APP下载

循环microRNA在胰腺癌中的临床价值研究进展

2017-03-08余保平

胃肠病学和肝病学杂志 2017年7期
关键词:生存期胰腺癌灵敏度

赵 晨,余保平

武汉大学人民医院消化内科,湖北 武汉 430060

循环microRNA在胰腺癌中的临床价值研究进展

赵 晨,余保平

武汉大学人民医院消化内科,湖北 武汉 430060

循环microRNA(miRNA)是可以在血液或体液中稳定存在的miRNA。研究表明,循环miRNA在胰腺癌患者中表达失调并与患者预后、化疗敏感性等因素相关,有望作为胰腺癌患者的新型肿瘤标志物。本文就近年来不同循环miRNA在胰腺癌患者中的表达情况及其在诊断和治疗方面的研究进展作一概述。

循环microRNA;胰腺癌;预后;肿瘤标志物

胰腺癌是死亡率很高的恶性肿瘤,即使在发达国家其5年生存率仍<5%[1]。因此,为了改善患者的预后,需要寻找新的标志物对胰腺癌进行早期筛查。微小RNA(microRNA,miRNA)作为一种非编码小分子RNA,在肿瘤的发生、发展及耐药机制等方面起重要作用[2]。而循环miRNA则是可以在血液或体液中稳定存在的miRNA,研究[3]表明,胰腺癌患者的循环miRNA表达可出现异常,这预示循环miRNA可能成为胰腺癌患者早期诊断和预后评估的新型分子标志物。本文就循环miRNA在胰腺癌中的研究进展作一概述。

1 miRNA概述

miRNA 是高度保守的、长度在17~25个核苷酸序列的单链RNA,在转录后水平调节基因的表达[4]。miRNA通过与之相配对的mRNA的3′端非编码区(3′-UTR)结合,诱导mRNA降解或抑制mRNA的翻译,从而参与对靶基因功能的调控[5]。miRNA开启了癌症研究的新领域。miRNA在胰腺癌组织中的表达谱不同于正常胰腺组织、慢性胰腺炎组织及其他类型肿瘤组织[3],这些差异表达预示miRNA可用于胰腺癌的早期诊断和有效治疗。

2 循环miRNA概述

细胞通过凋亡小体、囊泡或外泌体等形式将miRNA释放入血[5],其中对核糖核酸酶(RNase)不通透的微囊泡被认为是miRNA得以在细胞外稳定存在的形式之一。此外,大多数外周血中的胞外miRNA与AGO蛋白家族相结合[6]。因为AGO蛋白具有很强的稳定性,故与之紧密结合的miRNA可以在核酸酶与蛋白酶丰富的环境中保持稳定[5]。外周血中的miRNA可以发挥抑癌基因或癌基因的作用,并可以通过实时定量PCR进行检测[7],这些研究正是循环miRNA可用作疾病标志物的基础。

3 循环miRNA与胰腺癌诊断

3.1 循环miRNA单独检测的诊断价值 miR-21作为第1个在血清中发现的miRNA,在很多类型的肿瘤中均呈过表达[8]。诸多研究表明,循环miR-21在胰腺癌中的表达显著高于慢性胰腺炎及健康对照[9-12]。miR-21与临床分期、淋巴结转移、肝转移、生存期缩短显著相关[11]。

Chen等[12]在109例胰腺癌、38例慢性胰腺炎和50名健康对照者中发现胰腺癌患者外周血中miR-182水平显著高于慢性胰腺炎患者和健康对照者。血中miR-182水平与临床分期和淋巴结转移相关,且miR-182高表达与总生存期及无病生存期缩短呈显著相关。CA19-9 是胰腺癌最常用的肿瘤标志物,对胰腺癌的诊断及预后具有重要意义,故可通过与CA19-9的比较来评判miRNA的诊断能力。循环miR-182诊断胰腺癌的受试者特征工作曲线下面积(area under the receiver operating characteristic curve,AUC)为0.775 (95 %CI: 0.721~0.856),灵敏度为64.1%,特异度为82.6%,高于CA19-9(AUC=0.664,95%CI: 0.573~0.756,灵敏度为55.7%,特异度为48.4%)。而循环miR-182与CA19-9联合检测时AUC=0.837(95%CI: 0.769~0.894),灵敏度和特异度分别提高至84.68%、86.77%。

MAPK信号通路相关的miRNA(miR-7、miR-34a、miR-181d、miR-193b)在胰导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)或胰腺导管内乳头状黏液瘤(intraductal papillary mucinous neoplasia, IPMN)患者中表达显著高于自身免疫性胰腺炎。miR-181d与PDAC患者的远处转移呈显著相关[13]。

此外,循环miR-492、miR-663a则在胰腺癌患者中表达降低,并具有区分肿瘤患者与健康对照者的能力(AUC=0.787,AUC=0.870)[14]。而循环miR-25、miR-1290、miR-10b、miR-155、miR-106b、miR-30c、miR-212均在胰腺癌中高表达,且对肿瘤患者的区分能力高于CA19-9,甚至在验证试验中灵敏度和特异度可达100%[15-17]。

3.2 循环miRNA联合检测的诊断价值 筛选特定的循环miRNA进行联合检测的诊断价值高于每个miRNA的单独诊断结果。例如,miR-194在PDAC患者的血清水平显著高于十二指肠腺癌患者及健康对照者,但区分健康对照的灵敏度仅为54.3%,特异度仅为57.5%。而miR-192与miR-194联合检测的灵敏度和特异度分别为84.0%、75.0%[18]。

Wang等[19]研究表明,miR-205、miR-210、miR-492和miR-1427均在PDAC患者的胰液中表达升高。联合检测上述指标的AUC=0.92,灵敏度和特异度分别为87%、88%,其诊断能力和灵敏度高于CA19-9(AUC=0.89,灵敏度和特异度分别为77%、93%)。而miRNA组合与CA19-9联合检测的诊断能力则更高,AUC=0.99,灵敏度和特异度也分别升至91%、100%。此外,miR-205和miR-210高表达与淋巴结转移和总生存期缩短相关。Schultz等[20]在诊断胰腺癌与慢性胰腺炎及健康对照的确证试验中发现miR-145、miR-150、miR-223、miR-636组合的AUC=0.83(95%CI: 0.76~0.90),miR-26b、miR-34a、miR-122、 miR-126*、miR-145、miR-150、miR-223、miR-505、miR-636、miR-885.5p组合的AUC则为0.81(95%CI: 0.73~0.87)。两个组合各自与CA19-9联合检测后,AUC分别升至0.93 (95%CI: 0.88~0.97)、0.92 (95%CI:0.87~0.96)。Kojima等[21]研究发现,血清miR-125a-3p 和miR-6836-3p 在PDAC病例中显著低表达。将miR-6075、miR-4294、 miR-6880-5p、miR-6799-5p、miR-125a-3p、miR-4530、miR-6836-3p和miR-4476组合检测后灵敏度、特异度和准确度分别为80.3%、97.6%、91.6%,AUC=0.953,显著高于CA19-9和CEA。在中国6个中心、361例血清样本开展了miR-486-5p、miR-126-3p、miR-106b-3p组合和miR-486-5p、miR-126-3p、miR-106b-3p、miR-938、miR-26b-3p、miR-1285组合的研究,结果发现两个组合对于区分胰腺癌与健康对照和慢性胰腺炎均有较高的准确度(AUC分别为0.891、0.889),两个组合与CA19-9的诊断价值无显著性差异(AUC=0.775)[22]。

除胰腺癌的诊断外,miRNA组合还可用于胰腺癌相关并发症的诊断及预测。miR-483-5p、miR-19a、miR-29a、miR-20a、miR-24、miR-25单独用于对胰腺癌相关的新发糖尿病(pancreatic cancer-associated new-onset diabetes mellitus, PaC-DM)预测的AUC均>0.75,而联合应用上述指标与健康对照及非肿瘤性新发2型糖尿病患者对比研究后AUC为0.902(95%CI:0.844~0.955),显著高于CA19-9的诊断能力(AUC=0.747,95%CI: 0.665~0.830)[23]。

4 循环miRNA与胰腺癌治疗

胰腺癌的手术切除率低,且单纯手术切除后,复发和转移的发生率也较高。故化疗一直是胰腺癌主要的辅助治疗。最新的研究表明,循环miRNA在胰腺癌评判化疗敏感性方面也发挥作用。

血清miR-21水平在吉西他滨耐药的PDAC患者中表达增加,且在用吉西他滨治疗PDAC细胞系后发现miR-21启动子区组蛋白乙酰化水平增加,细胞侵袭、转移能力也随之增加[24]。诱导化疗后再接受放疗的局部进展期胰腺癌患者中,治疗前miR-21血浆高表达者预示临床结局差[25]。177例接受吉西他滨姑息治疗的晚期胰腺癌患者中,血清miR-21高表达与疾病进展时间(time-to-progression, TTP)缩短和总生存期缩短显著相关。进一步研究发现,FasL表达增加诱导癌细胞凋亡而miR-21异常表达则保护癌细胞免受吉西他滨所诱导的凋亡。因此,血清miR-21可以作为晚期胰腺癌患者化疗敏感性的评估指标,而miR-21导致耐药的机制则是通过介导FasL/Fas信号通路[26]。

血浆miR-33a在PDAC患者中显著降低且与总生存期缩短显著相关。体内和体外实验均证实miR-33a抑制Pim-3的表达并通过下调AKT/β-catenin信号通路进而抑制肿瘤增殖并增加对吉西他滨的化疗敏感性[27]。

血浆miR-744在胰腺癌中水平显著高于对照组,且与手术患者淋巴结转移和复发相关,是预测胰腺癌患者胰腺切除术后的独立预后因素。吉西他滨治疗的非手术患者中,miR-744高表达与无进展生存期(progression-free survival, PFS)缩短相关,体外试验表明,在细胞系中的高表达可促使对吉西他滨化疗耐药[28]。

循环miRNA在胰腺癌中表达异常且与患者预后、化疗敏感性等因素相关,故有望作为胰腺癌患者的新型肿瘤标志物,并可通过“液体活检”多次采集血样用于疾病监测和疗效判断。但循环miRNA参与胰腺癌发生、发展的机制尚未阐明,如何从纷繁复杂的miRNA家族中遴选最高效的几种分子进行临床实践也需要更深入的研究。总之,循环miRNA具有微创、稳定等优点,为胰腺癌的诊断及治疗开辟了新的思路并具有广泛的应用前景。

[1]Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2016 [J]. CA Cancer J Clin, 2016, 66(1): 7-30.

[2]Serrano PE, Cleary SP, Dhani N, et al. Improved long-term outcomes after resection of pancreatic adenocarcinoma: a comparison between two time periods [J]. Ann Surg Oncol, 2015, 22(4): 1160-1167.

[3]Schultz NA, Dehlendorff C, Jensen BV, et al. MicroRNA biomarkers in whole blood for detection of pancreatic cancer [J]. JAMA, 2014, 311(4): 392-404.

[4]Ambros V. The functions of animal microRNAs [J]. Nature, 2004, 431(7006): 350-355.

[5]Turchinovich A, Weiz L, Langheinz A, et al. Characterization of extracellular circulating microRNA [J]. Nucleic Acids Res, 2011, 39(16): 7223-7233.

[6]Arroyo JD, Chevillet JR, Kroh EM, et al. Argonaute2 complexes carry a population of circulating microRNAs independent of vesicles in human plasma [J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2011, 108(12): 5003-5008.

[7]Hastings ML, Palma J, Duelli DM. Sensitive PCR-based quantitation of cell-free circulating microRNAs [J]. Methods, 2012, 58(2): 144-150.

[8]Zhao C, Lu F, Chen H, et al. Clinical significance of circulating miRNA detection in lung cancer [J]. Med Oncol, 2016, 33(5): 41.

[9]Hu GY, Tao F, Wang W, et al. Prognostic value of microRNA-21 in pancreatic ductal adenocarcinoma: a meta-analysis [J]. World J Surg Oncol, 2016, 14: 82.

[10]Wang J, Chen J, Chang P, et al. MicroRNAs in plasma of pancreatic ductal adenocarcinoma patients as novel blood-based biomarkers of disease [J]. Cancer Prev Res (Phila), 2009, 2(9): 807-813.

[11]Abue M, Yokoyama M, Shibuya R, et al. Circulating miR-483-3p and miR-21 is highly expressed in plasma of pancreatic cancer [J]. Int J Oncol, 2015, 46(2): 539-547.

[12]Chen Q, Yang L, Xiao Y, et al. Circulating microRNA-182 in plasma and its potential diagnostic and prognostic value for pancreatic cancer [J]. Med Oncol, 2014, 31(11): 225.

[13]Akamatsu M, Makino N, Ikeda Y, et al. Specific MAPK-associated microRNAs in serum differentiate pancreatic cancer from autoimmune pancreatitis [J]. PLoS One, 2016, 11(7): e158669.

[14]Lin MS, Chen WC, Huang JX, et al. Aberrant expression of microRNAs in serum may identify individuals with pancreatic cancer [J]. Int J Clin Exp Med, 2014, 7(12): 5226-5234.

[15]Deng T, Yuan Y, Zhang C, et al. Identification of circulating miR-25 as a potential biomarker for pancreatic cancer diagnosis [J]. Cell Physiol Biochem, 2016, 39(5): 1716-1722.

[16]Li A, Yu J, Kim H, et al. MicroRNA array analysis finds elevated serum miR-1290 accurately distinguishes patients with low-stage pancreatic cancer from healthy and disease controls [J]. Clin Cancer Res, 2013, 19(13): 3600-3610.

[17]Cote GA, Gore AJ, Mcelyea SD, et al. A pilot study to develop a diagnostic test for pancreatic ductal adenocarcinoma based on differential expression of select miRNA in plasma and bile [J]. Am J Gastroenterol, 2014, 109(12): 1942-1952.

[18]Zhang J, Zhao CY, Zhang SH, et al. Upregulation of miR-194 contributes to tumor growth and progression in pancreatic ductal adenocarcinoma [J]. Oncol Rep, 2014, 31(3): 1157-1164.

[19]Wang J, Raimondo M, Guha S, et al. Circulating microRNAs in pancreatic juice as candidate biomarkers of pancreatic cancer [J]. J Cancer, 2014, 5(8): 696-705.

[20]Schultz NA, Dehlendorff C, Jensen BV, et al. MicroRNA biomarkers in whole blood for detection of pancreatic cancer [J]. JAMA, 2014, 311(4): 392-404.

[21]Kojima M, Sudo H, Kawauchi J, et al. MicroRNA markers for the diagnosis of pancreatic and biliary-tract cancers [J]. PLoS One, 2015, 10(2): e118220.

[22]Cao Z, Liu C, Xu J, et al. Plasma microRNA panels to diagnose pancreatic cancer: results from a multicenter study [J]. Oncotarget, 2016, 7(27): 41575-41583.

[23]Dai X, Pang W, Zhou Y, et al. Altered profile of serum microRNAs in pancreatic cancer-associated new-onset diabetes mellitus [J]. J Diabetes, 2016, 8(3): 422-433.

[24]Song WF, Wang L, Huang WY, et al. MiR-21 upregulation induced by promoter zone histone acetylation is associated with chemoresistance to gemcitabine and enhanced malignancy of pancreatic cancer cells [J]. Asian Pac J Cancer Prev, 2013, 14(12): 7529-7536.

[25]Khan K, Cunningham D, Peckitt C, et al. miR-21 expression and clinical outcome in locally advanced pancreatic cancer: exploratory analysis of the pancreatic cancer Erbitux, radiotherapy and UFT (PERU) trial [J]. Oncotarget, 2016, 7(11): 12672-12681.

[26]Wang P, Zhuang L, Zhang J, et al. The serum miR-21 level serves as a predictor for the chemosensitivity of advanced pancreatic cancer, and miR-21 expression confers chemoresistance by targeting FasL [J]. Mol Oncol, 2013, 7(3): 334-345.

[27]Liang C, Yu XJ, Guo XZ, et al. MicroRNA-33a-mediated downregulation of Pim-3 kinase expression renders human pancreatic cancer cells sensitivity to gemcitabine [J]. Oncotarget, 2015, 6(16): 14440-14455.

[28]Miyamae M, Komatsu S, Ichikawa D, et al. Plasma microRNA profiles: identification of miR-744 as a novel diagnostic and prognostic biomarker in pancreatic cancer [J]. Br J Cancer, 2015, 113(10): 1467-1476.

(责任编辑:李 健)

doi:10.3969/j.issn.1006-5709.2017.07.003

Progress of the clinical values of circulating microRNA in pancreatic cancer

ZHAO Chen, YU Baoping

Department of Gastroenterology, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, China

Circulating microRNAs (miRNAs) are a kind of miRNAs which are found in blood plasma or body fluid with stable existence. Researches have shown that circulating miRNAs are dysregulated in pancreatic cancer and related to prognosis and chemotherapy sensitivity. Circulating miRNAs have the potency to be novel tumor markers in pancreatic cancer patients. Here, we reviewed the recent progress of the expressions and clinical values of different circulating miRNAs in pancreatic cancer.

Circulating microRNA; Pancreatic cancer; Prognosis; Tumor marker

赵晨,在读博士研究生,研究方向:胰腺疾病的基础与临床。E-mail: chen_zhao@whu.edu.cn

余保平,教授,博士生导师,主任医师,研究方向:胰腺疾病的基础与临床。E-mail: yubp62@163.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2017.07.002

R735.9

A

1006-5709(2017)07-0726-03

2017-01-11

猜你喜欢

生存期胰腺癌灵敏度
胰腺癌治疗为什么这么难
基于机电回路相关比灵敏度的机电振荡模式抑制方法
基于灵敏度分析提升某重型牵引车车架刚度的研究
导磁环对LVDT线性度和灵敏度的影响
Ⅱ/Ⅲ期结肠癌患者边侧性、分子亚型及治疗响应
鼻咽癌患者长期生存期的危险因素分析
STAT1和MMP-2在胰腺癌中表达的意义
维持治疗对小细胞肺癌患者无进展生存期及生存率的影响
穿甲爆破弹引信对薄弱目标的灵敏度分析
健脾散结法联合化疗对56例大肠癌Ⅲ、Ⅳ期患者生存期的影响