崔秀平 周子健
小兒急性肺損傷患者血清miR-155的表達(dá)水平及其臨床意義
崔秀平 周子健
目的 通過(guò)檢測(cè)小兒急性肺損傷(acute lung injury,ALI)患者血清中miR-155的表達(dá)水平,探討其在診斷和評(píng)估小兒ALI中的臨床意義。方法 選擇符小兒AMI診斷的患者30例作為研究對(duì)象,分別于明確診斷后1、3、5、7 d取患者血清樣本,采用實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR(RT-PCR)檢測(cè)血清miR-155表達(dá)改變情況;并與30例正常人進(jìn)行對(duì)照。探討血清miR-155的表達(dá)水平在診斷和評(píng)估小兒ALI上的臨床價(jià)值。結(jié)果 小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)水平在明確診斷后1、3、5、7 d時(shí)均明顯高于正常對(duì)照組(P<0.05)。隨著病情的緩解,血清miR-155表達(dá)呈逐漸下降趨勢(shì)。Pearson相關(guān)分析顯示,血清miR-155與APACHE-II評(píng)分具有顯著相關(guān)性(P<0.05)。結(jié)論 在小兒ALI患者血清中血清miR-155的表達(dá)水平不僅能夠成為新的ALI檢測(cè)標(biāo)記物,還可以作為患者病情監(jiān)測(cè)的臨床指標(biāo)。
急性肺損傷;兒童;miR-155;血清
急性肺損傷(acute lung injury,ALI)以肺部炎癥炎癥和肺毛細(xì)血管通透性增加為特征的臨床綜合征。ALI導(dǎo)致彌漫性肺間質(zhì)及肺泡水腫,臨床上表現(xiàn)為進(jìn)行性低氧血癥和呼吸窘迫,嚴(yán)重時(shí)則進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)。由于小兒肺部發(fā)育尚不夠成熟和免疫力低下,因此ALI在小兒中的發(fā)病率要高于成人。近年流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)顯示國(guó)外ALI占兒科重癥監(jiān)護(hù)病房收治的10%[1]。ALI屬于兒科臨床危重癥之一,由于目前臨床上缺乏具有較高敏感性和特異性的早期診斷ALI的生物標(biāo)記物,因此診治難度較大。微小RNA(miRNA)是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一類長(zhǎng)度約20~25 nt的非編碼調(diào)控單鏈小分子RNA。研究顯示,miRNA在調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展、炎癥免疫反應(yīng)等一系列重要生理病理過(guò)程起著非常重要的調(diào)控作用[2]。最新的研究證實(shí),miRNAs能在血液中穩(wěn)定存在,且其表達(dá)譜和表達(dá)水平改變情況也與疾病有關(guān)[3]。因此,科學(xué)家們推測(cè)miRNA可能是一個(gè)理想的生物檢測(cè)標(biāo)志物。miR-155是目前已知的在炎癥和免疫反應(yīng)起重要調(diào)控作用的miRNA。本次研究我們通過(guò)檢測(cè)小兒ALI患者血清中miR-155的表達(dá)水平,探討其在診斷和評(píng)估小兒ALI中的臨床意義。
1.1 一般資料 選擇2013年5月~2015年5月在梅河口市中心醫(yī)院住院并確診的小兒ALI患者30例作為研究對(duì)象。所有小兒ALI患者均符合我國(guó)1999年中華醫(yī)學(xué)會(huì)推薦的ALI診斷標(biāo)準(zhǔn):(1)有導(dǎo)致ALI的高危因素;(2)急性起病,呼吸頻數(shù)增加和(或)呼吸窘迫;(3)低氧血癥:ALI時(shí)PaO2/ FiO2≤300 mmHg;(4)胸部X線檢查示雙肺浸潤(rùn)陰影;(5)肺動(dòng)脈楔壓(PCWP)≤18 mmHg或臨床上能除外心源性肺水腫。其中男19例,女11例,年齡1~11歲,平均年齡(3.5±1.2)歲。另選擇30例正常小兒作為對(duì)照組。所有入選小兒家長(zhǎng)研究前均被告知簽署知情同意書。
1.2 方法 (1)血清樣本采集:所有研究對(duì)象均在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集靜脈血5 mL,室溫下自然凝固20 min,然后2 000 rpm/ min條件下離心15 min,吸出上層血清,放入-80℃冰箱待實(shí)驗(yàn)。(2)主要設(shè)備及試劑:RNAisoTMPlus和RT-PCR試劑盒(Takara公司);mirVanaTMmiRNA Isolation Kit和miScript Reverse Transcription Kit(Ambion公司);miR-1及U6引物序列購(gòu)于上海吉?jiǎng)P基因化學(xué)技術(shù)有限公司;微量高速離心機(jī)(Eppendorf公司);ABI PRISM 7900實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(ABI公司)。(3)miR-155的檢測(cè):①血清總RNA提?。翰捎肦NAisoTMPlus并按照操作說(shuō)明提取血清中的總RNA,異丙醇沉淀法濃縮
RNA,NanoDrop? ND-1000檢測(cè)RNA濃度并評(píng)估純度,1.5%甲醛變性瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA質(zhì)量。②逆轉(zhuǎn)錄(RT)反應(yīng):采用miScript Reverse Transcription Kit并按照實(shí)驗(yàn)步驟說(shuō)明進(jìn)行操作。建立20μL RT混合反應(yīng)體系:dNTP(2.5 mM each)2μL;Total RNA 0.3 ug;RT特異引物(1 uM):0.5μL;MMLV反轉(zhuǎn)錄酶(10U/μL):2μL;RNA酶抑制劑(40 u/ μL):0.3μL;10×RT Buffer 2μL;加入無(wú)RNA酶水至總體積20μL。反應(yīng)條件:16℃:30 min;40℃:40 min;85℃:5 min。③PCR反應(yīng):構(gòu)建20μL反應(yīng)體系:通用引物1μL,目的引物1μL,QuantiTect SYBR Green PCR Master Mix 10μL,模板CDNA 1μL,無(wú)RNA酶水7μL。按以下程序進(jìn)行擴(kuò)增:95℃,3 min;40個(gè)PCR循環(huán)(95℃,15 s;60℃,30 s;70℃,30 s)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。以U6 snRNA作為內(nèi)參,數(shù)據(jù)采用2-ΔΔCT法進(jìn)行分析。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料結(jié)果用“x±s”表示,治療前后及組間比較用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料以構(gòu)成比表示,用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 RNA質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果 提取血清RNA經(jīng)檢測(cè)吸光度(A)值A(chǔ)260/A280在1.6~1.8,表明RNA濃度和純度較高,無(wú)DNA及蛋白質(zhì)污染。變性凝膠電泳結(jié)果顯示為3個(gè)清晰條帶,18 S和28 S條帶清晰無(wú)明顯拖尾,證實(shí)RNA提取成功,無(wú)RNA降解發(fā)生。
2.2 小兒ALI患者和正常小兒血清miR-155表達(dá)比較 正常小兒血清中只表達(dá)較低水平的miR-155表,約為(0.12±0.02);小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)水平較正常小兒有顯著的升高,約為(1.41±0.36);兩者比較,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見圖1。
圖1 各組血清miR-1表達(dá)情況比較
2.3 不同時(shí)間點(diǎn)小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)情況小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)水平在明確診斷后1、3、5、7 d時(shí)均明顯高于正常對(duì)照組,3 d左右達(dá)到高峰(P<0.05)。隨著病情的緩解,血清miR-155表達(dá)呈逐漸下降趨勢(shì)。見圖2。
圖2 不同時(shí)間點(diǎn)小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)
2.4 小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)與APACHE-II評(píng)分的相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示,小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)與APACHE-II評(píng)分的相關(guān)系數(shù)r=0.68,呈明顯正相關(guān)(P<0.05)。
ALI發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜,涉及多種病理生理機(jī)制,目前已知各種致病因素導(dǎo)致的全身炎癥反應(yīng)是小兒ARDS的根本原因。ALI疾病進(jìn)展迅速,如果不能得到及時(shí)有效的治療。ALI會(huì)發(fā)展為ARDS,嚴(yán)重威脅患者的生命[4]。據(jù)流行病學(xué)資料顯示,美國(guó)ALI/ARDS的年總發(fā)病率為19萬(wàn),其病死率高達(dá)30%~40%[5]。小兒ALI早期往往缺乏特異性表現(xiàn),待出現(xiàn)典型臨床表現(xiàn)時(shí)疾病往往已進(jìn)展至中晚期。因此,尋找能早期診斷小兒ALI,且特異性、敏感性更高的標(biāo)志物,對(duì)于及時(shí)開展治療,改善患者預(yù)后是至關(guān)重要的。近年來(lái),雖然在ALI的生物標(biāo)記物研究上已經(jīng)獲得一些進(jìn)展,如肺細(xì)胞及基質(zhì)損傷的生物標(biāo)記物(AECⅠ、Ⅱ損傷標(biāo)記物、層黏連蛋白、血管性血友病因子)和炎癥反應(yīng)標(biāo)記物(TNF-α、IL-6、IL-8)[6-8]。但目前臨床上尚缺乏具有較高敏感性和特異性的診斷ALI的生物標(biāo)記物。
miRNA是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一類非編碼調(diào)控單鏈小分子RNA。研究證實(shí),miRNA可通過(guò)轉(zhuǎn)錄后水平下調(diào)炎癥因子和炎癥因子信號(hào)通路的受體來(lái)調(diào)控失衡的炎癥反應(yīng),因此在炎癥免疫反應(yīng)過(guò)程起著非常重要的調(diào)控作用。值得關(guān)注的是,由于miRNA與疾病的發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān),且在患者病變組織、血液中均可以發(fā)現(xiàn)異常表達(dá)的,與疾病發(fā)展密切關(guān)聯(lián)的miRNAs。因此,miRNA具備成為新的疾病檢測(cè)標(biāo)志物的潛力[9]。
miR-155是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的免疫系統(tǒng)相關(guān)的miRNA之一,其位于人類21號(hào)染色體上B-cell Integration Cluster(bic)基因的第三個(gè)外顯子內(nèi)。研究表明,LPS刺激可導(dǎo)致人免疫細(xì)胞中miR-155表達(dá)升高,且這種改變與Toll樣受體(TLR)的活化有關(guān),提示miR-155可能通過(guò)轉(zhuǎn)錄后水平下調(diào)炎癥因子和炎癥因子信號(hào)通路的受體來(lái)調(diào)控失衡的炎癥反應(yīng),因而在人體的炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)過(guò)程中發(fā)揮重要作用[10-11]。
綜上所述,小兒ALI患者血清miR-155表達(dá)水平較正常小兒顯著升高。隨著病情的緩解,血清miR-155表達(dá)呈逐漸下降趨勢(shì)。Pearson相關(guān)分析顯血清miR-155與APACHE-II評(píng)分呈明顯正相關(guān)。以上數(shù)據(jù)結(jié)果表明,血清miR-155具備成為早期診斷小兒ALI的新指標(biāo)。而其血清水平的下降也預(yù)示著疾病的好轉(zhuǎn),提示血清miR-155水平也可作為判斷ALI預(yù)后的重要指標(biāo)。此外,由于小兒ALI的整個(gè)病理過(guò)程主要由炎癥反應(yīng)介導(dǎo),因此,能夠調(diào)控炎癥反應(yīng)的miR-155也可能成為ALI治療的潛在靶點(diǎn)。
[1] Hernu R,Wallet F,Thiolliere F,et al.An attempt to validate the modification of the American-European consensus definition of acute lung injury/acute respiratory distress syndrome by the Berlin definition in a university hospital[J].Intensive Care Med,2013,39(12):2161-2170.
[2] David R.Small RNAs:miRNA machinery disposal[J].Nat Rev Mol Cell Biol, 2013,14(1):4-5.
[3] Dong L,Li Y,Han C,et al.miRNA microarray reveals specific expression in the peripheral blood of glioblastoma patients[J].Int J Oncol,2014,45(2): 746-756.
[4] Ware L B,Herridge M.Acute lung injury[J].Semin Respir Crit Care Med, 2013,34(4):439-440.
[5] Meade MO,Lamontagne F.Clinical trial design in acute lung injury--issues and controversies[J].Semin Respir Crit Care Med,2013,34(4): 516-521.
[6] Hoesch RE,Lin E,Young M,et al.Acute lung injury in critical neurological illness[J].Crit Care Med,2012,40(2):587-593.
[7] Calfee CS,Gallagher D,Abbott J,et al.Plasma angiopoietin-2 in clinical acute lung injury:prognostic and pathogenetic significance[J].Crit Care Med, 2012,40(6):1731-1737.
[8] Guo Q,Jin J,Yuan JX,et al.VEGF,Bcl-2 and Bad regulated by angiopoietin-1 in oleic acid induced acute lung injury[J].Biochem Biophys Res Commun, 2011,413(4):630-636.
[9] Blondal T,Jensby NS,Baker A,et al.Assessing sample and miRNA profile quality in serum and plasma or other biofluids[J].Methods,2013,59(1): S1-S6.
[10] Fairfax KA,Gantier MP,Mackay F,et al.IL-10 regulates Aicda expression through miR-155[J].J Leukoc Biol,2015,97(1):71-78.
[11] Xie GB,Liu WJ,Pan ZJ,et al.Evolution of the mir-155 family and possible targets in cancers and the immune system[J].Asian Pac J Cancer Prev, 2014,15(18):7547-7552.
10.3969/j.issn.1009-4393.2016.30.007
吉林 135000 梅河口市中心醫(yī)院兒科 (崔秀平) 梅河口市中心醫(yī)院心內(nèi)科(周子?。?/p>