程萬里 汪俊其 劉 鑫 任文俊 王 平

肺癌已成為世界上最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)生率和病死率均很高，亦是我國(guó)主要癌癥相關(guān)死因。非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung，NSCLC)患者數(shù)量占所有肺癌患者的80%～85%，其中大部分患者被發(fā)現(xiàn)時(shí)已是中晚期，治療方法雖已有精進(jìn)，但是患者的5年生存率卻不足20%。目前臨床上所面臨的主要挑戰(zhàn)則是早期發(fā)現(xiàn)、有效治療和生存期預(yù)測(cè)手段的缺乏。肺癌患者的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移也是導(dǎo)致總生存期較差的重要因素。miRNA作為無創(chuàng)的生物學(xué)標(biāo)志物，對(duì)判斷NSCLC的診斷、治療以及預(yù)后具有重要意義。NSCLC是一個(gè)多因素、多步驟、編碼基因和非編碼基因復(fù)雜漸進(jìn)的疾病。其中miR-21的表達(dá)水平與NSCLC的發(fā)生、增殖、遷移以及侵襲有著密切關(guān)系。通過測(cè)定miR-21的表達(dá)水平可能在NSCLC早期診斷、治療效果、預(yù)后預(yù)測(cè)方面發(fā)揮著重要作用，也為探尋NSCLC的生物學(xué)標(biāo)志物提供了一個(gè)全新思路。

一、microRNA-21

microRNA(miRNA)是一種內(nèi)源性小RNA，參與轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)節(jié)和表達(dá)。miRNA通過結(jié)合其目標(biāo)信使RNA(mRNA)的3′-未翻譯區(qū)域而發(fā)揮功能。在人類癌癥中，許多miRNA被證實(shí)通過上調(diào)或下調(diào)來參與腫瘤的生長(zhǎng)。因此，作為基因表達(dá)關(guān)鍵調(diào)控因子，miRNA有著巨大的生物學(xué)標(biāo)志物潛力。miR-21是miRNA家族中的一員，成熟的miR-21由內(nèi)源性19～22個(gè)核苷酸的非編碼RNA分子組成，隨后被納入RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，通過與mRNA不完全堿基配對(duì)，靶向結(jié)合到各種mRNA的3′-未翻譯區(qū)域而發(fā)揮作用。miR-21參與多種癌癥相關(guān)過程，高表達(dá)的miR-21常出現(xiàn)在多種癌癥中，如乳腺癌、食管癌、胃癌、肺癌、結(jié)直腸癌。既往研究也表明，miR-21是一種致癌miRNA。抑制miR-21表達(dá)可降低結(jié)直腸癌、胃癌、肺癌的增殖、遷移和侵襲。

近年來一些研究表明，具有致癌作用的miR-21在NSCLC中表達(dá)上調(diào)，通過作用于各種靶點(diǎn)如磷酸酶和張力素同源物等調(diào)控NSCLC癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移以及凋亡或者作為下游調(diào)控因子被環(huán)狀RNA等進(jìn)行調(diào)控，證實(shí)其在NSCLC中的促癌作用。如今，關(guān)于miR-21相關(guān)的前景也正在被挖掘，其作為生物學(xué)標(biāo)志物的作用也在逐漸被證實(shí)。雖然miR-21在NSCLC中的具體機(jī)制還尚未完全闡明，但既往研究表明，miR-21在NSCLC診斷、治療及預(yù)后預(yù)測(cè)方面具有潛在價(jià)值，也為miR-21作為新型癌癥生物學(xué)標(biāo)志物提供了依據(jù)。

二、miR-21在NSCLC中的診斷作用

NSCLC是世界范圍內(nèi)最常見的肺癌亞型。雖然治療手段有所進(jìn)步，但高病死率不可避免，主要原因是早期NSCCL癥狀不明顯，大多數(shù)確診的NSCLC患者(約75%)已處于中晚期，其臨床上主要弊端是早期診斷手段有限。因此對(duì)于NSCLC而言，開發(fā)一種新的生物學(xué)標(biāo)志物已是迫在眉睫。研究表明，在NSCLC的早期診斷中通過分析腫瘤源性miRNA可能作為非入侵性、高敏感度和無創(chuàng)性早期NSCLC診斷生物學(xué)標(biāo)志物的候選者。

研究發(fā)現(xiàn)，通過反轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)對(duì)129例早期NSCLC患者和83例健康對(duì)照分析發(fā)現(xiàn)，早期NSCLC血漿樣本中表達(dá)相對(duì)于健康對(duì)照組血漿miR-21表達(dá)顯著升高(<0.05)，進(jìn)一步經(jīng)過手術(shù)治療后發(fā)現(xiàn)NSCLC患者miR-21表達(dá)水平有所降低。表明腫瘤源性的miR-21可作為NSCLC的早期非侵襲性生物學(xué)標(biāo)志物診斷手段。有研究者研究miR-21與肺癌分期的關(guān)系時(shí)通過檢測(cè)miR-21的表達(dá)發(fā)現(xiàn)Ⅲ/Ⅳ期肺癌患者較Ⅰ/Ⅱ期肺癌患者的miR-21表達(dá)水平顯著上調(diào)(<0.05)。這也說明miR-21對(duì)肺癌患者的分期診斷提供依據(jù)，也為后續(xù)治療提供了參考。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在肺癌中miR-21表達(dá)水平與肺癌病理類型也存在著聯(lián)系，利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)小細(xì)胞肺癌21例、肺腺癌18例、肺鱗癌22例以及正常對(duì)照26例，發(fā)現(xiàn)肺腺癌患者血清miR-21水平明顯高于其他兩種類型，其次肺癌患者血清中的miR-21表達(dá)水平顯著高于正常對(duì)照組(<0.001)。這也說明miR-21除在肺癌中具有診斷價(jià)值以外，可能對(duì)腫瘤的病理類型的區(qū)分也會(huì)起到有一定的提示作用。

有研究者在研究循環(huán)miRNA對(duì)NSCLC的診斷作用時(shí)，通過對(duì)30例NSCLC患者和30例健康對(duì)照血清樣本中提取總RNA，反轉(zhuǎn)錄為cDNA并進(jìn)行RNA定量，來檢測(cè)miR-21的表達(dá)水平，再通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，NSCLC患者miR-21的表達(dá)水平顯著高于健康組。這說明miR-21可以通過液體活檢檢測(cè)其表達(dá)從而發(fā)揮出診斷NSCLC的潛力。當(dāng)然，這一發(fā)現(xiàn)還需要更大的樣本量去驗(yàn)證miR-21診斷的準(zhǔn)確性。也有研究表明，miR-21聯(lián)合miR-210、miR-1290和miR-150可提高NSCLC的診斷準(zhǔn)確性。這一組miRNA可以應(yīng)對(duì)復(fù)雜分子對(duì)于NSCLC的起始和發(fā)展的影響，也降低了單個(gè)miRNA診斷的局限性。Yang等研究發(fā)現(xiàn)，通過比較miR-21與miR-let-7a的比例值來作為NSCLC與良性腫瘤鑒別診斷的手段，NSCLC患者組的miR-21與miR-let-7a比值則顯著高于良性腫瘤組(<0.05)。這些證據(jù)均都表明，miR-21作為非入侵性生物學(xué)標(biāo)志物在NSCLC早期診斷具有相當(dāng)大的前景。

三、miR-21 在NSCLC中的治療作用

NSCLC的主要治療手段則是手術(shù)和化療，但大部分晚期患者對(duì)于化療不敏感或者較早出現(xiàn)耐藥性嚴(yán)重影響患者生存期限。近年來研究表明，miR-21表達(dá)水平的降低可作為肺癌治療的良性指標(biāo)。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，具有促癌作用的miR-21其表達(dá)可被miR-21抑制劑(miR-21 inhibitor，miR-21i)抑制。miR-21i與化療藥物阿霉素聯(lián)合治療NSCLC可有協(xié)同作用，進(jìn)而研究發(fā)現(xiàn)了一種磷酸鈣聚合物包被的納米顆粒配方，與阿霉素共同遞送miR-21i，不僅下調(diào)了NSCLC中的miR-21的表達(dá)，也提高了阿霉素的療效。這種基于RNA干擾和化療結(jié)合的治療方法也具有巨大前景。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)，miR-21與長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)之間可能存在著潛在的相互作用關(guān)系。

Chen等研究發(fā)現(xiàn)，在lncRNA生長(zhǎng)抑制特異性轉(zhuǎn)錄本5 (growth arrest specific transcript 5，lncRNA GAS5)與miR-21/PTEN/Akt軸之間存在相互作用關(guān)系，lncRNA GAS5過表達(dá)或抑制miR-21的表達(dá)可使PTEN水平升高，Akt磷酸化水平降低，進(jìn)而提高了NSCLC細(xì)胞(A549細(xì)胞株)對(duì)放射治療的敏感度。這也表明了miR-21在NSCLC的放射治療中也有著重要潛在作用。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA母系表達(dá)基因3(maternally expressed gene 3，lncRNA MEG3)作為一種腫瘤抑制因子可以抑制miR-21的表達(dá)，進(jìn)而影響PIK/Akt通路來抑制NSCLC細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移。

隨著研究的深入，lncRNA MEG3對(duì)miR-21的抑制作用會(huì)逐漸清晰，其也可能成為NSCLC治療的一種新的方案。有研究顯示，作為麻醉藥物的異丙酚作用于體外肺腺癌A549細(xì)胞時(shí)，異丙酚可有效地下調(diào)miR-21的表達(dá)，進(jìn)而通過miR-21/PTEN/Akt通路抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖并且促進(jìn)細(xì)胞凋亡。這提示著對(duì)于肺腺癌患者手術(shù)治療時(shí)使用異丙酚作為麻醉劑可能更為適合。這些證據(jù)均表明miR-21具有作為NSCLC治療的潛在價(jià)值，對(duì)于miR-21而言其本身也可作為藥物開發(fā)的靶點(diǎn)發(fā)揮作用，這些隱藏的價(jià)值則需要更加深入的探索和驗(yàn)證。

四、miR-21在NSCLC的預(yù)后預(yù)測(cè)作用

越來越多的研究探討了miR-21的表達(dá)在NSCLC預(yù)后的價(jià)值。miR-21也有望成為NSCLC預(yù)后判斷的生物學(xué)標(biāo)志物。有研究發(fā)現(xiàn)，在NSCLC患者3年生存率跟蹤隨訪分析中發(fā)現(xiàn)，血漿中miR-21高表達(dá)組中的患者生存率相較于低表達(dá)組的患者3年生存率明顯降低(<0.05)。進(jìn)一步通過多變量分析得出miR-21的表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期以及分化水平均相關(guān)(<0.05)。這也使得miR-21有望成為NSCLC預(yù)后的良好指標(biāo)。該研究中miR-21的表達(dá)與預(yù)后關(guān)系已較為明朗，當(dāng)聯(lián)合檢測(cè)PTEN和P27表達(dá)水平時(shí)亦可增加預(yù)后預(yù)測(cè)的效率。另外，有報(bào)道稱，在Ⅰ/Ⅱ期的NSCLC中miR-21的過表達(dá)可達(dá)到最高值，但是在Ⅲ/Ⅳ期中的NSCLC lncRNA H19的表達(dá)程度會(huì)較miR-21的幅度更加明顯。此外，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)miR-21和lncRNA H19的表達(dá)均升高時(shí)，患者的總生存期會(huì)降低。提示miR-21在預(yù)后預(yù)測(cè)中聯(lián)合lncRNA H19的表達(dá)，不僅能評(píng)估出NSCLC的進(jìn)展，對(duì)總生存期預(yù)測(cè)也有著一定的價(jià)值。

有研究者在分析miR-21在NSCLC預(yù)后中的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，miR-21表達(dá)水平升高與總生存期縮短相關(guān)。NSCLC中的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移也是常見的挑戰(zhàn)。另外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)發(fā)組的miR-21的表達(dá)水平(8.18±2.71)明顯高于初診斷組(5.33±1.96)血漿中的miR-21表達(dá)水平(<0.01)。還有研究者研究胸腔灌洗液細(xì)胞學(xué)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles，EV)中miR-21(EV-miR-21)的表達(dá)水平和原發(fā)部位肺腺癌預(yù)后不良呈正相關(guān)，且與胸膜浸潤(rùn)程度也有著一定關(guān)系。說明通過檢測(cè)EV-miR-21表達(dá)水平有助于預(yù)測(cè)NSCLC患者的腫瘤復(fù)發(fā)和預(yù)后。另一項(xiàng)研究表明，晚期NSCLC患者血漿中的miR-21表達(dá)水平與化療療效存在聯(lián)系。肺鱗癌和肺腺癌患者分別使用吉西他濱+順鉑與培美曲塞+順鉑方案治療兩個(gè)周期(2周/周期)后檢測(cè)miR-21的相對(duì)表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)miR-21的表達(dá)較治療之前明顯降低。這也提示了miR-21在晚期NSCLC化療治療療效中扮演了重要角色，不僅預(yù)測(cè)NSCLC的化療預(yù)后，還評(píng)估了化療的療效。以上證據(jù)表明，miR-21在NSCLC中是具有預(yù)后預(yù)測(cè)價(jià)值的生物學(xué)標(biāo)志物，而且這些發(fā)現(xiàn)同時(shí)對(duì)于NSCLC診斷方面也有一定程度上的支持。

五、展 望

隨著近年來研究者對(duì)miR-21 研究的深入，越來越多的研究證據(jù)表明了miR-21在NSCLC中具有巨大的臨床價(jià)值，在NSCLC的診斷、治療及預(yù)后的研究領(lǐng)域中取得了巨大的成果。雖然miR-21的研究有著相當(dāng)?shù)某删?，但至今為止臨床上的應(yīng)用卻是極少。盡管miR-21與NSCLC診療方面的潛在聯(lián)系逐漸被證實(shí)，但是仍然面臨著很多的挑戰(zhàn)。例如與miR-21相關(guān)的具體機(jī)制未完全闡明，miR-21是否能成為簡(jiǎn)單易行、低成本高效益、快速高敏感度的生物學(xué)標(biāo)志物，能否成為安全、有效、具可行性的靶向治療的目標(biāo)等問題還需要大量的臨床研究來驗(yàn)證。miR-21存在于多種腫瘤之中，這之間是否會(huì)存在一些異常改變現(xiàn)象，這也是頗具有挑戰(zhàn)性的問題。即便如此，相信隨著研究者對(duì)miR-21研究的深入和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，這些問題將會(huì)逐一解決。