石明，仇雪梅，2，樊紅

(1.東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇南京 210009;2.東南大學(xué)生命科學(xué)研究院，江蘇南京 210009)

惡性腫瘤是嚴(yán)重危害人類健康的疾病。世界衛(wèi)生組織和國際抗癌聯(lián)盟的資料顯示，如不能有效控制癌癥的發(fā)病率，預(yù)計(jì)2020年腫瘤新發(fā)病例將達(dá)到1 600萬，近1 000萬人死亡［1-5］。在美國等西方發(fā)達(dá)國家，因癌癥死亡僅次于心血管疾病，已成為癌癥第二大殺手［6］，而我國每年新增癌癥患者約160萬人，其中因癌癥死亡人數(shù)約130萬人［1-5］。不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而貽誤治療時(shí)機(jī)及腫瘤治愈率低是導(dǎo)致癌癥患者死亡的主要原因，而早期發(fā)現(xiàn)及治療效果監(jiān)測是預(yù)防和有效治療癌癥的重要手段。幾十年來，研究者們對標(biāo)志物研究和應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，生物標(biāo)志物可以用來進(jìn)行腫瘤早期診斷，使得癌癥的治愈率、生存率大大提高。近年來，隨著微小RNA(micro RNA，miRNA)及其表達(dá)模式的發(fā)現(xiàn)，使這類分子有可能作為新的生物標(biāo)志物，為癌癥的診斷與治療開辟了一條新途徑［7-8］。作者針對血漿miRNA在癌癥早期診斷、個(gè)體化治療以及預(yù)后監(jiān)測等方面的應(yīng)用價(jià)值作一綜述。

1 microRNAs簡介

miRNA是一類非編碼小分子RNA，通過與mRNA 3'端非翻譯區(qū)完全和不完全配對結(jié)合使mRNA降解或翻譯抑制［1-5］，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)。近年來，隨著人們對miRNA分子的逐步認(rèn)識，其生物功能及應(yīng)用備受關(guān)注，尤其對miRNA在個(gè)體新陳代謝、抗感染、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡以及腫瘤發(fā)生過程中重要作用的認(rèn)識，為疾病發(fā)病機(jī)制研究及治療提供了新的觀點(diǎn)。

miRNA最初發(fā)現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)90年代初期，2002年，因 Calin等［6］對其開創(chuàng)性的研究成果報(bào)道，使miRNA成為腫瘤研究中的新焦點(diǎn)。在隨后的幾年中，人們對miRNA的研究不斷深入，逐漸揭示了其功能和可能的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是對有關(guān)能夠抑制miRNA功能的RNA結(jié)合蛋白的研究成果不斷更新，使人們在更加深入了解miRNA的同時(shí)，看到了miRNA在腫瘤研究及臨床應(yīng)用等方面的前景。研究發(fā)現(xiàn)，人類和其他動(dòng)物的血清與血漿中，miRNA穩(wěn)定存在。這些循環(huán)中的miRNA的表達(dá)譜是一類全新的生物標(biāo)志物，有可能作為疾病包括腫瘤的無創(chuàng)性診斷指標(biāo)。

2 miRNA作為腫瘤早期診斷標(biāo)志物

生物標(biāo)志物是一類能被用來指示正常與病態(tài)過程的客觀上可測量的生物特征分子［9］。miRNA在腫瘤組織與正常組織中的表達(dá)譜有差異;且在某些腫瘤中表達(dá)上調(diào)的miRNA，可能在另一種腫瘤組織中表達(dá)下調(diào);有些miRNA只在特定的組織中表達(dá)，如miR-122只在正常肝臟中表達(dá)［10-11］。因此，miRNA在腫瘤中特異性表達(dá)的特征，使其完全有可能成為一類腫瘤的生物學(xué)標(biāo)志物。

2002年，在對以13q14缺失為特征的人慢性淋巴細(xì)胞性白血病研究中，Calin等［6］首次發(fā)現(xiàn)，人類腫瘤中存在miRNA的異常表達(dá)。2008年 Lawrie等［12］發(fā)現(xiàn)，彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤患者血清miR-21表達(dá)水平升高，并證實(shí)miR-21的高表達(dá)與該類疾病的生存率密切相關(guān)。此外，Krutzfeldt和Esau等［14-15］通過 RNA干擾技術(shù)發(fā)現(xiàn)，miR-122在調(diào)節(jié)新陳代謝方面起重要作用。Volinia等［16］對6種實(shí)體腫瘤(肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、食管癌和胰腺癌)進(jìn)行了高通量的微陣列分析，發(fā)現(xiàn)miRNA在實(shí)體瘤中具有共同特征，即miR-17-5p、miR-20a、miR-21、miR-92、miR-106a 和miR-155分子存在過表達(dá)模式。對56份前列腺癌腫瘤組織和7份正常組織中miRNA表達(dá)譜的差異分析發(fā)現(xiàn)，其中39種miRNA表達(dá)量增加，6種miRNA表達(dá)量下降，顯示在前列腺腫瘤中miRNA表達(dá)上調(diào)較下調(diào)更為普遍。

有研究發(fā)現(xiàn)，卵巢腫瘤中有23種miRNA表達(dá)異常，包括11種miRNA表達(dá)上調(diào)和12種miRNA表達(dá)下調(diào)。Resnick等［17］在對卵巢腫瘤中miRNA的表達(dá)變化的研究發(fā)現(xiàn)，miR-21、miR-92和miR-93起致癌基因作用，在腫瘤中具有作為生物標(biāo)志分子的潛能。總之，不斷有研究表明，在不同腫瘤組織中miRNA表達(dá)譜存在明顯的差異，可能作為腫瘤診斷的新的分子標(biāo)志物。

在2008年，Mitchell等［18］發(fā)現(xiàn)了來自上皮細(xì)胞腫瘤的miRNA會被快速釋放入血液循環(huán)中。他們以小鼠為模式生物，證明了人類miRNA能夠在前列腺腫瘤異體移植老鼠的血液中檢測到，而且miRNA含量與移植腫瘤大小相關(guān)。Boeri等［19］對肺癌中 miRNA的研究結(jié)果表明，miRNA在腫瘤組織中的表達(dá)與臨床相關(guān)病理特征有關(guān)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了血漿miRNA作為生物標(biāo)志物的可能。另外，Ng等［20］在2009年發(fā)現(xiàn)，相對于正常人，有5種miRNA不僅在結(jié)腸直腸腫瘤組織中，也在腫瘤患者的血清中過量表達(dá)。Mitchell等［18］通過實(shí)驗(yàn)證明，血漿與血清miRNA具有很強(qiáng)的相關(guān)性，均適合作為腫瘤標(biāo)志物。血漿miRNA作為一種易于檢測的指標(biāo)，越來越受到人們的關(guān)注。

3 miRNA與個(gè)體化治療

在許多人類腫瘤病例中存在miRNA表達(dá)異常的現(xiàn)象，miRNA表達(dá)水平的改變可能在腫瘤形成中起著重要作用。近年研究證實(shí)，miRNA的表達(dá)變化可以抑制腫瘤形成，亦可以起致癌作用［21］。致癌miRNA通過負(fù)調(diào)控，抑制了抑癌基因或調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)腫瘤生長。例如，miR-17-92在肺癌或淋巴瘤等多種癌癥中出現(xiàn)表達(dá)明顯增加，且它的表達(dá)上調(diào)促進(jìn)了肺癌細(xì)胞的生長。miRNA顯著的組織特異性和表達(dá)譜特征提示其可能具有診斷癌癥和判斷癌癥預(yù)后的作用。抑制過高表達(dá)致癌作用的miRNA可能有助于腫瘤的治療。Ng等［20］根據(jù)研究結(jié)果推測，在腸癌中miR-92與miR-17上調(diào)普遍存在，如果能找到一種抑制miR-92和miR-17過表達(dá)的藥物，將為結(jié)腸直腸癌治療提供新的策略。Kota等［22］對肝癌miRNA的表達(dá)譜進(jìn)行分析，檢測到8例樣品中有7例miR-26a含量低于正常組織。應(yīng)用miR-26a-EGFP的腺相關(guān)病毒載體(adeno-associated virus，AAV)研究肝癌鼠模型發(fā)現(xiàn)，將miR-26a導(dǎo)入能有效阻止鼠肝癌細(xì)胞的生長。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，僅1種miRNA的表達(dá)就可影響一種疾病的發(fā)展，而且miR-26a在多種生物與組織中都存在，它并不影響正常肝細(xì)胞的生長，這在肝癌的個(gè)體化治療中有著廣闊應(yīng)用前景，而且可能還有許多具有治療潛能的miRNA還等待著被發(fā)現(xiàn)，因此，提出了miRNA的更換療法的新理念。

此外，miRNA在其他疾病的研究結(jié)果亦提示，miRNA表達(dá)分析可能為許多疾病如病毒感染性疾病、心血管疾病等提供可行的治療方案。

4 血漿miRNA與腫瘤預(yù)后監(jiān)測

miRNA在不同種腫瘤中的差異表達(dá)及其與腫瘤的分類和診斷的相關(guān)性，提示其可能成為腫瘤預(yù)后檢測的重要生物標(biāo)志分子。Hu等［23］對303例非小細(xì)胞肺癌進(jìn)行了miRNA分析，發(fā)現(xiàn)有4種miRNA與患者的生存期密切相關(guān)，并且4種miRNA與非小細(xì)胞肺癌分期有關(guān)，這種特異性的miRNA分析，有可能為非小細(xì)胞肺癌患者病程的預(yù)測以及選擇更適合的治療方法提供依據(jù)。Yamamoto等［24］發(fā)現(xiàn)，在肝癌患者血清中miR-500高表達(dá)，而3例肝癌術(shù)后患者血清中miR-500表達(dá)恢復(fù)到正常水平，miRNA-500血清表達(dá)水平不僅可用于肝癌發(fā)展過程變化的診斷，還能夠反映患者病程的發(fā)展過程。腫瘤切除后，測定患者血液中miR-500等能夠盡早發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移等情況，有利于決定下一步的治療方案［25］。總之，血漿miRNA在腫瘤預(yù)后監(jiān)測方面也可能是一種非常好的生物標(biāo)志物。

5 結(jié) 語

優(yōu)良的生物標(biāo)記物能夠在無臨床癥狀時(shí)或腫瘤發(fā)生早期起到檢測和監(jiān)測的作用。例如胰腺癌經(jīng)常是在晚期被確診，所以患者的生存幾率非常低［26］，如能夠早期診斷和有效治療將大大提高胰腺癌患者的生存率。miRNA能夠在血漿中穩(wěn)定存在而不被RNA酶分解，而且Gilad等［13］在實(shí)驗(yàn)中證明了幾種血清中的miRNA在室溫下4 h含量并無明顯變化。此外，Chen等［21］隨機(jī)檢測了4個(gè)健康男性和3個(gè)健康女性血清中的14種miRNA，這些miRNA在不同個(gè)體間表達(dá)水平基本一致，這為建立一個(gè)miRNA正常標(biāo)準(zhǔn)提供了基礎(chǔ)。血漿和(或)血清miRNA表達(dá)不僅具有較高的特異性與敏感性，而且無需創(chuàng)傷性獲取腫瘤組織，因此，將其作為癌癥診斷標(biāo)志物具有明顯的優(yōu)勢。

雖然血漿miRNA有上述等多種優(yōu)點(diǎn)，但是，我們還面臨著非常多的挑戰(zhàn)，要將miRNA應(yīng)用于臨床，還需要大規(guī)模的健康人群，包括不同性別及年齡段的血清和(或)血漿miRNA表達(dá)譜信息;要確診某種癌癥，還需要找到多種特定的腫瘤特異性miRNA，而不可能僅僅依靠在多種腫瘤都有異常表達(dá)miRNA。同時(shí)尚須注意，miRNA在臨床應(yīng)用時(shí)的腫瘤間差異和個(gè)體差異。Ng等［20］研究發(fā)現(xiàn)，血漿中miR-92表達(dá)水平在癌癥前4個(gè)階段并無明顯變化，也不是與腫瘤大小及轉(zhuǎn)移相關(guān)的指標(biāo)。

盡管人們對miRNA的研究在腫瘤學(xué)領(lǐng)域已取得一些進(jìn)展，但miRNA應(yīng)用于腫瘤臨床目前還面臨很多問題，尤其miRNA表達(dá)存在時(shí)空特異性。近年大量的研究結(jié)果提示，miRNA這類小分子在腫瘤診斷、預(yù)后監(jiān)測以及治療方面都表現(xiàn)出具有非凡潛力，相信隨著miRNA在腫瘤研究的不斷深入，新的發(fā)現(xiàn)將不斷更新我們對其認(rèn)識，期待找到不同時(shí)期特異性表達(dá)的腫瘤標(biāo)志性miRNA，提高其臨床應(yīng)用價(jià)值。總之，miRNA有待我們?nèi)ジ由钊氲耐诰蚱涔δ芎妥饔脵C(jī)制。在條件尚未成熟之際，我們是否應(yīng)該盡快將其投入臨床應(yīng)用還值得商榷。

［1］DAVIS B N，HATA A.Regulation of microRNA biogenesis:a miriad of mechanisms［J］.Cell Commun Signal，2009，7:18.

［2］BARTEL D P.MicroRNAs:genomics，biogenesis，mechanism，and function［J］.Cell，2004，116(2):281-297.

［3］KIM V N.MicroRNA biogenesis:coordinated cropping and dicing［J］.Nat Rev Mol Cell Biol，2005，6(5):376-385.

［4］KROL J，LOEDIGE I，F(xiàn)ILIPOWICZ W.The widespread regulation of microRNA biogenesis，function and decay［J］.Nat Rev Genet，2010，11(9):597-610.

［5］ BARTEL D P.MicroRNAs:target recognition and regulatory functions［J］.Cell，2009，136(2):215-233.

［6］CALIN G A，DUMITRU C D，SHIMIZU M，et al.Frequent deletions and down-regulation of micro-RNA genes miR15 and miR16 at 13q14 in chronic lymphocytic leukemia［J］.Proc Natl Acad Sci，2002，99(24):15524-15529.

［7］ESQUELA-KERSCHER A，SLACK F J.Oncomirs-microRNAs with a role in cancer［J］.Nat Rev Cancer，2006，6:259-269.

［8］CALIN G A，CROCE C M.MicroRNA signatures in human cancers［J］.Nat Rev Cancer，2006，6(11):857-866.

［9］De SMAELE E，F(xiàn)ERRETTI E，GULINO A.MicroRNAs as biomarkers for CNS cancer and other disorders［J］.Brain Res，2010，1338:100-111.

［10］JOPLING C L，NORMAN K L，SARNOW P.Positive and negative modulation of viral and cellular mRNAs by liver-specific microRNA miR-122［J］.Cold Spring Harb Symp Quant Biol，2006，71:369-376.

［11］GIRARD M，JACQUEMIN E，MUNNICH A，et al.MiR-122，a paradigm for the role of microRNAs in the liver［J］.J Hepatol，2008，48(4):648-656.

［12］LAWRIE C H，GAL S，DUNLOP H M，et al.Detection of elevated levels of tumour-associated microRNAs in serum of patients with diffuse large B-cell lymphoma［J］.Br J Haematol，2008，141(5):672-675.

［13］GILAD S，MEIRI E，YOGEV Y，et al.Serum microRNAs are promising novel biomarkers［J］.PloS One，2008，3(9):e3148.

［14］KRUTZFELDT J，RAJEWSKY N，BRAICH R，et al.Silencing of microRNAs in vivo with'antagomirs'［J］.Nature，2005，438(7068):685-689.

［15］ESAU C，DAVIS S，MURRAY S F，et al.miR-122 regulation of lipid metabolism revealed by in vivo antisense targeting［J］.Cell Metab，2006，3(2):87-98.

［16］VOLINIA S，CALIN G A，LIU C G，et al.A microRNA expression signature of human solid tumors defines cancer gene targets［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2006，103(7):2257-2261.

［17］RESNICK K E，ALDER H，HAGAN J P，et al.The detection of differentially expressed microRNAs from the serum of ovarian cancer patients using a novel real-time PCR platform［J］.Gynecol Oncol，2009，112(1):55-59.

［18］MITCHELL P S，PARKIN R K，KROH E M，et al.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2008，105(30):10513-10518.

［19］BOERI M，VERRI C，CONTE D，et al.MicroRNA signatures in tissues and plasma predict development and prognosis of computed tomography detected lung cancer［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2011，108(9):58:3713-3718.

［20］NG E K，CHONG W W，JIN H，et al.Differential expression of microRNAs in plasma of patients with colorectal cancer:a potential marker for colorectal cancer screening［J］.Gut，2009，58(10):1375-1381.

［21］CHEN X，BA Y，MA L，et al.Characterization of micro RNAs in serum:a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases［J］.Cell Res，2008，18(10):997-1006.

［22］KOTA J，CHIVUKULA R R，O'DONNELL K A，et al.The rapeutic microRNA delivery suppresses tumorigenesis in a murine liver cancer model［J］.Cell，2009，137(6):1005-1017.

［23］HU Z，CHEN X，ZHAO Y，et al.Serum microRNA signatures identified in a genome-wide serum microRNA expression profiling predict survival of non-small-cell lung cancer［J］.J Clin Oncol，2010，28(10):1721-1726.

［24］YAMAMOTO Y，KOSAKA N，TANAKA M，et al.MicroRNA-500 as a potential diagnostic marker for hepatocellular carcinoma［J］.Biomarkers，2009，14(7):529-538.

［25］KOSAKA N，LGUCHI H，OCHIYA T.Circulating micro RNA in body fluid:a new potential biomarker for cancer diagnosis and prognosis［J］.Cancer Sci，2010，101(10):2087-2092.

［26］BRASE J C，WUTTIG D，KUNER R，et al.Serum microRNAs as non-invasive biomarkers for cancer［J］.Mol Cancer，2010，9:306.