循环microRNA在胃癌早期诊断价值的研究进展

任传利，王立红，韩崇旭，陈 慧，王大新 （江苏省苏北人民医院／扬州大学临床医学院检验科，江苏扬州225001）

循环microRNA在胃癌早期诊断价值的研究进展

任传利，王立红，韩崇旭，陈 慧，王大新 （江苏省苏北人民医院／扬州大学临床医学院检验科，江苏扬州225001）

microRNA是一类长度约为22个核苷酸的非编码小RNA，有转录后调节的功能，既参与细胞的正常生理过程，也参与肿瘤的发生、增殖、转移、凋亡等功能．循环microRNA在血液中具有高稳定、易精确定量检测等优点，在胃癌的早期诊断及预后等方面具有潜在的应用前景．

microRNA；胃癌；早期诊断；预后

0 引言

胃癌是最常见的恶性肿瘤之一．据估计2012年全世界胃癌新发病例达95．2万人，死亡病例达72．3万人，死亡率第三［1］．我国是胃癌高发的国家和地区之一，每年约45%（32．5万）的死亡病例发生在中国［1］，因此，胃癌作为威胁我国居民生命健康的重要疾病之一，是亟待解决的重大公共卫生问题．

液蛋白生物标记物被尝试用于胃癌的早期筛查，如血清胃蛋白酶原、胃泌素17等血清标记物，但由于蛋白标记物自身灵敏度和特异度的局限难以推行广泛胃癌早期诊断的应用［2］．基于质谱和芯片等高通量技术筛选的标记物是发现生物标记物的热点技术之一，验证过程中往往灵敏度和特异度难以满足临床需求．由此可见，早诊早治有利于胃癌防治的关键环节，但目前尚缺乏可供推广应用的早期诊断的技术方法，发现方便易行、高效价廉且微创的早期诊断生物标记物仍是目前胃癌防治中面临的极为重要的课题．

1 MicroRNA调控生物的病理生理特点

1．1 MicroRNA起源及调控靶基因机制近年来，微小RNA（microRNA，miRNA）具有癌基因和抑癌基因的功能，在肿瘤的发生发展、转移及化疗耐药等方面扮演重要角色，是转化医学研究领域的热点之一［3］．1993年Lee等［4］在秀丽隐杆线虫中发现可调控胚胎后期发育的 miRNA：lin-4．2000年，Reinhart等［5］在线虫中发现和其发育相关的miRNA：let-7．随着生物技术的发展，数据库收集人类miRNA基因数量还持续增加．miRNA与靶基因mRNA序列特异结合，诱导靶基因mRNA降解，抑制靶基因的活性，进而调控靶基因的功能［6］．miRNAs转运蛋白Exportin-5以Ran-GTP依赖的方式将pre-miRNA转运到胞质，Dicer酶将其剪切成不完整的双链miRNA，其中一条单链选择性地与基因沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）结合．结合物与靶基因mRNA的3’-非翻译区（3’-UTR）进行互补结合，导致靶基因翻译抑制，进而调控转录后基因的表达［7-9］．

1．2 MicroRNA在肿瘤诊断的价值在正常生理条件下，miRNA通过结合靶基因进而调控细胞的正常生物活动和生理行为［10］．循环来源的miRNA在癌症的诊断、疗效判断、预后评估扮演重要作用，有望成为肿瘤发病、治疗和预后的重要候选标志物［11-12］．但是，由于肿瘤组织取材具有创伤性，患者难以接受，并且在肿瘤晚期难以获得组织样本，因此难以作为肿瘤早期诊断而广泛应用．近年来，循环miRNA作为一种新型的肿瘤生物标志物备受关注［13-14］．

2 循环MicroRNA来源及分泌机制

2．1 细胞外囊泡的来源及生物特性破坏的或者激活的细胞以高度调控摸索释放细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）．EVs分别根据尺寸小于100 nm及100～1 000 nm分类为外泌体（exosomes）和微粒（microparticles），在健康人的血液循环中存在，并作为自然信号传统系导调控机体正常生理功能［15］．

2．2 循环MicroRNA来源尽管循环miRNA在肿瘤等疾病的早期诊断中具有重要的应用前景，但其来源至今尚无定论．循环miRNA可能来自血液细胞、肿瘤细胞或者造血干细胞等多种来源，如血小板、网织红细胞、淋巴细胞、上皮细胞、单核-巨噬细胞、干细胞以及肿瘤细胞等，而不同细胞来源的miRNA种类和表达丰度有很大差异［16］．miRNA进入血液循环可能有两种途径：miRNA可能从破碎的组织细胞被动漏出；细胞选择性地包裹在外泌体等膜性结构主动分泌到血液循环中［17］，或与 RNA结合蛋白（如 HDL、AGO2、NPM1）结合分泌到血循环中．主动分泌被认为是miRNA进入循环系统的主要方式［35］．无论是外泌体型还是蛋白结合型，这两种形式都能够很好地解释循环miRNA稳定存在、不易降解的原因．国内外研究证实外泌体型miRNA在细胞和细胞间信息交换及调控细胞信号分子间功能方面发挥着重要作用［16］．不同的循环miRNA可能来源于不同的分泌机制，并且具有不同的存在形式，但是目前尚没有研究系统阐述肿瘤患者与健康对照血液循环中外泌体型miRNA与蛋白结合型miRNA的构成比的差异，而这一问题的阐明对我们理解循环miRNA的分泌机制以及用于肿瘤早期诊断和临床诊疗具有重要意义．

3 循环miRNA在胃癌的早期诊断价值

3．1 循环miRNA的发现及生物特点2008年下半年，南京大学张辰宇教授课题组［18］和美国Tewari领导的课题组［16］发现血浆或者血清中存在稳定的miRNA，这些miRNA对RNase、较长时间放置、反复冻融等条件比较稳定，说明循环miRNA作为肿瘤生物标记物具有稳定性、无创性、精确定量等优点．

3．2 循环miRNA在胃癌的诊断灵敏度和特异度近年来，国内外研究发现循环miRNA在胃癌中具有诊断价值，如 Liu等［19］通过 Solexa测序技术筛选miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34和miR-423-5p 5个miRNA组合在胃癌诊断的受试者工作特征曲线（ROC）下面积（AUC）超过0．800；Liu等［20］发现三种在胃癌血液中高表达miRNA：miR-187∗、miR-371-5p和miR-378，其中 miR-378在胃癌诊断灵敏度为88%，特异度为71%．Qiu等［21］发现在85例胃癌组织中及285例胃癌和配对健康对照的血浆中，miR-26a，miR-142-3p，miR-148a，和miR-195四个miRNA在胃癌组织及血浆中表达水平均降低，miR-26a在胃癌中具有最高的诊断AUC值，为0．882，miR-26a可能作为胃癌诊断的非侵袭稳定的生物标记物．Zhuang等［22］研究分析发现，在胃癌患者血浆中miR-23b高表达与肿瘤分化、转移和分期关系密切，对胃癌诊断的AUC值为0．8．Shin等［23］采用微阵列分析123例早期和中晚期的胃癌患者和111健康人血浆样本，发现miR-627，miR-629和miR-652三个循环miRNA联合明显提高对胃癌的检出率，其敏感性和特异性分别是86．7%和85．5%．Liu等［24］研究发现，miR-940在胃癌患者血浆中表达降低，并发现 miR-940可调节NF-κB和Wnt／β-catenin信号通路，这些信号调控途径在胃癌的发生和发展中扮演重要角色．理想的早期胃癌的诊断和筛选的生物标记物在血浆或者组织中应该明显升高，便于检测和质量控制，如果表达水平明显降低往往会限制其在临床中的推广应用．本项目组以早期非贲门胃癌为研究对象，在320例早期非贲门胃癌、晚期非贲门胃癌、早期贲门癌、晚期贲门癌、健康对照等人群中，筛选并验证了胃癌差异表达的血浆 miR-16、miR-25、miR-92a、miR-451和 miR-486-5p，发现这5个miRNAs在外周血循环中的表达水平可用于早期胃癌的检测，单独或组合应用于胃癌诊断均具有较高的灵敏度与特异度［25］．

由于样本人群种族来源不同、标本类型不同、筛选的技术不同等因素导致鉴定的差异循环miRNA的结果不同，因此需要大样本、多中心进一步验证不同研究团队筛选的差异循环miRNA在早期胃癌的诊断价值．

4 胃癌组织中异常表达与胃癌诊断及预后的关系

胃癌组织的miRNA异常表达与胃癌的诊断及预后存在密切的联系．Ueda等［26］应用miRNA芯片对353例胃癌的研究发现，筛选组织差异表达的miRNAs能够区分83%胃癌，8个上调的miRNAs可预测弥漫型胃癌，4个上调的miRNAs可预测其中弥漫型胃癌．低表达的let-7g、miR-433及高表达的miR-214预测了胃癌患者的不良总体生存期．Li等［27］通过对100例胃癌组织miRNA表达谱的分析，发现由7种miRNAs组成的 miRNA表达谱（miR-10b，miR-21，miR-223，miR-338，let-7a，miR-30a-5p，miR-126）能预测胃癌的总生存率和无复发生存率．我们在前期血浆中筛选的5个miRNA谱可用于胃癌早期诊断的基础上，通过在180例胃癌组织芯片检测5个miRNA在胃癌的表达水平及其预后的关系，发现胃癌组织高表达miR-25、miR-92a预测较好的患者总体生存期［28-29］，而胃癌组织高表达miR-16、miR-451a、miR-486-5p预测患者较差的总体生存期［30-31］．

循环microRNA来源及调控肿瘤细胞侵袭、转移的机制尚不清楚．循环microRNA在血液中具有高稳定、易精确定量、无创性等优点，在胃癌的早期诊断、动态监测复发、预后等方面具有潜在的应用前景．

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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

国家自然基金面上项目（81573220）；江苏省六大人才高峰项目资助（WSN107）

任传利．博士，副教授，主任技师．研究方向：肿瘤生物标记物．E-mail：renchl＠163．com