引用本文: 李蔣鵬, 李敬東. 長鏈非編碼 RNA 對肝細胞肝癌的診斷價值. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(10): 1243-1247. doi: 10.7507/1007-9424.201903073 復制
原發性肝癌,特別是肝細胞肝癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)是全球癌癥死亡的第三大原因[1],其占原發性肝癌的 90% 以上,在疾病早期缺乏特異性癥狀,被發現時多為中晚期,失去根治性治療的機會,5 年生存率僅 40%~50%[2]。而早期診斷的 HCC 患者預后相對較好,手術后 5 年生存率高達 90%[3]。可見,尋求早期診斷標志物至關重要。目前應用最多的 HCC 血清學標志物是甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP),但該方法的靈敏度和特異性較差(靈敏度為 51.9%~66%、特異度為 86%~94%)[4-5],不足以進行有效診斷,尤其是對于腫瘤直徑<3 cm 的小 HCC 中無 AFP 水平升高的患者占了近 80%,靈敏度甚至降低至 25%[6];另一方面,一些非腫瘤患者如急性肝炎、慢性肝炎和 HBV 或 HCV 感染引起的肝硬化、胚胎腫瘤、某些胃腸道腫瘤等的血清 AFP 水平也會升高[7]。事實上,歐洲[8]和美國[9]HCC 篩查及診斷指南均未包括血清 AFP 的定量。盡管如此,仍有許多醫生仍然將血清 AFP 測量與超聲結合,以降低超聲檢測不能發現病灶的風險。因此,我們迫切需要一個重復性好、客觀性強、準確性高而且低成本的生物標志物來對 HCC 進行早期診斷。近年來研究發現,長鏈非編碼 RNA(long non-coding RNA,LncRNA)在 HCC 中特異性表達,其有望成為診斷 HCC 的生物標志物。筆者現針對 LncRNA 在 HCC 中進行診斷價值研究的相關文獻進行綜述,旨在為 HCC 的早期診斷提供新思路。
1 LncRNA 及其檢測
LncRNA 是非編碼 RNA 的重要群體,其序列長于 200 個核苷酸,占所有 RNA 分子的 68%。LncRNA 曾經被認為是轉錄噪音,因為它不能編碼蛋白,但隨著人類基因組計劃的完成,發現其可以在表觀遺傳學、轉錄前和轉錄后水平調節蛋白質編碼基因并在生理過程中發揮核心作用[10]。此外,這種“基因組暗物質”在體液中具有二級結構,能夠被研究人員在血液或尿液中檢出,具有相對穩定的特征[11]。
隨著 RNA 測序技術的興起,鑒定出的 LncRNA數量仍在迅速增加,其在惡性腫瘤中發揮的作用也越來越受到關注。近年來有研究[12]顯示,LncRNA 在乳腺癌、肺癌、前列腺癌等多種惡性腫瘤中失調。也有研究[13-14]表明,HCC 患者的血清中 LncRNA水平與組織中的水平強烈相關,其單獨或作為 AFP 的補充可顯著提高早期診斷 HCC 的能力,部分 LncRNA 與血清 AFP 的組合甚至使靈敏度提高至 100%。由此可見,LncRNA 在 HCC 的早期篩查中應用的前景廣闊。
有研究[15-16]表明,LncRNA 能通過 RNA 免疫沉淀、測序技術、基因芯片、實時定量 PCR 等技術在患者的血液及尿液中檢測到 LncRNA,提示其可用于臨床且是無創性腫瘤檢測。
2 LncRNA 在肝癌中的應用情況
在過去的十多年,LncRNA 獲得了廣泛的關注,其在肝臟疾病領域的研究也取得了顯著進展。目前與 HCC 相關的 LncRNA 主要有尿路上皮癌相關 1(urothelial cancer associated 1,UCA1)、肝癌高表達基因(highly up-regulated in liver cancer,HULC)、肺腺癌轉移相關轉錄子 1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)、HOXA 遠端轉錄本(HOXA transcript at the distal tip,HOTTIP)、H19、SPRY4 內含子轉錄物 1 (SPRY4 intronic transcript 1,SPRY4-IT1)、漿細胞瘤多樣異位基因 1(plasma-cytoma variant translocation gene 1,PVT1)、uc002mbe.2、uc007biz.1(LRB1)、生長停滯敏感基因 5(growth arrest-specific 5,GAS5)[17]、核富含豐富的轉錄本 1(nuclear-enriched abundant transcript 1,NEAT1)、被 TGF-β 活化的長鏈非編碼 RNA(lncRNA activatedby TGF-β,lncRNA-ATB)、母系印跡表達基因 3(maternally expressed gene 3,MEG3)等,現將其中的幾種介紹如下。
2.1 LncRNA UCA1
UCA1 位于染色體 19p13.12,其具有 3 個外顯子并編碼兩個轉錄物,它最初是在膀胱癌中被鑒定且可誘導細胞增殖和遷移并有抗藥性[18]。血清或血漿中 UCA1 的上調也發生在乳腺癌[19]、胃癌[20]、胰腺癌[21]等多種惡性腫瘤中。也有文獻報道了 UCA1 在 HCC 中的診斷或預后價值,如 Zheng 等[22]采用逆轉錄聚合酶鏈反應檢測了 105 例 HCC 患者、105 例良性肝病患者和 105 名健康自愿者血清樣本中 UCA1 的表達并分析了血清 UCA1 表達與 HCC 患者臨床病理參數及生存率的關系,結果顯示,HCC 患者血清 UCA1 的表達顯著升高,明顯高于良性肝病和健康對照者,血清 UCA1 的高表達與高腫瘤分級、較大腫瘤、陽性血管侵犯和晚期 TNM 分期明顯相關;另外,Kamel 等[13]的研究也顯示,LncRNA UCA1 在 HCC 患者血清中明顯高于慢性 HCV 感染者或健康自愿者,并且 LncRNA 的血清水平與組織水平強烈相關,其與血清 AFP 的組合甚至可使靈敏度提高至 100%,UCA1 單獨使用診斷 HCC 的敏感度和特異度分別 92.7% 和 82.1%、UCA1+WRAP53為 95.1% 和 82.1%、UCA1+WRAP53+AFP 為 100% 和 62.8%、UCA1+AFP 為 100% 和 74.2%。此外,有研究[23]顯示,上調的 UCA1 可以加速癌細胞能量代謝,促進 HCC 的生長。
從以上研究結果提示,UCA1 在多種惡性腫瘤中顯著上調并促進惡性腫瘤的進展,但作為致癌基因的機制仍需要進一步闡明。值得注意的是,UCA1 在 HCC 的早期篩查中擁有非常廣闊的前景,其與 AFP 的組合甚至可使靈敏度提高至 100%。
2.2 LncRNA HULC
HULC 位于染色體 6p24.3 上,長度約為 500 個核苷酸,含有兩個外顯子,轉錄的 RNA 缺乏實質性的開放閱讀框架,不會產生任何蛋白質的 LncRNA。Panzitt 等[24]在 2007 年首次報道了 HULC,通過定量逆轉錄聚合酶鏈反應測試發現 HULC 在大多數器官的正常組織中幾乎檢測不到,并且在其相應的癌或肉瘤組織中也沒有顯著升高,而在 HCC 中的平均表達水平卻超過其他所有正常肝臟和腫瘤組織至少 12 倍。還有研究[25]顯示,HCC 患者血漿中檢出 HULC 的頻率(63%)高于健康對照組(10%),且在 HBV+HCC 患者的血漿中檢測到 HULC 的頻率(90%)也高于 HBV 患者(25%)。Li 等[26]也報道了血漿 HULC 在 HCC 患者中顯著上調,并且與腫瘤大小和腫瘤包膜顯著相關,其與 AFP 組合的診斷準確性較好。此外,Xiong 等[27]證明了 HULC 可以通過穩定 COX-2 蛋白表達促進 HCC 細胞的生長。
從以上研究結果提示,HULC 在 HCC 患者的血漿中顯著上調,并通過 COX-2 蛋白促進 HCC 細胞的生長,其有希望成為 HCC 診斷或預后的非侵入性的新型生物標志物。
2.3 LncRNA MALAT1
MALAT1 從染色體 11q13 轉錄而來,約為 8 kb,它是少數幾種被描述在 HCC 中頻繁突變的 LncRNA 之一。最初發現 MALAT1 高表達是在具有高轉移風險的非小細胞肺癌患者中,隨后發現 MALAT1 可在多種惡性腫瘤中過度表達,可能是多種惡性腫瘤的潛在診斷標志物[28]。Lai 等[29]的研究結果顯示,MALAT1 在 HCC 患者體內體外均過度表達且與 AFP 的水平升高相關,過表達的患者在肝移植后腫瘤復發的風險也顯著增加。而 Konish 等[30]則報道了 HCC 患者的血漿中 MALAT1 水平顯著高于健康對照,單獨使用 MALAT1 診斷 HCC 的敏感度和特異度分別為 51.1% 和 89.3%、脫-γ-羧基凝血酶原(DCP)分別 55.8% 和 95.8%、AFP 分別 73.3% 和 75.0%、MALAT1+AFP+DCP 聯合診斷分別為 88.6% 和 75.0%。并且最新研究[31]發現,MALAT1 可能是亞洲人群消化系統惡性腫瘤(肝癌、胰腺癌、胃癌等)的潛在預后因素。
從以上研究結果提示,MALAT1+AFP+DCP 這種組合對于 HCC 的診斷比單獨使用時的敏感度更高,且 MALAT1 的過度表達可能是 HCC 患者總體生存的不利預后因素。
2.4 LncRNA HOTTIP
HOTTIP RNA 是 HOXA 基因遠端轉錄生成的一類 LncRNA,其可以作為乳腺癌[32]和食管鱗狀細胞癌[33]的獨立生物標志物。Tsang 等[34]發現,在人類 HCC 中 HOTTIP 是最顯著上調的 LncRNA,即便是在 HCC 形成的早期階段。一項薈萃分析[35]報道,在 HCC 中 HOTTIP 水平的上調是正常肝組織的 4.67 倍,診斷 HCC 的靈敏度和特異度分別為 88.0% 和 59.0%,如果 HOTTIP 結果為陰性,該患者患 HCC 的幾率為 20%;并且推測 HOTTIP 可能是通過調節各種途徑特別是過氧化物酶增殖物激活受體信號通路,在 HCC 的發生、發展中發揮重要作用。
從以上研究結果提示,HOTTIP 在 HCC 中具有較高的早期診斷價值,詳細的機制仍需要通過功能試驗來確認。
2.5 LncRNA H19
H19 位于 11p15.5 染色體上,與胰島素樣生長因子 2 相互毗鄰的印跡基因,它是發現最早與腫瘤相關的 LncRNA 之一。一方面,H19 在 HCC 組織中的表達明顯高于正常肝組織,甚至超過了傳統的肝癌標志物 AFP[36],兩者的聯合檢測可顯著提高 HCC 的早期診斷率[37]。另一方面,過表達的 H19 導致 HCC 細胞增殖能力增強,而敲除 H19 后其增殖和侵襲能力明顯減弱[38];隨后,Zhou 等[39]推測 H19 敲低是通過靶向 miR-15b/CDC42/PAK1 軸抑制 HCC 增殖、遷移和侵襲,并促進 HCC 細胞的凋亡。
從以上研究結果提示,H19 的過表達可能是 HCC 的有效診斷生物標志物和治療靶標。
2.6 LncRNA SPRY4-IT1
SPRY4-IT1 定位于染色體 5q31.3,約 703 bp。目前研究發現,SPRY4-IT1 在神經膠質瘤、前列腺癌、乳腺癌、非小細胞肺癌和食管鱗狀細胞癌中都有一定程度的上調。近年來的研究[40]發現,SPRY4-IT1 在 HCC 中高度表達,并與腫瘤分化程度、腫瘤大小和 TNM 分期顯著相關,其單獨診斷的敏感度和特異度分別為 87.3% 和 50.0%,與 AFP 的組合能提高其診斷特異度,其敏感度和特異度分別為 87.3% 和 65.5%。還有研究[41]發現,SPRY4-IT1 通過與雌激素相關受體 α 相互作用抑制細胞增殖、集落形成、細胞侵襲和遷移。
從以上研究結果提示,SPRY4-IT1 可作為 HCC 診斷或預后的生物標志物,盡管 SPRY4-IT1 在 HCC 發展中的詳細分子機制可能需要進一步研究。
2.7 LncRNA PVT1 和 LncRNA uc002mbe.2
Yu 等[14]通過逆轉錄和定量聚合酶鏈反應研究了來自 71 例 HCC 患者和 64 位健康個體血清中 31 種癌癥相關的 LncRNA 的表達水平,發現在血清中可以檢測到 25 種 LncRNA,其中 7 種具有顯著不同的表達水平,結果顯示,PVT1 和 uc002mbe.2 的組合區分 HCC 患者和健康個體的效能最佳,受試者操作特征曲線下面積(AUC)為 0.764 [95%CI(0.684,0.833)],其靈敏度和特異度分別為 60.56% 和 90.62%;并且無論患者是否感染 HBV,2 種 LncRNA 的組合都可以區分 HCC 患者和健康個體,當 AFP 的截斷值為 20、200、400 和 800 μg/L 時,LncRNA 和 AFP 組合的 AUC 分別為 0.923、0.869、0.867 和 0.85,預測能力遠遠優于單獨的 AFP 水平。此外,腫瘤的大小、位置、病理類型可能對血清中 PVT1 和 uc002mbe.2 的表達水平有影響,如 PVT1 的表達在腫瘤切除后降低等。
從以上研究結果提示,血清中 PVT1 和 uc002mbe.2 在臨床實踐中對 HCC 的診斷能力可能具有疾病特異性,能夠為 HCC 診斷提供新的補充方法,并為未來生物標志物的研究提供方向。但目前對 LncRNA PVT1 和 LncRNA uc002mbe.2 的研究非常少,其具有較高診斷價值的詳細機制還有待進一步研究。
2.8 LncRNA LRB1
Wang 等[42]采用 LncRNA 表達芯片和逆轉錄定量聚合酶鏈反應分析檢測 326 例 HCC 患者和 73 位健康自愿者血清中 LRB1 表達水平并分析了其表達與 HCC 患者臨床病理參數之間的關系,結果發現,與健康自愿者相比,HCC 患者血清 LRB1 水平明顯升高;與早期疾病相比,晚期疾病患者血清中 LRB1 表達水平更高;并且結果發現,LRB1 診斷 HCC 的靈敏度較高(92.4%)、特異度為 71.85%,LRB1 與 AFP 聯合,其特異度略有提高(79.3%),但其靈敏度下降(79.3%),其與 AFP 和 DCP 結合可以提高診斷的特異度(87.6%),但其靈敏度略低于 LRB1 診斷(86.3%),但明顯高于單獨使用 AFP 診斷的靈敏度(61.7%)而特異度略降低(83.6%)。
從以上研究結果提示,LRB1 對 HCC 的早期診斷有較大價值,當采用 LRB1、DCP 和 AFP 組合進行診斷時,可以優化診斷準確度,然而目前對 LRB1 的研究較少,且此次研究的樣本量較小,尚需要更多、更大規模的前瞻性研究來驗證 LRB1 是診斷 HCC 的有用生物標志物。
3 小結與展望
目前,HCC 仍缺乏敏感度和特異度均較強的生物標志物,研究出新的與 HCC 相關的生物標志物可用于 HCC 的早期診斷,提升 HCC 患者的預后,本綜述總結了在 HCC 中特異性表達的部分 LncRNA。雖然 LncRNA 不能編碼蛋白質,但卻可以向下游傳遞信息并調控基因表達,在 HCC 的診斷方面,其作為信息傳導分子可能比蛋白質擁有更好的敏感度和特異度,這對于研究者來說是非常有吸引力的。
隨著質譜、下一代測序等技術的快速發展,必將會有更多有價值的 LncRNA 被發現,但是由于 LncRNA 的種類眾多、結構多樣、分子調控機制復雜,想要從中找出強有力的一種或多種組合來替代或補充傳統的生物標志物且適用于臨床還是很困難的,還需要在未來進一步努力。我們相信,隨著 LncRNA 在肝臟疾病中研究的深入,其在 HCC 的早期篩查、診斷及預后方面會擁有更加廣闊的前景。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們無相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:李蔣鵬撰寫文章;李敬東對文章進行審閱。
原發性肝癌,特別是肝細胞肝癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)是全球癌癥死亡的第三大原因[1],其占原發性肝癌的 90% 以上,在疾病早期缺乏特異性癥狀,被發現時多為中晚期,失去根治性治療的機會,5 年生存率僅 40%~50%[2]。而早期診斷的 HCC 患者預后相對較好,手術后 5 年生存率高達 90%[3]。可見,尋求早期診斷標志物至關重要。目前應用最多的 HCC 血清學標志物是甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP),但該方法的靈敏度和特異性較差(靈敏度為 51.9%~66%、特異度為 86%~94%)[4-5],不足以進行有效診斷,尤其是對于腫瘤直徑<3 cm 的小 HCC 中無 AFP 水平升高的患者占了近 80%,靈敏度甚至降低至 25%[6];另一方面,一些非腫瘤患者如急性肝炎、慢性肝炎和 HBV 或 HCV 感染引起的肝硬化、胚胎腫瘤、某些胃腸道腫瘤等的血清 AFP 水平也會升高[7]。事實上,歐洲[8]和美國[9]HCC 篩查及診斷指南均未包括血清 AFP 的定量。盡管如此,仍有許多醫生仍然將血清 AFP 測量與超聲結合,以降低超聲檢測不能發現病灶的風險。因此,我們迫切需要一個重復性好、客觀性強、準確性高而且低成本的生物標志物來對 HCC 進行早期診斷。近年來研究發現,長鏈非編碼 RNA(long non-coding RNA,LncRNA)在 HCC 中特異性表達,其有望成為診斷 HCC 的生物標志物。筆者現針對 LncRNA 在 HCC 中進行診斷價值研究的相關文獻進行綜述,旨在為 HCC 的早期診斷提供新思路。
1 LncRNA 及其檢測
LncRNA 是非編碼 RNA 的重要群體,其序列長于 200 個核苷酸,占所有 RNA 分子的 68%。LncRNA 曾經被認為是轉錄噪音,因為它不能編碼蛋白,但隨著人類基因組計劃的完成,發現其可以在表觀遺傳學、轉錄前和轉錄后水平調節蛋白質編碼基因并在生理過程中發揮核心作用[10]。此外,這種“基因組暗物質”在體液中具有二級結構,能夠被研究人員在血液或尿液中檢出,具有相對穩定的特征[11]。
隨著 RNA 測序技術的興起,鑒定出的 LncRNA數量仍在迅速增加,其在惡性腫瘤中發揮的作用也越來越受到關注。近年來有研究[12]顯示,LncRNA 在乳腺癌、肺癌、前列腺癌等多種惡性腫瘤中失調。也有研究[13-14]表明,HCC 患者的血清中 LncRNA水平與組織中的水平強烈相關,其單獨或作為 AFP 的補充可顯著提高早期診斷 HCC 的能力,部分 LncRNA 與血清 AFP 的組合甚至使靈敏度提高至 100%。由此可見,LncRNA 在 HCC 的早期篩查中應用的前景廣闊。
有研究[15-16]表明,LncRNA 能通過 RNA 免疫沉淀、測序技術、基因芯片、實時定量 PCR 等技術在患者的血液及尿液中檢測到 LncRNA,提示其可用于臨床且是無創性腫瘤檢測。
2 LncRNA 在肝癌中的應用情況
在過去的十多年,LncRNA 獲得了廣泛的關注,其在肝臟疾病領域的研究也取得了顯著進展。目前與 HCC 相關的 LncRNA 主要有尿路上皮癌相關 1(urothelial cancer associated 1,UCA1)、肝癌高表達基因(highly up-regulated in liver cancer,HULC)、肺腺癌轉移相關轉錄子 1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)、HOXA 遠端轉錄本(HOXA transcript at the distal tip,HOTTIP)、H19、SPRY4 內含子轉錄物 1 (SPRY4 intronic transcript 1,SPRY4-IT1)、漿細胞瘤多樣異位基因 1(plasma-cytoma variant translocation gene 1,PVT1)、uc002mbe.2、uc007biz.1(LRB1)、生長停滯敏感基因 5(growth arrest-specific 5,GAS5)[17]、核富含豐富的轉錄本 1(nuclear-enriched abundant transcript 1,NEAT1)、被 TGF-β 活化的長鏈非編碼 RNA(lncRNA activatedby TGF-β,lncRNA-ATB)、母系印跡表達基因 3(maternally expressed gene 3,MEG3)等,現將其中的幾種介紹如下。
2.1 LncRNA UCA1
UCA1 位于染色體 19p13.12,其具有 3 個外顯子并編碼兩個轉錄物,它最初是在膀胱癌中被鑒定且可誘導細胞增殖和遷移并有抗藥性[18]。血清或血漿中 UCA1 的上調也發生在乳腺癌[19]、胃癌[20]、胰腺癌[21]等多種惡性腫瘤中。也有文獻報道了 UCA1 在 HCC 中的診斷或預后價值,如 Zheng 等[22]采用逆轉錄聚合酶鏈反應檢測了 105 例 HCC 患者、105 例良性肝病患者和 105 名健康自愿者血清樣本中 UCA1 的表達并分析了血清 UCA1 表達與 HCC 患者臨床病理參數及生存率的關系,結果顯示,HCC 患者血清 UCA1 的表達顯著升高,明顯高于良性肝病和健康對照者,血清 UCA1 的高表達與高腫瘤分級、較大腫瘤、陽性血管侵犯和晚期 TNM 分期明顯相關;另外,Kamel 等[13]的研究也顯示,LncRNA UCA1 在 HCC 患者血清中明顯高于慢性 HCV 感染者或健康自愿者,并且 LncRNA 的血清水平與組織水平強烈相關,其與血清 AFP 的組合甚至可使靈敏度提高至 100%,UCA1 單獨使用診斷 HCC 的敏感度和特異度分別 92.7% 和 82.1%、UCA1+WRAP53為 95.1% 和 82.1%、UCA1+WRAP53+AFP 為 100% 和 62.8%、UCA1+AFP 為 100% 和 74.2%。此外,有研究[23]顯示,上調的 UCA1 可以加速癌細胞能量代謝,促進 HCC 的生長。
從以上研究結果提示,UCA1 在多種惡性腫瘤中顯著上調并促進惡性腫瘤的進展,但作為致癌基因的機制仍需要進一步闡明。值得注意的是,UCA1 在 HCC 的早期篩查中擁有非常廣闊的前景,其與 AFP 的組合甚至可使靈敏度提高至 100%。
2.2 LncRNA HULC
HULC 位于染色體 6p24.3 上,長度約為 500 個核苷酸,含有兩個外顯子,轉錄的 RNA 缺乏實質性的開放閱讀框架,不會產生任何蛋白質的 LncRNA。Panzitt 等[24]在 2007 年首次報道了 HULC,通過定量逆轉錄聚合酶鏈反應測試發現 HULC 在大多數器官的正常組織中幾乎檢測不到,并且在其相應的癌或肉瘤組織中也沒有顯著升高,而在 HCC 中的平均表達水平卻超過其他所有正常肝臟和腫瘤組織至少 12 倍。還有研究[25]顯示,HCC 患者血漿中檢出 HULC 的頻率(63%)高于健康對照組(10%),且在 HBV+HCC 患者的血漿中檢測到 HULC 的頻率(90%)也高于 HBV 患者(25%)。Li 等[26]也報道了血漿 HULC 在 HCC 患者中顯著上調,并且與腫瘤大小和腫瘤包膜顯著相關,其與 AFP 組合的診斷準確性較好。此外,Xiong 等[27]證明了 HULC 可以通過穩定 COX-2 蛋白表達促進 HCC 細胞的生長。
從以上研究結果提示,HULC 在 HCC 患者的血漿中顯著上調,并通過 COX-2 蛋白促進 HCC 細胞的生長,其有希望成為 HCC 診斷或預后的非侵入性的新型生物標志物。
2.3 LncRNA MALAT1
MALAT1 從染色體 11q13 轉錄而來,約為 8 kb,它是少數幾種被描述在 HCC 中頻繁突變的 LncRNA 之一。最初發現 MALAT1 高表達是在具有高轉移風險的非小細胞肺癌患者中,隨后發現 MALAT1 可在多種惡性腫瘤中過度表達,可能是多種惡性腫瘤的潛在診斷標志物[28]。Lai 等[29]的研究結果顯示,MALAT1 在 HCC 患者體內體外均過度表達且與 AFP 的水平升高相關,過表達的患者在肝移植后腫瘤復發的風險也顯著增加。而 Konish 等[30]則報道了 HCC 患者的血漿中 MALAT1 水平顯著高于健康對照,單獨使用 MALAT1 診斷 HCC 的敏感度和特異度分別為 51.1% 和 89.3%、脫-γ-羧基凝血酶原(DCP)分別 55.8% 和 95.8%、AFP 分別 73.3% 和 75.0%、MALAT1+AFP+DCP 聯合診斷分別為 88.6% 和 75.0%。并且最新研究[31]發現,MALAT1 可能是亞洲人群消化系統惡性腫瘤(肝癌、胰腺癌、胃癌等)的潛在預后因素。
從以上研究結果提示,MALAT1+AFP+DCP 這種組合對于 HCC 的診斷比單獨使用時的敏感度更高,且 MALAT1 的過度表達可能是 HCC 患者總體生存的不利預后因素。
2.4 LncRNA HOTTIP
HOTTIP RNA 是 HOXA 基因遠端轉錄生成的一類 LncRNA,其可以作為乳腺癌[32]和食管鱗狀細胞癌[33]的獨立生物標志物。Tsang 等[34]發現,在人類 HCC 中 HOTTIP 是最顯著上調的 LncRNA,即便是在 HCC 形成的早期階段。一項薈萃分析[35]報道,在 HCC 中 HOTTIP 水平的上調是正常肝組織的 4.67 倍,診斷 HCC 的靈敏度和特異度分別為 88.0% 和 59.0%,如果 HOTTIP 結果為陰性,該患者患 HCC 的幾率為 20%;并且推測 HOTTIP 可能是通過調節各種途徑特別是過氧化物酶增殖物激活受體信號通路,在 HCC 的發生、發展中發揮重要作用。
從以上研究結果提示,HOTTIP 在 HCC 中具有較高的早期診斷價值,詳細的機制仍需要通過功能試驗來確認。
2.5 LncRNA H19
H19 位于 11p15.5 染色體上,與胰島素樣生長因子 2 相互毗鄰的印跡基因,它是發現最早與腫瘤相關的 LncRNA 之一。一方面,H19 在 HCC 組織中的表達明顯高于正常肝組織,甚至超過了傳統的肝癌標志物 AFP[36],兩者的聯合檢測可顯著提高 HCC 的早期診斷率[37]。另一方面,過表達的 H19 導致 HCC 細胞增殖能力增強,而敲除 H19 后其增殖和侵襲能力明顯減弱[38];隨后,Zhou 等[39]推測 H19 敲低是通過靶向 miR-15b/CDC42/PAK1 軸抑制 HCC 增殖、遷移和侵襲,并促進 HCC 細胞的凋亡。
從以上研究結果提示,H19 的過表達可能是 HCC 的有效診斷生物標志物和治療靶標。
2.6 LncRNA SPRY4-IT1
SPRY4-IT1 定位于染色體 5q31.3,約 703 bp。目前研究發現,SPRY4-IT1 在神經膠質瘤、前列腺癌、乳腺癌、非小細胞肺癌和食管鱗狀細胞癌中都有一定程度的上調。近年來的研究[40]發現,SPRY4-IT1 在 HCC 中高度表達,并與腫瘤分化程度、腫瘤大小和 TNM 分期顯著相關,其單獨診斷的敏感度和特異度分別為 87.3% 和 50.0%,與 AFP 的組合能提高其診斷特異度,其敏感度和特異度分別為 87.3% 和 65.5%。還有研究[41]發現,SPRY4-IT1 通過與雌激素相關受體 α 相互作用抑制細胞增殖、集落形成、細胞侵襲和遷移。
從以上研究結果提示,SPRY4-IT1 可作為 HCC 診斷或預后的生物標志物,盡管 SPRY4-IT1 在 HCC 發展中的詳細分子機制可能需要進一步研究。
2.7 LncRNA PVT1 和 LncRNA uc002mbe.2
Yu 等[14]通過逆轉錄和定量聚合酶鏈反應研究了來自 71 例 HCC 患者和 64 位健康個體血清中 31 種癌癥相關的 LncRNA 的表達水平,發現在血清中可以檢測到 25 種 LncRNA,其中 7 種具有顯著不同的表達水平,結果顯示,PVT1 和 uc002mbe.2 的組合區分 HCC 患者和健康個體的效能最佳,受試者操作特征曲線下面積(AUC)為 0.764 [95%CI(0.684,0.833)],其靈敏度和特異度分別為 60.56% 和 90.62%;并且無論患者是否感染 HBV,2 種 LncRNA 的組合都可以區分 HCC 患者和健康個體,當 AFP 的截斷值為 20、200、400 和 800 μg/L 時,LncRNA 和 AFP 組合的 AUC 分別為 0.923、0.869、0.867 和 0.85,預測能力遠遠優于單獨的 AFP 水平。此外,腫瘤的大小、位置、病理類型可能對血清中 PVT1 和 uc002mbe.2 的表達水平有影響,如 PVT1 的表達在腫瘤切除后降低等。
從以上研究結果提示,血清中 PVT1 和 uc002mbe.2 在臨床實踐中對 HCC 的診斷能力可能具有疾病特異性,能夠為 HCC 診斷提供新的補充方法,并為未來生物標志物的研究提供方向。但目前對 LncRNA PVT1 和 LncRNA uc002mbe.2 的研究非常少,其具有較高診斷價值的詳細機制還有待進一步研究。
2.8 LncRNA LRB1
Wang 等[42]采用 LncRNA 表達芯片和逆轉錄定量聚合酶鏈反應分析檢測 326 例 HCC 患者和 73 位健康自愿者血清中 LRB1 表達水平并分析了其表達與 HCC 患者臨床病理參數之間的關系,結果發現,與健康自愿者相比,HCC 患者血清 LRB1 水平明顯升高;與早期疾病相比,晚期疾病患者血清中 LRB1 表達水平更高;并且結果發現,LRB1 診斷 HCC 的靈敏度較高(92.4%)、特異度為 71.85%,LRB1 與 AFP 聯合,其特異度略有提高(79.3%),但其靈敏度下降(79.3%),其與 AFP 和 DCP 結合可以提高診斷的特異度(87.6%),但其靈敏度略低于 LRB1 診斷(86.3%),但明顯高于單獨使用 AFP 診斷的靈敏度(61.7%)而特異度略降低(83.6%)。
從以上研究結果提示,LRB1 對 HCC 的早期診斷有較大價值,當采用 LRB1、DCP 和 AFP 組合進行診斷時,可以優化診斷準確度,然而目前對 LRB1 的研究較少,且此次研究的樣本量較小,尚需要更多、更大規模的前瞻性研究來驗證 LRB1 是診斷 HCC 的有用生物標志物。
3 小結與展望
目前,HCC 仍缺乏敏感度和特異度均較強的生物標志物,研究出新的與 HCC 相關的生物標志物可用于 HCC 的早期診斷,提升 HCC 患者的預后,本綜述總結了在 HCC 中特異性表達的部分 LncRNA。雖然 LncRNA 不能編碼蛋白質,但卻可以向下游傳遞信息并調控基因表達,在 HCC 的診斷方面,其作為信息傳導分子可能比蛋白質擁有更好的敏感度和特異度,這對于研究者來說是非常有吸引力的。
隨著質譜、下一代測序等技術的快速發展,必將會有更多有價值的 LncRNA 被發現,但是由于 LncRNA 的種類眾多、結構多樣、分子調控機制復雜,想要從中找出強有力的一種或多種組合來替代或補充傳統的生物標志物且適用于臨床還是很困難的,還需要在未來進一步努力。我們相信,隨著 LncRNA 在肝臟疾病中研究的深入,其在 HCC 的早期篩查、診斷及預后方面會擁有更加廣闊的前景。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們無相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:李蔣鵬撰寫文章;李敬東對文章進行審閱。