掃碼聯(lián)系客服
腫瘤標(biāo)志物的挖掘和鑒定工作在腫瘤臨床治療方面有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，因此在腫瘤基礎(chǔ)研究中尤為重要。本篇推文選取2022年6月21日發(fā)表在npj Precision Oncology（IF：10，2021-2022，醫(yī)學(xué)一區(qū)）上的報(bào)道，作者重點(diǎn)關(guān)注并總結(jié)了近年來(lái)游離lncRNA在腫瘤研究領(lǐng)域的相關(guān)進(jìn)展以及面臨的主要問(wèn)題，并結(jié)合臨床需求，展望了游離lncRNA在治療腫瘤方面的應(yīng)用前景。
前言
癌癥是最為致命的疾病之一。盡管目前在癌癥治療手段和潛在發(fā)病機(jī)理方面獲得了巨大進(jìn)展，然而癌癥的治療效果不盡人意，尤其是晚期病人。癌癥的高致死率可部分歸因于早期準(zhǔn)確診斷方法或工具的缺乏，如蛋白標(biāo)志物。這些標(biāo)志物在組織或血液中含量的變化或許可以指示疾病的發(fā)展情況，比如腫瘤。蛋白標(biāo)志物可以利用免疫組化（IHC）手段進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而幫助判別腫瘤亞型。例如，研究人員通常會(huì)檢測(cè)乳腺癌組織中雌激素受體（ER）蛋白的表達(dá)水平，以判斷腫瘤的雌激素狀態(tài)。然而，一些蛋白標(biāo)志物通常會(huì)導(dǎo)致大量誤判，因此并不十分可靠。比如經(jīng)常用于診斷肝癌的血漿甲胎蛋白（AFP）就被報(bào)道靈敏性和特異性不高。一些傳統(tǒng)的血清指示物如糖抗原153（CA153）、癌抗原125（CA125）和癌胚抗原（CEA）也由于靈敏性和特異性不高而備受爭(zhēng)議。蛋白標(biāo)志物的低可靠性部分由于標(biāo)志物自身的屬性。蛋白和短肽的檢測(cè)依賴抗體的的結(jié)合，而后者和標(biāo)志物之并非是高度特異的對(duì)應(yīng)關(guān)系。目前，不可靠的抗體是造成腫瘤研究或治療不理想的主要原因之一。且，傳統(tǒng)組織學(xué)研究另一個(gè)弊端就是需要真實(shí)的組織樣本。這種侵入式的診斷手段操作不便，且對(duì)病人亦不友好。因此，開(kāi)發(fā)非侵入式的非蛋白標(biāo)志物有切實(shí)的需求。
胞外游離核酸（cfNA）或循環(huán)核酸（CNAs）近期被證實(shí)可作為一類(lèi)新的腫瘤潛在標(biāo)志物。CAN PCA3已被FDA批準(zhǔn)并商品化用于早期前列腺癌的診斷。CAN lncRNA如PCA3由于比其他的CAN在血液中更加穩(wěn)定且對(duì)核酸介導(dǎo)的降解過(guò)程不敏感，因此具有更高的可靠性。Arita等人發(fā)現(xiàn)血漿lncRNA對(duì)反復(fù)凍融造成的降解更加耐受，在室溫條件下也能維持更長(zhǎng)時(shí)間。LncRNA在血液中的穩(wěn)定性源自其自身大量的二級(jí)結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸過(guò)程中外泌體的保護(hù)以及起穩(wěn)定作用的各種轉(zhuǎn)錄后修飾。LncRNA在哺乳動(dòng)物基因組中廣泛存在，且大量研究證實(shí)它在細(xì)胞增殖、分化以及個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育各個(gè)階段中扮演重要角色，這些都暗示lncRNA作為潛在的腫瘤標(biāo)志物的可行性。
與其他類(lèi)型標(biāo)志物如循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTCs）、cfDNA和外泌體等相比，循環(huán)lncRNA的穩(wěn)定性和高表達(dá)水平使其在作為潛在標(biāo)志物方面更具優(yōu)勢(shì)。在該篇文章中，作者總結(jié)了挖掘循環(huán)lncRNA作為腫瘤標(biāo)志物工作中的進(jìn)展以及遇到的挑戰(zhàn)，作者綜述并比較了循環(huán)lncRNA在不同癌種中的特異性和靈敏度，并點(diǎn)明其進(jìn)一步作為潛在腫瘤治療靶點(diǎn)的可行性。
1. 循環(huán)lncRNA的表達(dá)水平與腫瘤進(jìn)展相關(guān)
研究人員對(duì)循環(huán)lncRNA的注意源自其在腫瘤組織中表達(dá)水平的變化，比如MALAT1在肺癌和前列腺癌中上調(diào)表達(dá)。Weber等發(fā)現(xiàn)MALAT1可以準(zhǔn)確指示非小細(xì)胞肺癌的存在（特異性96%）。在前列腺癌中，循環(huán)MALAT1在腫瘤組織中的表達(dá)水平普遍高于正常組織，且特異性高（84.8%），手術(shù)切除癌組織可以顯著降低循環(huán)MALAT1的表達(dá)水平，表明腫瘤細(xì)胞是循環(huán)MALAT1表達(dá)變化的源頭。如今已有多篇報(bào)道證實(shí)循環(huán)lncRNA直接或間接地與體內(nèi)腫瘤的發(fā)生相關(guān)。例如，循環(huán)HULC、H19、GACAT2等在胃癌患者的血液中顯著上調(diào)，而GIHCG在肝癌和腎癌中上調(diào)表達(dá)。臨床上，一些循環(huán)lncRNA已被證實(shí)比傳統(tǒng)的糖蛋白有更可靠的腫瘤指示作用。其他的lncRNA，如HOTAIR在結(jié)直腸癌中、LINC00152在胃癌和肝癌中、lncRNA-UCA1在肝癌中，均相較傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物有更高的特異性（詳見(jiàn)下表）。
2. LncRNA作為生物標(biāo)志物的挑戰(zhàn)和潛在影響
循環(huán)腫瘤標(biāo)志物，尤其是lncRNA，目前遠(yuǎn)未發(fā)揮出在腫瘤診療方面的潛力。事實(shí)上，許多循環(huán)lncRNA在臨床具體病人上的預(yù)測(cè)表現(xiàn)依舊較差。一些已經(jīng)報(bào)道了的循環(huán)lncRNA在針對(duì)具體癌種進(jìn)行指示檢測(cè)時(shí)，靈敏度和特異性均難以滿足需求。具體實(shí)例如下：1）在檢測(cè)前列腺癌患者與對(duì)照組血漿中的MALAT1的表達(dá)水平時(shí)，MALAT1只能實(shí)現(xiàn)58.6%的靈敏度，表明用它來(lái)做前列腺癌標(biāo)志物會(huì)產(chǎn)生大量的假陰性結(jié)果。在小細(xì)胞肺癌中，MALAT1也僅有56%的靈敏度，遠(yuǎn)不能滿足前期診斷需求。目前尚未解決的問(wèn)題之一是循環(huán)肺癌患者中MALAT1表達(dá)水平與癌組織中表達(dá)水平相關(guān)性較低，推測(cè)循環(huán)MALAT1在血液中受到了一定程度的降解。2）循環(huán)LINC00152是另一個(gè)被廣泛研究的腫瘤潛在標(biāo)志物。然而，在臨床胃癌患者的前期診斷中，它只能達(dá)到48.1%的靈敏度，極大限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。目前尚不明確循環(huán)LINC00152在血液中是否被降解。3）其他循環(huán)lncRNA在臨床應(yīng)用過(guò)程中也有靈敏度低的問(wèn)題，如H19、GACAT2等。
3. 利用新的組合檢測(cè)技術(shù)提升循環(huán)lncRNA的診療價(jià)值
為了彌補(bǔ)特定循環(huán)lncRNA特異性和靈敏度低的缺陷并提升它們的診斷效果，很多研究嘗試組合不同的循環(huán)lncRNA對(duì)潛在病人進(jìn)行預(yù)測(cè)，并得到了相對(duì)理想的預(yù)測(cè)效果（見(jiàn)下表）。值得注意的，Chen等開(kāi)發(fā)了一種具有生物相容性的電化學(xué)傳感器，可以高精度地檢測(cè)小細(xì)胞肺癌中MALAT1的表達(dá)水平。與傳統(tǒng)RT-PCR技術(shù)相比，這種技術(shù)具有快速、經(jīng)濟(jì)和操作容易等顯著優(yōu)勢(shì)。另一項(xiàng)研究中，Morlin等人開(kāi)發(fā)了新的lncRNA捕獲測(cè)序技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)人49372個(gè)lncRNA的表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè)，極大地提升了lncRNA檢測(cè)的靈敏度。總之，不同lncRNA結(jié)合起來(lái)預(yù)測(cè)的手段提升了檢測(cè)的總體水平，且得益于新lncRNA檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)進(jìn)一步推進(jìn)循環(huán)lncRNA作為腫瘤標(biāo)志物的臨床應(yīng)用。
4. 循環(huán)lncRNA可作為潛在的腫瘤預(yù)后標(biāo)志物
循環(huán)lncRNA除了可以作為腫瘤早期診斷標(biāo)志物，也可以用于指示病人預(yù)后。絕大多數(shù)研究證實(shí)了腫瘤內(nèi)lncRNA在預(yù)測(cè)腫瘤進(jìn)展和預(yù)測(cè)病人預(yù)后方面的作用，而少量研究也發(fā)現(xiàn)循環(huán)lncRNA同樣有類(lèi)似的功能。例如，血漿中的lncRNA XLOC_014172和LOC149086可以準(zhǔn)確地區(qū)分（specificity：90%；sensitivity：91%；AUC：0.934）轉(zhuǎn)移性肝癌患者和非轉(zhuǎn)移性患者。類(lèi)似地，循環(huán)lncRNA HOTAIR在結(jié)直腸癌、GIHCG在腎癌中均與病人預(yù)后顯著相關(guān)。一些組合標(biāo)志物如5-lncRNA-signature和8-lncRNA-signature在臨床預(yù)后方面均顯示出良好的預(yù)測(cè)效果。盡管早期研究表明循環(huán)lncRNA的表達(dá)水平可能與腫瘤進(jìn)展有關(guān)，如今越來(lái)越多的研究提示它們的預(yù)后功能。在預(yù)測(cè)手段方面，結(jié)合多維度的數(shù)據(jù)如循環(huán)lncRNA、miRNA、臨床數(shù)據(jù)以及臨床影像數(shù)據(jù)等，會(huì)顯著提升預(yù)測(cè)的總體水平。
5. 循環(huán)lncRNA可作為潛在的腫瘤治療靶點(diǎn)
循環(huán)lncRNA不應(yīng)該僅僅作為一種被動(dòng)的生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)工具，它們也可以被開(kāi)發(fā)為治療多種癌癥的潛在靶點(diǎn)或藥物。已有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA可通過(guò)干擾抑癌通路的生物活性而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。Sanchez等通過(guò)全基因組分析人類(lèi)p53基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，鑒定出以lncRNA為核心的腫瘤抑制互作網(wǎng)絡(luò)。GAS5、CCND1、LET、PTENP1和lincRNA-p21是常見(jiàn)的抑癌lncRNA，而MALAT-1、PANDAR、HOTAIR、H19、PVT1、GIHCG和ANRIL則是促癌lncRNA。在分子水平，lncRNA可以通過(guò)調(diào)節(jié)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響基因表達(dá)、為RNA結(jié)合蛋白提供結(jié)構(gòu)支撐以及作為RNA“海綿”吸附抑癌miRNA等功能促進(jìn)癌癥發(fā)生。比如，lncRNA HOTTIP可以吸附抑癌miRNA miR-5-3p，促進(jìn)腎癌的形成。然而，多數(shù)機(jī)制研究均是針對(duì)腫瘤組織或細(xì)胞，靶向循環(huán)lncRNA是否有效尚未確定，其中一個(gè)基本問(wèn)題就是循環(huán)lncRNA能否進(jìn)入深層的腫瘤內(nèi)部。有研究發(fā)現(xiàn)一些微載體和外泌體可以協(xié)助癌細(xì)胞之間以及癌細(xì)胞和周?chē)＜?xì)胞之間的“通訊”，因此可作為循環(huán)lncRNA的潛在載體。而一些循環(huán)lncRNA不需要任何載體或特殊結(jié)構(gòu)就可以在血液中流通，此類(lèi)lncRNA在靶向設(shè)計(jì)方面就相對(duì)容易。由于循環(huán)系統(tǒng)中缺乏降解RNA-RNA和RNA-DNA互作的分子機(jī)制，通過(guò)AGOs靶向特定的循環(huán)lncRNA即可起到較好的抗癌效果。比如，Arun等發(fā)現(xiàn)在小鼠中通過(guò)皮下注射AGOs系統(tǒng)性地敲低MALAT1的表達(dá)可以顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。此外，對(duì)于一些抑癌lncRNA，外源補(bǔ)充其在循環(huán)系統(tǒng)中的表達(dá)水平也可以起到抗癌效果。
6. 單癌、多癌和泛癌水平的循環(huán)lncRNA標(biāo)志物和治療靶標(biāo)
前文表一中列舉了一些與特定癌種相關(guān)的循環(huán)lncRNA。然而，可能由于目前缺乏對(duì)這些lncRNA在其他癌種中作用的報(bào)道，因此并不能確定這些lncRNA是否可以作為多種癌種甚至泛癌的標(biāo)志物或治療靶點(diǎn)。有意思的是，整合分析這些循環(huán)lncRNA發(fā)現(xiàn)它們與特定癌種之間的關(guān)系可以間接反映癌組織的組織學(xué)相似程度或胚胎起源（見(jiàn)下圖）。比如在Wu和Permuth各自的研究中，他們分別報(bào)道了循環(huán)lncRNA PVT-1和PANDA在腎癌和胰腺癌中的作用，而這兩個(gè)器官在解剖位置上距離較近，且在多個(gè)分子分型相關(guān)的報(bào)道中聚類(lèi)在一組。有報(bào)道指出胚胎來(lái)源的lncRNA在多種腫瘤中均具有一定的指示作用，由此提示這類(lèi)lncRNA或許可以作為一種潛力巨大的多癌腫瘤標(biāo)志物和/或治療靶點(diǎn)。且，檢測(cè)此類(lèi)循環(huán)lncRNA的表達(dá)位置同樣可以提示腫瘤的具體發(fā)生部位，以協(xié)助臨床診斷和后期治療。
7. 循環(huán)lncRNA和RBP的聯(lián)系
盡管RNA結(jié)合蛋白（RBP）并不能與血液中的循環(huán)lncRNA產(chǎn)生互作，但是在循環(huán)lncRNA進(jìn)入血液之前，二者之間是存在相互結(jié)合并發(fā)揮一定促癌作用的。已有報(bào)道證實(shí)部分可以與lncRNA結(jié)合的RBP具有癌胚的特性。文中，作者整理了部分腫瘤中有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持的RBP-lncRNA互作（見(jiàn)下表）。此外，針對(duì)lncRNA在腫瘤中功能相關(guān)的研究策略，作者也在文中給出了相應(yīng)的建議。
討論與展望
循環(huán)lncRNA在腫瘤前期診斷、病人預(yù)后和治療靶標(biāo)等方面均有很大的價(jià)值。該篇綜述中，作者整理了目前關(guān)于循環(huán)lncRNA在不同腫瘤中的研究進(jìn)展，討論了其作為癌癥診斷標(biāo)志物的優(yōu)缺點(diǎn)。循環(huán)lncRNA可以通過(guò)多種途徑參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展，因此也代表一類(lèi)潛在的治療靶點(diǎn)，作者綜述了已有的關(guān)于循環(huán)lncRNA促癌/抗癌的相關(guān)報(bào)道，總結(jié)了靶向循環(huán)lncRNA抗癌的優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。最后，作者整理了針對(duì)循環(huán)lncRNA開(kāi)展研究的常用數(shù)據(jù)庫(kù)和常用技術(shù)流程，便于相關(guān)領(lǐng)域研究人員進(jìn)一步開(kāi)展研究。
