李思維 龐 達(dá)

由于現(xiàn)有的對于癌癥的診斷、治療及預(yù)后效果評估的手段仍不夠理想，因此我們需要進(jìn)一步尋找新的方法完善以上方面。雖然約98%的人類基因組由非編碼序列組成，但大多數(shù)現(xiàn)有的癌癥生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)都基于編碼基因的非編碼序列，其中高達(dá)90%被轉(zhuǎn)錄并產(chǎn)生大量的非編碼RNA[1-3]。lncRNA最初是通過對小鼠全長cDNA文庫進(jìn)行大規(guī)模測序發(fā)現(xiàn)的。lncRNA和mRNA一樣經(jīng)RNA pol II轉(zhuǎn)錄后，可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后修飾，如加帽和剪接[4]。人類基因組中有超過56 000種lncRNA被鑒定出來，而且數(shù)量還在不斷增加。lncRNA的作用可能是轉(zhuǎn)錄調(diào)制器、剪接調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)錄后處理器、染色質(zhì)重塑或調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-DNA和蛋白質(zhì)-RNA相互作用。lncRNA不僅在脊髓病變、心血管疾病等非癌癥疾病的發(fā)生發(fā)展中起到一定的作用[5]，它們在癌癥中的作用如促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移等更加引人注目[6]。lncRNA可以調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的生長、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成等，可以作為致癌基因或腫瘤抑制因子通過直接或間接的方式調(diào)節(jié)癌癥相關(guān)信號通路，影響腫瘤的發(fā)展。目前，lncRNA已經(jīng)在癌癥患者的血清、血漿、尿液和唾液等生物液體中被鑒定出來，它可以作為幾種癌癥的診斷和評估預(yù)后的生物標(biāo)志物[7]。lncRNA也被用作乳腺癌的治療靶點(diǎn)，選擇性的殺傷癌細(xì)胞。因此，lncRNA在癌癥的很多方面都有顯著的貢獻(xiàn)，本綜述重點(diǎn)討論它們在癌癥患者的診斷、治療和預(yù)后中的作用。

1 lncRNA在癌癥診斷中的應(yīng)用

如果癌癥能夠早期診斷，那么大多數(shù)的癌癥是可以治愈的。常用的癌癥診斷方法包括磁共振成像、計算機(jī)斷層掃描、X光、超聲、組織病理學(xué)、分子病理學(xué)和檢測循環(huán)腫瘤細(xì)胞。然而其中一些方法不僅有創(chuàng)而且價格高昂。lncRNA作為一種無創(chuàng)檢測方法，其最著名的應(yīng)用是在前列腺癌的診斷中。前列腺癌是最常見的癌癥之一，也是導(dǎo)致全球男性癌癥死亡的第六大主要原因之一。前列腺癌抗原3(PCA3)是一種前列腺特異性抗原lncRNA，相比良性前列腺組織其在90%以上的前列腺腫瘤中過度表達(dá)達(dá)到60～100倍，PCA3甚至優(yōu)于血清前列腺特異抗原(PSA)檢測及直腸指診。此外，PSA在尿液與血清中的表達(dá)水平不同，且PCA3的表達(dá)水平與前列腺體積無關(guān)[8]。目前尿PCA3被廣泛用于前列腺癌檢測，并已獲得美國食品和藥物管理局的批準(zhǔn)。然而將其作為一線檢測手段仍有爭議，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了其他幾種用于前列腺癌診斷的lncRNA。例如，MD-mini-RNA在192個病人的實(shí)驗(yàn)中的診斷價值得到驗(yàn)證[9]。通過前列腺活檢發(fā)現(xiàn)PSA水平異常(>4 ng/mL)患者的血漿MD-mini-RNA可以提高診斷準(zhǔn)確性。同樣MALAT1在前列腺癌活檢呈陽性男性的尿液中明顯高于前列腺癌活檢成陰性的患者。已知人類細(xì)胞可以表達(dá)含有干細(xì)胞的線粒體lncRNA稱為SncmtRNA和AsncmtRNA[10-11]。這些lncRNA定位于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核并在細(xì)胞器外表達(dá)功能。在膀胱癌患者的尿液和健康捐贈者的尿液中用熒光原位雜交技術(shù)測定了分離的細(xì)胞中SncmtRNA和AsncmtRNA的表達(dá)。SncmtRNA和AsncmtRNA在尿細(xì)胞中均正常表達(dá)，在癌癥患者的膀胱中AsncmtRNA表達(dá)下調(diào)。該研究顯示差異表達(dá)的線粒體lncRNA可作為膀胱癌的非侵入性診斷標(biāo)志物。這進(jìn)一步證實(shí)SncmtRNA和AsncmtRNA能夠區(qū)分腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞[12]。尿路上皮癌1(UCA1)也可作為膀胱移行細(xì)胞癌和腎細(xì)胞癌的非侵入性診斷標(biāo)志物?？谇击[狀細(xì)胞癌(OSCC)每年約占全球所有惡性腫瘤的3%。近50年來，轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致OSCC患者死亡的主要原因[13]。這就需要開發(fā)新的標(biāo)記物來早期診斷OSCC。其中一項(xiàng)研究的目的是探討從OSCC患者的唾液和腫瘤組織中提取出lncRNA來診斷。研究發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移性腫瘤中UCA1、NEAT1和HOTAIR表達(dá)上調(diào)，MEG3表達(dá)下調(diào)。此外，HOTAIR在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者唾液中表達(dá)量與原發(fā)性癌癥患者相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，唾液HOTAIR檢測被認(rèn)為是無創(chuàng)和快速檢測口腔癌的方法。然而該研究的納入的患者相對較少，但HOTAIR作為診斷標(biāo)記的效用也從公開的數(shù)據(jù)庫中得到了證明。此外，HOTAIR和其他lncRNA(HOX-AS2，MALAT1，lincRoR)在尿路上皮性膀胱癌患者的外泌體中也具有診斷意義[14]。骨髓源間充質(zhì)間質(zhì)細(xì)胞中MEG3表達(dá)的下調(diào)也已被證明是識別多發(fā)骨髓瘤患者的生物標(biāo)志物[15]。在腫瘤組織中MEG3表達(dá)的下調(diào)也可以診斷OSCC患者。lncRNA特異轉(zhuǎn)錄本在幾種癌癥類型中上調(diào)[16]，因此可以作為診斷標(biāo)記。

2 lncRNA在癌癥預(yù)后中的作用

lncRNA與腫瘤類型、腫瘤位置、腫瘤大小、腫瘤分級、患者年齡和患者治療反應(yīng)等相關(guān)。lncRNA在癌癥患者中的表達(dá)上調(diào)或下調(diào)與腫瘤級別相關(guān)，因此可作為預(yù)后標(biāo)志。CCAT1是首次在結(jié)腸癌中發(fā)現(xiàn)的結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄本。CCAT1表達(dá)增加與患者的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及術(shù)后生存時間相關(guān)[17]。研究發(fā)現(xiàn)，與正常癌旁組織相比，在膀胱癌組織中CCAT1的表達(dá)顯著上調(diào)[18]。與僅在膽囊中檢測到的腫瘤(T1+T2)相比，CCAT1在膽囊外腫瘤(T3+T4)中高表達(dá)。CCAT1也可作為肝細(xì)胞癌(HCC)的預(yù)后標(biāo)志物[19]。同樣，CCAT1與食管鱗癌的臨床分期及整體生存率低有關(guān)。在一項(xiàng)旨在探討肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(MALAT1)在宮頸癌中的臨床意義的研究中[20]，研究者應(yīng)用q-RT-PCR對50例人乳頭瘤病毒(HPV)陰性健康宮頸組織進(jìn)行定量分析，結(jié)論為MALAT1與腫瘤大小、FIGO分期、血管浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，MALAT1被發(fā)現(xiàn)對于子宮頸癌是一個獨(dú)立的預(yù)測因子和預(yù)后指標(biāo)。MALAT1也可以作為多發(fā)性骨髓瘤[20]和乳腺癌[9]的預(yù)后標(biāo)志物。對公開可用數(shù)據(jù)庫的分析也支持MALAT1對幾種癌癥預(yù)后的意義[21]。在另一項(xiàng)研究中，與鄰近的非癌組織相比，MALAT1在乳腺腫瘤組織的表達(dá)顯著降低[22]。表明MALAT1可能在乳腺癌中作為腫瘤抑制因子，而與其他腫瘤類型不同。與此同時，對TCGA數(shù)據(jù)庫的分析表明多種lncRNA對乳腺癌預(yù)后有意義。

一些已知對肝細(xì)胞癌預(yù)后具有意義的lncRNA包括SNHG3[23]、PANDAR[24]、hPVT1[25]和HOTAIR。其中，HOTAIR在膽囊癌[26]、乳腺癌[27]中的表達(dá)對于評估預(yù)后同樣具有意義。在某些情況下lncRNA與編碼基因的表達(dá)模式可作為預(yù)后標(biāo)志物。例如，ncRuPAR表達(dá)降低與胃癌腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、腫瘤大小及TNM分期明顯相關(guān)[28]。AI364715、GACAT1、GACAT2在胃癌組織中表達(dá)下調(diào)；PCAT29在前列腺癌中表達(dá)下調(diào)；AC026166.2-001和RP11-169D4.1-001在喉癌鱗狀細(xì)胞癌中表達(dá)下調(diào)[29]。lncRNA的表觀遺傳變化也可以預(yù)測疾病的預(yù)后，例如MEG3的啟動子超甲基化與多發(fā)性骨髓瘤亞型、分期相關(guān)[30]。PVT1和PCAT1可用于癌癥的診斷和預(yù)后。綜上所述，在癌癥診斷中，lncRNA的上調(diào)和下調(diào)都具有重要意義。最常用的判斷預(yù)后的方法包括微陣列分析、q-RT-PCR和公開數(shù)據(jù)庫的Meta分析。盡管進(jìn)行了多項(xiàng)研究，但目前仍沒有一種lncRNA檢測被推薦作為評估癌癥患者預(yù)后的方法。

3 lncRNA在腫瘤復(fù)發(fā)預(yù)測中的應(yīng)用

現(xiàn)有的抗癌藥物不能完全根除癌細(xì)胞，大多數(shù)癌癥經(jīng)常在一段時間內(nèi)復(fù)發(fā)，因此預(yù)測腫瘤復(fù)發(fā)的生物標(biāo)志物是必要的。lncRNA可以作為一種潛在的生物標(biāo)記物來預(yù)測腫瘤復(fù)發(fā)。Lai等通過使用qRT-PCR法分析了112例HCC患者M(jìn)ALAT1表達(dá)情況，MALAT1高表達(dá)的HCC患者3年累計無病生存率顯著降低，MALAT1被發(fā)現(xiàn)是預(yù)測肝癌復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)后因素[31]。其他lncRNA如HEIH、MVIH和HOTAIR也可以作為預(yù)測肝癌復(fù)發(fā)的候選生物標(biāo)志物。此外，HOTAIR還可以預(yù)測小細(xì)胞肺癌[32]、膀胱移行細(xì)胞癌[33]、結(jié)腸癌[34]的復(fù)發(fā)。整合mRNA(FCGR1A，RSAD2，CHRDL1)和lncRNA(HIF1A-AS2，AK124454)信號也可以預(yù)測三陰性乳腺癌患者的無病復(fù)發(fā)生存率[35]。因此，lncRNA顯示出具有作為預(yù)測幾種類型癌癥復(fù)發(fā)的生物標(biāo)志物的潛力。然而，因?yàn)閘ncRNA存在分析受限、隊(duì)列研究不足、檢測方法靈敏度低、數(shù)據(jù)采集分析方法不一致等問題，這些lncRNA尚未被推薦使用。在lncRNA被推薦臨床使用之前，還需要大樣本的隨機(jī)對照臨床研究提供更有力的證據(jù)。此外，將兩個或兩個以上的lncRNA或lncRNA與其他生物標(biāo)志物結(jié)合可能會增加現(xiàn)有生物標(biāo)志物用于預(yù)測復(fù)發(fā)的敏感性和特異性。

4 lncRNA SNP在癌癥風(fēng)險預(yù)測中的應(yīng)用

單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphism，SNP)指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性的變異。SNP是人類最常見的遺傳變異類型，每100～300個核苷酸發(fā)生一次變異，在人類基因組中大約有1 000萬個SNP。過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些與癌癥相關(guān)的SNP，其中大部分是映射到非編碼區(qū)域[36]。此外，一些lncRNA SNP與降低癌癥發(fā)生風(fēng)險有關(guān)。例如，PCGEM1中rs6434568 AC和AC/AA基因型與降低國人的前列腺癌風(fēng)險有關(guān)。H19中的rs2107425與降低肌浸潤性膀胱癌的風(fēng)險相關(guān)[37]。上述研究清楚地表明lncRNA SNP與患癌癥的發(fā)生風(fēng)險相關(guān)。然而，目前對于lncRNA SNP參與癌癥發(fā)病機(jī)制的研究還不夠深入。與傳統(tǒng)方法相比，當(dāng)前的研究方法對于SNP在預(yù)測癌癥發(fā)生風(fēng)險方面的準(zhǔn)確率較低[38-39]。

5 lncRNA在癌癥患者中的治療潛力

由于lncRNA具有多種功能和較高的細(xì)胞特異性，因此它是一種很好的治療靶點(diǎn)。lncRNA的特異性已被用于選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞。例如，BC-819是一種雙鏈DNA質(zhì)粒，攜帶H19調(diào)控序列下的白喉毒素a基因，用于靶向H19過表達(dá)的癌細(xì)胞。瘤內(nèi)注射BC-819可誘導(dǎo)白喉毒素的表達(dá)，減小多種腫瘤的體積。在一項(xiàng)納入包括復(fù)發(fā)性、多發(fā)非肌肉浸潤性膀胱腫瘤的研究中，表達(dá)H19的患者接受為期6周的膀胱內(nèi)BC-819誘導(dǎo)療程，對灌注后的療效和毒性進(jìn)行分期評價。33%的患者腫瘤完全消融，64%的患者在3個月后沒有發(fā)現(xiàn)新的腫瘤。復(fù)發(fā)的中位時間為11.3個月，平均復(fù)發(fā)時間為22.1個月。此外，不良事件在患者中是輕微的。結(jié)論是BC-819可以用于預(yù)防三分之二的患者出現(xiàn)新的腫瘤并延長患者的復(fù)發(fā)時間，且膀胱內(nèi)BC-819耐受性良好。這些結(jié)果表明，BC-819可作為膀胱癌的潛在治療藥物。然而，這些研究的局限性是患者數(shù)據(jù)量少，同時在這兩個臨床試驗(yàn)中，中等和高風(fēng)險的非肌肉侵入性膀胱癌患者的治療都失敗了。BC-819在無法切除、無轉(zhuǎn)移的胰腺癌患者中也被報道是安全有效的[40]。然而其中l(wèi)ncRNA的作用機(jī)制仍不清楚，因此目前它不能成為疾病的治療靶點(diǎn)。

6 小結(jié)與展望

本文討論了lncRNA在人類癌癥的診斷、治療和預(yù)后中的作用。首先，PCA3是推薦用于PCA的lncRNA檢測。其他lncRNA的大多數(shù)結(jié)論都是基于基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，但這也可能是由非癌癥引起的。其次，我們還不知道失調(diào)的lncRNA的表達(dá)是否是誘發(fā)癌癥的原因。第三，從血清、血漿、唾液和尿液中能鑒定出lncRNA。第四，盡管lncRNA被認(rèn)為具有組織和癌癥特異性，但特異性并不強(qiáng)。例如，MALTA1不僅在癌癥中失調(diào)，在心血管疾病和神經(jīng)紊亂等非癌性疾病中也失調(diào)。此外，MALTA1在一組患有相同癌癥的患者中表現(xiàn)出顯著性差異。第五，盡管lncRNA SNP已被證明可以預(yù)測癌癥風(fēng)險，但SNP數(shù)據(jù)被發(fā)現(xiàn)不太準(zhǔn)確，即使在特定情況下結(jié)合傳統(tǒng)方法也不會增加準(zhǔn)確率[38]。第六，用于傳遞lncRNA的病毒系統(tǒng)在對于腫瘤的靶向方面可能效率較低。因此我們認(rèn)為lncRNA作用的確切機(jī)制還不完全清楚。綜上所述，lncRNA的發(fā)現(xiàn)給癌癥患者帶來了新的希望。然而lncRNA表達(dá)失調(diào)也可能是由于非癌癥的原因。有關(guān)lncRNA的研究仍需進(jìn)行。