进展、挑战及其潜在的临床应用：lncRNA作为癌症诊断的生物标志物

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与癌症相关的高死亡率的主要原因之一是缺乏可靠的早期检测方法和/或不准确的诊断。

游离核酸(circulating cell-free nucleic acids,cfNA)已被提出作为一类新的潜在的癌症诊断生物标志物。研究报道，肿瘤的存在与癌症患者血液中lncRNA异常水平密切相关，研究者一直在积极研究它们作为可靠的癌症生物标志物的潜力。

今年刚刚发表在npj Precision Oncology（IF=10.092）的一篇文章，全面的概括了lncRNA作为早期癌症诊断的潜在生物标志物的发展中所取得的进展和遇到的挑战。

血液来源的lncRNA作为癌症诊断的生物标志物：进展、挑战及其潜在的临床应用

一、生物标志物现状

目前大多数可用的癌症生物标志物是蛋白质或肽基生物分子（如糖蛋白），它们在组织或血液中的水平的变化可能表明了癌症等疾病的发展。例如，乳腺肿瘤组织通常被评估雌激素受体（ER）的存在，以确定其ER阳性或ER阴性状态。然而，据报道一些生物标记物是不可靠的，因为它们会产生大量的假阳性和/或假阴性的结果。传统的血清学生物标志物，如CA153、CA125、CA27.29和CEA，由于特异性和敏感性较差，仍存在争议。某些蛋白质生物标记物的可靠性较差，部分原因是该生物标记物本身的性质。蛋白质和多肽的检测确实依赖于抗体的使用，这些抗体可能针对或不针对所需的标记，因为抗体识别的表位可能存在于其他组织上。另一个问题是需要进行实际的组织活检。这种侵入性和不便捷的技术可能会癌症患者的整个治疗诊断程序产生潜在的阻碍。因此，目前需要开发非侵入性非蛋白生物标志物。

循环长链非编码RNA（lncRNAs）在血液中的高稳定性和对核酸酶介导的降解的敏感性较差，使得它们似乎比其他循环核酸更可靠。与循环肿瘤细胞（CTCs）、细胞游离DNA（cfDNA，包括循环肿瘤DNA、ctDNA）和外泌体相比，lncRNA在循环中的高稳定性和相对丰度可能使其成为更可靠的癌症生物标志物。例如已经在肝癌、结直肠癌、胃癌和前列腺癌等多种癌症中检测到的一些基于血液的lncRNA可作为可靠的诊断/预后标志物。

二、循环中lncRNA水平的变化与癌症的发展特别相关

大多数癌症组织样本具有lncRNA水平变化。例如，MALAT-1被证明在包括肺和前列腺肿瘤在内的各种癌症组织中表达上调，并且其可以反映非小细胞肺癌的存在，特异性为96%。与健康受试者相比，前列腺癌患者血浆中lncRNA MALAT-1的数量也显著增加，其特异性也达到84.8%。一些循环lncRNA具有比传统糖蛋白标记物更高的诊断性能。例如，循环中的H19和RP11-445H22.4已被报道为比CEA和/或CA153更可靠地诊断乳腺癌。

但是，许多循环lncRNA在单独使用时的诊断性能仍然相对较差。据报道，一些lncRNA对特定癌症类型的敏感性较差或特异性较差，影响了其作为诊断生物标志物的潜力。例如，对105名肺癌患者和65名健康受试者的全血样本进行了比较分析，发现癌症患者的血液中MALAT-1水平下降，而肺癌组织显示MALAT1表达量较高，这可能归因于超过一般水平的lncRNA一旦进入循环就会被降解，因为一些研究报道肿瘤的发生通常与血液中较高的RNAse活性有关，导致循环lncRNAs降解可能在癌症患者中增加。

因此，在大多数个体循环lncRNA成为可靠的以血液基础的癌症生物标志物之前，需要显著的改进。

目前常用的解决办法更倾向于结合多个循环lncRNA的诊断价值。例如，Hu等人在非小细胞肺癌中整合了lncRNAs SPRY4-IT1、ANRIL和NEAT1的研究，获得了特异性为92.3%，敏感性为82.8%，以及AUC（ROC）为0.876。同样地，由三个lncRNA（PTENP1、LSINCT-5和CUDR）组成的signature在胃癌诊断研究中显著优于CEA和CA19-9。也就是说，由几种基于血液的lncRNA组合的signature比大多数个体循环的lncRNA提供了更好的诊断性能，而新技术的出现将为更好地检测人类生物液体中的lncRNA铺平道路。

三、循环lncRNA作为癌症治疗的潜在治疗药物/靶点

外泌体的脂质结构可以与目标细胞的质膜融合，并释放其内容物，包括lncRNA。因此，循环中的lncRNAs可能会像组织中的lncRNAs一样构成真正的治疗靶点，涉及四个主要的应用领域：癌症预防、癌症诊断、癌症预后、癌症治疗（图1）。治疗性抑癌因子lncRNA可能作为一种基于外泌体的配方，通过循环扩散到全身，治疗原发性和继发性肿瘤。

如果一些循环中的lncRNAs在体内确实被证明具有抑癌特性，那么它们也可能在癌症形成之前被摄取，用于癌症预防目的，类似于抗氧化物（图1）。

图1

有趣的是，对报道最多的循环lncRNA及其与某些癌症的特异性关联的综合分析似乎揭示了一些循环lncRNA普遍存在的模式，它能够反映多种癌症，特别是在解剖学和/或胚胎学上很接近的器官中（图2a和b）。

然而，也有一些例外，循环的lncRNA不一定在肿瘤发生时根据器官位置或其胚起源（如内胚层、中胚层、外胚层）而发生改变。例如，与生殖相关的器官（如前列腺、乳房）中与癌症相关的循环lncRNA可能不遵循这种解剖/胚胎模式，因为通常情况下生殖器官不在胚胎发生过程中发育，但是在健康的成年人中，它们似乎是一些被最广泛报道的癌症相关lncRNA的主要来源，例如PVT1和MALAT1主要在卵巢中表达，而PTENP1主要表达于健康男性的睾丸中（图2c）。

图2

四、循环lncRNA及其与RNA结合蛋白的关联

虽然RNA结合蛋白一旦到达血液，可能不会与循环中的lncRNA相互作用，但它们可能在分泌之前与肿瘤细胞内的lncRNA结合，并可能积极促进致瘤过程。许多与lncRNA相互作用的RNA结合蛋白也被描述为“oncofetal”（癌胎）。

对现有数据库的系统分析后发现相同的一组蛋白质，始终与最多报道的癌症相关lncRNA相互作用（图3a和b）。这些蛋白大多数与失调导致的癌症形成有关，特别是IGF2BP3、FUS和eIF4A3。虽然其他RNA结合蛋白似乎不太经常被癌症相关的lncRNA招募，但它们仍可能发挥泛致瘤特性，图3c展示了假定的泛癌症多聚RNA结合蛋白复合物，显示了癌症相关lncRNA最常招募的蛋白质之间的不同相互作用。

图3

结语与展望

不同于蛋白质，癌症相关lncRNA的稳定性更适用于癌症的筛查和检测。越来越多的研究表明，可能所有的循环lncRNA反映了不止一种癌症，而且每种癌症类型或者亚型都没有独特的生物标志物。特别是有研究表明，癌症患者血液循环中lncRNA水平的变化可能是由于身体对肿瘤和肿瘤存在的一般病理生理反应，而不是由于肿瘤本身的直接分泌物。这也可以解释为什么循环lncRNA水平与癌症组织lncRNA水平之间有时缺乏相关性。因此，循环中的lncRNA实际上可能反映了肿瘤的存在。在这种情况下，很可能在不久的将来会发现泛癌症循环生物标志物。

总的来说，虽然循环lncRNA的研究仍处于早期阶段，但世界范围内对lncRNA的兴趣日益增长，以及新技术的出现，以提高其检测和特异性。不可否认，临床应用的潜力增加了有一天发现可靠的血液生物标志物的机会，这将允许早期和准确地发现任何类型的癌症。

来源：基因谷

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