陳 義 綜述,黃 平審校
(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院肝膽外科 400016)
肝細胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是世界范圍內(nèi)廣泛分布的排名第5位的最常見的惡性腫瘤。根據(jù)對“the Global Burden of Disease Study 2010”的解析,在全球范圍內(nèi)癌癥相關(guān)死亡的癌癥中,肝癌排名第2;根據(jù)1990~2010年中國健康狀況迅速改變的統(tǒng)計分析,在中國癌癥相關(guān)死亡的疾病中肝癌僅次于肺癌,排名第2。由于早期診斷困難,只有30%~40%的患者能獲得根治性治療[1]。許多研究表明,在肝細胞肝癌中,microRNA 通常以類似促癌基因和抑癌基因的方式執(zhí)行其生物學(xué)功能,參與腫瘤細胞的增殖、凋亡、腫瘤血管形成、浸潤和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為。
近幾年,學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn),雖然microRNA 很容易降解,但在循環(huán)中卻能穩(wěn)定的表達。Chen等[2]研究證實,microRNA能在血清中穩(wěn)定表達,能抵制核糖核酸酶A 的降解,甚至在pH 為1或13的溶液中保持穩(wěn)定?;诖祟愌芯康陌l(fā)現(xiàn),從2010年開始,國內(nèi)外學(xué)者對HCC患者循環(huán)中的microRNA 進行研究,取得了一定的成績,并為HCC 診斷開辟了新的研究方向。
隨著現(xiàn)代癌癥研究的進展,越來越多的證據(jù)表明,microRNA 參與癌癥發(fā)生、發(fā)展的進程。多種microRNA 在HCC 的不同階段均有異常表達,并作為致癌基因或者抑癌基因參與HCC的多種生物學(xué)行為,包括HCC的發(fā)生、增殖、分化、浸潤、凋亡等諸多環(huán)節(jié)。到目前為止,很多研究都關(guān)注HCC 腫瘤組織與癌旁非腫瘤組織或者正常肝組織中microRNA 表達量的異常,并通過重組DNA 技術(shù)或者RNA 干擾技術(shù)來驗證microRNA 的靶基因及其對細胞生物學(xué)行為的調(diào)節(jié)作用。研究最多的為miR-21、miR-122和miR-221等。
1.1 HCC中miR-21 調(diào)控機制和作用研究 幾乎在所有的HCC患者腫瘤組織中miR-21 表達上調(diào)[3-5],證明該microRNA 的表達穩(wěn)定,這也是很多學(xué)者選擇對其研究的原因。Zhu等[3]研究指出,表達量增加的miR-21 抑制其靶基因PDCD4的表達,上調(diào)其下游信號通路關(guān)鍵分子磷酸化原癌基因c-Jun,基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)如MMP-2和MMP-9,促使癌細胞的轉(zhuǎn)移和浸潤。Bao等[4]發(fā)現(xiàn)miR-21抑制抑癌基因PTEN 和硫酸酯酶-1(hSulf-1)的表達,從而激活PI3 K-protein kinase B(AKT)/extracellular signal regulated kinase(ERK)通路和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT),促進HCC 細胞的增殖和運動。Karakatsanis等[5]研究發(fā)現(xiàn),miR-21 還與HCC預(yù)后相關(guān)。
1.2 HCC 中miR-122調(diào)控機制研究 miR-122一直被學(xué)者認為是肝特異性microRNA,占正常肝組織microRNA 表達量的70%[6]。miR-122是研究生物學(xué)標(biāo)記物的理想對象,所以,miR-122備受許多學(xué)者青睞。miR-122 在許多學(xué)者看來是作為抑癌基因存在的,因此,在HCC 組織中其表達量下降,事實上,現(xiàn)在的研究幾乎都支持miR-122在HCC 組織中穩(wěn)定地表達下調(diào)。Xu等[7]研究證明,miR-122在HCC 組織和肝癌細胞株中表達下調(diào),提高miR-122的表達水平可抑制HCC 細胞的生長和促進其凋亡,具體的靶點為Wnt1/β-catenin通路。由于乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)感染是造成HCC的2大危險因素,所以,有學(xué)者探查miR-122在HBV 或者HCV 感染的情況下HCC形成過程中的作用。Li等[8]研究指出,HBV mRNA 綁定在miR-122互補區(qū)域,隔絕miR-122,使其靶點PBF[pituitary tumor-transforming gene 1(PTTG1)binding factor]基因表達上調(diào),促進HCC 細胞的增殖和浸潤。Zhao等[9]研究發(fā)現(xiàn),HCV RNA 能綁定microRNA-122并形成Ago2-HCV-miR-122復(fù)合物,穩(wěn)定HCV 基因并增強HCV 的復(fù)制。由于HCV RNA 的綁定作用,miR-122的靶點——癌基因cyclin G1(CCNG1)被釋放,促進HCC的形成。
1.3 HCC 中miR-221調(diào)控機制研究 miR-221在人體多種癌癥中表達量增加,而且穩(wěn)定性好,如乳腺癌、結(jié)直腸癌、膠質(zhì)母細胞瘤、胰腺癌、膀胱癌、胃癌及甲狀腺癌等[10-11]。在HCC組織樣本中,約70%的樣本呈現(xiàn)出高表達的情況。Rong等[12]通過體外細胞試驗研究發(fā)現(xiàn),阻滯miR-221,能抑制HCC 細胞生長,使其停留在G1/S期,促使其凋亡。相似的結(jié)果同樣被Chen等[13]證實。Rong等[12]同時證實miR-221在有轉(zhuǎn)移的樣本中表達量更高,并提示miR-221與較短的復(fù)發(fā)期相關(guān),其靶基因為CDKN1C/P57和CDKN1B/P27。
選取HCC 組織標(biāo)本作為研究對象,不僅對HCC 中microRNA 表達量的差異和作用機制的研究有意義,而且對HCC預(yù)后的判斷也有意義。然而,對HCC 的術(shù)前診斷及手術(shù)后效果的術(shù)前預(yù)判價值不大。
現(xiàn)代HCC 診斷標(biāo)記物的缺陷及對HCC 早期診斷的不足,迫切需要新的HCC 標(biāo)記物問世。microRNA 的出現(xiàn)及其與HCC關(guān)系為尋找新的靈敏度和特異度都高的腫瘤標(biāo)記物帶來了希望。
從2008年起,許多學(xué)者發(fā)現(xiàn),microRNA 能穩(wěn)定地出現(xiàn)在循環(huán)中,2010年開始就有關(guān)于HCC 患者循環(huán)microRNA 作為腫瘤標(biāo)記物的報告,從此開啟了循環(huán)microRNA 對HCC 診斷價值的論證之路。
2.1 單個microRNA 的診斷價值研究 (1)表達量減少的循環(huán)microRNA。Luo等[14]研究表明,miR-122a在HCC 患者與健康人群的血清中表達量有差別,且在HCC 患者中表達量下降,經(jīng)過驗證,曲線下面積(AUC)為0.707,靈敏度為70.6%,特異度為67.1%,與AFP比較沒有優(yōu)勢,但與HCC 的危險因素(如性別、吸煙史、酗酒、HCC 家族史及HBV 感染)相關(guān)。(2)表達量增加的循環(huán)microRNA。①有潛在價值作為肝病標(biāo)記物的循環(huán)microRNA。Qi等[15]研究指出,miR-122 在區(qū)分HCC和健康人群時,AUC為0.869。取值0.475時,靈敏度和特異度分別為81.6%和83.3%。但不能區(qū)別HCC 和HBV感染患者,故只有可能作為肝病診斷的標(biāo)記物。Gui等[16]用HCC、肝硬化、慢性乙型肝炎、胃癌患者和健康人群血清進行試驗,篩查出miR-885-5p具有肝病特異性,臨界值為1.06時,區(qū)別肝病和控制組,AUC 達0.904,靈敏度為90.5%,特異度為79.2%。建議可把miR-885-5p作為肝?。ò℉CC)有潛力的標(biāo)記物,但并不能把HCC 從肝病中區(qū)別出來。②有潛在價值區(qū)別HCC 和肝病的循環(huán)microRNA,Tomimaru等[17]發(fā)現(xiàn),miR-21單獨作為標(biāo)記物,區(qū)分HCC 和健康人群,AUC 為0.953,靈敏度為87.3%,特異度為92%;區(qū)分HCC 和慢性肝炎,AUC 為0.773,靈敏度為61.1%,特異度為83.3%。Li等[18]指出,MiR-18a在區(qū)分HBV 相關(guān)HCC組和健康控制組,AUC為0.881,靈敏度為86.1%,特異度為75.0%;在區(qū)分HBV 相 關(guān)HCC 組 和 肝 硬 化 組,AUC 為0.775,靈 敏 度 為77.2%,特異度為70.0%。以上一系列研究可以看出,單個microRNA 在區(qū)別HCC患者和健康人群時,診斷價值高,但在區(qū)別HCC和肝病患者時,診斷價值有限。
2.2 多個microRNA 及microRNA 與其他腫瘤標(biāo)記物聯(lián)合的診斷價值研究 基于單個microRNA 在區(qū)別HCC 和肝病普遍都存在靈敏度或者特異度不高的問題。許多學(xué)者進行多個microRNA 聯(lián)合診斷,或者與傳統(tǒng)HCC 腫瘤標(biāo)記物進行聯(lián)合診斷的研究,試圖找到更加理想的診斷方法。
2.2.1 microRNA 與傳統(tǒng)HCC 腫瘤標(biāo)記物的聯(lián)合診斷價值研究 由于miR-21在區(qū)別HCC和肝病方面存在的不足,Tomimaru等[17]進一步研究發(fā)現(xiàn),若miR-21與AFP 聯(lián)合,在區(qū)別HCC和對照組時,AUC 為0.971,靈敏度和特異度分別為92.9%和90.0%。Qu等[19]研究表明,miR-16和miR-199a在區(qū)別HCC和慢性肝病方面,比傳統(tǒng)的標(biāo)記物AFP、AFP-L3%和DCP 的靈敏度高,miR-16、AFP、AFP-L3%和DCP 的聯(lián)合靈敏度可達92.4%,特異度為78.5%,并建議把miR-16作為傳統(tǒng)標(biāo)記物的補充。
2.2.2 多個microRNA 聯(lián)合的診斷價值研究 Liu等[20]指出,聯(lián)合miR-130b和miR-15b進行臨床驗證,鑒別HCC,AUC為0.98,靈敏度為98.2%,特異度為91.5%。即使AFP<20 ng/mL,靈敏度也達96.7%。在AFP 不能診斷的HCC 早期階段,同樣能鑒別出HCC。Li等[21]選取HBV 攜帶者、慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎、HBV 陽性HCC 患者及健康人群血清進行試驗,試圖找到診斷HBV 感染和HBV 陽性HCC的標(biāo)記物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-375、miR-92a、miR-10a、miR-223、miR-423、miR-23b/a、miR-342-3p、miR-99a、miR-122a、miR-125b、miR-150和let-7c在HBV 感染者血清中表達量增多,而且還能將HBV 陽性HCC樣本從HBV 樣本中區(qū)分。診斷價值試驗證明,聯(lián)合miR-23b、miR-423、miR-375、miR-23a和miR-342-3p,區(qū)別HBV 陽 性HCC 組 和 控 制 組,AUC 達99.9%。聯(lián) 合miR-10a和miR-125b能將HBV 陽性HCC 從HBV 感染組中區(qū)分出,AUC 為(99.2±0.6)%,靈敏度為98.5%;特異度為98.5%。Zhou等[1]研究指出,miR-122、miR-192、miR-21、miR-223、miR-26a、miR-27a和miR-801聯(lián)合,在AFP<400ng/mL組,其AUC 為0.879(95%CI為0.839~0.912;靈 敏 度 為77.7%,特異度為84.5%);在AFP>400ng/mL 組,AUC 為0.910(95%CI為0.867~0.942,靈敏度為87.7%,特異度為83.5%)。區(qū)分HCC組和慢性乙型肝炎組,AUC 為0.842,靈敏度為79.1%,特異度為76.4%;區(qū)分HCC 組與肝硬化組,AUC為0.884,靈敏度為75%,特異度為91.1%。表現(xiàn)出了比傳統(tǒng)標(biāo)記物更好的診斷價值。
2.3 尿液中循環(huán)microRNA 診斷價值的研究 為了尋求更加簡便、無創(chuàng)的診斷方法,有學(xué)者試圖通過尿液尋找HCC 腫瘤標(biāo)記物。因為HCV 感染是HCC 形成的危險因數(shù)之一,有研究[22-25]選取HCV 陽性HCC、慢性HCV 感染患者和健康人群的尿液進行篩查,將HCV 陽性HCC患者從HCV 感染患者中區(qū)分出,miR-618敏感度為64%,特異度為68.0%;miR-650敏感度為72.0%,特異度為58.0%。雖然研究者在尿液中并沒有發(fā)現(xiàn)理想的腫瘤標(biāo)記物,但其擴展了循環(huán)microRNA 研究的范疇,為進一步的研究樹立了榜樣。上述研究相關(guān)數(shù)據(jù)見表1、表2。
表1 HCC中循環(huán)microRNA 表達量改變
表2 循環(huán)microRNA 及其聯(lián)合對HCC的診斷價值
續(xù)表2 循環(huán)microRNA及其聯(lián)合對HCC的診斷價值
現(xiàn)有HCC腫瘤標(biāo)記物特異度和靈敏度的不足,促使對理想HCC特異性腫瘤標(biāo)記物的尋找。理想的腫瘤標(biāo)記物應(yīng)該具備2大特性,即靈敏度高、特異度高。從表2可見,有的microRNA 顯示出了很好的特異度及靈敏度,如miR-130b、miR-21、miR-122。但實驗仍有不足之處,如miR-130b在區(qū)分HCC患者和健康人群時,ROC 曲線下面積為0.913,靈敏度為87.7%,特異度為81.4%,似乎已經(jīng)比傳統(tǒng)的AFP、DCP 等標(biāo)記物好。但沒有關(guān)于區(qū)分HCC 和HBV 感染、肝硬化及HCV感染的研究。這表明,現(xiàn)在研究認為很有希望成為理想的HCC腫瘤標(biāo)記物的microRNA,從實驗到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)變,仍有許多工作要做。怎樣篩選最佳microRNA 及其組合,并進行科學(xué)的驗證,是需要解決的問題。
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