新疆医科大学第一附属医院泌尿外科，新疆 乌鲁木齐

收稿日期：2023年10月14日；录用日期：2023年11月8日；发布日期：2023年11月15日

摘要

前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在我国呈快速上升的趋势，早期精准诊断及预后评估是前列腺癌重要的研究热点。作为具有基因表达调控功能的非编码RNA，微核糖核酸(miRNAs)在前列腺癌中研究不断。近年来研究表明，前列腺癌中异常表达的miRNAs可通过调控癌基因、抑癌基因等方式在前列腺癌的发生发展过程中起到关键作用。其中，部分miRNAs可作为前列腺癌的非侵入性生物标记物，对前列腺癌的早期精准诊断及预后评估有重要的研究及临床应用价值。本文总结前列腺癌患者血液、尿液和肿瘤组织中特异性表达且可用作生物标志物的miRNA，并综述其在前列腺癌的早期诊断和预后评估中的相关基础和临床研究工作。

关键词

前列腺癌，微小RNA (miRNA)，肿瘤

Research Progress in Early Diagnosis and Prognostic Evaluation of Prostate Cancer

Daniyaer Nuerdebieke, Mulati Rexiati, Weijie Zhang, Bingzhang Qiao, Abudureheman Zebibula^*

Department of Urology, The First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi Xinjiang

Received: Oct. 14^th, 2023; accepted: Nov. 8^th, 2023; published: Nov. 15^th, 2023

ABSTRACT

Prostate cancer is one of the most common malignant tumors in men, and its incidence is rapidly increasing in China. Early precise diagnosis and prognosis evaluation are important research hotspots in prostate cancer. As a kind of non-coding RNAs possessing gene expression regulation functions, microRNAs (miRNAs) have been continuously studied in prostate cancer. Recent studies show that abnormally expressed miRNAs in prostate cancer can play key roles in occurrence and progress of prostate cancer by regulating oncogenes and oncogenes. Among them, some miRNAs can be used as non-invasive biomarkers for prostate cancer, which have important research and clinical application value for early and accurate diagnosis and prognosis evaluation. This work summarizes the miRNAs that can be used as biomarkers and specifically expressed in the blood, urine and tumor tissues of patients with prostate cancer, and further reviews their related basic and clinical research work in the early diagnosis and prognosis evaluation of prostate cancer.

Keywords:Prostate Cancer, MicroRNA (miRNA), Tumor

Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

在世界范围内恶性肿瘤中，前列腺癌(prostate cancer, PCa)发病率居高不下，在西方发达国家，前列腺癌发病率位于男性恶性肿瘤第一位 [1] 。我国前列腺癌发病率较西方国家低，但近几年，我国前列腺癌发病率呈明显上升的趋势，2020年中国PCa发病率约为10.2/10万，中国的PCa新发病例数占全球的8.2%，死亡人数病例数占全球的13.6% [2] 。前列腺癌的筛查方法通常依赖于血清前列腺特异性抗原(prostate specific antigen, PSA)检测及直肠指诊(DRE) [3] 。PSA对前列腺癌早期诊断有重要意义，且在临床上已普遍于前列腺癌的筛查。但PSA水平升高并不是PCa所特有的，在良性前列腺增生症(Benign Prostate Hyperplasia, BPH)和前列腺炎等非癌性疾病患者中PSA也会有不同程度的升高。PSA筛查的假阳性结果可能会导致不必要的穿刺活检，导致过度诊断和过度治疗，进而增加患者心理压力及治疗费用 [4] 。

前列腺癌的诊断可用经直肠超声引导下的前列腺穿刺活检和组织病理学检查明确，Gleason评分能够反映PCa的恶性程度，可以作为并作为PCa预后的重要指标 [5] 。然而，Kurhanewicz等人 [6] 的随机对照试验认为组织病理学结果高度依赖于活检时的针头放置，导致显著的抽样误差。另外，在我国首次确诊时多数前列腺癌患者处于中晚期，这不仅给疾病的治疗带来困难，同时给患者带来一定的经济负担 [7] 。因此临床上亟需特异度高，且无创的早期诊断前列腺癌的诊断方法，从而指导前列腺癌的精准治疗。

有些研究认为癌症可以运用新的生物基因标志物进行筛查，这种对生物体液(如血液、血浆、尿液、和唾液等)中的生物标志物进行非侵入性分析过程称为“液体活检”(liquid biopsy)技术，是癌症研究的新前沿 [8] 。与组织活检相比，这种液体活检通过一种不依赖于活检组织进行基因组分析，在提供关于肿瘤更全面的生物学概况方面具有巨大的信息潜力 [9] 。目前，液体活检技术中的标志物已经用于多种肿瘤的筛查及诊断 [10] 。其中微核糖核酸(Micro-ribonucleic acids, miRNAs)是一种由18~25核苷酸组成的内源性表达的非编码RNA，迄今为止，已经鉴定出1400多个人类miRNA序列，其中许多与癌症发病机制有关。它们在癌症中与肿瘤发生、细胞增殖、分化和凋亡等重要过程有关 [11] 。miRNAs在各种癌症中都有异常表达，包括肺癌、乳腺癌、结直肠癌和前列腺癌等 [12] 。Volinia等 [13] 分析了来自六种类型肿瘤的540个样本的miRNA图谱，结果提示PCa样本中有39个miRNA表达上调，而6个miRNA表达下调。因此，这项研究认为miRNAs在PCa患者中表达失调。此后，许多关于循环miRNAs已显示出作为前列腺癌诊断和预后的生物标志物的潜力。大量实验研究了miRNAs在前列腺癌诊断、治疗和预测预后的潜在用途 [14] [15] 。因此，通过对前列腺癌患者尿液和血液/血清标本中特定miRNAs表达水平的检测，可能对提高PCa诊断准确率具有重大意义。

理想的早期检测生物标记物应该能够在癌症早期的时候识别潜在的侵袭性肿瘤，且具有较高的灵敏度及特异度，并且能够用现有的技术进行分离提纯进行检测，这会使其更加容易的过渡到临床。而miRNAs是这种生物标记物的候选者，因为血清中的miRNAs较为稳定，且可以直接在血清中检测 [16] 。此外，通过各种广泛使用的标准技术，如qRT-PCR、微阵列和miRNA测序，miRNAs可以很容易地被检测到并准确地定量 [17] 。尽管一些研究将miRNAs改变作为潜在的诊断和预后工具进行了研究，但描述差异表达的miRNAs的仍然缺乏特异性。主要问题与研究设计的差异、患者治疗的信息不完整、样本收集方法、污染细胞的存在、所使用的分析平台的敏感性和特异性以及在许多情况下患者样本量有限有关 [18] 。

2. 前列腺癌中miRNAs的表达变化

最近，研究者们花费大量时间研究利用患者尿液或血液中的miRNAs来诊断前列腺癌，并预测患者的预后。一些研究已经确定了血液、尿液或精液特定的miRNAs可以作为前列腺癌的有前景的诊断生物标志物，可将前列腺癌与前列腺增生和健康个体区分开来。

Volinia等人 [13] 自2006年首次尝试研究前列腺癌特异性miRNAs表达特征以来，随后的实验中，只有其中的8个miRNAs在前列腺癌患者中被证实 [19] 。而Porkka等人 [20] 通过结合分析51个在临床样本之间差异表达的miRNAs中，37个在PCa组织中显著下调。这37个miRNAs中有22个在所有癌症样本中表达降低，而15个miRNAs仅在去势抵抗性前列腺癌(castration resistant prostate cancer, CRPC)中表达下调。还有14个miRNAs上调。与之前miRNA在前列腺癌普遍上调形成对比，分析可能与提取方法及纯化分析有关。

尽管每个研究中间有较大的差异，且每项研究的样本量都很小，只有少数有独立验证，但是仍有一些miRNA被多个研究共同验证(如表1)。

表1. 部分miRNA在前列腺癌中的表达情况

3. miRNAs在前列腺癌中的诊断预测

在前列腺癌中，诊断和治疗后的随访监测是其临床管理的一些主要挑战。目前临床上前列腺癌的筛查预测主要依靠检测血液中PSA，因其方便快速，在国内乃至世界范围普遍推广。尽管PSA筛查提高了前列腺癌的早期检测，但其水平与肿瘤的侵袭与转移之间的相关性较低。前列腺癌诊断的准确性，特别是在风险分层、初期分期、主动监测和治疗方面，是该领域的主要问题之一 [21] 。

3.1. 血浆miRNA在前列腺癌诊断作用

近年来，人们投入了大量精力研究尝试用患者血清或血浆中的miRNA分析替代病理活检来早期诊断前列腺癌。随后的研究中，血液中的几个miRNA经常被研究。Moltzahn等 [22] 于2011年根据前列腺癌风险评估评分，比较了健康男性和PCa患者的血清miRNA水平，这些患者根据前列腺癌风险评估评分分为低、中、高风险组，发现有10个miRNA在健康和恶性样本中有显著差异，其中，有3个miRNA水平与癌症风险呈线性相关，特别是miR-106和miR-1274呈正相关；miR-24呈负相关。单个miRNA的曲线表明miR-106a和miR-1274具有显著的诊断潜力(AUC = 0.928)。之后的研究中，Bryant等 [23] 比较了复发性PCa患者(n = 47)和未复发患者(n = 72)血浆中miR-141和miR-375的表达，结果表明复发转移性PCa患者miR-141和miR-375的表达均高于未复发患者(AUC = 0.8)。miR-141在随后的研究中进一步证实可作为PCa与BPH和健康对照的鉴别诊断标志物，且可作为肿瘤分期和转移相关的预后标志物 [24] 。而在随后中的研究中miR-375也被证实可以区分PCa与BPH [25] 。Chen等 [26] 使用前列腺癌和BPH患者的血浆中进行了miRNA分析，并制作了 miRNA模型，该模型可以将前列腺癌与BPH区分开来(AUC = 0.924)，并证实这些miRNA可以改善PSA的诊断性能。其他研究中用于前列腺癌诊断的miRNAs还包括miR-19、miR-145、miR-2909和血清外泌体中的miR-1246等 [9] 。而在最新的研究中提示，miR-182联合miR-187与miRNA-24-3p联合miRNA-222-3p检测可提高PCa诊断效能 [27] [28] 。而miRNA的联合检测也给前列腺癌的诊断提供了新的思路。

3.2. 尿液miRNA对前列腺癌的诊断作用

由于解剖学特征，检测尿液中的miRNAs可能更能体现前列腺中miRNAs的表达情况。通过分析前列腺癌和对照组尿液中外泌体miRNAs，发现miRNA-107和miRNA-574-3p在前列腺癌组的表达明显高于对照组 [23] 。Llorente等 [29] 的研究表明，PCa患者尿液中miR-145-5p、miR-141-5p和miR-572显著升高，其中miR-145-5p与Gleason评分呈正相关。之后的研究也通过检测分析尿液中的miR-196-5p与miR-501-3p，发现其在Pca患者中明显降低，可以作为敏感的诊断指标 [30] 。Pellegrini等 [31] 研究证明直肠指诊(DRE)后尿液中的miRNA会更加丰富，可为前列腺癌患者检测miRNA提供更有靠的来源。尿液中miRNAs的检测方法很多，其中McKieman等 [32] 提出尿液外泌体基因表达测试(EPI)，通过检测尿液中miRNA表达水平来预测高危PCa，证明EPI对预测高危PCa、指导前列腺穿刺活检具有临床价值，可为前列腺癌患者尿液中检测miRNAs提供一个可靠的标准。

3.3. 前列腺组织miRNA对前列腺癌的诊断作用

当然，通过检测前列腺组织也可以筛选表达异常的miRNAs，为前列腺癌的诊断提供参考意义。如前列腺癌组织中的miR-183明显高于正常前列腺组织 [33] 。总而言之，不管是血液还是尿液中的miRNA可能会部分表达异常，给前列腺癌的早期诊断提供一个具有潜力的非侵入性的检测手段，在准确诊断前列腺癌的同时，减轻患者不必要的痛苦。

4. miRNA在前列腺癌进展预后中作用

对于早期前列腺癌患者，临床上给予的手术治疗、内分泌治疗、放疗或辅助性化疗均可以取得较好的疗效，但许多患者确诊时已发生转移或进入晚期，给其治疗带来困难 [34] 。此类患者预后差，是当前前列腺癌治疗的重点。通过筛查分析癌症基因组图谱数据库(TCGA)中前列腺癌患者的miRNA，发现miR-19a-3p、miR-144-3p、miR-223-5p和miR-483-3p这4种miRNA与前列腺癌患者总生存期密切相关，且其潜在的靶基因可用于评估前列腺癌的预后情况 [35] 。

而有些miRNAs在肿瘤的侵袭和转移中起着重要的作用，可用于诊断CRPC并且预测前列腺癌患者的预后情况。Huang等 [36] 观察到miR-1290和miR-375的组合与生存率显著相关，能够预测CRPC患者的总生存期。其中高水平的miR-1290和miR-375与较差的生存率相关，在20个月的随访期间中，两种miRNAs水平高的患者总死亡率为80%，而两种miRNAs水平正常的患者死亡率为10%。不过作者表示仍需更大的前瞻性验证来进一步评估。Wani等人 [37] 发现尿液中的miR-2909与前列腺癌的发生和侵袭性直接相关。Foj等 [38] 研究表明尿液中miR-141的表达水平与Gleason评分显著相关。Albino等 [39] 发现miR-424在前列腺癌患者表达水平高于前列腺增生患者，而且与正常和原发性肿瘤相比，CRPC患者具有更高水平的miR-424，且证明了其具有使前列腺上皮细胞致瘤化的作用。Larne等 [40] 在49名PCa患者和25名正常男性，从在PCa样本中差异表达的4个miRNAs能够高准确率的区分PCa和非癌样本并能够显著预测肿瘤的侵袭性和转移状态。Hasegawa等 [41] 实验通过体外及体内的实验均证实前列腺癌患者外泌体中miR-888可以促进前列腺癌细胞增殖，迁移，侵袭和集落形成。同样的，Dai等人 [42] 的实验发现前列腺癌患者外泌体中miR-183通过下调TPM1的表达促进癌细胞的增殖、侵袭和转移。后来的研究发现前列腺癌组织中过表达的miR-183能抑制CAND1而促进前列腺癌的发展 [33] 。而miR-92a通过靶向调控STARD13表达促进前列腺癌细胞侵袭和迁移 [43] 。另一项研究通过检测前列腺癌患者前列腺组织中的miR-449a、miR-493-5p的表达水平，发现与癌旁组织相比，其在前列腺癌组织中的表达下调，且表达水平与Gleason评分、骨转移及肿瘤TNM分期有关，对前列腺癌的预测有一定价值 [44] 。相反的，Jiang等人 [45] 实验发现人骨髓间充质干细胞(hBMSC)携带外泌体中的miR-205有助于抑制前列腺癌细胞增殖，侵袭和迁移以及增强细胞凋亡。而miR-299-5p过表达可抑制PC-3细胞增殖、侵袭、迁移进程，促进凋亡 [46] 。

5. miRNAs在前列腺癌放化疗敏感中的作用

前列腺癌的放射抗性可能由许多过程引起，包括癌基因或抑癌基因的突变、失调等，前列腺癌放化疗中的敏感性下降，是其治疗中的一个难点。miRNA在前列腺癌耐药中也起着重要的作用。近年来，许多研究表明miRNAs在前列腺癌中的耐药起介导的作用 [47] 。Zhang等 [48] 发现miR-146a-5p可通过EGFR/ERK途径诱导前列腺癌细胞发生转移并诱导肿瘤耐药，使其有望成为前列腺癌治疗的靶点。Li等人 [49] 通过培养紫杉醇耐药的前列腺癌细胞系上清液中的外泌体 miRNAs，发现紫杉醇耐药的细胞系上有19个miRNA表达上调，有10个表达下调，作者得出miRNAs可通过调控AR、PTEN和TCF4基因的表达导致肿瘤化疗耐药。同时也有研究证明外泌体源性miR-34a可以通过调控Bcl-2进而使前列腺癌对多西他赛治疗耐药 [50] 。许多研究表明miRNAs影响前列腺癌对放射治疗的反应，从而降低前列腺癌对放疗的敏感性。如miR-106a在放疗耐药的前列腺癌患者细胞中高表达，而过表达miR-106a可以通过促进细胞增殖、延缓细胞衰老而增强放疗抗性 [51] 。Duan等 [52] 研究证明miR-498可以通过抑制PTEN表达，从而降低前列腺癌患者对放疗敏感性。而一项研究发现抑制miR-155可通过Caspase-3和Caspase-9参与细胞凋亡的途径增加前列腺癌的放疗敏感性，提高放疗对前列腺癌细胞的治疗效果 [53] 。这些研究工作提示可以利用这些miRNA作为靶标，进而提升前列腺癌患者对放化疗的敏感性，为将来前列腺癌耐药的治疗提供一个新的思路与研究方向。

6. 总结与展望

多种miRNAs在前列腺癌的发生发展过程中发挥着重要作用，通过检测患者尿液、血液及前列腺组织，有望作为前列腺癌早期诊断及判断预后的指标，为开发前列腺癌的生物标志物和治疗靶点提供新的方向。本文总结了miRNAs在前列腺癌诊断和预后中的研究进展，在前列腺癌的研究中展现了其潜力。尽管如此，但是很多问题有待研究及探讨。如miRNA在前列腺癌中的分离和应用方法的标准化具有挑战性，其在前列腺癌位置靶点也未研究透彻，因此还需要在临床试验和广泛的前瞻性研究中进一步评估。miRNAs在前列腺癌及其他癌症中诊断治疗方面仍有很大的潜力，相信在miRNAs研究的不断深入中，其在前列腺癌的应用会得到推广应用。

基金项目

国家自然科学基金青年基金(82001874)；新疆维吾尔自治区自然科学基金青年基金(2022D01C763)。

文章引用

达尼亚尔·努尔德别克,木拉提·热夏提,张炜杰,乔炳璋,阿卜杜热合曼·则比布拉. 前列腺癌的早期诊断和预后评估的研究进展
Research Progress in Early Diagnosis and Prognostic Evaluation of Prostate Cancer[J]. 临床医学进展, 2023, 13(11): 17676-17684. https://doi.org/10.12677/ACM.2023.13112479

参考文献