吉 叢 喻長遠 綜述 陳志華 審校

·綜 述·

肺癌診治和預(yù)后判斷分子標志物miRNA

吉 叢①喻長遠①綜述 陳志華②審校

肺癌是目前全世界發(fā)病率第一、死亡率最高的腫瘤。肺癌的早期診斷和有效治療是提高患者生存率的關(guān)鍵。miRNA是一類內(nèi)源性、高度保守的非編碼小分子RNA，在肺癌的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。近年來，肺癌診斷、治療和預(yù)后判斷分子標志物miRNA的研究進展迅速，本文就miRNA作為肺癌早期診斷、預(yù)后判斷和療效預(yù)測分子標志物的研究進展，以及目前存在的問題做一綜述。

肺癌 miRNA 診斷 預(yù)后 治療

肺癌是世界范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率最高的腫瘤，美國癌癥學(xué)會（American Cancer Society，ACS）2013年最新報告顯示，肺癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌和前列腺癌的死亡人數(shù)占腫瘤總死亡人數(shù)的一半，其中肺癌的死亡率最高。而發(fā)病率、死亡率最高的三大腫瘤中，肺癌也居首位［1］。肺癌患者總平均生存率約20%，5年生存率約為6%。而ⅠA期發(fā)現(xiàn)并治療的患者，5年生存率可達80%，可見早期診斷是提高肺癌患者生存率的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的肺癌治療多根據(jù)病理分期、患者狀態(tài)和并發(fā)癥等因素制定治療方案，而現(xiàn)代腫瘤治療研究則是在病理分期等指標的基礎(chǔ)上，引入肺癌的分子分型，從而可給予患者（包括ⅠA期預(yù)后不良患者）更加精準的治療，進一步提高患者的生存率。

microRNA（miRNA小分子RNA）是一類內(nèi)源性、高度保守的非編碼小分子RNA，長度為18～23個堿基。Dicer酶對單鏈RNA前體分子加工后形成的miRNA，與目標mRNA分子3'端非編碼區(qū)結(jié)合，使目標mRNA分子翻譯受限。有些miRNA在腫瘤中上調(diào)，起類似癌基因作用，有些miRNA在腫瘤中下調(diào)，起抑癌基因的作用。一個miRNA分子異?？梢杂绊懗砂偕锨€miRNA的表達，因此miRNA調(diào)控關(guān)鍵基因時會對細胞的功能發(fā)生較大的影響。

肺癌的早期診斷和有效治療是提高肺癌患者生存率的關(guān)鍵，miRNA在肺癌發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，因其可在血液、痰、石蠟固定的標本中穩(wěn)定存在，使得miRNA有望成為肺癌早期診斷、預(yù)后判斷和療效預(yù)測的無創(chuàng)分子標志物。

1 肺癌診斷分子標志物miRNA

1.1 肺癌早期診斷分子標志物miRNA

肺癌的早期診斷是提高患者生存率的關(guān)鍵，近年來雖然肺癌的診斷水平逐步提高，但大多數(shù)患者確診時已是晚期，預(yù)后較差。因此探索新的肺癌早期診斷標志至關(guān)重要。Heegaard等［2］對220例非小細胞肺癌（non small cell lung cancer，NSCLC）早期患者，以及220例正常對照血清和血漿中的miRNA進行表達水平檢測發(fā)現(xiàn)，患者血清中miR-146b、Let-7a、miR-221、 miR-17-5p、 miR-155、 miR-27a 和miR-106a表達下調(diào)，miR-29c表達上調(diào)。Chen等［3］對400例非小細胞肺癌患者和220例正常對照的血清進行研究發(fā)現(xiàn)，和正常對照相比miR-221、miR-223、miR-199a-5p、miR-20a、miR-25和miR-24等10個miRNAs的組合在肺癌患者中的表達呈現(xiàn)顯著的不同。Tang等［4］以miR-21、miR-155和miR-145的表達變化為組合，對34肺癌患者、30例肺部良性結(jié)節(jié)著和32例健康吸煙者的血漿進行檢測發(fā)現(xiàn)，與對照組相比肺癌患者血漿miR-21和miR-155的表達水平明顯升高，而miR-145的表達水平降低（P≤0.001）。這3個miRNAs的組合區(qū)分肺癌和健康吸煙者的敏感性是69.4%，特異性是78.3%。Yu等［5］對164例NSCLC患者和164例正常對照的血漿中miR-20a、miR-31、miR-375進行了分析，患者血漿miR-375表達顯著下調(diào)（P＜0.05），伴轉(zhuǎn)移的NSCLC患者miR-375表達水平比非轉(zhuǎn)移NSCLC患者更低。與miR-375表達上調(diào)的患者相比，miR-375表達下調(diào)的患者預(yù)后較差。腫瘤組織miR-375表達水平和癌旁組織相比也明顯下調(diào)。Xie等［6］針對痰液的研究發(fā)現(xiàn)，對比23例NSCLC患者和17例正常對照的樣本發(fā)現(xiàn)，miR-21在NSCLC患者的表達率（76.32±9.79）%顯著高于對照組（62.24±3.82）%（P＜0.0001）。

1.2 肺癌病理分型、分期分子標志物miRNA

術(shù)前診斷如能區(qū)分肺癌的病理類型和分期，則可指導(dǎo)治療方案的選擇，規(guī)避風(fēng)險爭取更好的療效。

Roth等［7］研究了35例肺癌患者，其中NSCLC 19例、小細胞肺癌（Small Cell Lung Cancer，SCLC）8例以及未分型的肺癌8例；7例良性腫瘤患者以及正常對照28例。與肺部良性腫瘤患者相比，肺癌患者血清的miR-155、miR-10b、miR-141表達上調(diào)，其中伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移肺癌患者的miR-10b表達顯著上調(diào)。Hamamoto等［8］對86例NSCLC患者組織進行研究發(fā)現(xiàn)，3個miR-196b、miR-205、miR-375聯(lián)合檢測可區(qū)分肺鱗癌和腺癌，敏感性為80%，特異性為83%。Xing等［9］和Yu等［10］兩個研究團隊研究了肺癌患者和正常對照組痰液中miRNA表達水平，以3個miRNA（miR-205、miR-210、miR-708）診斷肺鱗癌的敏感性和特異性分別是73%和96%；以4個miRNA（miR-486、miR-21、miR-200b和miR-375）診斷肺腺癌的敏感性和特異性分別是81%和93%。

Hennessey等［11］研究了NSCLC患者和正常對照組血清中328個miRNA的表達水平，55例NSCLC患者血清中檢測出26個不同的miRNA，其中60%出現(xiàn)在Ⅰ期肺癌，24%出現(xiàn)在Ⅱ期肺癌，12%出現(xiàn)在Ⅲ期肺癌，4%出現(xiàn)在Ⅳ期肺癌，結(jié)果顯示miRNA可作為肺癌分期的分子標記物。進一步的篩選后，miR-15b和miR-27b能夠特異性地區(qū)分肺癌患者和健康人，其特異性為84%，敏感性為100%。Arora等［12］對7例伴腦轉(zhuǎn)移的NSCLC患者和6例無腦轉(zhuǎn)移的NSCLC患者進行miRNA芯片分析發(fā)現(xiàn)，miR-328是區(qū)分腦轉(zhuǎn)移NSCLC和非腦轉(zhuǎn)移NSCLC患者的分子標志物。

以上研究結(jié)果提示，可通過檢測血液或痰液中的一種或一組miRNA對肺癌進行早期診斷，其敏感性和特異性較高。同時miRNA表達水平的檢測也有望成為區(qū)分肺癌病理類型，乃至分子分型的重要手段。

2 肺癌預(yù)后判斷分子標志物miRNA

Ⅰ期NSCLC患者手術(shù)切除治療后，仍有30%可能復(fù)發(fā)。因此，除病理類型和分期外，需要更加準確的預(yù)后判斷標志物指導(dǎo)治療。近年來，以miRNA做為肺癌預(yù)后判斷分子標志物的研究逐步興起，這將有助于肺癌患者更精準地選擇輔助性治療方案。

Yang等［13］對匯總了以miRNA為肺癌預(yù)后判斷分子標志物的研究論文，對兩個特定的miRNA（miR-21和miR-155）的表達水平和預(yù)后的關(guān)系進行了統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果顯示，miR-21表達上調(diào)影響NSCLC患者治療后復(fù)發(fā)率［HR=2.43（1.67～3.54），P＜0.001］和生存率［HR=2.32（1.17～4.62），P＜0.05］。而miR-155的表達上調(diào)影響治療后無復(fù)發(fā)存活率RFS/CSS為1.42（95% CI：1.10～1.83，P=0.007）。綜合分析的結(jié)果表明，特定的miRNA可作為分子標志物預(yù)測肺癌的復(fù)發(fā)和預(yù)后。針對不同種族患者組織miRNA表達情況的研究發(fā)現(xiàn)，miR-21、miR-17和miR-155表達上調(diào)和美國馬里蘭患者組的不良預(yù)后相關(guān)，而僅miR-21表達上調(diào)和挪威患者組、日本患者組的不良預(yù)后相關(guān)［14］。Zhu等［15］對243例NSCLC患者血清miRNA表達的研究發(fā)現(xiàn)，miR-96、miR-182、miR-183表達上調(diào)的患者生存期短。這一實驗結(jié)果在以患者組織為研究對象的實驗中也得到的驗證。但是，以miRNA作為肺癌預(yù)后判斷分子標志物也存在爭議，有研究者認為miRNA的表達水平?jīng)]有預(yù)后判斷價值，Voortman等［16］通過對639例Ⅰ～Ⅲ期非小細胞肺癌患者的肺癌石蠟切片樣品分析認為，miR-21、miR-29b、miR-34a/b/c、miR-155和let-7a的表達沒有預(yù)后判斷的價值。

不同病理類型的患者和吸煙患者其預(yù)后判斷的miRNA分子標志物也各有特點。

Tan等［17］對肺鱗癌患者組織的miR-31研究表明，miR-31表達上調(diào)與肺鱗癌患者的低生存率相關(guān)。進一步對miR-31的靶基因進行研究發(fā)現(xiàn)，miR-31作用于抑癌基因DICER1。miR-31在肺鱗癌中的高表達抑制了DICER1的表達，從而導(dǎo)致肺癌患者的生存率降低。Kaduthanam等［18］對早期肺腺癌患者術(shù)前血清進行研究，發(fā)現(xiàn)miR-142-3p表達增加和患者24個月內(nèi)復(fù)發(fā)相關(guān)，提示循環(huán)miR-142-3p是早期肺腺癌復(fù)發(fā)的高風(fēng)險因素。Cao等［19］分析了42例SCLC石蠟切片樣品，發(fā)現(xiàn)miR-886-3p表達下調(diào)的患者預(yù)后較差。Landi等［20］則檢測了男性吸煙肺腺癌患者miRNA的表達水平發(fā)現(xiàn)，5種miRNA（let-7e，miR-34a，miR-34c-5p，miR-25，andmiR-191）表達均下調(diào)，且這5種miRNA的表達下調(diào)與肺癌患者的低生存率密切相關(guān)。

3 肺癌療效預(yù)測分子標志物miRNA

3.1 肺癌化療療效預(yù)測分子標志物miRNA

目前腫瘤治療方案的制定正從單純依據(jù)臨床病理分期向更多地依賴分子分型轉(zhuǎn)變，藉此可更精準地給予患者個體化的治療。近年來，以miRNA表達水平預(yù)測化療和放射治療療效的研究也逐步展開。

Berghmans等［21］對于38例NSCLC患者進行長春瑞濱-順鉑治療后，對其組織樣品進行檢測，結(jié)果顯示miR-149和miR-375對于治療效果有很好的預(yù)測性同時也與存存率呈一定的相關(guān)性。Cui等［22］研究了260例不能實施手術(shù)的晚期NSCLC患者的血清，發(fā)現(xiàn)miR-125b表達上調(diào)的患者對順鉑的治療不敏感且預(yù)后較差。Franchina等［23］研究22例NSCLC患者全血時發(fā)現(xiàn)，miR-22表達上調(diào)的患者對培美曲塞治療的敏感性差。藥物靶向治療中，針對EGFR通路的靶基因藥物的研究使NSCLC患者的療效有顯著改進。Weiss等［24］對58例非小細胞肺癌患者的腫瘤組織的研究顯示，在肺癌組織中經(jīng)常出現(xiàn)miR-128b表達下調(diào)和雜合性的miR-128b表達上調(diào)直接作用于EGFR，這與酪氨酸抑制劑吉非替尼治療患者的生存率呈正相關(guān)。

3.2 肺癌放療療效預(yù)測分子標志物miRNA

Lee等［25］研究發(fā)現(xiàn)，miR-7表達上調(diào)可導(dǎo)致EGFR通路蛋白表達下調(diào)，從而使肺癌細胞株A549對放射治療的敏感性增加。Wang等［26］對放療敏感性不同的NSCLC組織進行研究發(fā)現(xiàn)，有12種miRNA表達有差異，其中miR-126表達的明顯上調(diào)通過PI3K-Akt通路促進放射治療引起的細胞凋亡。

4 展望

近年來，以miRNA作為肺癌早期診斷、預(yù)后判斷和療效預(yù)測分子標志物的研究進展迅速，miRNA在血液、痰液和石蠟標本等樣品中性質(zhì)穩(wěn)定，且檢測具有無創(chuàng)、易行、花費低等優(yōu)點。目前大量實驗數(shù)據(jù)提示可通過檢測一種或一組miRNA，對肺癌進行早期診斷、病理類型和分期的分析，具有較高的敏感度和特異性。針對早期肺癌復(fù)發(fā)的可能，除病理類型和分期外，需要更精準的標志物判斷預(yù)后和療效預(yù)測，從而為患者制定有效的個體化治療方案。miRNA在此方面的研究逐年增加，有可能和其他分子標志物一起，成為肺癌預(yù)后判斷和治療指導(dǎo)的重要分子標志物。

以miRNA作為肺癌診斷、預(yù)后判斷和治療預(yù)測的分子標志物的研究近年來雖然取得重要進展，但依然存在不少問題有待深入研究。首先是樣品選擇。痰液miRNA分析時，實驗標本控制的要求比較高，需對患者進行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，否則取得的痰液標本很大比例是口腔上皮細胞，而肺癌細胞不足；血液是最易取得的臨床標本，且樣本較為穩(wěn)定。但目前的miRNA分析樣品涉及全血、血清和血漿等，哪一種樣品是最佳選擇還有待更多的實驗來證明。其次是研究者篩選出的用于肺癌早期診斷、預(yù)后判斷和療效預(yù)測的miRNA之間存在差異和爭議，可能的原因一是miRNA表達的檢測方法和判斷差異的臨界值缺乏統(tǒng)一的體系；其次，肺癌是異質(zhì)性疾病且血清中miRNA表達量低、分布不均。因此miRNA作為肺癌早期診斷、預(yù)后判斷和療效預(yù)測的分子標志物轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用，還有待于大量科學(xué)、嚴謹、合理的實驗來探索其中的規(guī)律。

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（2014-05-05收稿）

（2014-08-20修回）

（本文編輯：楊紅欣）

吉叢 專業(yè)方向為肺癌的分子診斷。

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Molecular marker miRNAfor the diagnosis,treatment and prognosis of lung cancer

Cong JI1,Changyuan YU1,Zhihua CHEN2

Zhihua CHEN;E-mail:chzhihua@sina.com
1College of Science and Technology,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China;2Department of Biochemistry and Molecular Biology,Institute of Clinical Medical Sciences,China-Japan Friendship Hospital,Beijing 100029,China

Lung cancer has the highest morbidity and mortality rate among malignant tumors.Early diagnosis and effective treatment are the keys to improving the survival of lung cancer patients.A type of endogenous,highly conserved,non-coding small molecule RNA(i.e.,miRNA)was found to play an important role in the occurrence and development of this disease.Research on this molecular marker miRNA for the diagnosis,treatment and prognosis of lung cancer has rapidly progressed.This paper reviews the research work on miRNA as a molecular marker in the early diagnosis,treatment efficacy,and prognosis of lung cancer and explores some questions related to this disease.

lung cancer,miRNA,diagnosis,prognosis,treatment

10.3969/j.issn.1000-8179.20140754

①北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（北京市100029）；②中日友好醫(yī)院，臨床醫(yī)學(xué)研究所生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究室

陳志華 chzhihua@sina.com