陈情 综述 刘艳 审校

miRNAs (microRNAs)是一种大小为21～23 个碱基的单链小分子RNA，与多数生物过程密切相关[1]。miRNAs 与各种心血管疾病发生有关，如高血压心脏病、扩张性心肌病等[2]。miRNAs 与肿瘤发生密切相关，不同抗肿瘤治疗也影响miRNAs 的表达。肿瘤治疗的发展伴随着相关并发症的发生，其对患者心脏和血管产生不利影响。心脏毒性表现为不同程度的心脏功能障碍，其中心力衰竭（heart failure, HF）是最严重的后果，心脏毒性威胁患者生命安全并损害治疗获益，亟需临床医生早期发现和进行预防，了解所选治疗方案和心血管危险因素之间的多因素相互作用，以优化治疗选择，减少心脏毒性。本文将对可能参与不同抗肿瘤治疗相关心脏毒性的miRNAs，及其在监测和治疗心脏毒性中的作用进行综述。

1 miRNAs 在肿瘤治疗所致心脏毒性中的作用和机制

肿瘤治疗中导致的心脏毒性，根据不同病理改变和临床特征分为Ⅰ型（早发性）和Ⅱ型（迟发性）。Ⅰ型与剂量相关，心肌超微结构发生不可逆变化（如空泡形成、收缩元件紊乱、坏死），导致左室功能障碍或HF，常由化疗药物引起。Ⅱ型是非剂量相关，常无明显心脏超微结构异常，心脏功能改变可逆[3]，常由靶向药物引起。研究发现，某些miRNAs 与抗肿瘤治疗所致心脏毒性发生有关[4]。以下总结不同miRNAs 参与心脏毒性发生的作用和机制。

1.1 miRNAs 参与化疗药物所致心脏毒性发生的机制

蒽环类药物（anthracyclines，ANTs）是广泛使用的细胞毒药物，因心脏毒性在临床治疗上受限。ANTs可诱发多种心血管毒性，如高血压、心律失常、左心室功能障碍等，严重可致HF。ANTs 引起心脏毒性的机制尚无定论，主要集中于miRNA 与心脏毒性发生的关系上。

1.1.1 miRNA-200 家族 miRNA-200 家族包括mi RNA-200a、 miRNA-200b、 miRNA-200c、 miRNA-141 和miRNA-429。研究表明，miRNA-200c 表达由心脏间充质祖细胞（CPCs）内的阿霉素（DOX）诱导[5]。miRNA-200c 通过下调ZEB1 蛋白诱导内皮细胞（endothelial cell，EC）凋亡和衰老，下调SIRT1、内皮一氧化氮合成酶（eNOS）和FOXO1 表达进而诱导一氧化氮（NO）减少和氧化应激增加。研究显示，DOX处理的小鼠心肌母细胞系H9c2 中miRNA-200a 表达降低[6]。miRNA-200a 可靶向Keap1，导致Nrf2 激活，从而减少急性注射DOX 的小鼠发生氧化应激和心肌细胞凋亡，且不影响基质金属蛋白酶和炎症因子。心脏特异性miRNA-208 在Myh6 内含子区域编码，并调节重链肌球蛋白同构开关，在病理状态下参与心脏重构。miRNA-208a 在DOX 诱导的小鼠急性心脏毒性模型中上调。抑制miRNA-208a 可解除其对靶基因GATA4 的抑制，促进抗凋亡基因Bcl-2 表达，逆转左室射血分数（LVEF）下降和心肌细胞凋亡发生[7]。

1.1.2 miRNA-30 家族 miRNA-30家族包括mi RNA-30a、miRNA-30b、miRNA-30c、miRNA-30d 和miRNA-30e。miRNA-30c 表达下调可减弱心肌细胞对β-肾上腺素受体（βAR）刺激的收缩反应，增加DOX 治疗后心肌细胞存活率。miRNA-30e 在DOX诱导的大鼠心肌细胞中过度表达，通过靶向肾上腺素能途径降低Caspase-3 活性、Bax/Bcl-2 比率和活性氧（ROS）生成[8]。

1.1.3 miRNA-210 miRNA-210 可调节EC 对缺氧的反应，具较强的抗缺氧能力。体外实验表明，miRNA-210 过度表达可减轻缺氧所致损伤，在缺氧条件下心肌干细胞中的miRNA-210 上调可抑制细胞凋亡并促进细胞迁移[9]。

1.1.4 miRNA-34 家族 miRNA-34a 在DOX 处 理的大鼠心肌和血浆中上调，使用可预防ANTs 诱导心脏毒性的药物右雷佐生抑制大鼠miRNA-34a 的上调。H9c2 细胞中的miRNA-34a 可诱导凋亡调节因子Bax 表达，抑制Bcl-2 表达，激活Caspase-3 和改变线粒体电位。miRNA-34a 还可通过靶向SIRT1，增加与线粒体ROS 生成和氧化信号的翻译有关的氧化还原酶p66shc 的表达，促进DOX 诱导心脏毒性发生[10]。

1.1.5 miRNA-21 miRNA-21 在心脏毒性发生中发挥正性和负性双重作用。在DOX 诱导的小鼠慢性心脏毒性模型的心肌组织中miRNA-21 上调，而在急性心脏毒性模型中无显著变化。在H9c2 细胞中miRNA-21 表达随DOX 浓度增加而上调。miRNA-21 可通过抑制促凋亡靶点（如PDCD4 和AP-1）而诱导产生不同心脏保护介质（包括eNOS、Hsp70 和HSF1）[11]。

1.2 miRNAs 参与靶向治疗所致心脏毒性发生机制

1.2.1 Erb2 抑制剂 曲妥珠单抗（trastuzumab，TRZ）是最早在临床使用的靶向Erb2 的人源单克隆抗体。该药物使用可增加心脏毒性风险，表现为左室收缩功能障碍和HF[12]，其发生与心肌细胞Nrg-1 激活的保护性Erb2 信号通路有关。该通路亦参与ANTs 诱导的心脏毒性，因此导致ANTs 联合抗ErbB2 单克隆抗体使用时心脏毒性叠加的发生。Milano 等[13]研究发现，人CPCs 外泌体可减轻DOX 或TRZ 诱导的心肌细胞氧化应激，利用这些囊泡给药可防止DOX 或TRZ的心脏毒性，miRNA-146a-5p 可介导外泌体发挥该类作用。

1.2.2 VEGF 抑制剂和多靶点激酶抑制剂 VEGF 抑制剂贝伐单抗（bevacizumab）可引起1%～3%患者出现心功能不全，还可诱发严重高血压，且治疗停止后仍持续存在，并与心脏缺血和动脉血栓栓塞事件（arterial thromboembolic event，ATE）的风险增加相关[14]。作为抗血管生成药物的小分子酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitors，TKIs）的舒尼替尼（sunitinib）和索拉非尼（sorafenib）也会增加高血压发病率和ATE发生风险，已批准的TKIs 如雷戈拉非尼（regorafenib）、帕佐巴尼（pazobanib）和阿昔替尼（axitinib）也有类似心脏毒性。与TKIs 相关的心脏毒性机制可能与非特异性靶点的抑制有关。

1.3 miRNAs 参与免疫治疗所致心脏毒性发生机制

免疫治疗是新兴肿瘤治疗方式，其中免疫检查点抑制剂治疗效果显著。靶向PD-1 或PD-L1 的抗体药物显示出非常低的心脏毒性，但纳武单抗（nivolumab）、派姆单抗（pembrolizumab）仍有出现心肌炎的报道，其发生与PD-1 在心脏稳态和应激反应中的重要作用有关[15]。

miRNA-34a 可靶向抑制PD-L1，致使小鼠出现自身免疫性心肌炎和PD-1 缺失，发生扩张型心肌病、收缩功能受损和HF[16]。miRNA-21 与PD-L1 表达密切相关，miRNA-21 过表达可抑制STAT1、JAK2 和NFκB 活化，阻止M1 型巨噬细胞极化而抑制其发挥抗肿瘤免疫功能，miRNA-21 缺失致STAT1 激活而使PDL1 表达上调[17]。

1.4 miRNAs 参与放疗所致心脏毒性发生机制

放疗是应用电离辐射局部治疗肿瘤，利用高剂量X 射线和γ 射线等照射破坏DNA 杀死肿瘤细胞或减缓其生长。但心脏接受高剂量辐射会导致辐射性心脏病，对患者造成危害。研究发现，行放疗的患者心肌细胞中miRNA-34a 上调，其表达受电离辐射诱导的p53 调控，在辐射反应中起重要作用[18]。接受单剂量照射的小鼠中，受照射动脉的miRNA-29b 表达下调。上调miRNA-29b 可抑制炎症相关PTX-3 和DDP4表达，抑制miRNA-29b 表达可增加血管炎症反应[19]。miRNA-21 可由人成纤维细胞和大鼠心肌细胞受电离辐射诱导产生，其表达可调控细胞外基质蛋白和PKC 信号通路，影响Cx43 介导的电耦合，参与放疗相关心脏损伤[20]。miRNA-1 在心肌细胞电偶联和直接的心肌细胞间信息传递起关键作用，可靶向缝隙连接蛋白Cx43。大鼠胸部暴露于单次电离辐射，其心肌组织miRNA-1 表达减少，Cx43 表达上调，增强了心肌细胞间信息传递，发挥保护心脏作用[11]。

2 循环miRNAs 水平改变对肿瘤治疗相关性心脏毒性的监测作用

近年，血浆中循环miRNAs 作为药物诱导心脏毒性的生物标志物得到深入研究。miRNA-1 是心肌中表达最高的miRNAs，对经DOX 治疗的乳腺癌患者的循环miRNAs 分析发现，miRNA-1 可作为早期检测DOX 诱导的心脏毒性的潜在指标[11]。在心肌损伤患者血浆中miRNA-208a 和miRNA-208b 水平升高比肌钙蛋白升高易被更早检测到[21]。给予ANTs 或非心脏毒性药物化疗1 个周期后，行24 个候选miRNAs测序发现，miRNA-29b 和miRNA-499 在ANTs 治疗后表达上调，而在非心脏毒性药物治疗组中无显著变化[22]。

有关贝伐单抗相关心脏毒性的研究发现，5 个miRNAs 表达水平在心脏毒性组中显著增加，其中miRNA-1 254 和miRNA-579 具较高特异性，在临床诊断上miRNA-1 254 与心脏毒性最相关[23]。使用舒尼替尼可诱导剂量依赖性负性肌力作用，细胞内钙离子减少和活性氧生成增加，但其循环miRNAs 水平并未发生显著改变。

放疗辐射可诱导大鼠循环miRNA-1 下调，放疗后外周血单个核细胞（PBMC）中高表达miRNA-21 与急性泌尿生殖道放射毒性有关[20]。Meta 分析显示，辐射诱导下血清中7 个miRNAs（miRNA-150、miRNA-29a、miRNA-29b、miRNA-30c、miRNA-200b、miRNA-320a 和miRNA-30a 表达发生显著变化，与总剂量或部分剂量的辐射显著相关，其中miRNA-29a 水平降低[24]。

3 miRNAs 预防或逆转肿瘤治疗导致的相关心脏毒性

在各种心血管疾病（包括药物性HF）的治疗干预中，miRNAs 备受关注。miRNAs 干预肿瘤治疗相关心脏毒性的可能方式为：1）靶向减少或阻断过表达miRNAs；2）靶向增加由于药物作用下调的miRNAs。miRNAs 抑制剂（拮抗剂）和miRNAs 模拟物在研究单一miRNAs 的作用和功能中尤为常用。

DOX 可上调miRNA-208a 并促进心肌细胞凋亡，而沉默miRNA-208a 可抑制DOX 诱导的心肌细胞凋亡并改善心脏功能[7]。研究证实，经DOX 治疗后小鼠心脏组织中的miRNA-320a 表达上调，促进细胞凋亡并加重心脏损伤，而敲除miRNA-320a 可减轻DOX引起的心脏损伤[25]。小鼠心肌细胞中miRNA-21 过表达抑制DOX 诱导的细胞凋亡，而敲除miRNA-21可促进DOX 诱导的细胞凋亡，在调节细胞增殖和凋亡和保护心肌细胞中发挥重要作用[19]。抑制miRNA-34a 可通过改变SIRT1、乙酰化p53、Bcl-2 和Bax 的表达而减轻心肌损伤，而miRNA-34a 表达增加可加重心脏损伤[10]。

本文中所述与肿瘤治疗所致心脏毒性有关的miRNAs 总结见表1。

表1 与肿瘤治疗所致心脏毒性有关的miRNAs

表1 与肿瘤治疗所致心脏毒性有关的miRNAs （续表1）

4 结语

综上所述，miRNAs 调控作为肿瘤治疗所致心脏毒性的有效治疗策略具有良好的应用前景。给予某些miRNAs 模拟物或拮抗剂，改变其在心脏或肿瘤中的特殊传递作用，有可能减轻治疗引起的心脏毒性。此外，miRNAs 还可作为肿瘤治疗相关心脏毒性的生物标志物，仅在心脏毒性发生时，通过对血浆中特异表达的miRNAs 含量检测，早期发现心脏毒性患者。miRNAs 有望成为监测和治疗肿瘤治疗相关心脏毒性的潜在靶点，但其作用机制和在临床上的应用仍需深入研究。