血清microRNA診斷甲狀腺乳頭狀癌的研究進(jìn)展*

劉 艷 張新煥

1. 山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)科院)，山東 泰安 271000；2. 山東第一醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，山東 泰安 271000

甲狀腺乳頭狀癌(PTC)是甲狀腺最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率最高。據(jù)報道，PTC的發(fā)病率逐年上升，占甲狀腺惡性腫瘤的85%～90%[1]。手術(shù)治療是PTC的首選治療方法，其他治療方法包括碘131放射治療和甲狀腺激素抑制治療[2]。甲狀腺癌發(fā)展相對緩慢，早期無明顯癥狀。然而，約40%～80%的PTC患者在診斷時已發(fā)展為頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[3]。同時，這些患者的預(yù)后通常較差，10年生存率低于10%[4]。因此，闡明PTC發(fā)生發(fā)展的具體過程，探討腫瘤細(xì)胞惡性行為的分子機(jī)制具有重要意義。

MicroRNAs(miRNAs)是一類長度為21～25個核苷酸的高度保守的非編碼小RNA。MiRNA參與多種真核生物基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控[5]。miRNAs在腫瘤發(fā)生過程中作為癌基因或抑癌基因發(fā)揮著不同的作用[6-7]。多項(xiàng)研究表明，miRNA在多種惡性腫瘤中表達(dá)失調(diào)，其中也包括甲狀腺乳頭狀癌[8]。本研究就血清微小RNA在甲狀腺乳頭狀癌的診斷、發(fā)病機(jī)制及治療方面做一綜述。

1 單個miRNA與甲狀腺乳頭狀癌的診斷

1.1miRNA-214

Guo等[9]研究中回顧性的分析了50例PTC患者和46例良性甲狀腺腫瘤患者的臨床資料，采用實(shí)時熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測患者血清miRNA-214表達(dá)水平，結(jié)果顯示PTC組表達(dá)水平明顯高于甲狀腺腫瘤組(Z=-2.941，P=0.003)，具有較高的靈敏度與特異度。

1.2miRNA-221

Zhang等[10]研究了中國東北部地區(qū)106例PTC患者和35例甲狀腺良性結(jié)節(jié)患者，此研究發(fā)現(xiàn)PTC組的血清miRNA-221明顯高于對照組。在Zhang等人的另一項(xiàng)關(guān)于血清微小RNA聯(lián)合超聲診斷甲狀腺微小癌研究中[11]，同樣發(fā)現(xiàn)了與良性結(jié)節(jié)組相比，PTMC患者血清miRNA-221表達(dá)量較高。這兩個研究提示我們血清miR-221可以用來協(xié)助診斷PTC。

1.3miRNA-222

Yu等[12]在中國南部地區(qū)，研究了miRNA-222、miRNA-151-5p及l(fā)et-7e在兩組中的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)了PTC患者三種血清miRNA表達(dá)量高于對照組。Wang等[13]根據(jù)基因芯片篩選結(jié)果，采用qRT-PCR技術(shù)，研究了79例甲狀腺乳頭狀癌患者及42例良性甲狀腺疾病組患者的血清中miRNA分析，研究結(jié)果顯示最具診斷價值的為miRNA-222-3p，其在PTC組血清中表達(dá)上調(diào)。

1.4miRNA-451

Gong等[14]研究中分析了62例PTC患者和53例甲狀腺良性疾病患者，發(fā)現(xiàn)了血清miRNA-451在PTC組中顯著降低(P≤0.05)。同樣的，在Zhang等[15]研究中國南方地區(qū)人群中miRNA-451表達(dá)情況時發(fā)現(xiàn)，與甲狀腺良性結(jié)節(jié)相比，PTC患者血清中miRNA-451表達(dá)量明顯減少，ROC曲線顯示其具有較好的敏感性和特異性。這兩個研究表明血清miRNA-451表達(dá)下調(diào)在PTC的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。

1.5miRNA-124-3p、miRNA-9-3p、miRNA-196b-5p

Yu等[16]于中國東部沿海地區(qū)在50例PTC、50例甲狀腺良性結(jié)節(jié)及50例健康對照組中，首先運(yùn)用基因芯片技術(shù)掃描組間差異表達(dá)的miRNAs，后運(yùn)用qRT-PCR進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示，與甲狀腺良性結(jié)節(jié)和健康對照組相比，miRNA-124-3p、miRNA-9-3p在PTC組患者中顯著增高。而對于miRNA-196b-5p來說，甲狀腺良性結(jié)節(jié)組高于PTC及健康對照組。三種循環(huán)RNA對甲狀腺乳頭狀癌均具有較高的診斷價值。

1.6miRNA-25-3p、miRNA-451a

Li等[17]研究了在中國北部地區(qū)56例甲狀腺乳頭狀癌患者和95例甲狀腺良性結(jié)節(jié)患者，評估兩組患者血清中miR-25-3p、miR-451a的表達(dá)情況，結(jié)果顯示這兩種血清miRNA在PTC表達(dá)明顯高于甲狀腺良性結(jié)節(jié)組，ROC曲線數(shù)顯其具有較高的靈敏性和特異性。

1.7miRNA-146b

Lee等[18]研究了血漿中miRNA-146b和miRNA-155在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)患者中的表達(dá)情況，研究結(jié)果顯示兩種微小RNA在PTC組的平均表達(dá)量顯著高于甲狀腺良性結(jié)節(jié)組，同時運(yùn)用ROC曲線分析也驗(yàn)證了兩種微小RNA鑒別診斷甲狀腺乳頭狀癌與甲狀腺良性結(jié)節(jié)具有較高的價值。同樣的，Zhang等[10]研究了中國東北地區(qū)106例PTC患者和35例甲狀腺良性結(jié)節(jié)患者，此研究同樣發(fā)現(xiàn)在PTC組中血清miRNA-146b的表達(dá)量顯著高于對照組，與Lee等研究結(jié)論一致，但其靈敏度和特異度要高于Lee的研究。這讓血清miRNA-146b診斷甲狀腺乳頭狀癌成為可能。

1.8miRNA-95、miRNA-190

Cantaras等[19]在高加索地區(qū)，納入了79例PTC患者和80例甲狀腺良性結(jié)節(jié)患者，結(jié)果證實(shí)了最具診斷準(zhǔn)確性的血清微小RNA為miRNA-95，靈敏度與特異度高達(dá)94.9%、98.7%。MiRNA-190的靈敏度與特異度分別為93.7%和78.7%。該研究表明，血清miRNA-95和miRNA-190在歐洲人群甲狀腺乳頭狀癌患者中的表達(dá)量高。但是關(guān)于此地區(qū)的研究少，今后仍需較大樣本的研究加以驗(yàn)證。

2 組合miRNA與甲狀腺乳頭狀癌的診斷

Yu等[12]研究了中國南部地區(qū)PTC患者和甲狀腺良性結(jié)節(jié)患者，研究發(fā)現(xiàn)將miRNA-222、miRNA-151-5p及l(fā)et-7e三種miRNA組合后，診斷PTC的靈敏度為87.8%，特異度為88，4%，綜合受試者工作特征曲線下面積AUC高達(dá)0.917。Zhang等[10]在比較中國東北部地區(qū)106例PTC患者和35例甲狀腺良性結(jié)節(jié)患者血清miRNA-222、miRNA-221、miRNA-146b表達(dá)情況時，發(fā)現(xiàn)了若將三種微小RNA組合后，對PTC的診斷能力增高，靈敏度為80%，特異度達(dá)97.5%，綜合受試者工作特征曲線(ROC)下面積AUC高達(dá)0.903。在Zhang等[11]一篇關(guān)于血清微小RNA與超聲聯(lián)合可作為乳頭狀甲狀腺微小癌的診斷及預(yù)后標(biāo)記物的研究，結(jié)果顯示將血清miRNA-222、miRNA-221、miRNA-146b及miRNA-21聯(lián)合檢測后，ROC高達(dá)0.972，有86.84%的靈敏度與94.29%的特異度，比檢測單個獨(dú)立的微小RNA靈敏度與特異度高。以上三個研究均提示我們組合miRNA比單一miRNA對診斷甲狀腺乳頭狀癌的準(zhǔn)確性可能更高，今后研究中可以試探索特定微小RNA組合，提高對甲狀腺乳頭狀癌的診斷效率，減少不必要的手術(shù)創(chuàng)傷。

3 miRNA在甲狀腺乳頭狀癌中的作用機(jī)制

3.1miRNA-221

在乳頭狀甲狀腺癌(PTC)組織和細(xì)胞系中，miRNA-221經(jīng)常上調(diào)，在Diao等人[20]研究中驗(yàn)證miRNA-221與PTC增殖、凋亡和遷移的關(guān)系。他們觀察到，miR-221通過與tipm3(金屬蛋白酶組織抑制劑3) mRNA 中 的3'非翻譯區(qū)結(jié)合來抑制timp3的表達(dá)，timp3主要通過調(diào)節(jié)血管生成、內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和轉(zhuǎn)移來影響腫瘤進(jìn)展。具體來說，timp3通過與血管內(nèi)皮生長因子受體-2的直接相互作用發(fā)揮其抗血管生成作用，并且由于TIMP3與caspase依賴性細(xì)胞死亡途徑或另一種FAK依賴性存活途徑之間的潛在聯(lián)系而誘導(dǎo)了凋亡。本研究結(jié)果表明，通過靶向timp3，mir-221可加重細(xì)胞增殖和PTC的侵襲。

3.2miRNA-222

在Huang等[21]人研究中證實(shí)，與鄰近甲狀腺組織相比，PTC組織中的miR-222表達(dá)上調(diào)，異常表達(dá)的mir-222在增強(qiáng)了甲狀腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。蛋白磷酸酶2調(diào)節(jié)亞單位Bα(ppp2r2a)，即一種腫瘤抑制因子，通過ppp2r2a的3’-utr被鑒定為mir-222的直接靶點(diǎn)。ppp2r2a的表達(dá)恢復(fù)將會導(dǎo)致mir-222過度表達(dá)的甲狀腺癌細(xì)胞遷移和侵襲能力的減弱。另外，在另一項(xiàng)研究中[22]，高表達(dá)的mir-221和mir-222能夠降低細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1B(P27kip1)蛋白水平,mir-221和mir-222的過度表達(dá)導(dǎo)致甲狀腺乳頭狀癌細(xì)胞株(tpc-1)P27kip1水平下降，使其進(jìn)入細(xì)胞周期的S期，從而促使PTC的發(fā)生。

3.3miRNA-146

人類的mir-146家族包含兩個位于不同染色體上的miRNA基因：mir-146a位于5q34，mir-146b位于10q24.32。兩種亞型在腫瘤中都被描述為不受調(diào)控。然而，在PTC中，miR-146b，而不是miR-146a，是主要調(diào)控失調(diào)的RNA。TGF-β(轉(zhuǎn)化生長因子β)信號通路主要通過下調(diào)原癌基因myc和上調(diào)細(xì)胞周期蛋白依賴激酶抑制劑cdkn1a來抑制上皮細(xì)胞的生長，腫瘤細(xì)胞的增殖潛能取決于其阻斷TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和繞過TGF-β介導(dǎo)的細(xì)胞周期阻滯的能力[23]，Taton等[24]研究發(fā)現(xiàn)miRNA-146b-5p可能通過切除TGF-β自分泌和旁分泌環(huán)增強(qiáng)對甲狀腺腫瘤細(xì)胞的復(fù)制潛能。提示我們miRNA-146b-5p的過度表達(dá)可促進(jìn)甲狀腺癌增殖與生長。

3.4Let-7

Let-7被證明在三個ras基因(hras、kras和nras)的3'未翻譯區(qū)域中含有多個假定的互補(bǔ)位點(diǎn)，它的功能是負(fù)性調(diào)節(jié)RAS的蛋白質(zhì)水平。由于ras激活與多種癌癥相關(guān)，因此let-7下調(diào)或缺失可能在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮作用[25-27]。因?yàn)閘et-7被證明能抑制ras的表達(dá)，它可能在有絲分裂原激活蛋白激酶(MAPK)激活的甲狀腺癌中提供腫瘤抑制功能，即抑制PTC的增殖與生長，一部分let-7家族在PTC中表達(dá)下降，包括let-7d、let-7g、let-7f[28-29]。由此可知，Let-7是甲狀腺乳頭狀癌發(fā)生發(fā)展中的重要調(diào)控因子。

3.5miRNA-451

一項(xiàng)體外研究表明，miRNA-451的過度表達(dá)可以通過靶向PI3K/Akt/mTOR信號通路，從而抑制c-Myc癌基因介導(dǎo)的細(xì)胞增殖和遷移[30-31]。故miRNA-451的低表達(dá)可能促進(jìn)甲狀腺乳頭狀癌的發(fā)生發(fā)展，加重甲狀腺乳頭狀癌的細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。

4 miRNA在甲狀腺乳頭狀癌術(shù)后監(jiān)測復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移

甲狀腺乳頭狀癌患者接受手術(shù)治療后，通常預(yù)后良好，但復(fù)發(fā)率仍在10%～15%。盡管在確診時，只有不到10%的患者有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，但死亡的主要原因仍然是轉(zhuǎn)移。因此，為了預(yù)防甲狀腺癌的復(fù)發(fā)，建立準(zhǔn)確的風(fēng)險評估方法至關(guān)重要。Rosignolo等[32]研究發(fā)現(xiàn)了miR-146a-5p和miR-222-3p在手術(shù)后表達(dá)水平下降，并且在1至2年的隨訪中均處于低表達(dá)水平。Lee等[33]回顧性分析了有復(fù)發(fā)性PTC(RC-PTC)和無復(fù)發(fā)性PTC(NR-PTC)的患者，與nr-ptc腫瘤相比，rc-ptc腫瘤中microRNA-222和mir-146b的表達(dá)分別高10.8倍和8.9倍。Sondermann等[34]亦發(fā)現(xiàn)了在乳頭狀甲狀腺癌患者中，miR-9和miR-21的表達(dá)水平是復(fù)發(fā)的重要預(yù)后因素。

5 miRNA作為治療甲狀腺乳頭狀癌的新靶點(diǎn)

越來越多的報道提出了一個很有吸引力的概念，使用miRNA模擬物和抑制劑(抗miRs)的miRNA靶向治療可能成為治療疾病的新方法[35-36]。如上所述，我們研究了多種微小RNAs在甲狀腺乳頭狀癌的發(fā)生和惡化所涉及的分子機(jī)制，這些微小RNA作為重要的調(diào)控因子在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著不可忽視的作用，這提示在今后的研究中，進(jìn)一步闡明和了解這些機(jī)制，有助于利用microRNA作為治療甲狀腺乳頭狀癌的新型治療策略的候選靶點(diǎn)。

微小RNA(microRNA,miRNA)是一類非編碼的小分子RNA，調(diào)控基因在轉(zhuǎn)錄后和翻譯水平的表達(dá)，存在于人體的組織、細(xì)胞及血清中，在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮一定作用。miRNA在腫瘤表達(dá)中的上調(diào)或下調(diào)通過一定機(jī)制影響了甲狀腺乳頭狀癌的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。血清miRNA應(yīng)用前景廣泛，希望在未來的研究中，采用有效準(zhǔn)確的miRNAs的檢測方法，尋找高敏感性和特異性的miRNAs應(yīng)用于甲狀腺乳頭狀癌的早期診斷、術(shù)后監(jiān)測、治療和預(yù)后評估。