胃癌血清microRNA 标志物研究

王 钧，谢 艳，姚 茹

解放军第451 医院消化内科，陕西 西安710054

微小RNA(microRNA，miRNA)是近年来分子生物学和遗传学领域的研究热点。miRNA 是一类非编码小RNA 分子，通常在转录后水平调控基因表达，诱导靶mRNA 降解或阻遏其转录后翻译，从而调节细胞增殖、分化与凋亡。已有研究表明miRNA 可能通过与肿瘤相关蛋白之间的相互作用来发挥其促进或抑制肿瘤的生物学功能。已知miRNA 参与肿瘤进展机制包括:参与调节细胞周期、影响细胞增殖、参与肿瘤的侵袭与转移等［1］。

胃癌发病率仍较高，至今每年死于胃癌的患者仍居恶性肿瘤死亡原因的前列［2］，其病因和发病机制尚未完全阐明。已有大量研究提示存在一些与胃癌发生、发展关系密切的miRNA。对多个国家和地区的胃癌组织标本进行miRNA 芯片检测提示存在差异表达的miRNA 分子，如:miR-21［3］、miR -27［4］、miR -196a［5］等具有促癌作用的miRNA 表达增高，而具有抑癌作用的let-7［6］、miR-101［7］、miR-29a［8］等表达降低，进一步研究证实这些胃癌组织和细胞中差异表达的miRNA分子可作为诊断胃癌的辅助依据。但检测组织中的miRNA 用于早期诊断疾病存在局限性，近期研究表明血清miRNA 亦可以反映组织和疾病的特异性，可作为敏感的血清标志［9］。Chen 等［10］首次系统研究了血清miRNA，发现可从外周血中检测到miRNA，并且miRNA 在血清中可长期稳定存在，耐RNA 酶降解。煮沸、反复冻融、酸碱环境和长期保存等各种处理均不会造成血清miRNA 的损失。研究提示肺癌及大肠癌患者部分血清miRNA 一致［10］，提示存在多种肿瘤类型共同血清miRNA。此外，不同肿瘤类型还有着组织相对特异的miRNA 谱。多种血清miRNA 在肝癌［11］、肺癌［12］、前列腺癌［13］等多种肿瘤中特异性表达上调，且与临床分期、预后等相关。近期研究提示，血清miRNA 也能反映胃癌的疾病状态，可作为一个非侵入性胃癌早期诊断标志物，并且能预测预后和反映治疗后疗效。本文就胃癌相关血清miRNA 分子及临床意义进行概述。

1 胃癌相关血清microRNA 分子

研究表明，miR-218 不但在胃癌组织及胃癌细胞系中显著下调［14］，在胃癌患者血清中也显著下调［15］。Valladares-Ayerbes 等［16］分别利用实时定量PCR 及microRNA 芯片技术，发现胃癌细胞系及胃癌组织中miR-200 家族miR-200a、miR-200b、miR-200c 的表达显著升高，同时检测了67 例胃癌患者血清中mir-200C表达，发现其表达水平与淋巴结转移呈正相关。Tsujiura 等［17］检测了69 例胃癌患者及30 例健康志愿者部分血清miRNA 水平，发现胃癌患者血清miR-17-5p、miR-21、miR-106a、miR-106b 水平显著增高，而let-7a水平显著降低。受试者操作曲线(ROC)提示:血清miR-106a 与let-7a 浓度之比曲线下面积可达到0.879，诊断胃癌的特异性相对较高。我国重庆的研究［15］表明，胃癌患者血清中miR-223 及miR-21 水平显著升高，而miR-218 显著降低。研究［18］表明，胃癌患者血清中miR-106b、miR-20a 和miR-221 表达显著上调，ROC 曲线下面积分别为0.77、0.85、0.79，提示可用于胃癌的诊断。Liu 等［19］利用定量PCR 检测了164 例胃癌患者及127 名对照者血清中miRNA，发现5 个miRNA (miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34 和miR-423-5p)表达升高，ROC 曲线下面积明显高于CEA 及CA199。血清miR-187、miR-371-5p 和miR-378 在胃癌患者中显著上调，其中miR-378 在ROC 曲线下面积为0.861，敏感性为87.5%，特异性为70.73%，提示miR-378 可作为新的非侵入性胃癌检测标志［20］。2012 年中、日、韩三国联合研究［21］证实，胃癌患者血清中16种miRNA 显著上调，其中3 种(miR-221、miR-774、miR-376c)可作为胃癌诊断的血清标志物，可用于早期诊断。

2 胃癌相关血清microRNA 分子的临床意义

2.1 早期诊断 在早期胃癌患者血清中即可检测到miR-223 及miR-21 水平显著升高［15］。血清miRNA(miR-221、miR-744 和miR-423-5p)可作为胃癌早期诊断的标志物［21］，动态监测临床诊断胃癌前这三种miRNA 血清表达水平，发现随着病程进展三者呈增高趋势，如胃黏膜发生不典型增生则miR-221 表达显著增高，利用血清miR-221 诊断是否出现不典型增生准确度可达到79.3%［21］。

幽门螺杆菌(Helicobater pylori，H. pylori)感染与胃癌的发生、发展关系密切，H.pylori 感染导致慢性浅表性胃炎、慢性萎缩性胃炎、不典型增生、胃癌代表着肠型胃癌的经典发展过程。已有研究提示H.pylori 可能通过调控部分miRNA 分子，影响其靶分子从而发挥促胃癌作用。Matsushima 等［22］通过miRNA 芯片检测发现H.pylori 阳性与阴性胃镜活检标本中55 个miRNA 的表达存在差异。相关性分析表明8 个miRNA 可准确预测是否存在H. pylori 感染，其中miR-223 预测的敏感性和特异性均达100%。我国的研究［15］也证实H.pylori 阳性患者血清中miR-223 水平较阴性对照组显著升高，提示通过检测部分血清miRNA 分子可能提示H.pylori 感染及相关胃病乃至胃癌的诊断。

2.2 预测预后 研究提示血清miRNA 水平与胃癌患者预后相关。血清miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34和miR-423-5p 表达水平与胃癌临床分期相关［19］。miR-221 和miR-376c 表达丰度与胃癌分化程度呈显著负相关［18］。血清miR-200C 表达水平与胃癌淋巴结转移呈正相关，与总体生存率呈负相关，统计学分析表明miR-200C 是预测预后的独立因素，其敏感性、特异性、阳性及阴性预测值分别达到65.4%、100%、100%和45.5%［15］。血清miR-17-5p 和miR-20a 水平与胃癌分化状态及TNM 分期相关，miR-20a 是预测预后的独立因素［23］。另外，let-7、miR-19a、miR-101、miR-21、miR-214、miR-410、miR-433、miR-452、miR-495 等与预后相关［24-25］。这些结果均提示miRNA 不仅可作为胃癌的诊断提示因素，还可用于预测预后。

2.3 判断疗效 miRNA 也可作为判断疗效的血清标志物。Wang 等［23］比较了14 例胃癌术前及术后血清miR-17-5p 和miR-20a 表达水平，发现术后二者表达显著下调。miR-17-5p、miR-21、miR-106a、miR-106b 等表达增高的miRNA 分子在胃癌切除术后较术前显著降低［17］。这些研究提示，胃癌切除术后监测血清miRNA 水平，可辅助判断肿瘤是否完全切除，评估疗效以及有无复发。

综上，血清miRNA 表达水平可提示胃癌进展阶段、预测预后及判断疗效，血清miRNA 诊断胃癌的敏感性和特异性方面优于传统的血清标志物。但目前尚存在一些问题，例如血清miRNA 的器官特异性，如血清miR-21 在乳腺癌、食管癌、胃癌、大肠癌及肺癌等5种实体瘤中表达均升高［26］。血清miR-27a 诊断胃癌ROC 曲线下面积高于CEA 及CA199，但其在乳腺癌组织中也高表达［27］。再如:已有研究结论尚有不同，分析可能与研究方法及胃癌不同组织类型有关。如文献［19］中胃癌组织类型全是腺癌，而文献［20］研究涉及腺癌、黏液癌等多种类型。这些问题提示，胃癌的发生、发展涉及大量信号分子及通路，血清miRNA 在胃癌诊断的临床应用仍待进一步研究。

［1］ Ahmad J，Hasnain SE，Siddiqui MA，et al. MicroRNA in carcinogenesis ＆ cancer diagnostics:a new paradigm［J］. Indian J Med Res，2013，137(4):680-694.

［2］ Jemal A，Bray F，Center MM，et al. Global cancer statistics［J］. CA Cancer J Clin，2011，61(2):69-90.

［3］ Zhang Z，Li Z，Gao C，et al. miR-21 plays a pivotal role in gastric cancer pathogenesis and progression［J］. Lab Invest，2008，88(12):1358-1366.

［4］ Liu T，Tang H，Lang Y，et al. MicroRNA-27a functions as an oncogene in gastric adenocarcinoma by targeting prohibitin ［J］. Cancer Lett，2009，273(2):233-242.

［5］ Xiao B，Guo J，Miao Y，et al. Detection of miR-106a in gastric carcinoma and its clinical significance［J］. Clin Chim Acta，2009，400(1-2):97-102.

［6］ Motoyama K，Inoue H，Nakamura Y，et al. Clinical significance of high mobility group A2 in human gastric cancer and its relationship to let-7 microRNA family［J］. Clin Cancer Res，2008，14(8):2334-2340.

［7］ He XP，Shao Y，Li XL，et al. Downregulation of miR-101 in gastric cancer correlates with cyclooxygenase-2 overexpression and tumor growth［J］. FEBS J，2012，279(22):4201-4212.

［8］ Cui Y，Su WY，Xing J，et al. MiR-29a inhibits cell proliferation and induces cell cycle arrest through the downregulation of p42.3 in human gastric cancer［J］. PLoS One，2011，6(10):e25872.

［9］ Laterza OF，Lim L，Garrett-Engele PW，et al. Plasma microRNAs as sensitive and specific biomarkers of tissue injury ［J］. Clin Chem，2009，55(11):1977-1983

［10］ Chen X，Ba Y，Ma L，et al. Characterization of microRNAs in serum:a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases［J］. Cell Res，2008，18(10):997-1006.

［11］ Zhou J，Yu L，Gao X，et al. Plasma microRNA panel to diagnose hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma［J］. J Clin Oncol，2011，29(36):4781-4788.

［12］ Yuxia M，Zhennan T，Wei Z. Circulating miR-125b is a novel biomarker for screening non-small-cell lung cancer and predicts poor prognosis［J］. J Cancer Res Clin Oncol，2012，138(12):2045-2050.

［13］ Chen ZH，Zhang GL，Li HR，et al. A panel of five circulating microRNAs as potential biomarkers for prostate cancer［J］. Prostate，2012，72(13):1443-1452.

［14］ Gao C，Zhang Z，Liu W，et al. Reduced microRNA-218 expression is associated with high nuclear factor kappa B activation in gastric cancer［J］. Cancer，2010，116(1):41-49.

［15］ Li BS，Zhao YL，Guo G，et al. Plasma microRNAs，miR-223，miR-21 and miR-218，as novel potential biomarkers for gastric cancer detection［J］. PLoS One，2012，7(7):e41629.

［16］ Valladares-Ayerbes M，Reboredo M，Medina-Villaamil V，et al. Circulating miR-200c as a diagnostic and prognostic biomarker for gastric cancer［J］. J Transl Med，2012，10:186.

［17］ Tsujiura M，Ichikawa D，Komatsu S，et al. Circulating microRNAs in plasma of patients with gastric cancers［J］. Br J Cancer，2010，102(7):1174-1179.

［18］ Cai H，Yuan Y，Hao YF，et al. Plasma microRNAs serve as novel potential biomarkers for early detection of gastric cancer［J］. Med Oncol，2013，30(1):452.

［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］ Song MY，Pan KF，Su HJ，et al. Identification of serum microRNAs as novel non-invasive biomarkers for early detection of gastric cancer［J］.PLoS One，2012，7(3):e33608.

［22］ Matsushima K，Isomoto H，Inoue N，et al. MicroRNA signatures in Helicobacter pylori-infected gastric mucosa［J］. Int J Cancer，2011，128(2):361-370.

［23］ Wang M，Gu H，Wang S，et al. Circulating miR-17-5p and miR-20a:molecular markers for gastric cancer ［J］. Mol Med Report，2012，5(6):1514-1520.

［24］ 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.

［25］ Li X，Zhang Y，Zhang Y，et al. Survival Prediction of Gastric Cancer by a Seven-microRNA Signature［J］. Gut，2009，59(5):579-585.

［26］ Wang B，Zhang Q. The expression and clinical significance of circulating microRNA-21 in serum of five solid tumors［J］. J Cancer Res Clin Oncol，2012，138(10):1659-1666.

［27］ Tang W，Zhu J，Su S，et al. MiR-27 as a prognostic marker for breast cancer progression and patient survival［J］. PLoS One，2012，7(12):e51702.