lncRNA与miRNA的相关性及对癌症预后影响的meta分析

2021-09-23李爱玲王天雄李明珂冉浩龙

西南医科大学学报 2021年5期

杨清，李爱玲，王天雄，李明珂，冉浩龙，汤艳

1.西南医科大学公共卫生学院（泸州 646000）；2.西南医科大学中西医结合学院（泸州 646000）

据《2018年全球癌症统计》报道，2018年有1 810万新发癌症病例和960万死亡癌症病例[1]，癌症将成为世界上每个国家/地区死亡人数增加的首要原因和期望寿命增加最重要的障碍[2]。随着基因组测序的发展，越来越多的非编码RNA（noncoding RNA，ncRNA）被人类发现，包括微小RNA（microRNA，miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）等[3-4]。

lncRNA 是一类非蛋白质编码的RNA 转录物，具有超过200 bp 的核苷酸，不具有完整的开放阅读框，所以缺乏蛋白编码能力[5-6]。miRNA 是一类长度为18～25个核苷酸的短的非编码RNA，通过碱基互补配对的原则与所调控的mRNA 的3'端非翻译区（3'UTR）发生配对，形成种子序列（5'端2～8 位核苷酸序列）[3，7-8]，在转录后通过抑制mRNA 翻译或诱导mRNA 降解调控基因表达。随着分子生物学领域的研究不断深入，lncRNA 和miRNA 在肿瘤的发生发展过程中的相互作用越来越受到重视，两者共同表达，能协同调控靶基因而影响癌症的进程[9]。

到目前为止，对lncRNA 和miRNA 的相互作用进行了许多阐述，但是否存在相关性有一定争议，而且两者在预后及其相关性方面没有系统的报道，因此需要对这些散在证据进行综合与评价，以提供更有利的资料作为研究参考。此次分析主要总结了与癌症预后有关的lncRNA 和miRNA 并分析其相关性，以评价lncRNA 和miRNA 在预后及相关性方面的现状。

1 资料与方法

1.1 检索策略

相关文献通过PubMed、Embase、Web of Science、CNKI 和Cochrane 图书馆数据库进行检索。检索日期：从建库到2020 年8 月20 日。引用的相关文献经过人工筛选，并在最终分析之前重新进行检索。使用以下术语和关键词进行检索，英文检索词：“long noncoding RNA/long ncRNA/lncRNA/lincRNA/long intergenic non-coding RNA/long untranslated RNA”，“MicroRNA/miRNA/RNA，Micro or miRNA/Primary MicroRNA/pri-miRNA/stRNA/pre-miRNA”，“Neoplasms/Neoplasia/Neoplasm/Tumors/Cancer/Malignancy”；中文检索词：“长链非编码RNA/长非编码RNA/长链非编码核糖核酸/lncRNA”，“miRNA/microRNA”，“肿瘤/癌/Neoplasms/Neoplasia/Neoplasm/Tumors/Cancer/Malignancy”。

1.2 纳入和排除标准

入选标准：①关于lncRNA-miRNA 的相关性及其与癌症生存预后有关的前瞻性队列研究；②原始研究人群的癌症组织与正常组织进行量化对比，以评价lncRNA 和miRNA 的表达水平；③报道了HR及95%CI和lncRNA-miRNA 的相关系数r；④能够获得全文的文章。排除标准：①综述、信件、个案报道、重复发表的研究；②缺乏可用数据，如HR 及95%CI。

1.3 文献筛选和数据提取

根据已制定的纳入和排除标准，两位研究者独立地筛选文献，然后评估文献的标题和摘要。如果从标题和摘要无法判断文献是否符合要求，则阅读全文。有任何疑问则通过和第三个研究者讨论解决。数据提取由两位研究者独立执行，有任何差异则通过小组讨论解决。以下是从每篇文献中提取的信息：①第一作者、出版年份及国家；②肿瘤类型、组织类型及样本量；③lncRNA和miRNA的名称；④lncRNA和miRNA 的表达水平；⑤lncRNA-miRNA 的相关系数r；⑥检测方法；⑦随访时间和临界值；⑧生存分析方法；⑨HR 及其相应的95%CI。此综述是按PRISMA声明编写，注册号为CRD42020186889[10]。

1.4 偏倚风险评估

两位研究者独立地完成文章的偏倚风险评估。使用纽卡斯尔-渥太华量表（the newcastle-ottawascale，NOS）对每篇文献进行质量评价，从研究的3个方面（选择、可比性、结果）进行评估，满足条件则获得一颗星（≥6颗星都是高质量）。

1.5 统计分析

使用R 4.0.2进行资料分析。合并效应量为危险比（HR）和lncRNA-miRNA 的相关系数r，风险比（HR）使用对数风险比（logHR）及其对数标准误（SElogHR）的方法进行合并，相关系数r使用Fisher’s z变换进行效应量的合并。采用I2统计量进行异质性检验，I2≥50%或者P＜0.1，说明研究之间存在异质性，应采用随机效应模型分析结果，如果没有，则采用固定效应模型（I2＜50%或P≥0.1）。用森林图显示meta 分析结果，使用WHO 肿瘤分类进行亚组分析。潜在的发表偏倚使用Egger’s 检验进行评估，如果还存在差异则使用剪补法评价发表偏倚对结果的影响，使用敏感性分析以识别各个研究数据对HR和r汇总的影响。P＜0.05认为具有统计学意义。

2 结果

2.1 文献检索结果

如图1 所示，共检索出5 587 篇研究，剔除重复后剩2 972 篇研究，根据纳入排除标准筛选，并仔细阅读题目和摘要后剩余362 篇研究，有27 篇研究符合条件，可进一步进行分析。

图1 文献检索流程图

2.2 纳入文献特征

27 篇研究共有患者2 967 例，样本量范围为42～248例，这些研究发表于2016年至2020年，皆来自中国。在27 篇研究中，包括乳腺癌2 篇、消化系统癌症14 篇、头颈部癌症5 篇、肺癌2 篇、神经胶质瘤2篇、骨肉瘤1 篇、黑素瘤1 篇。均采用qRT-PCR 检测lncRNA 和miRNA 的表达量，样本皆来源于组织，生存分析的指标都是总体生存率（OS），与癌症预后相关的lncRNA有27篇，有16篇表明了lncRNA和miRNA的相关性，HR及其95%CI和相关系数皆是直接从文献报道的原始数据中提取。所有纳入的研究纽卡斯尔-渥太华量表（NOS）评分都是≥6 颗星，主要特征见表1。

2.3 lncRNA与总体生存率之间的关联

综合了27篇研究，包含了2 967例癌症患者，其结果显示了高表达的lncRNA 与总体生存率预后不良有相关性（图2）。由于I2=80%（P＜0.001），故使用了随机效应模型，合并的HR为2.49（95%CI：2.04～3.03，P＜0.001）。通过亚组分析（图3）显示，在乳腺肿瘤、头颈部肿瘤、消化道肿瘤（肝癌）、消化道肿瘤（胃癌、结直肠癌等）、肺癌和其他癌症（神经胶质瘤、骨肉瘤等）中，lncRNA表达水平的升高与总生存率（OS）预后不良皆有关（HR=3.43，95%CI：1.93～6.09，P＜0.05；HR=2.73，95%CI：1.68～4.45，P＜0.05；HR=2.05，95%CI：1.43～2.95，P＜0.05；HR=2.57，95%CI：1.80～3.67，P＜0.05；HR=1.90，95%CI：1.49～2.43，P＜0.05；HR=2.59，95%CI：1.87～3.57，P＜0.05）。Egger’s 检验评价显示此次分析（P＜0.05）存在发表偏倚。经剪补法检验后（图4），显示合并的HR对发表偏倚没有明显影响，结果稳定。敏感性分析（图5）表明本分析是稳定和可靠的。

图2 lncRNA表达与总体生存率的森林图

图3 lncRNA表达与总体生存率的亚组分析森林图

图4 总体生存率的发表偏倚图

图5 总体生存率的敏感性分析

2.4 lncRNA与miRNA之间的关联

从16 项符合条件的研究中收集了lncRNA 与miRNA 的相关系数r，经过Fisher’sz变换进行效应量r的合并，从而得到结果（图6）。分析发现lncRNA与miRNA呈负相关，由于I2=79%（P＜0.001），故使用随机效应模型，合并的r值为-0.68（95%CI：-0.8～-0.56）。亚组分析（图7）显示，在乳腺肿瘤、消化道肿瘤（肝癌）、消化道肿瘤（胃癌、结直肠癌等）、头颈部肿瘤、肺癌、其他癌症（神经胶质瘤）中，lncRNA与miRNA皆呈负相关（r=-0.37，95%CI：-0.68～-0.05；r=-0.65，95%CI：-0.90～-0.39；r=-0.84，95%CI：-1～-0.62；r=-0.45，95%CI：-0.63～-0.27；r=-0.59，95%CI：-0.79～-0.40；r=-0.75，95%CI：-0.63～-0.27）。Egger’s 检验评估分析的发表偏倚（P=0.96），结果显示没有显著的发表偏倚。敏感性分析（图8）表明我们的分析是稳定和可靠的。

图6 lncRNA与miRNA相关性的森林图

图7 lncRNA与miRNA相关性的亚组分析森林图

图8 相关系数的敏感性分析

3 讨论

癌症的发生发展是一个多机制且复杂的过程，lncRNA 与miRNA 在癌症的发生发展中发挥着不可小觑的作用。研究发现lncRNA 在转录后和/或转录水平上调节基因表达，包括染色质重塑，表观遗传修饰，组蛋白修饰和海绵效应等[38]。lncRNA 在各种细胞过程（例如肿瘤发生以及转移）中作为必要的调节因子出现[39]，特别是具有高度组织和发育阶段特异性的表达，为癌症的诊断和治疗提供了新的可能性[40-41]。而miRNA在生物过程中起着关键作用，如细胞增殖、分化和凋亡等[42]。越来越多的miRNA已被证实参与促进或抑制癌症的发生，作为癌基因或抑癌基因参与癌症相关靶基因的表达[43-44]。且最近已有研究表明，与癌症相关的特定lncRNA 和miRNA 可在血液和血清样品中被检测到[45-46]。在两者相互作用中，有研究发现，在不同癌症组织及细胞中，不同类型的lncRNA表达升高，相应的miRNA 表达下调，从而进一步影响癌症的进展。比如lncRNA可以通过竞争性结合miRNA，抑制miRNA表达及其对下游靶基因的负向调控作用，能抑制肿瘤增值、侵袭、迁移和促进肿瘤细胞凋亡，这无疑为癌症治疗提供了新思路和方向[47]。因此对lncRNA和miRNA之间机制的深入研究，可能为未来癌症诊断、预后甚至是治疗找到新的突破口[48]。

本次meta 分析主要是在探索lncRNA 与miRNA对癌症预后的影响以及它们之间的相关性。本文评价了研究中的lncRNA 和miRNA，其中大部分都只被研究过一次，可提供有关lncRNA 与miRNA 对癌症预后及其相关性的部分见解。

本研究分析表明，高表达的lncRNA是总体生存率预后不良的危险因素。在亚组分析中，相对于其他癌症来说，乳腺肿瘤、头颈部肿瘤中的lncRNA 表达水平的升高对OS 预后不良表现的更为显著。此外，有的文章显示了HR 作为危险因素的证据相对不足，如Cui C[33]研究表明HR 的可信区间为1.02～2.08，但经过合并后，总体HR的准确度升高，显示了lncRNA 可能是预后差的危险因素，且研究发现，lncRNA作为乳腺肿瘤（HR=3.43）预后不良的危险因素比肺癌（HR=1.90）的证据更强。这些研究皆是调查的lncRNA 与OS 之间的关系，且大多数都采用的是多因素分析，大多数结果都显示了lncRNA与癌症的总体生存率之间存在着统计学上的相关性，揭示了lncRNA在癌症预后中具有一定的价值，可能作为癌症预后的独立预测因子，并在不同肿瘤类型中得到了体现，可以更有针对性的开展研究。

在lncRNA 与miRNA 的相关分析中，发现lncRNA与miRNA的表达主要呈负相关，且合并的r表现为强相关。其中在消化道肿瘤和神经胶质瘤表现的相关性皆比其他肿瘤都要强，在乳腺肿瘤表现的相关性最弱。虽然有的文章显示了lncRNA 和miRNA之间无相关性，如Yan G[17]研究表明，二者的相关系数r可信区间为-0.57～0.03，但合并后，总体上表现是有相关性的。通过此次分析发现相关性强弱不一，说明需要更多高质量的研究去验证这种影响对哪一类的肿瘤影响更大。目前这些研究说明了lncRNA 与miRNA 在统计学上存在相关性，显示了lncRNA 和miRNA 之间存在相互作用，并且可能影响癌症的发生发展。

此次研究存在一定的异质性，但通过敏感性分析发现，总的结果稳定性还可以接受。此次研究也存在一定的不足，第一，纳入研究的人群主要在中国，因此对其他国家在这方面的影响不了解；第二，对于lncRNA 与miRNA 相互作用的研究还处于初步的探索阶段，因此在不同癌症、不同样本量的选择、方法学的确定等方面存在差异；第三，50%的研究样本量比较小（＜100），而小样本量研究被认为与更高的异质性有关[49]；第四，由于研究之间存在异质性，使得纳入部分可能造成对合并结果可信度的影响，因此今后还需要更多的针对癌症的前瞻性队列研究加以验证。