沙银中，刘 雯，李亚东，彭红梅，刘 旻

(1.喀什地区第一人民医院 a.检验科,b.质量管理科，新疆 喀什 844000；2.石河子大学医学院第一附属医院生殖医学科，新疆 石河子 832000)

恶性肿瘤是目前人类死亡的主要原因，已经严重危害人类生命健康。胃癌、肝癌、食管癌和结直肠癌等消化系统恶性肿瘤发病隐匿、预后差，在我国主要高发病率、高病死率肿瘤中占很大比例[1-2]。近年来，恶性肿瘤的诊断和治疗取得了很大进展，但研究热点仍为早期诊断、早期治疗，以利于改善患者预后以及降低复发率和病死率[3]。由于检测成本昂贵和较难长期动态监测，故病理学检查和影像学检查均有一定局限性。此外，传统的消化系统恶性肿瘤血清标志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)、甲胎蛋白(alpha-fetoprotein，AFP)和糖类抗原(carbohydrate antigen，CA)125、CA153、CA199的灵敏度和特异度低，故迫切需要更敏感且易于检测的生物标志物用于消化道恶性肿瘤的诊治[4]。目前，微RNA(microRNA，miRNA)用于恶性肿瘤检测的方法已成为研究热点。

miRNA是微小的(通常约22个核苷酸)调节RNA分子，可调节特定信使RNA靶标的活性，并在病理生理过程中发挥重要作用[5]。不同肿瘤的miRNA表达不同，且各肿瘤中miRNA的表达模式可能具有组织特异性[6]。随着miRNA参与恶性肿瘤调节机制研究的不断深入，miRNA作为消化系统恶性肿瘤生物标志物的潜力巨大[7]。有研究证实，miRNA可作为肿瘤抑制因子或癌基因，miRNA的失调是许多恶性肿瘤发生的原因[8-9]。基于miRNA模拟物和miRNA拮抗剂而应用于恶性肿瘤的关键分子也逐渐成为研究热点，同时可为开发更高效特异的miRNA靶向治疗药物提供重要理论依据。现对miRNA相关常见消化系统恶性肿瘤(如胃癌、肝癌、食管癌、结直肠癌)的诊断和预后价值以及基于miRNA的靶向治疗予以综述，以期对消化系统恶性肿瘤的临床诊治提供参考。

1 胃 癌

胃癌居全球恶性肿瘤第4位，是第3位的恶性肿瘤致死原因[10]。晚期胃癌5年生存率为30%～50%，早期诊断对降低胃癌病死率有重要意义[11]。血清miRNA检测对胃癌早期诊断的诊断效能良好。许文等[12]发现，胃癌患者血清miR-21水平显著高于癌前病变患者和正常胃黏膜患者，miR-21具有区分胃癌癌前病变和胃癌的潜力。有学者证实，miR-21可能通过下调抑癌基因相关磷酸酶的表达来抑制细胞增殖[13]。血清miRNA联合检测与临床常规肿瘤标志物相比，具有良好的诊断价值。Liu等[14]发现，miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34和miR-423-5p血清miRNA可作为胃癌检测的生物标志物，受试者工作特征曲线下面积(area under the curve，AUC)为0.879(95%CI0.822～0.936)，显著高于常规肿瘤标志物CEA(AUC=0.503，95%CI0.411～0.595)和CA199(AUC=0.600，95%CI0.507～0.684)。胃癌患者血清中miR-18a、miR-19a、miR-21、miR-92a、miR-199a和miR-421呈差异表达，其中miR-19a和miR-92a对胃癌具有较高的诊断价值，AUC为0.850，灵敏度和特异度分别为91.3%和61.0%[15]。

研究显示，某些miRNA不仅可作为胃癌的诊断标志物，还可对预后进行评估。胃癌患者内镜下黏膜下剥离术后淋巴结转移的发生导致预后不良，术后病情监测对提高患者存活率有重要意义，但很少有生物标志物可用于预测胃癌患者的远处淋巴结转移。miRNA可通过特定的信号通路对胃癌的发生发展进行调控。Liu等[16]研究发现，miR-27b、miR-128、miR-100和miR-214可用于预测胃癌患者的远处淋巴结转移；miR-27b和miR-214可预测胃癌患者的存活率。胃癌患者高表达的miR-20b、miR-21、miR-106b、miR-196a、miR-196b、miR-214或低表达的miR-125a、miR-137、miR-141、miR-145、miR-146a与生存期显著相关[17]。miRNA是一种新的实验室手段，可与影像学检查以及内镜病理组织活检相互补充，从而预测胃癌进展和存活率。

许多潜在的miRNA不仅可用于胃癌患者的预后评估，还可用于靶向治疗。一种miRNA可能调节多种靶基因表达，作为生物调节分子可更有效地以多种途径影响肿瘤的发展过程，如脂质体介导转染miR-221和miR-222于胃癌细胞系SGC7901，可抑制胃癌细胞生长和侵袭，另外，miR-196a和miR-196b的高表达也可促进胃癌细胞迁移和侵袭，而miR-196a和miR-196b升高导致胃癌细胞中根蛋白减少可能是潜在机制之一[17]。胃癌小鼠模型的研究发现，miR-196a和miR-196b拮抗剂可使下游靶蛋白——根蛋白过表达，抑制胃癌转移，从而达到治疗目的[18]。低表达的miR-129-5p与胃癌患者肿瘤大小、淋巴结侵袭和预后密切相关；具体功能机制为miR-129-5p可靶向ADAM9信使RNA的3′非翻译区并调节其蛋白表达，从而抑制细胞增殖和侵袭能力，并在体内得到证实[19]。细胞和动物体内实验显示，miRNA模拟物或抑制剂治疗对胃癌有一定疗效，但由于药物安全性和制备成本等问题，应用于临床还需要很长时间。

2 肝 癌

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是消化系统常见肿瘤。每年全球超过50万人被确诊，确诊时常处于疾病的中晚期，故HCC病死率极高，5年总生存率不超过10%，是全球性健康问题[20-21]。早期HCC难以诊断，而血清miR-21和miR-122可区分HCC患者与健康对照，miR-21和miR-122的AUC分别为0.88和0.77；miR-21的灵敏度和特异度为86.6%和79.5%，miR-122的灵敏度和特异度为68.0%和73.3%[22]。血清miR-106b水平对HCC诊断以及病情评估具有一定临床价值，晚期HCC(Ⅲ/Ⅳ期)患者血清miR-106b水平高于早期HCC患者[23]。miR-92-3p、miR-107和miR-3126-5p是诊断HCC有价值的标志物，特别对于早期HCC(Ⅰ/Ⅱ期)患者(AUC=0.975)和AFP低水平的HCC患者(AUC=0.971)，miR-92-3p、miR-107和miR-3126-5p与AFP联合应用对区分早期HCC患者(AUC=0.988)和AFP低水平HCC患者(AUC=0.989)更有效[24]。虽然某些miRNA对胃癌和早期胃癌或具有发展为胃癌潜在可能的疾病[如早期HCC(Ⅰ/Ⅱ期)、AFP低水平HCC、慢性肝炎]具有一定的鉴别能力，但仍具有局限性，且缺乏组织特异性，如果将miRNA联合或与临床HCC肿瘤标志物联合诊断，可能会获得良好的诊断效能。

高灵敏度和高特异度的生物标志物对改善HCC患者的预后有一定作用。miR-221可在肝脏组织特异表达，其在HCC组织中的表达显著高于邻近组织(P<0.001)；miR-221的表达水平与HCC患者的肿瘤分期(P=0.012)呈正相关；与肿瘤淋巴结数(P=0.018)和微血管侵犯(P=0.010)密切相关；miR-221高表达的HCC患者具有更短的生存期，且预后不良[25]。HCC时，某些组织血清miRNA的上调或下调暗示着病情的进展或缓解[26]。与有创HCC肝组织miRNA检测相比，血液来源miRNA检测可能是未来HCC患者预后评估的重要手段。相关研究显示，miRNA通过复杂而精密的调控系统调节相应靶基因，可抑制HCC肿瘤细胞增殖、侵袭和转移，miRNA不仅可用于预后评估，也是潜在的治疗靶点[27]。体外研究发现，HCC组织中低表达miR-564与肿瘤大小、肿瘤数量和静脉侵袭有关，miR-564上调抑制SMCC7721和MHCC97H细胞的增殖、迁移和侵袭，可能是miR-564过表达导致HCC细胞系中的生长因子受体结合蛋白2表达减少，并抑制细胞外信号调节激酶1/2和蛋白激酶B磷酸化所致，表明miR-564通过靶向生长因子受体结合蛋白2-细胞外信号调节激酶1/2-蛋白激酶B轴抑制HCC细胞，可成为HCC的治疗靶标[28]。HCC组织中miR-150显著下调，而miR-150的过表达可抑制体外细胞增殖、迁移和侵袭以及体内肿瘤细胞生长和转移；进一步的实验表明，miR-150过表达可降低生长因子受体结合蛋白2相关结合蛋白1的水平；随后下调磷酸化细胞外信号调节激酶1/2和抑制上皮-间充质转化可产生肿瘤抑制效应，表明miR-150-生长因子受体结合蛋白2相关的结合蛋白1-细胞外信号调节激酶轴是HCC的潜在治疗靶标[29]。综上所述，miRNA在HCC增殖、转移中发挥重要作用，体外HCC肿瘤细胞簇是模拟miRNA通过上调或下调靶蛋白参与调控轴调控作用机制研究的重要途径，也可为miRNA靶向治疗HCC奠定重要的理论基础。

3 食管癌

食管癌是最致命的恶性肿瘤之一，预后较差。食管癌居中国恶性肿瘤致死原因的第4位[1]。食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)是食管癌的主要组织病理学亚型，约占中国食管癌病例的90%[30]。虽然诊断技术、手术和化放疗手段不断改进，但ESCC仍具有很高的术后转移风险和复发率，5年生存率相对较低，寻找新型和非侵入性的生物标志物对ESCC诊断、临床分期和分型尤为关键[31]。上调的miR-106a、miR-18a、miR-20b、miR-486-5p和miR-584以及下调的miR-223-3p可作为检测ESCC的非侵入性生物标志物[32]。未治疗的食管癌患者血清miR-21、miR-25和miR-145的水平显著高于非活动期食管癌患者、食管良性疾病和健康者(P<0.001)；miR-21和miR-145组合诊断ESCC的灵敏度和特异度分别为71.0%和96.9%、90.9%和72.7%、97.1%和82.9%以及80.6%和80.0%[33]。miRNA可能在ESCC的不同阶段有不同的表达，进而发挥不同的生理病理作用，因此需要更加深入的研究探索其作为ESCC生物标志物的潜力和诊断价值，特异性miRNA联合可提高ESCC诊断的灵敏度和特异度，同时标本的来源也可扩展到唾液，并作为有良好发展趋势的ESCC实验室辅助诊断指标。

通过血清或组织miRNA评估ESCC患者预后正成为研究热点。ESCC患者组织和血清中miR-15a的表达水平显著降低(P<0.001)，并与晚期肿瘤淋巴结转移(P=0.01)，T、N高分期(P=0.01)和肿瘤低分化(P=0.03)有关；低表达miR-15a与ESCC患者的较短生存期和无病生存期显著相关(P<0.001)，是较短生存期和无病生存期的独立预后因素[34]。ESCC组织中高表达的miR-191与肿瘤低分化、侵袭深度、TNM高分期(淋巴结转移和远处转移)显著相关；通过Kaplan-Meier单因素生存分析和Cox比例风险回归模型分析表明，miR-191过表达是ESCC预后重要的独立预测因子[35]。目前，部分miRNA已在ESCC预后研究中取得进展，但仍需临床大样本的验证。

miRNAs在肿瘤进展和化疗敏感性方面发挥重要作用。Gao等[35]研究发现，预测肿瘤抑制因子早期生长反应因子1是miR-191的直接靶标，通过直接结合早期生长反应因子1靶基因3′非翻译区来降低早期生长反应因子1表达，阻断miR-191的早期生长反应因子1轴，可能是ESCC潜在新型治疗方法。Zhao等[36]发现，ESCC组织中低表达的miR-125a-5p与ESCC患者较高肿瘤分期和较短存活时间相关，可能与促进细胞增殖、加速细胞周期进展、抑制细胞凋亡、从而增强ESCC细胞的迁移和侵袭相关；此外，miR-125a-5p过表达可降低直接靶标信号转导及转录激活因子3的水平，从而增强顺铂对ESCC的细胞毒作用，顺铂与信号转导及转录激活因子3共同诱导细胞凋亡并降低ESCC的细胞迁移和侵袭能力；miRNA通过特定信号通路对ESCC生长侵袭以及致病过程进行靶向调控的相关研究发现，其可作为预防食管癌远处转移、改善预后的潜在作用靶点。食管癌细胞迁移和转移等作用机制的进一步深入研究，为增强化疗药物疗效提供了重要理论依据，也为ESCC的miRNA靶向治疗带来新的希望。

4 结直肠癌

结直肠癌是世界第三大常见恶性肿瘤，每年导致50万病例死亡[37]，癌前病变到癌症发展缓慢，故早期检测和诊治尤为关键[38]。5种失调的循环miRNA(miR-15b、miR-17、miR-21、miR-26b和miR-145)中，miR-21和miR-26b具有良好的诊断性能；新的基于血液的诊断模型整合5种结直肠癌相关miRNA和CEA，较5种miRNA单一或组合应用或单独CEA检测具有更好的诊断效能[39]。miR-23a-3p、miR-27a-3p、miR-142-5p和miR-376c-3p联合诊断结直肠癌的灵敏度和特异度分别为89%和81%(AUC=0.922)，在结直肠癌早期阶段，上述4种miRNA也显示出较高的诊断性能(T1～4N0M0；AUC=0.877)[40]。随着miRNA检测技术的日趋完善和规范，miRNA联合检测也显示出与传统实验室检测指标(如CA199、CEA等)相当的结直肠癌诊断效能。

研究表明，miRNA的表达与结直肠癌进展密切相关[41]。Noguchi等[42]研究发现，miR-503高表达与肿瘤大小、血行转移、淋巴和静脉转移以及淋巴结转移显著相关；miR-503是Ⅰ/Ⅱ期结直肠癌的独立复发标志物。结直肠腺瘤(P<0.000 1)和结直肠癌(P<0.000 1)患者血清miR-1290水平显著上调，可用于区分结直肠腺瘤(AUC=0.718)、结直肠癌(AUC=0.830)与正常对照组患者；血清和组织中miR-1290高表达与肿瘤侵袭和预后不良显著相关，血清miR-1290水平是结直肠癌的独立预后因素(HR=4.51，95%CI1.23～23.69，P=0.009 6)，也是结直肠癌复发的独立预测因子(HR=3.92，95%CI1.11～25.14，P=0.032)[43]。miRNA作为预后和复发的独立预测因子仍需要大型独立队列研究的验证来确定其预测价值。

miRNA抑制剂可减缓结直肠癌进展，并可增加化疗药物的敏感性。将miR-650模拟物转染细胞发现，miR-650过表达可通过靶向肿瘤抑制基因抑制剂生长蛋白4促进结直肠癌细胞增殖和迁移，当miR-650在结直肠癌细胞中增加时，细胞外信号调节激酶和p38促分裂原活化的蛋白激酶信号转导被显著激活，表明miR-650具有促进结直肠癌进展的潜在机制，并可为结直肠癌的治疗提供潜在靶点[44]。靶向miRNA制剂可能是癌症治疗的有效策略，但其应用仍具临床挑战。miR-155拮抗剂复合物用于靶向治疗结直肠癌的基础研究显示，miR-155拮抗剂复合物可有效下调SW480细胞中miR-155的表达，并在体内体外实验中均获得较高的靶向效率和良好的治疗效果；此外，miR-155拮抗剂复合物可通过抑制miR-155增强SW480对5-氟尿嘧啶化疗的敏感性[45]。结直肠癌靶向治疗中，miRNA作用于关键靶分子和靶蛋白等机制的研究显得尤为关键。

5 小 结

部分miRNA可作为内分泌或旁分泌信号的介质或调节因子。miRNA的高稳定性和特异性使其成为恶性肿瘤诊断的新型非侵入性生物标志物之一，可用于恶性肿瘤的早期诊断、预后和病情监测，对选择临床治疗方案(手术治疗、放化疗)、评估治疗效果、减轻患者经济负担和延长患者生存期有重要意义。但由于miRNA靶向治疗抑制肿瘤细胞生长、增殖、侵入和迁移以及增强化疗药物敏感性的研究多处于基础细胞实验和动物实验研究阶段，研究病例数少，个体差异大，故研究的重复性和可靠性易受到影响。目前，尚无规范化和标准统一的miRNA检测技术平台，因此miRNA靶向治疗应用于临床仍需很长的时间。随着miRNA研究的不断深入，miRNA临床应用于疾病的诊断和靶向治疗将成为可能，为消化道肿瘤患者带来希望。