余湘南　黃曉曦

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microRNA在肝細胞癌中的臨床意義

余湘南黃曉曦

肝細胞癌(HCC)是世界范圍內(nèi)常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，早期診斷較困難，治療方法有限，預后總體較差。近年來微小核糖核酸(microRNA，miRNA)與HCC的關(guān)系受到重視，目前研究表明，miRNA在HCC組織或血液循環(huán)中的異常表達與HCC的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，參與HCC的多種生物學行為，可以作為HCC診斷和預后的標志物。此外，miRNA還可以作為HCC治療靶點以及影響HCC對化學治療藥物的敏感性。此文就miRNA在HCC中臨床意義的最新研究進展作一綜述。

肝細胞癌；microRNA；診斷；預后；治療靶點

肝細胞癌(HCC)是指起源于肝細胞的惡性腫瘤，占原發(fā)性肝癌的絕大部分。HCC在全球最常見惡性腫瘤中居第6位，在腫瘤引起的死亡中居第3位[1]。目前由于HCC的早期診斷較困難、易復發(fā)、對化學治療及放射治療不敏感，其預后很不理想。病毒性肝炎、黃曲霉毒素、代謝因素及遺傳因素等都與HCC的發(fā)生有關(guān)。中國是HCC發(fā)病的高發(fā)區(qū)，中國報道的HCC患者中大多數(shù)與乙型肝炎病毒(HBV)感染有關(guān)。

微小核糖核酸(microRNA，miRNA)是一組由20～25個核苷酸組成的非編碼RNA，通過與目標mRNA的3′非翻譯區(qū)結(jié)合抑制基因的表達。miRNA的表達失調(diào)與許多腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，如腦腫瘤、肺癌、乳腺癌、HCC、結(jié)直腸癌(CRC)及白血病等。通過以類似促癌基因或抑癌基因的方式，miRNA在腫瘤細胞的增殖、凋亡、分化、血管生成、浸潤及轉(zhuǎn)移的過程中扮演著重要的角色。目前miRNA與腫瘤的關(guān)系已成為研究熱點，迄今已發(fā)現(xiàn)超過1 000種人類miRNA，其中100種以上miRNA在HCC患者中表達異常。

1　miRNA與HCC

miRNA雖不編碼蛋白質(zhì)，但多種miRNA在HCC的各個階段均有異常表達，能作用于靶基因mRNA 3′非翻譯區(qū)，以干擾mRNA翻譯的方式負向調(diào)控基因的表達，參與HCC的多種生物學行為。在HCC異常表達的miRNA分為兩類：一類在HCC組織或血液循環(huán)中高表達，在HCC患者正常組織中低表達，稱為“促癌性miRNA”，如miR-106b[2]、miR-221[3]和miR-362-5p[4]等；另一類在HCC組織或血液循環(huán)中低表達，在HCC患者正常組織中高表達，稱為“抑癌性miRNA”，如miR-26a[5]、miR-125b[6]和miR-195[7]等。

miRNA參與了HCC的轉(zhuǎn)移。Yau等[2]的研究建立了原位HCC轉(zhuǎn)移動物模型，發(fā)現(xiàn)miR-106b能通過上調(diào)Rho GTPases、RhoA 和RhoC的表達來促進癌細胞轉(zhuǎn)移和應力纖維形成，miR-106b的這些功能與其對上皮細胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的激活有關(guān)。Ni等[4]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-362-5p在HCC中表達上調(diào)，通過調(diào)節(jié)其目標基因CYLD，促進腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移。異常表達的miRNA通過調(diào)控B細胞淋巴瘤因子-2(Bcl-2)家族，引起促凋亡和抑凋亡蛋白表達失衡，導致線粒體膜通透性改變，從而參與線粒體介導的細胞凋亡。如miR-221作為促癌miRNA，在50%～70%HCC患者中表達上調(diào)，能作用于促凋亡蛋白Bmf，使其表達下調(diào)[3]；miR-125b可通過抑制抑凋亡蛋白Mcl-1和Bcl-w，降低線粒體膜電位，加快天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)酶原裂解，促進細胞凋亡[6]。miRNA可通過調(diào)節(jié)細胞周期蛋白、細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)與CDK抑制劑來影響細胞增殖，從而引起細胞增殖與凋亡的失衡，有利于腫瘤形成。如在HCC中表達顯著下調(diào)的miR-195通過作用于細胞周期蛋白D1、CDK6和細胞周期調(diào)控蛋白E2F3，抑制Rb-E2F信號通路，阻斷G1/S的轉(zhuǎn)化[7]。還有些microRNA可以調(diào)節(jié)HCC的血管生成。如PIK3C2α是miR-26a的下游靶基因，miR-26a可以通過PIK3C2α/Akt/HIF-1α/VEGFA信號通路負向調(diào)節(jié)HCC的血管生成[5]。

2　miRNA在HCC中的臨床意義

2.1miRNA與HCC的診斷

靈敏度高和特異度高的診斷標志物對于HCC的早期診斷和篩查是至關(guān)重要的。長期以來，血清甲胎蛋白(AFP)最常用于HCC的診斷，但其靈敏度和特異度均不高，尤其是用于HCC早期診斷(腫瘤<3 cm)，而且在肝炎和肝硬化患者中，AFP也可有升高。許多miRNA在HCC中表達失調(diào)，這預示著miRNA檢測在HCC診斷中的潛在價值。近年來研究發(fā)現(xiàn)，miRNA在血液循環(huán)中具有高度穩(wěn)定性，能作為一種較好的標志物，特別適用于HCC的早期診斷[8]。

2.1.1單一miRNA檢測的診斷價值有研究報道，miR-21在HCC組血漿中的表達水平比慢性肝炎組和健康對照組顯著升高，miR-21的受試者工作特征曲線(ROC曲線)分析表明，鑒別HCC組和健康組時，曲線下面積(AUC)為0.953，靈敏度為87.3%，特異度為92.0%，鑒別HCC組和慢性肝炎組時，AUC為0.773，靈敏度為61.6%，特異度為83.3%，兩組值均優(yōu)于AFP檢測[9]。有研究將miR-18a用于鑒別乙型肝炎病毒(HBV)陽性的HCC組和健康對照組，AUC為0.881，靈敏度為86.1%，特異度為75.0%；鑒別HCC和慢性肝炎或肝硬化時，AUC為0.775，靈敏度為77.2%，特異度為70.0%[10]。上述研究結(jié)果可見，單一miRNA檢測用于鑒別HCC患者和健康人群的診斷價值較高，但用于鑒別HCC患者與肝炎或肝硬化患者則并不理想。

2.1.2多個miRNA聯(lián)合檢測或miRNA聯(lián)合HCC傳統(tǒng)診斷標志物的診斷價值在一項回顧性隊列研究中，miR-15b和miR-130b聯(lián)合檢測用于臨床驗證HCC，AUC為0.98，靈敏度為98.2%，特異度為91.5%，即使在AFP<20 ng/mL的HCC亞組中，診斷HCC的靈敏度也達96.7%，診斷HCC早期階段的特異度和靈敏度優(yōu)于AFP[11]。在鑒別HCC和慢性肝病方面，miR-16比傳統(tǒng)標志物AFP、甲胎蛋白異質(zhì)體比值(AFP-L3% )、脫-γ-羧基凝血酶原(DCP)的靈敏度高，而miR-16、AFP、AFP-L3%、DCP聯(lián)合檢測的靈敏度(92.4%)高于這4種標志物單一檢測的靈敏度[12]。上述研究結(jié)果可見，多個miRNA聯(lián)合檢測或miRNA聯(lián)合HCC傳統(tǒng)診斷標志物檢測對于HCC有較高的診斷價值，但這些研究的樣本較少，結(jié)果還需要不同種族的大樣本試驗的驗證。

miRNA可以作為HCC的診斷方法，但其有不足之處，因為HCC分期、肝損害嚴重程度、化學治療史、合并癥等因素都會影響HCC患者血液循環(huán)中miRNA的表達[13]。因此，當用血循環(huán)miRNA表達譜來診斷HCC時要將這些因素考慮在內(nèi)。

2.2miRNA與HCC的預后

目前越來越多的研究證明miRNA可以判斷HCC的預后(見表1)。Murakami等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-18b在HCC組織中高表達和其靶基因TNRC6B的下調(diào)可以加速腫瘤細胞增殖，減緩腫瘤細胞黏附，與HCC的不良預后有關(guān)。反之，miR-200a在HCC組織中表達下調(diào)可以提示HCC預后不良[15]。

對于HCC術(shù)后患者，腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和復發(fā)是影響預后的兩大因素。有研究表明，有些miRNA通過參與HCC的轉(zhuǎn)移來影響HCC術(shù)后患者的預后。miR-17-5p在HCC組織中的表達水平比其在癌旁組織中明顯升高，且miR-17-5p上調(diào)與HCC轉(zhuǎn)移風險增加密切相關(guān)，Kaplan-Meier生存分析方法顯示，miR-17-5p表達量低的術(shù)后患者的總生存時間和無瘤生存時間明顯比表達量高的術(shù)后患者長[16]。此外，miR-185可以抑制HCC轉(zhuǎn)移，miR-185表達下調(diào)能導致早期HCC患者的總生存時間縮短[17]。還有一些miRNA影響HCC術(shù)后患者的預后機制是通過參與HCC復發(fā)。Zhu等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-29-5p在HBV陽性HCC組織中的高表達與HCC早期復發(fā)和生存時間較短有關(guān)，miR-29-5p是HCC術(shù)后早期復發(fā)的獨立預測指標。Fan等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-20a的表達水平在肝移植術(shù)后HCC復發(fā)的患者中顯著降低，而且miR-20a下調(diào)參與了HCC復發(fā)，提示HCC預后不良。

表1　一些miRNA在HCC預后中的作用

近年來的研究表明，有些miRNA中的單核苷酸多態(tài)性(SNP)與HCC的預后有關(guān)。Xie等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，攜帶let-7中的rs10877887 C等位基因的HCC患者的死亡風險明顯比那些攜帶T等位基因的HCC患者高，let-7中的rs10877887 SNP可以作為HCC患者預后的預測指標。Qi等[21]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-106b-25中的rs999885(A→G)SNP可以改善中國人群中HBV陽性的中晚期HCC患者的預后。這些結(jié)果還需經(jīng)過不同人群的大樣本研究的驗證。

2.3miRNA與HCC的治療

目前治療HCC的主要方法有外科手術(shù)、血管介入、射頻消融術(shù)、化學治療和放射治療等，但HCC患者總的5年生存率仍很不理想。許多miRNA的異常表達在HCC的發(fā)生發(fā)展中起著促癌或抑癌的作用，這為HCC的治療提供了新思路與新方向。

miRNA可以作為HCC的治療靶點。有研究表明，可以上調(diào)或補充抑癌性miRNA，從而在HCC中表達發(fā)揮其抗癌作用。在小鼠HCC模型中，利用陽離子脂質(zhì)納米粒作為媒介，向模型中導入miR-122擬似物，發(fā)現(xiàn)其可負向調(diào)節(jié)HCC細胞增殖與血管新生[22]。另有研究發(fā)現(xiàn)，用溶瘤腺病毒載體使得miR-34a 和白細胞介素-24(IL-24)在HCC體內(nèi)外模型中過表達，可發(fā)揮抗癌作用[23]。MRX34是第一種用于臨床試驗的miRNA擬似物，能補充或替代miR-34在HCC中的表達，從而抑制癌細胞生長，促進癌細胞凋亡。有些miRNA在HCC中呈高表達，可促進HCC的發(fā)生發(fā)展，可應用反義寡核苷酸技術(shù)沉默其表達，從而抑制其促癌作用。如在小鼠HCC模型中，膽固醇偶聯(lián)miR-221反義寡核苷酸能明顯下調(diào)HCC中miR-221的表達水平，從而抑制癌細胞增殖，提高小鼠的存活率[24]。有研究設計出能作用于miR-96發(fā)夾前體的小分子，其取自寡核苷酸序列，能抑制miRNA-96發(fā)夾前體生物合成，從而發(fā)揮抗腫瘤作用[25]。

miRNA可以影響HCC對化學治療藥物的敏感度(見表2)。HCC細胞被轉(zhuǎn)染miR-21前體后，明顯對干擾素-α/5-氟尿嘧啶(IFN-α/5-FU)聯(lián)合治療不敏感，而且miR-21的表達水平與HCC對IFN-α/5-FU聯(lián)合治療的耐受有關(guān)[26]。另有研究表明，在用吲哚-3-甲醇(I3C)治療的HCC細胞中，miR-21的表達顯著下調(diào)，而且應用miR-21抑制物減少miR-21的表達，可以明顯提高HCC對I3C的敏感度[27]。miR-216a/217集群能夠使HCC對索拉菲尼的敏感度下降[28]。而有些miRNA可以使HCC對化學治療藥物的敏感度提高。在HBV陽性的HCC中，miR-193b表達下調(diào)，應用miR-193b擬似物能使HBV陽性HCC對索拉菲尼的敏感度提高，促進索拉菲尼誘導的細胞凋亡[29]?；謴蚼iR-101在HCC中的表達可以提高HCC對多柔比星[30]和順鉑[31]的敏感度。這些發(fā)現(xiàn)為化學治療藥物聯(lián)合miRNA治療HCC奠定了基礎(chǔ)。

表2　一些miRNA對化學治療藥物治療

miRNA為HCC的治療開辟了新思路。在以miRNA為基礎(chǔ)的靶向治療中，安全有效的導入方式是靶向治療能否成功的關(guān)鍵。以病毒為載體的傳統(tǒng)導入方式會引起或加重感染細胞的免疫反應，其安全性有待提高，以非病毒為載體的導入方式的安全性較前者有所提高，但在有效性等方面有所減弱。此外，由于miRNA與目標基因之間復雜的相互作用關(guān)系，同一miRNA可以作用于多個目標基因，而同一目標基因的表達可能受多個miRNA調(diào)控，因此miRNA在HCC治療中的脫靶效應也是需要特別注意的。

3　小結(jié)和展望

miRNA在HCC組織或血液循環(huán)中表達失調(diào)，在血液循環(huán)中穩(wěn)定表達，且不編碼蛋白質(zhì)，一般不具有免疫原性，這些生物學特性使其可以成為HCC診斷、治療及判斷預后的手段，而且在某些方面具有很大的應用前景，如多個miRNA聯(lián)合檢測或miRNA聯(lián)合HCC的傳統(tǒng)診斷標志物檢測用于HCC診斷以及miRNA用于HCC的靶向治療。目前仍需解決一些問題，如miRNA作為HCC診斷及預后標志物的研究結(jié)果還需得到不同人群的大樣本研究的驗證，miRNA靶向基因治療的脫靶效應以及導入方式的安全性和有效性等。相信隨著研究的深入，miRNA在HCC診斷、治療及預后中的作用將越來越重要。

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(本文編輯：林磊)

單位：570000海口，中南大學湘雅醫(yī)學院附屬海口醫(yī)院消化內(nèi)科

通信作者：黃曉曦，Email: 383086040@qq.com

10.3969/j.issn.1673-534X.2016.02.009

2015-07-08)