微小RNA在胃癌耐药及诊断和治疗中的功能研究进展

吕一萌，黄原，姚碧辉，梁鲁#

1内蒙古医科大学包头临床医学院，呼和浩特 010110

2内蒙古医科大学包头临床医学院/包头市中心医院普外二科，内蒙古包头014040

胃癌是一类上皮源性恶性肿瘤，在中国胃癌的发病率居第二位，仅次于肺癌，病死率居第三位，全世界每年大约有120万新发胃癌病例，其中中国占40%左右。男性胃癌患者的发病率是女性的两倍，幽门螺杆菌作为胃癌的主要危险致病因素之一，90%的新发非贲门胃癌病例都是由这种细菌引起的。在中国，早期胃癌的诊断率较低，患者就诊发现时已经失去了手术机会，从而造成病死率较高。因此，迫切需要发现针对胃癌的早期特异性诊断标志物。微小RNA（microRNA，miRNA）是由19～25个核苷酸组成的非编码RNA，通过碱基配对到目标信使RNA（message RNA，mRNA）上的互补位点，在转录后水平负调控其靶基因的表达。一个miRNA可以靶向调控数百个mRNA，并且影响许多参与功能性相互作用途径的基因表达。miRNA检测具有无创且成本低、易于扩增且稳定、几乎没有并发症等优点。miRNA不仅与肿瘤的发生和转移有关，还可作为胃癌诊断、治疗以及预后的生物标志物。本文旨在总结miRNA在胃癌耐药、诊断和治疗中的功能研究进展，以期改善胃癌综合诊治水平，为胃癌的精准治疗提供新的思路。

1 miRNA与胃癌耐药

胃癌的抗癌耐药机制非常复杂，miRNA在调节胃癌耐药及预测肿瘤化疗敏感性等方面发挥重要作用。miRNA与耐药的多种形式相关，其中包括化疗耐药、内分泌治疗耐药以及靶向治疗耐药。肿瘤内分泌治疗的药物有芳香化酶抑制剂和他莫昔芬等，但较少在胃癌中应用，故本研究主要综述miRNA与化疗耐药及靶向治疗耐药的关系。

1.1 miRNA与胃癌化疗耐药

胃癌化疗广泛应用的药物包括铂类药物、多西他赛、多柔比星以及紫杉醇。铂类化疗药物是一类细胞周期性抗癌药物，临床上常用的铂类药物有奥沙利铂、卡铂、顺铂。顺铂在胃癌的联合化疗中通过复杂的信号通路和生物学过程发挥着重要作用。顺铂可以调节miRNA的表达、转录、加工。尽管顺铂是高效的，但在大多数肿瘤治疗周期中仍显示出获得的或固有的耐药性，顺铂的化疗耐药性严重阻碍了其在胃癌治疗中的应用。Peng等研究提示miRNA-876-3p通过靶向调控跨膜p24转运蛋白3（transmembrane p24 trafficking protein 3，TMED3），抑制胃癌的干细胞样特性和顺铂耐药性。Wang等进行了相关的研究，miRNA-574-3p是锌指E-盒结合同源异形盒1（zinc finger E-box binding homeobox factor 1，ZEB1）的靶点之一，其通过靶向调控ZEB1，在体内和体外降低了胃癌顺铂耐药细胞的耐药性，miRNA-574-3p可期待作为降低胃癌顺铂耐药性的潜在治疗方法。ZEB1是一种上皮-间充质转化的诱导基因，在多种恶性上皮肿瘤中异常表达。ZEB1可以作为miRNA-574-3p的新作用靶点调控影响胃癌顺铂耐药。Lee等发现miRNA-193a-3p通过对线粒体凋亡途径进行调控参与了胃癌顺铂耐药的发展，调控miRNA-193a-3p有望成为治疗胃癌顺铂耐药的新策略。大量研究表明，miRNA可以改善对药物应激的抵抗力，通过逆转顺铂耐药显著提高化疗疗效，改善患者的预后。随着miRNA与胃癌化疗耐药领域研究的增多，基于miRNA的化学疗法有望于不久的将来在安全许可的基础上显著改善胃癌的个性化抗癌治疗。

多柔比星是一种用于实体瘤和血液肿瘤的有效抗癌药物，但无法治疗多重耐药性肿瘤。Liu等研究发现通过抑制胃癌中的BH3样基序的细胞死亡诱导剂（BH3-like motif containing protein，BLID）及外泌体miRNA-501的水平可以诱导多柔比星致癌和耐药，外泌体miRNA-501可作为胃癌的一种潜在诊断性生物标志物。

紫杉醇是一种天然的微管靶向抗肿瘤药物，广泛应用于胃癌、卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌等恶性肿瘤的一线化疗。Wang等研究证明，miRNA-155-5p在紫杉醇耐药细胞株MGC-803R中表达水平明显升高，miRNA-155-5p的外泌体递送通过抑制肿瘤蛋白p53诱导核蛋白1（tumor protein p53 inducible nuclear protein 1，TP53INP1）和GATA结合蛋白3（GATA binding protein 3，GATA3）的表达，诱导耐紫杉醇胃癌细胞向敏感胃癌细胞的化学抗性表型和上皮-间充质转化。化疗药物与调控耐药的miRNA联合作用对胃癌细胞的抑制具有相互协同作用。

1.2 miRNA与胃癌靶向治疗耐药

近年来，分子靶向治疗以其高选择性和药物不良反应小等诸多优点应用于晚期胃癌的个体化治疗中。曲妥珠单抗作为一种人源化的抗人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）抗体药物，是治疗HER2阳性晚期胃癌和乳腺癌的一线药物。然而临床上晚期胃癌对曲妥珠单抗产生耐药的问题，仍然是制约曲妥珠单抗疗效的主要障碍之一。Zhou等证明转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）/ZEB2轴在晚期胃癌的曲妥珠单抗耐药问题中起着令人鼓舞的作用，过表达miRNA-200c可以通过下调ZEB1/ZEB2逆转胃癌曲妥珠单抗耐药，使其重新敏感。上述miRNA与胃癌耐药性的关系表明，这些小分子在胃癌患者的个体化治疗中有巨大潜力。

2 miRNA与胃癌诊断

过去10年的研究数据表明，miRNA在原发肿瘤的诊断、后续的复发预测以及随访监测等方面的表现优于经典的血清肿瘤标志物。Tsujiura等研究表明，胃癌患者术后血浆miRNA-18A表达水平与手术前相比显著降低，提示可以将miRNA-18A作为监测肿瘤动态和精确随访的可靠生物标志物。在胃癌的早期阶段，准确及时的诊断可以大大提高胃癌患者的治愈率和生存率，增强医疗管理。目前胃癌诊断的主要方法是侵入性的胃镜检查和活检，不仅价格昂贵，并且与术者的操作水平密切相关。糖类抗原19-9（carbohydrate antigen 19-9，CA19-9）、CA125、癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）和CA72-4等血清肿瘤标志物可用于胃癌的早期筛查，但是其灵敏度和特异度有限，因此需要寻找新的胃癌筛查生物标志物实现胃癌的早期诊断。Schaalan等研究发现，血清miRNA-200c诊断胃癌的灵敏度和特异度分别为81.2%和100%，对miRNA-139和miRNA-200c进行综合分析，93%的灵敏度以及100%的特异度均优于miRNA-200c和miRNA-139单独分析。Emami等也证明，血浆miRNA-21诊断胃癌的灵敏度为86.7%，特异度为72.2%。提示miRNA具有高特异度和灵敏度，可作为胃癌诊断的潜在无创生物标志物。检测尿液、外周血、唾液、粪便等体液样本中的miRNA，因其具有无创性、采集方法简单、高灵敏度和高特异度等优势，可为胃癌的早期诊断和筛查提供重要数据。

尿液中的miRNA在不同病理条件下的独特表达模式以及在生物流体中的出色稳定性，使其成为恶性肿瘤诊断中一种非侵入性的特异诊断方法。Kao等研究结果表明，手术切除胃癌组织后，同一患者尿液中miRNA-21-5p的表达水平降低，提示尿液样本中具有良好稳定性的miRNA-21-5p可用作胃癌监测和检测的潜在非侵入性生物标志物。特定尿液miRNA可以作为胃癌有希望的诊断和治疗靶标，具有实用性和可行性。

大量研究表明，血液中高诊断价值的miRNA可作为胃癌的新型诊断生物标志物。Li等认为在胃癌中表达下调的miRNA-381可能是一种新型的早期肿瘤诊断标志物，并且发现miRNA-381与胃癌的临床分期和淋巴结转移呈正相关。提示血清miRNA-381在早期诊断中的特异度和灵敏度优于其他胃癌肿瘤标志物。Zhu等研究提示，血浆中差异表达的miRNA-1180-3p、miRNA-4632-5p、miRNA-122-5p、miRNA-425-5p和miRNA-24-3p可以作为早期胃癌预测诊断的新型特定生物标志物，这些miRNA与胃镜检查相结合，可以促进胃癌的早期预测和诊断，优化有效检测早期胃癌的方法。ZiaSarabi等发现与健康受试者相比，胃癌患者的血清miRNA-133b水平明显下调，miRNA-25和miRNA-17表达水平均显著上调，提示miRNA-133b、miRNA-25和miRNA-17可提高胃癌的筛查水平，可作为胃癌早期患者的潜在诊断标志物。血清miRNA作为一类非侵入性的新型诊断生物标志物，具有稳定的诊断准确性，在胃癌的早期检测中具有潜在的临床应用价值。

多项研究已经证实唾液这种生物流体中的miRNA有望作为胃癌检测的非侵入性潜在诊断工具。Li等发现并验证了唾液中miRNA-301a和miRNA-140-5p在胃癌诊断中具有可靠的临床表现，可用于筛查胃癌患者并减少不必要的胃镜检查，研究证明了唾液miRNA在胃癌风险评估和筛查中的潜在用途。唾液miRNA分析正在改变胃癌非侵入性诊断的概念，具有易于采样和无创性等优势，为所谓的“液体活检”应用提供了新的选择。

3 miRNA与胃癌治疗

miRNA可以通过增强药物的抗肿瘤作用、直接抑制肿瘤和逆转肿瘤的耐药性等方式治疗胃癌，外泌体可以作为miRNA的抑制剂或模拟物的有前途的载体治疗胃癌，含有miRNA抑制物或模拟物的合成纳米颗粒可以直接靶向胃癌细胞，以抑制肿瘤生长。

外泌体是非免疫原性和无毒的多能载体，应用于胃癌靶向治疗和早期检测。Ma等证明在外周血外泌体中使用具有显著抑制作用的miRNA-221抑制剂，可以为胃癌患者提供潜在的基因治疗手段。Xu等研究表明外泌体miRNA-139可以通过在体内和体外降低基质金属蛋白酶11（matrix metalloproteinase 11，MMP11）的表达抑制胃癌细胞的生长、侵袭和转移，并提出外泌体miRNA-139可通过降低肿瘤微环境中的MMP11表达水平抑制胃癌的进展和转移。Ren等研究发现外泌体可以将miRNA-107递送至宿主髓源性抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC），通过抑制MDSC中的磷酸酶张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）基因诱导其活化和扩增，从而为胃癌治疗提供新的作用靶点。外泌体miRNA可作为治疗剂和候选生物标志物应用于胃癌患者的治疗中。

miRNA可用作胃癌治疗的有效药物靶标和诊断标志物，通过影响参与胃癌细胞信号转导的基因表达以及不同因子的上调或下调，调节胃癌细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡。Lin等提出了miRNA-324-5p在胃癌治疗中的新的可能作用机制，并证实四跨膜蛋白8（tetraspanin 8，TSPAN8）是miRNA-324-5p的一个新治疗靶点，miRNA-324-5p可以通过靶向TSPAN8抑制体内外胃癌细胞的存活。Hu等发现miRNA-4317通过影响细胞周期相关的信号通路以及抑制锌指蛋白322（zinc finger protein 322，ZNF322）基因的表达，从而抑制肿瘤细胞的增殖，可以用作胃癌治疗的潜在治疗靶标。Gu等研究显示miRNA-198可以通过直接抑制成纤维细胞生长因子受体1（fibroblast growth factor receptor 1，FGFR1）抑制增殖和诱导胃癌细胞凋亡。提示miRNA-198是在胃癌的诊断和治疗中具有重要应用潜力的基因。

基于纳米颗粒基因载体的miRNA递送系统具有可生物降解性和低毒性，有望作为治疗胃癌的安全有效方法。Li等成功制备了负载全反式维甲酸/索拉非尼的miRNA-542-3p纳米颗粒，并证明了其对胃癌患者的治疗功效，这种独特组合的协同作用可能是未来胃癌治疗中的一种潜在治疗方法。Song等研究证明聚酰胺-胺衍生物为miRNA-34a的高效转运提供了有效载体，在临床使用中实现了抗肿瘤应答的治疗作用。

miRNA在大量研究中被证实与胃癌治疗密切相关，其可能是治疗人类疾病的潜在生物靶点的一种实用形式。虽然大多数研究表明miRNA的胃癌治疗方法有良好的应用潜力，但目前其较少应用于临床，缺少实际治疗效果的判断以及治疗潜在危险性的研究。miRNA的种类繁多，针对其相关分子机制研究仍然十分有限，大多数研究仍处于体外细胞实验以及动物实验阶段，需要更大规模的临床研究以及随访验证才能实现临床的广泛应用。

4 miRN A与胃癌预后

miRNA可以预测肿瘤进展、转移和复发的风险，在识别胃癌的发生发展的同时，还可以明确受影响的特定组织和主要器官，特定的血清miRNA可以作为肿瘤预后的生物标志物。Huang等通过Meta分析证明组织和血清中miRNA-200c可作为预测胃癌预后的有价值指标，此外其表达水平在胃癌诊断中具有中等的准确性。Ishikawa等研究显示肿瘤组织中低表达的miRNA-449a可用作胃癌患者的预后生物标志物，并发现血清中的miRNA-449a可以反映其在胃癌肿瘤组织中的表达。Lv等研究证明miRNA-892a在胃癌细胞和组织中的上调可以预测患者不良预后，此外miRNA-892a也可以显著促进细胞增殖、侵袭和迁移，血清miRNA-892a可以作为胃癌患者的预后生物标志物。Soeda等发现外泌体包裹的miRNA-92a和miRNA-21可作为有效预测Ⅱ/Ⅲ期胃癌患者的预后和腹膜复发的非侵入性生物标志物。miRNA可用于预测胃癌患者的不良预后。Seo等提出miRNA-382和miRNA-210的高表达与较高的N期、T期、淋巴管浸润和病理性TNM分期等不良预后显著相关。同时Li等也研究发现miRNA-100HG的高表达与胃癌患者的淋巴结转移、临床分期、远处转移和肿瘤浸润呈正相关。提示miRNA与胃癌患者的临床分期以及病理分型有显著相关性。常规生物标志物与预测性miRNA的结合应用可以识别出从特定化疗方案中获益最多的胃癌患者，鉴定出更可能患有胃癌转移的患者，鉴别出易复发高危人群，使胃癌患者避免不必要的不良反应，以提供更好的预后效果。

5 小结

miRNA在参与胃癌的发生发展和其生物学功能中显示出高度的复杂性和多样性，并且与宿主基因之间存在复杂的相互作用和紧密的功能联系。miRNA作为循环和肿瘤组织中诊断、治疗、监测和预后评估的稳定无创生物标志物，是一种新的、有前途、无创且易于获得的个性化工具，对胃癌治疗提供了有吸引力的选择。miRNA可以在一定程度上逆转肿瘤细胞耐药性，从而提高胃癌化疗药物的作用，其与化疗药物的组合应用是杀死或抑制胃癌细胞有前景的治疗手段。预测性miRNA生物标志物具有高特异度和高灵敏度的特点，使得胃癌患者接受个体化诊断和新靶向治疗成为可能。