肖永勝,周儉(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院肝外科,復(fù)旦大學(xué)肝癌研究所,上海 200032)
肝移植是治療肝癌及終末期肝病的重要手段,為了獲得最佳的治療效果,除了供受者的臨床指標(biāo)外,人們也在尋找新的預(yù)測性生物標(biāo)記物,以期不斷完善肝移植圍術(shù)期的管理。MicroRNA(miRNA)是一類?。ㄩL度約20個核苷酸)分子非編碼的單鏈RNA,由前體單鏈RNA剪切而成。MiRNA能夠通過其序列的特異性抑制或靶向結(jié)合靶基因信使RNA,負調(diào)控基因表達,參與細胞的發(fā)育、增殖、分化和凋亡等多種重要的細胞信號途徑和生理病理過程。MiRNA在肝臟不同病理階段表現(xiàn)出的穩(wěn)定性和濃度變化使其成為肝臟相關(guān)疾病的有效生物標(biāo)記物,miRNA在肝移植領(lǐng)域的研究也備受關(guān)注。
肝臟缺血/再灌注損傷(ischemia reperfusion injury, IRI)是一種普遍存在于肝移植過程中的損傷,IRI后可以導(dǎo)致肝細胞損傷和器官功能障礙。肝臟IRI是集肝竇血管內(nèi)皮損傷、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細胞凋亡與自噬等多種機制共同作用的結(jié)果。充分理解肝臟IRI機制,并開發(fā)有效的防治方法以減少IRI損傷對提高移植物的存活率具有重要意義。
Zheng等[1]通過對肝臟缺血/再灌注兩個不同時期的相關(guān)miRNA和炎性因子的定量分析,發(fā)現(xiàn)炎性損傷多發(fā)生在缺血期,而miRNA相關(guān)的表達影響主要在再灌注期,而且發(fā)現(xiàn)在肝IRI中miR-125b-5p和miR-501-3p表達下調(diào)并且參與刺激Toll樣受體對缺血/再灌注過程的應(yīng)答。MiR-200c則通過調(diào)控下游靶位ZEB1基因序列,參與調(diào)解氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細胞凋亡[2]。表達上調(diào)的miR-17通過抑制STAT3的表達加重肝臟IRI[3]。MiR-155敲除后通過降低庫普弗細胞表達CD80、CD86以及MHC-Ⅱ類分子,進而促進抗炎因子白細胞介素-10(interleukin-10,IL-10)分泌,從而減輕大鼠肝臟的IRI[4]。抑制miR-34a-5p,通過減輕缺血/再灌注誘導(dǎo)的凋亡,促進自噬,從而在一定程度上保護脂肪變的肝細胞因缺血/再灌注受到的損傷[5]。Kim等[6]利用一氧化碳(carbon monoxide,CO)預(yù)處理大鼠肝IRI模型,CO通過抑制miR-34a的表達,從而增加SIRT1的表達,進而減輕肝臟的IRI。Mard等[7]利用硫酸鋅連續(xù)預(yù)處理7天,能夠顯著降低肝IRI大鼠模型血清中miR-122以及miR-34a的水平,進而恢復(fù)抗氧化酶的活性,從而減輕肝IRI〔血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase,AST)、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)以及乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH)水平明顯降低〕。藏紅花素預(yù)處理具有同樣的作用[8]。最近研究表明,HIF1α/miR-191/ZONAB信號途徑在肝臟IRI中發(fā)揮重要的作用,而顯著增加的miR-191有望成為治療肝臟IRI的新靶點[9]。
目前心臟死亡器官捐獻(donation after cardiac death,DCD)已經(jīng)成為目前國內(nèi)最主要的器官來源。既往的研究多認為DCD供肝會增加術(shù)后早期移植物功能不全(early allograft dysfunction, EAD)的風(fēng)險,但隨著DCD技術(shù)的改進以及對供受體的精細評估,采用DCD供肝行肝移植術(shù)后移植物存活率顯著提高。
Li等[10]研究發(fā)現(xiàn)DBCD實驗組模型豬的供肝組織中miR-146b表達明顯升高,而與miR-146b同源的miR-146b-5p在人肝移植再灌注后90 min的肝活檢組織高表達則預(yù)示著術(shù)后發(fā)生EAD的可能性明顯升高,受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC) 曲線下面積(area under curve,AUC) 值 為 0.759。Selten等[11]利用豬DCD模型研究表明,熱缺血時間越長,保存液中的miR-122的絕對水平以及miR-122/miR-222的比值越高,而肝移植術(shù)后的轉(zhuǎn)氨酶越高,移植物的存活率越低。面對供體短缺的現(xiàn)實,老年供肝的使用成為器官移植醫(yī)生必須要面對的問題。Capri等[12]研究發(fā)現(xiàn),年齡超過70歲,肝臟miR-31-5p、miR-141-3p、miR-200c-3p表達水平明顯增加,對于受體年齡明顯超過供體組(平均年齡差17歲),肝臟miR-31-5p、miR-141-3p、miR-200c-3p的表達水平明顯升高,但是受體年齡明顯低于供體組(平均年齡差27歲)肝臟miR-31-5p、miR-141-3p、miR-200c-3p的表達水平卻顯著降低,提示受體年齡對肝臟miRNA的表達水平有明顯影響,老齡供體也可作為供肝的重要來源。Khorsandi等[13]的研究則表明,盡管肝活檢組織中miR-22的表達水平能夠區(qū)分來自DCD供肝的肝移植患者的預(yù)后,但是其診斷效能較低。因此,檢測miRNA表達譜來預(yù)測移植肝的功能恢復(fù)還需要大樣本的臨床研究來進一步驗證。
肝移植是終末期肝臟疾病的有效治療方法。急性排斥反應(yīng)是肝移植術(shù)后嚴重的并發(fā)癥之一,是降低移植肝長期存活率的重要原因。在肝移植急性排斥的診斷方法中,肝功能檢測的靈敏度、特異性均差強人意。肝穿刺活檢雖為診斷的金標(biāo)準(zhǔn),但是具有有創(chuàng)性,可能會引起出血、膽瘺等并發(fā)癥。MiRNA作為一種非編碼具有調(diào)控功能的短鏈RNA,在免疫系統(tǒng)中也扮演了重要的角色,其調(diào)控作用可參與介導(dǎo)多種免疫細胞的發(fā)育、分化及功能。因此,miRNA作為一種新的移植免疫排斥的標(biāo)志物具有廣闊的應(yīng)用前景。鐘克波等[14]利用miRNA基因芯片技術(shù)檢測受者肝移植術(shù)后外周血單核細胞中miRNA的表達譜,發(fā)現(xiàn)在長期穩(wěn)定生存的受者較反復(fù)排斥的受者相比,3個miRNA(miR-106b,miR-18b,miR-340)的表達明顯下調(diào)。功能預(yù)測研究表明,miR-340和miR-106b與TGF-β信號通路有關(guān),而miR-18b與p53、泛素介導(dǎo)的蛋白水解及細胞周期有關(guān)。依據(jù)這3個miRNA的表達水平,再結(jié)合受者的綜合病情,指導(dǎo)部分受者減少或停用抗排異藥物,實現(xiàn)臨床操作性免疫耐受成為可能。Shaked等[15]通過檢測符合入組標(biāo)準(zhǔn)的69例肝移植受者的318份血清樣本,發(fā)現(xiàn)31個miRNA的表達水平與急性排斥反應(yīng)密切相關(guān),而聯(lián)合檢測miR-483-3p與miR-885-5p的表達水平,診斷急性排斥反應(yīng)的敏感度為83.8%,特異度為87.1%。更為重要的是,在免疫抑制劑逐漸減少的受者中,聯(lián)合檢測miR-483-3p與miR-885-5p的表達水平可以提前40 d預(yù)測急性排斥反應(yīng)的發(fā)生,為個體化使用免疫抑制劑提供了重要參考,有助于臨床醫(yī)師無創(chuàng)性診斷急性細胞性排斥反應(yīng),該研究成果已經(jīng)發(fā)表在Hepatology雜志上。同期配發(fā)的編者按指出,Shaked等[16]的研究工作為我們提供了鑒定急性排斥反應(yīng)相關(guān)miRNA分子的嘗試,并為優(yōu)化免疫抑制劑的使用提供了重要參考。還有學(xué)者研究了肝移植術(shù)后6個月內(nèi)發(fā)生過急性排斥反應(yīng)的受者或急性排斥反應(yīng)發(fā)生期內(nèi)受者的膽汁,發(fā)現(xiàn)膽汁中miR-122、miR-133a、miR-148a以及miR-194表達水平顯著升高,提示檢測膽汁中的miRNA也可能有助于診斷急性排斥反應(yīng)[17]。
肝移植目前已成為治療肝癌的標(biāo)準(zhǔn)方法之一,是肝癌患者獲得根治和長期生存的重要手段[18]。然而,肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)率約為5%~23%,且大多數(shù)腫瘤復(fù)發(fā)出現(xiàn)在術(shù)后2年內(nèi),確診腫瘤復(fù)發(fā)后的中位存活時間不超過1年,極大地影響了肝癌肝移植的長期療效。如何有效防治肝癌肝移植術(shù)后腫瘤的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移已經(jīng)成為一項非常重要的課題。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)miRNA在肝癌的發(fā)生、發(fā)展中扮演了重要的角色,其在預(yù)測肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)中也具有巨大的價值。
Liese等[19]研 究 發(fā) 現(xiàn) miR-214高 表 達 與miR-3187低表達與肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)存在較強的相關(guān)性,聯(lián)合采用miR-214、miR-3187表達水平與米蘭標(biāo)準(zhǔn)選擇肝癌肝移植受者,可以進一步改善患者的預(yù)后,延長患者的無瘤生存時間,其AUC值為0.885。對于超過米蘭標(biāo)準(zhǔn)的肝癌肝移植受者,肝癌組織中miR-424高表達較低表達的受者術(shù)后無復(fù)發(fā)生存期明顯延長[20]。Ng等[21]的研究發(fā)現(xiàn)血漿內(nèi)的早期循環(huán)miRNA(門靜脈復(fù)流后2 h)可以用來預(yù)測肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā),早期循環(huán)miR-148a和miR-1246預(yù)測肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的靈敏度和特異度均較高。Sugimachi等[22]從肝癌患者血清中提取了外泌體中miRNA,發(fā)現(xiàn)在肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的患者中miR-718表達下調(diào),而miRNA-718的作用靶點是HOXB8,HOXB8的升高與肝移植后的不良預(yù)后呈正相關(guān),提示血清外泌體中miRNA也有可能成為肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的預(yù)測指標(biāo)。Xu等[23]通過單核苷酸多態(tài)性分析表明供者miR-196a-2多肽位點rs11614913純合子CC突變,會增加肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的發(fā)生率,并縮短患者無瘤生存時間。該研究表明除了肝移植受者本身,供者的某些特征也會對肝癌肝移植術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)產(chǎn)生影響。
肝移植涉及多個臨床學(xué)科,對移植物及術(shù)后患者的治療效果及時有效的評估可以直接影響肝移植術(shù)后患者的生存率。肝組織和體液中特定miRNA的濃度變化與肝移植療效密切相關(guān),這使得miRNA作為肝移植生物標(biāo)記物和干預(yù)靶點成為可能。未來miRNA研究將會在依據(jù)供體特異性miRNA選擇個體化的抗排異藥物以及針對性預(yù)防肝癌肝移植術(shù)后復(fù)發(fā)領(lǐng)域取得大的突破。更為重要的是,隨著miRNA在肝移植領(lǐng)域研究的深入,可能會改變以往的肝移植術(shù)前診斷、術(shù)后隨訪等方案,對改善肝移植質(zhì)量、提高肝移植術(shù)后長期生存率具有重要意義。