任傳利，王立紅，韓崇旭，陳 慧，王大新 （江蘇省蘇北人民醫(yī)院／揚(yáng)州大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)科，江蘇揚(yáng)州225001）

循環(huán)microRNA在胃癌早期診斷價(jià)值的研究進(jìn)展

任傳利，王立紅，韓崇旭，陳 慧，王大新 （江蘇省蘇北人民醫(yī)院／揚(yáng)州大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)科，江蘇揚(yáng)州225001）

microRNA是一類(lèi)長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸的非編碼小RNA，有轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)的功能，既參與細(xì)胞的正常生理過(guò)程，也參與腫瘤的發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移、凋亡等功能．循環(huán)microRNA在血液中具有高穩(wěn)定、易精確定量檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在胃癌的早期診斷及預(yù)后等方面具有潛在的應(yīng)用前景．

microRNA；胃癌；早期診斷；預(yù)后

0 引言

胃癌是最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一．據(jù)估計(jì)2012年全世界胃癌新發(fā)病例達(dá)95．2萬(wàn)人，死亡病例達(dá)72．3萬(wàn)人，死亡率第三［1］．我國(guó)是胃癌高發(fā)的國(guó)家和地區(qū)之一，每年約45%（32．5萬(wàn)）的死亡病例發(fā)生在中國(guó)［1］，因此，胃癌作為威脅我國(guó)居民生命健康的重要疾病之一，是亟待解決的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題．

液蛋白生物標(biāo)記物被嘗試用于胃癌的早期篩查，如血清胃蛋白酶原、胃泌素17等血清標(biāo)記物，但由于蛋白標(biāo)記物自身靈敏度和特異度的局限難以推行廣泛胃癌早期診斷的應(yīng)用［2］．基于質(zhì)譜和芯片等高通量技術(shù)篩選的標(biāo)記物是發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)記物的熱點(diǎn)技術(shù)之一，驗(yàn)證過(guò)程中往往靈敏度和特異度難以滿足臨床需求．由此可見(jiàn)，早診早治有利于胃癌防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但目前尚缺乏可供推廣應(yīng)用的早期診斷的技術(shù)方法，發(fā)現(xiàn)方便易行、高效價(jià)廉且微創(chuàng)的早期診斷生物標(biāo)記物仍是目前胃癌防治中面臨的極為重要的課題．

1 MicroRNA調(diào)控生物的病理生理特點(diǎn)

1．1 MicroRNA起源及調(diào)控靶基因機(jī)制近年來(lái)，微小RNA（microRNA，miRNA）具有癌基因和抑癌基因的功能，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移及化療耐藥等方面扮演重要角色，是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一［3］．1993年Lee等［4］在秀麗隱桿線蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)可調(diào)控胚胎后期發(fā)育的 miRNA：lin-4．2000年，Reinhart等［5］在線蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)和其發(fā)育相關(guān)的miRNA：let-7．隨著生物技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)收集人類(lèi)miRNA基因數(shù)量還持續(xù)增加．miRNA與靶基因mRNA序列特異結(jié)合，誘導(dǎo)靶基因mRNA降解，抑制靶基因的活性，進(jìn)而調(diào)控靶基因的功能［6］．miRNAs轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Exportin-5以Ran-GTP依賴的方式將pre-miRNA轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)，Dicer酶將其剪切成不完整的雙鏈miRNA，其中一條單鏈選擇性地與基因沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC）結(jié)合．結(jié)合物與靶基因mRNA的3’-非翻譯區(qū)（3’-UTR）進(jìn)行互補(bǔ)結(jié)合，導(dǎo)致靶基因翻譯抑制，進(jìn)而調(diào)控轉(zhuǎn)錄后基因的表達(dá)［7-9］．

1．2 MicroRNA在腫瘤診斷的價(jià)值在正常生理?xiàng)l件下，miRNA通過(guò)結(jié)合靶基因進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞的正常生物活動(dòng)和生理行為［10］．循環(huán)來(lái)源的miRNA在癌癥的診斷、療效判斷、預(yù)后評(píng)估扮演重要作用，有望成為腫瘤發(fā)病、治療和預(yù)后的重要候選標(biāo)志物［11-12］．但是，由于腫瘤組織取材具有創(chuàng)傷性，患者難以接受，并且在腫瘤晚期難以獲得組織樣本，因此難以作為腫瘤早期診斷而廣泛應(yīng)用．近年來(lái)，循環(huán)miRNA作為一種新型的腫瘤生物標(biāo)志物備受關(guān)注［13-14］．

2 循環(huán)MicroRNA來(lái)源及分泌機(jī)制

2．1 細(xì)胞外囊泡的來(lái)源及生物特性破壞的或者激活的細(xì)胞以高度調(diào)控摸索釋放細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）．EVs分別根據(jù)尺寸小于100 nm及100～1 000 nm分類(lèi)為外泌體（exosomes）和微粒（microparticles），在健康人的血液循環(huán)中存在，并作為自然信號(hào)傳統(tǒng)系導(dǎo)調(diào)控機(jī)體正常生理功能［15］．

2．2 循環(huán)MicroRNA來(lái)源盡管循環(huán)miRNA在腫瘤等疾病的早期診斷中具有重要的應(yīng)用前景，但其來(lái)源至今尚無(wú)定論．循環(huán)miRNA可能來(lái)自血液細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞或者造血干細(xì)胞等多種來(lái)源，如血小板、網(wǎng)織紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、上皮細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、干細(xì)胞以及腫瘤細(xì)胞等，而不同細(xì)胞來(lái)源的miRNA種類(lèi)和表達(dá)豐度有很大差異［16］．miRNA進(jìn)入血液循環(huán)可能有兩種途徑：miRNA可能從破碎的組織細(xì)胞被動(dòng)漏出；細(xì)胞選擇性地包裹在外泌體等膜性結(jié)構(gòu)主動(dòng)分泌到血液循環(huán)中［17］，或與 RNA結(jié)合蛋白（如 HDL、AGO2、NPM1）結(jié)合分泌到血循環(huán)中．主動(dòng)分泌被認(rèn)為是miRNA進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的主要方式［35］．無(wú)論是外泌體型還是蛋白結(jié)合型，這兩種形式都能夠很好地解釋循環(huán)miRNA穩(wěn)定存在、不易降解的原因．國(guó)內(nèi)外研究證實(shí)外泌體型miRNA在細(xì)胞和細(xì)胞間信息交換及調(diào)控細(xì)胞信號(hào)分子間功能方面發(fā)揮著重要作用［16］．不同的循環(huán)miRNA可能來(lái)源于不同的分泌機(jī)制，并且具有不同的存在形式，但是目前尚沒(méi)有研究系統(tǒng)闡述腫瘤患者與健康對(duì)照血液循環(huán)中外泌體型miRNA與蛋白結(jié)合型miRNA的構(gòu)成比的差異，而這一問(wèn)題的闡明對(duì)我們理解循環(huán)miRNA的分泌機(jī)制以及用于腫瘤早期診斷和臨床診療具有重要意義．

3 循環(huán)miRNA在胃癌的早期診斷價(jià)值

3．1 循環(huán)miRNA的發(fā)現(xiàn)及生物特點(diǎn)2008年下半年，南京大學(xué)張辰宇教授課題組［18］和美國(guó)Tewari領(lǐng)導(dǎo)的課題組［16］發(fā)現(xiàn)血漿或者血清中存在穩(wěn)定的miRNA，這些miRNA對(duì)RNase、較長(zhǎng)時(shí)間放置、反復(fù)凍融等條件比較穩(wěn)定，說(shuō)明循環(huán)miRNA作為腫瘤生物標(biāo)記物具有穩(wěn)定性、無(wú)創(chuàng)性、精確定量等優(yōu)點(diǎn)．

3．2 循環(huán)miRNA在胃癌的診斷靈敏度和特異度近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)miRNA在胃癌中具有診斷價(jià)值，如 Liu等［19］通過(guò) Solexa測(cè)序技術(shù)篩選miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34和miR-423-5p 5個(gè)miRNA組合在胃癌診斷的受試者工作特征曲線（ROC）下面積（AUC）超過(guò)0．800；Liu等［20］發(fā)現(xiàn)三種在胃癌血液中高表達(dá)miRNA：miR-187?、miR-371-5p和miR-378，其中 miR-378在胃癌診斷靈敏度為88%，特異度為71%．Qiu等［21］發(fā)現(xiàn)在85例胃癌組織中及285例胃癌和配對(duì)健康對(duì)照的血漿中，miR-26a，miR-142-3p，miR-148a，和miR-195四個(gè)miRNA在胃癌組織及血漿中表達(dá)水平均降低，miR-26a在胃癌中具有最高的診斷AUC值，為0．882，miR-26a可能作為胃癌診斷的非侵襲穩(wěn)定的生物標(biāo)記物．Zhuang等［22］研究分析發(fā)現(xiàn)，在胃癌患者血漿中miR-23b高表達(dá)與腫瘤分化、轉(zhuǎn)移和分期關(guān)系密切，對(duì)胃癌診斷的AUC值為0．8．Shin等［23］采用微陣列分析123例早期和中晚期的胃癌患者和111健康人血漿樣本，發(fā)現(xiàn)miR-627，miR-629和miR-652三個(gè)循環(huán)miRNA聯(lián)合明顯提高對(duì)胃癌的檢出率，其敏感性和特異性分別是86．7%和85．5%．Liu等［24］研究發(fā)現(xiàn)，miR-940在胃癌患者血漿中表達(dá)降低，并發(fā)現(xiàn) miR-940可調(diào)節(jié)NF-κB和Wnt／β-catenin信號(hào)通路，這些信號(hào)調(diào)控途徑在胃癌的發(fā)生和發(fā)展中扮演重要角色．理想的早期胃癌的診斷和篩選的生物標(biāo)記物在血漿或者組織中應(yīng)該明顯升高，便于檢測(cè)和質(zhì)量控制，如果表達(dá)水平明顯降低往往會(huì)限制其在臨床中的推廣應(yīng)用．本項(xiàng)目組以早期非賁門(mén)胃癌為研究對(duì)象，在320例早期非賁門(mén)胃癌、晚期非賁門(mén)胃癌、早期賁門(mén)癌、晚期賁門(mén)癌、健康對(duì)照等人群中，篩選并驗(yàn)證了胃癌差異表達(dá)的血漿 miR-16、miR-25、miR-92a、miR-451和 miR-486-5p，發(fā)現(xiàn)這5個(gè)miRNAs在外周血循環(huán)中的表達(dá)水平可用于早期胃癌的檢測(cè)，單獨(dú)或組合應(yīng)用于胃癌診斷均具有較高的靈敏度與特異度［25］．

由于樣本人群種族來(lái)源不同、標(biāo)本類(lèi)型不同、篩選的技術(shù)不同等因素導(dǎo)致鑒定的差異循環(huán)miRNA的結(jié)果不同，因此需要大樣本、多中心進(jìn)一步驗(yàn)證不同研究團(tuán)隊(duì)篩選的差異循環(huán)miRNA在早期胃癌的診斷價(jià)值．

4 胃癌組織中異常表達(dá)與胃癌診斷及預(yù)后的關(guān)系

胃癌組織的miRNA異常表達(dá)與胃癌的診斷及預(yù)后存在密切的聯(lián)系．Ueda等［26］應(yīng)用miRNA芯片對(duì)353例胃癌的研究發(fā)現(xiàn)，篩選組織差異表達(dá)的miRNAs能夠區(qū)分83%胃癌，8個(gè)上調(diào)的miRNAs可預(yù)測(cè)彌漫型胃癌，4個(gè)上調(diào)的miRNAs可預(yù)測(cè)其中彌漫型胃癌．低表達(dá)的let-7g、miR-433及高表達(dá)的miR-214預(yù)測(cè)了胃癌患者的不良總體生存期．Li等［27］通過(guò)對(duì)100例胃癌組織miRNA表達(dá)譜的分析，發(fā)現(xiàn)由7種miRNAs組成的 miRNA表達(dá)譜（miR-10b，miR-21，miR-223，miR-338，let-7a，miR-30a-5p，miR-126）能預(yù)測(cè)胃癌的總生存率和無(wú)復(fù)發(fā)生存率．我們?cè)谇捌谘獫{中篩選的5個(gè)miRNA譜可用于胃癌早期診斷的基礎(chǔ)上，通過(guò)在180例胃癌組織芯片檢測(cè)5個(gè)miRNA在胃癌的表達(dá)水平及其預(yù)后的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)胃癌組織高表達(dá)miR-25、miR-92a預(yù)測(cè)較好的患者總體生存期［28-29］，而胃癌組織高表達(dá)miR-16、miR-451a、miR-486-5p預(yù)測(cè)患者較差的總體生存期［30-31］．

循環(huán)microRNA來(lái)源及調(diào)控腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移的機(jī)制尚不清楚．循環(huán)microRNA在血液中具有高穩(wěn)定、易精確定量、無(wú)創(chuàng)性等優(yōu)點(diǎn)，在胃癌的早期診斷、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)復(fù)發(fā)、預(yù)后等方面具有潛在的應(yīng)用前景．

［1］Ferlay J，Soerjomataram I，Dikshit R，et al．Cancer incidence and mortality worldwide：sources，methods and major patterns in GLOBOCAN 2012［J］．Int J Cancer，2015，136（5）：E359-E386．

［2］Leung WK，Wu MS，Kakugawa Y，et al．Screening for gastric cancer in Asia：current evidence and practice［J］．Lancet Oncol，2008，9（3）：279-287．

［3］Carthew RW，Sontheimer EJ．Origins and Mechanisms of miRNAs and siRNAs［J］．Cell，2009，136（4）：642-655．

［4］Lee RC，F(xiàn)einbaum RL，Ambros V．The C．elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14［J］．Cell，1993，75（5）：843-854．

［5］Reinhart BJ，Slack FJ，Basson M，et al．The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans［J］．Nature，2000，403（6772）：901-906．

［6］Hausser J，Zavolan M．Identification and consequences of miRNA-target interactions--beyond repression ofgene expression［J］．Nat Rev Genet，2014，15（9）：599-612．

［7］Khvorova A，Reynolds A，Jayasena SD．Functional siRNAs and miRNAs exhibit strand bias［J］．Cell，2003，115（2）：209-216．

［8］Park JE，Heo I，Tian Y，et al．Dicer recognizes the 5’end of RNA for efficient and accurate processing［J］．Nature，2011，475（7355）：201-205．

［9］Pillai RS，Bhattacharyya SN，F(xiàn)ilipowicz W．Repression of protein synthesis by miRNAs：how many mechanisms［J］．Trends Cell Biol，2007，17（3）：118-126．

［10］Ha M，Kim VN．Regulation of microRNA biogenesis［J］．Nat Rev Mol Cell Biol，2014，15（8）：509-524．

［11］Kong YW，F(xiàn)erland-Mccollough D，Jackson TJ，et al．microRNAs in cancer management［J］．Lancet Oncol，2012，13（6）：e249-e258．

［12］Di Leva G，Garofalo M，Croce CM．MicroRNAs in cancer［J］．Annu Rev Pathol，2014，9：287-314．

［13］Witwer KW．Circulating microRNA biomarker studies：pitfalls and potential solutions［J］．Clin Chem，2015，61（1）：56-63．

［14］Ichikawa D，Komatsu S，Konishi H，et al．Circulating microRNA in digestive tract cancers［J］．Gastroenterology，2012，142（5）：1074-1078．e1．

［15］ Raposo G， StoorvogelW．Extracellularvesicles： exosomes， microvesicles，and friends［J］．J Cell Biol，2013，200（4）：373-383．

［16］Chen X，Liang H，Zhang J，et al．Secreted microRNAs：a new form of intercellular communication［J］．Trends Cell Biol，2012，22（3）：125-132．

［17］Cocucci E，Racchetti G，Meldolesi J．Shedding microvesicles：artefacts no more［J］．Trends Cell Biol，2009，19（2）：43-51．

［18］Mitchell PS，Parkin RK，Kroh EM，et al．Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection［J］．Proc Natl Acad Sci USA，2008，105（30）：10513-10518．

［19］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］．Eur J Cancer，2011，47（5）：784-791．

［20］Liu H，Zhu L，Liu B，et al．Genome-wide microRNA profiles identify miR-378 as a serum biomarker for early detection of gastric cancer［J］．Cancer Lett，2012，316（2）：196-203．

［21］Qiu X，Zhang J，Shi W，et al．Circulating microRNA-26a in plasma and its potential diagnostic value in gastric cancer［J］．PLoS ONE，2016，11（3）：e0151345．

［22］Zhuang K，Han K，Tang H，et al．Up-Regulation of Plasma miR-23b is Associated with Poor Prognosis of Gastric Cancer［J］．Med Sci Monit，2016，22：356-361．

［23］Shin VY，Ng EK，Chan VW，et al．A three-miRNA signature as promising non-invasive diagnostic marker for gastric cancer［J］．Mol Cancer，2015，14：202．

［24］Liu X，Kwong A，Sihoe A，et al．Plasma miR-940 may serve as a novel biomarker for gastric cancer［J］．Tumour Biol，2016，37（3）：3589-3597．

［25］Zhu C，Ren C，Han J，et al．A five-microRNA panel in plasma was identified as potential biomarker for early detection of gastric cancer［J］．Br J Cancer，2014，110（9）：2291-2299．

［26］Ueda T，Volinia S，Okumura H，et al．Relation between microRNA expression and progression and prognosis of gastric cancer：a microRNA expression analysis［J］．Lancet Oncol，2010，11（2）：136-146．

［27］Li X，Zhang Y，Zhang Y，et al．Survival prediction of gastric cancer by a seven-microRNA signature［J］．Gut，2010，59（5）：579-585．

［28］Ren C，Wang W，Han C，et al．Expression and prognostic value of miR-92a in patients with gastric cancer［J］．Tumour Biol，2016，37（7）：9483-9491．

［29］Han C，Ren C，Wang W，et al．High expression of mir-25 predicting poor prognosis in gastric cancer［J］．Transl Surg，2016，1（3）：69．

［30］Ren C，Chen H，Han C，et al．High expression of miR-16 and miR-451 predicating better prognosis in patients with gastric cancer［J］．J Cancer Res Clin Oncol，2016，142（12）：2489-2496．

［31］Ren C，Chen H，Han C，et al．miR-486-5p expression pattern in esophageal squamous cell carcinoma，gastric cancer and its prognostic value［J］．Oncotarget，2016，7（13）：15840-15853．

Research progress of circulating microRNA in early diagnosis of gastric cancer

REN Chuan-Li，WANG Li-Hong，HAN Chong-Xu，CHEN Hui，WANG Da-Xin
Clinical Laboratory of Northern Jiangsu People’s Hospital and Clinical Medical College of Yangzhou University， Yangzhou 225001，China

MicroRNA is a class of non coding small RNA with a length of about 22 nucleotides，which has the function of post transcriptional regulation．It is not only involved in the normal physiological process of cells，but also involved in the occurrence，proliferation， metastasis and apoptosis oftumor．Circulating microRNA has many advantages as a class of novel biomarker，such as high stability and easy detection，which has potential application in the early diagnosis and prognosis evaluation of gastric cancer．

microRNA；gastric cancer；early diagnosis；prognosis

R735．2

A

2095-6894（2017）05-37-03

2016-12-30；接受日期：2017-01-13

國(guó)家自然基金面上項(xiàng)目（81573220）；江蘇省六大人才高峰項(xiàng)目資助（WSN107）

任傳利．博士，副教授，主任技師．研究方向：腫瘤生物標(biāo)記物．E-mail：renchl＠163．com