物和内参如何选择？与DNA结合的分子选SYBR染料还是TaqMan探针？血液标本留取血浆、血清还是全血？都需制定严格的标准来统一化结果。因此，将ncRNAs应用于临床为医生提供有价值的信息目前还有许多工作要做。