循环microRNA在胃肠道恶性肿瘤诊断中的应用价值

【摘要】 微小RNA（microRNA）作为一种广泛存在的小分子非编码单链RNA，近年来逐渐成为分子生物学与肿瘤领域的研究重点，尤其是循环microRNA，参与增殖、分化、凋亡等多种重要细胞活动的调控，并在抑制肿瘤血管生成、侵袭转移中发挥重要作用，且因其无创、简便、稳定及特异性等优点，显示了较好的临床应用前景，可作为肿瘤早期筛查、早期诊断、疗效评估及预后判断的重要分子标志物。本文介绍了循环microRNA在胃肠道肿瘤中的研究，主要对其在诊断中的应用价值进行综述。

【关键词】 胃肠道恶性肿瘤； 循环microRNA； 诊断； 肿瘤分子标志物

doi：10.14033/ki.cfmr.2016.33.085 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2016）33-0158-03

胃肠道恶性肿瘤是目前临床上最为常见的肿瘤之一，其高发病率与死亡率严重危害人类的健康，各种新的治疗手段的问世虽然使其在临床治疗上取得了一定的进展，但仍有部分患者就\时已属于癌症晚期，失去了手术治疗的机会，因而，对胃肠道恶性肿瘤进行及时诊治是目前临床上仍需亟待解决的问题[1]。早期诊断是实施及时治疗的关键，临床上多采用肿瘤标记物对肿瘤进行早期筛查，而寻求特异性高，且易于检测的肿瘤标记物是肿瘤临床诊治方面研究的重要课题。microRNA是一种在动植物体内广泛存在的小分子非编码单链RNA，可与靶mRNA分子的3’非编码区域碱基进行结合，从而使靶mRNA基因有效降解，参与到肿瘤细胞的增殖、分化、凋亡过程中，在多种肿瘤的发生、发展过程中起到了不同的作用[2]。循环microRNA是指存在于循环血液中的一种相对稳定表达的microRNA，不同肿瘤或同种肿瘤不同病程阶段的循环microRNA表达水平均存在差异[3]，因此，循环microRNA因其无创便捷性、稳定性及在不同肿瘤不同发生发展阶段中的特异性，在临床上被作为肿瘤诊断、预后评估的潜在标记物。本文主要针对microRNA与肿瘤的关系进行阐述，对循环microRNA作为肿瘤标记物应用于胃肠道肿瘤诊断中的临床价值进行分析。

1 microRNA与肿瘤的关系

microRNA是一种长度为19～24 nt的小分子非编码单链RNA，绝大部分的microRNA可与靶基因3’非编码区域碱基进行互补结合，对靶基因的蛋白质翻译进行抑制，从而影响细胞的生长发育，参与多种肿瘤的发生、发展过程。microRNA在细胞的生长分化及凋亡、基因调节、神经元极性建立、内分泌代谢等过程中均发挥重要作用。

研究已发现，肿瘤患者的血浆中存在源自原发肿瘤的miRNA分子，目前认为循环microRNA主要来自凋亡或者坏死的细胞，细胞的主动释放，以及循环细胞的裂解。一般情况下，组织中的mircoRNA容易发生降解，而microRNA在血浆中通常与蛋白质结合在一起，或者以微囊泡的形式存在，具有良好的稳定性和组织特异性；同时循环microRNA的变化早于基因及蛋白，并随着肿瘤的进展而改变，因而是肿瘤早期筛查、早期转移诊断的基于血液检测的理想标志物。相对于肿瘤组织microRNA，循环microRNA具有易于检测且重复性好的特性。循环microRNA仅需进行血液采集，无需通过手术或穿刺活检取材，就可对血浆样本中的mircoRNA进行检测，且研究表明，在血浆中检测出的循环mircoRNA水平与同例受检者机体内或组织内的mircoRNA数据具有较高的吻合度。而其检测步骤简单，对患者机体造成的创伤极小，更容易被受检者接受，并能实现对疾病进行实时随访监测。目前，普遍认为循环microRNA在不同疾病或组织中的表达谱存在特异性，其中，肿瘤患者血浆中的microRNA表达谱存在较为明显的特征，其表达谱与健康人的表达谱存在明显不同，且在不同肿瘤中同一microRNA的表达水平不一致，目前多项研究已对多种恶性肿瘤的循环microRNA表达差异进行了证实[4]。

可见，循环mircoRNA在肿瘤异性高，兼具无创、检测便捷、重复性好、生物稳定性高等优点，可在临床上应用于肿瘤的诊断及治疗过程中。

2 循环microRNA在不同胃肠道肿瘤诊断中的应用

2.1 食管癌

食管癌是常见的消化道恶性肿瘤，在全球范围内，其高发病率和死亡率严重危害人类的健康。通常情况下，处于进展期或癌细胞已经发生远处转移的食管癌患者的预后差，其5年生存率仅为15%左右，而在发病早期进行准确诊断并予以治疗的食管癌患者其5年生存率明显升高，基本可达到90%以上[5]。因此，如何对食管癌进行准确的早期诊断是改善食管癌预后结局的关键[6]。

近年来，循环microRNA在肿瘤发生发展过程中的特定分子效应逐渐受到临床重视，由于循环microRNA具有可精确量化的优点，可用于食管癌的临床诊断及治疗中。食管癌患者血液中的多种循环microRNA分子出现表达异常，经实时定量PCR检测后发现，食管癌患者血浆中的循环microRNA分子，如microRNA-10a、microRNA-18a、microRNA-21、microRNA-31、microRNA-148b、microRNA-223、microRNA-133a、microRNA-1246、microRNA-1322及microRNA-17-3p的表达水平均高于正常水平，可辅助食管癌的诊断，以提高食管癌的检出率[7]。有学者应用受试者工作特征曲线ROC对循环microRNA在食管癌中的诊断价值进行分析后发现，循环microRNA-22对食管癌的诊断效能最佳，其ROC曲线下面积AUC为0.949，95%CI为0.925～0.974，而癌胚抗原对食管癌的AUC值、95%CI分别为0.817、0.763～0.870，诊断效能优于癌胚抗原[8]。在Hirajima等[9]的研究报道中，早期食管癌患者血清中的microRNA-18a表达水平明显增高，在早期原发性食管癌中其AUC值为0.948，诊断效能优于传统的食管癌标记物，如癌胚抗原、鳞状上皮细胞癌抗原等。叶敏华等[10]研究发现，循环microRNA对Ⅰ期和Ⅱ期食管癌的敏感度、特异度及AUC值分别为97%、56%、0.873，相对于唾液microRNA（89%、64%、0.835），循环microRNA对食管癌的诊断敏感度和特异度均较高，可被作为食管癌早期诊断的潜在标记物。

2.2 胃癌

由于胃癌早期的临床症状不具有典型性，待患者被确诊胃癌时，其肿瘤往往已经发展为晚期[11]。因此，对胃癌进行准确的早期诊断是当前胃癌诊治中的关键问题。

随着对循环microRNA研究的不断深入，其在胃癌发生、发展过程中的作用亦被临床所重视，循环microRNA的表达水平在胃癌的不同阶段往往会出现异常的增高或降低，在一定程度上反映了胃癌细胞的增殖及转移状态。Rotkrus等[12]在胃癌的早期阶段，通过建立弥漫型胃癌小鼠模型进行研究，发现早期胃癌小鼠的血清中存在循环microRNAs（microRNA-103、microRNA-107、microRNA-194、microRNA-210）的高表达，这些循环microRNA分子可能作为早期弥漫型胃癌的潜在生物标记物。有学者对循环microRNA-1、循环microRNA-20a、循环microRNA-27a、循环microRNA-34、循环microRNA-423-5p这5种循环microRNA在胃癌中的表达水平进行研究后发现，其在胃癌中均呈异常增高表达，经ROC曲线分析后发现，以上5种循环microRNA对胃癌的诊断阳性预测值、阴性预测值及AUC值分别达到0.81、0.75、0.83，诊断效能优于胃癌的传统标记物（癌胚抗原及糖类抗原19-9）[13]。此外，Zheng等[14]通过microRNA表达谱芯片检测发现，循环microRNA-21、循环microRNA-200c、循环microRNA-378在胃癌患者外周血循环肿瘤细胞CTC的表达水平也高于正常水平，而循环microRNA-375在胃癌患者中的表达水平则低于正常水平，对临床病理特征进一步分析，循环microRNA-21与胃癌患者的TNM分期、肿瘤大小及组织病理分类相关，提示临床上可根据CTC中循环microRNA的异常表达对早期胃癌进行筛查和诊断。

2.3 结直肠癌

结直肠癌是临床较为常见的消化系统恶性肿瘤，临床上多采用结肠镜、大便隐血试验等手段对结直肠癌进行早期筛查诊断，但由于结c镜的有创性、大便隐血试验对饮食的高要求及诊断敏感度不高等缺陷，其早期筛查诊断亦存在一定的局限[15]。

多种循环microRNA分子在结直肠癌中出现表达异常，其对结直肠癌的早期筛查诊断价值逐渐得到研究证实。Kanaan等[16]通过对结直肠息肉患者和结直肠癌患者的血浆进行microRNA差异表达芯片检测后发现，在外周血浆检测中，循环microRNA-17、microRNA-142-3p、microRNA-195、microRNA-331、microRNA-532、microRNA-532-3p、microRNA-652这7种分子的表达水平通常会在结直肠息肉患者中异常增高，能够对结肠息肉进行有效鉴别诊断，其AUC值为0.868，95%CI为0.76～0.98，而循环microRNA-15b、microRNA-139-3p、microRNA-431这3种分子的表达水平则在结直肠癌患者中异常升高，能够有效地鉴别结直肠癌，其AUC值为0.896，95%CI为0.78～1.00。Giráldez等[17]则指出，其他循环microRNA因子，如循环种分子的表达水平在结直肠癌中出现异常表达下调，利用以上循环microRNA分子，可对结直肠癌和结直肠息肉进行有效鉴别区分。此外，由于大部分的结直肠癌是由结直肠腺瘤恶化发展而成的，高危性结直肠腺瘤属于结直肠癌的癌前病变，临床上对结直肠腺瘤进行筛查和及时治疗，也是避免结直肠腺瘤发展为结直肠癌的重要手段。Nugent等[18]通过对5例高危型结直肠癌患者与5例健康人的血浆和组织学标本进行microRNA芯片研究后发现，循环microRNA-18a、microRNA-29a、microRNA-92a在高危型结直肠腺瘤中的表达水平高于正常水平，其敏感度、特异度较高，且在不同类型标本中的检测结果相一致，因此循环microRNA可作为结直肠癌癌前病变的潜在筛查标记物。

3 小结

血浆循环microRNA分析作为一种新的非侵入性早期诊断方法，具有相对特异性高、重复性好的临床应用前景。循环microRNA在消化道恶性肿瘤中的表达水平往往出现异常，为肿瘤早期筛查和诊断提供了新的方向，但不同研究报道中同种循环microRNA的表达结果可能存在不同，与检测方法及研究对象选取有关。进一步深入的挖掘循环microRNA功能和作用机制，可为胃肠道肿瘤患者提供新的分子检测手段，并为其更好地应用于临床带来新的希望。

参考文献

[1] Stenholm L，Stoehlmacher-Williams J，Al-Batran S E，et al.Prognostic role of microRNA polymorphisms in advanced gastric cancer：A translational study of the Arbeitsgemeinschaft Internistische Onkologie（AIO）[J].Annals of Oncology：Official Journal of the European Society for Medical Oncology，2013，24（10）：2581-2588.

[2]周珏宇，石嵘，郑文岭，等.microRNA与肿瘤细胞周期的关系及其研究方法进展[J].基础医学与临床，2013，33（1）：9-14.

[3]张玉娟，郭莎，崔巍，等.循环microRNA的特性及其在肿瘤中的应用[J].中华检验医学杂志，2014，37（12）：964-968.

[4] Song F，Yang D，Liu B，et al.Integrated MicroRNA network analyses identify a poor-prognosis subtype of gastric cancer characterized by the miR-200 family[J].Clinical Cancer Research：An Official Journal of the American Association for Cancer Research，2014，20（4）：878-889.

[5]龙婷.新型肿瘤分子标志物循环微小RNA的研究进展[J].肿瘤研究与临床，2013，25（10）：708-710.

[6]王君辅，李红浪，谢勇，等.循环microRNA在胃癌诊断及预后预测中应用的研究进展[J].广东医学，2012，33（24）：3828-3831.

[7] Zhang T，Wang Q，Zhao D，et al.The oncogenetic role of microRNA-31 as a potential biomarker in oesophageal squamous cell carcinoma[J].Clinical Science，2011，121（10）：437-447.

[8] Zhang C，Wang C，Chen X，et al.Expression profile of microRNAs in serum：a fingerprint for esophageal squamous cell carcinoma[J].Clinical Chemistry，2010，56（12）：1871-1879.

[9] Hirajima S，Komatsu S，Ichikawa D，et al.Clinical impact of circulating miR-18a in plasma of patients with oesophageal squamous cell carcinoma[J].British Journal of Cancer，2013，108（9）：1822-1829.

[10]叶敏华，叶鹏辉，张伟珠，等.唾液与血{微小RNA-21对早期食管癌的诊断价值[J].南方医科大学学报，2014，34（6）：885-889.

[11]次旦・旺久，林坤，卢再鸣，等.循环microRNA在胃肠道肿瘤诊断中的应用价值[J].国际消化病杂志，2015，35（5）：338-341.

[12] Rotkrua P，Shimada S，Mogushi K，et al.Circulating microRNAs as biomarkers for early detection of diffuse-type gastric cancer using a mouse model[J].British Journal of Cancer，2013，108（4）：932-940.

[13] Liu R，Zhang C，Hu Z，et al.A five-microRNA signature identified from genome-wide serum microRNA expression profiling serves as a fingerprint for gastric cancer diagnosis[J].European Journal of Cancer，2011，47（5）：784-791.

[14] Zheng Y，Cui L，Sun W，et al.MicroRNA-21 is a new marker of circulating tumor cells in gastric cancer patients[J].Cancer Biomarkers，2011，10（2）：71-77.

[15]孙芳，王江雁，时兰春，等.新型肿瘤标志物―循环血清microRNA研究进展[J].临床误诊误治，2012，25（12）：93-96.

[16] Kanaan Z，Roberts H，Eichenberger M R，et al.A plasma microRNA panel for detection of colorectal adenomas：a step toward more precise screening for colorectal cancer[J].Annals of Surgery，2013，258（3）：400-408.

[17] Giráldez M D，Lozano J J，Ramírez G，et al.Circulating MicroRNAs as Biomarkers of Colorectal Cancer：Results From a Genome-Wide Profiling and Validation Study[J].Clinical Gastroenterology & Hepatology the Official Clinical Practice Journal of the American Gastroenterological Association，2013，11（6）：681-688.

[18] Nugent M，Miller N，Kerin M J.Circulating miR-34a levels are reduced in colorectal cancer[J].Journal of Surgical Oncology，2012，106（8）：947-952.