MicroRNA：癌症诊断和治疗策略的临床试验趋势

MicroRNAs (miRNAs)是最短的内源性非编码RNA之一，由20-25个核苷酸组成，其在细胞内具有多种重要的调节作用。每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNA也可以调节同一个基因。这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过几个miRNA的组合来精细调控某个基因的表达。大多数miRNA是通过典型的miRNA生物发生途径加工的，包括Drosha/DGCR复合物、Exportin-5/RAN-GTP复合物和Dicer/TRBP复合物。最终形成RNA诱导沉默复合体(RISC)来切割靶mRNA或调节靶基因的基因表达（如下图）。

2002年，首次有证据表明miRNA在人类疾病中的作用。在慢性淋巴细胞白血病(CLL)中经常缺失的13q14.3区域包含两个肿瘤抑制miRNA, miR-15和miR-16。这些miRNA缺失是CLL发展的关键原因。这一发现引发了对非编码RNA作为人类疾病(包括癌症)病因的积极研究。例如，miR-34和miR-200等miRNA被肿瘤抑制因子p53上调，而p53在大多数类型的癌症中经常被缺失、突变和/或失活。因此，p53失活对miRNA的下调促进了癌症的发展。许多miRNA在不同类型的癌症中表现出独特的表达模式。除了miRNA在癌症中的一般功能外，每种癌症类型都具有独特的miRNA表达模式。

许多miRNA已经在临床前研究和临床试验中进行了评估。例如，药物miravirsen (SPC3649)是miR-122的抑制剂，miR-122与HCV基因组形成寡聚复合物，促进HCV在肝细胞中的复制。

与miRNA治疗其他疾病的例子类似，各种miRNA的模拟物或抑制剂已经在癌症中进行了临床试验。

许多临床试验正在研究miRNA作为癌症治疗反应预测、诊断和预后的生物标志物的临床潜力。最近完成了一些诊断性miRNA的临床试验。例如，miR-155被用于诊断非肌肉侵袭性膀胱癌(NCT03591367)，miRNA图谱分析被用于预测多中心性乳腺癌的发展(NCT04516330)。let-7a和miR-124诊断非霍奇金淋巴瘤和急性白血病的能力正在测试中(NCT05477667)。血浆miRNA也被用于发现肺癌和妇科癌症的新型诊断miRNA (NCT02247453和NCT03776630)。此外，人们正在粪便样本中寻找用于结直肠癌筛查的新型miRNA标记物(NCT05346757)，研究益生菌调节的miRNA标记物的临床试验也在进行中。

miRNA预测各种癌症治疗效果的能力也得到了研究。miRNA已被临床分析为转移性去势抵抗性前列腺癌化疗疗效的预测标志物(NCT04662996)。为了提高结肠癌辅助治疗的疗效，六种miRNA (miR-21, miR-20a, miR-103a-3p, miR-106b, miR-143和miR-215)正在临床研究中(NCT02466113)。miRNA标记物预测靶向免疫治疗或化疗药物(表柔比星、环磷酰胺、紫杉醇和卡铂)疗效的潜力也在临床中被研究。血清中MiR-371a-3p被评估为睾丸生殖细胞肿瘤对化学药物(卡铂、依托泊苷和顺铂)和放疗耐药的标志物(NCT05529251)。miR-141和miR-375与前列腺癌放射耐药的相关性也正在研究中(NCT02391051)。证据表明，许多miRNA参与了癌症对各种治疗方式和策略的耐药性。

更多的miRNA在不同的癌症类型中被发现特异性失调。例如，miR-34697、miR-45165、miR-638和miR-152已被确定在非小细胞肺癌(NSCLC)中发挥作用; miR-885-5p已被确定在肾癌中发挥作用; miR-1285已被确定在前列腺癌中发挥作用。最近，研究表明，miRNA的遗传和表观遗传修饰可以用作癌症的诊断和预后标志物。在miRNA中发现的单核苷酸多态性与癌症易感性相关。ADAR蛋白经常参与A-to-I编辑，使其成为重要的诊断和预后标志物，因为它们调节miRNA在癌症中的加工、表达和活性。除了A -to- I编辑外，N6 -甲基腺苷(m6A)修饰miRNA是与癌症诊断和预后相关的关键表观遗传修饰。MiRNA甲基化也与癌症的预后和耐药有关。因此，除了早期miRNA研究中发现的miRNA外，新发现的miRNA和miRNA修饰也被认为是临床试验的潜在诊断和预后标志物。

miR-34家族成员，包括miR-34a、miR-34b和miR-34c，为肿瘤抑制miRNA。miR-34转录可直接被转录因子p53反式激活，被诱导的miR-34家族可调节p53对细胞周期、细胞生长、细胞凋亡和DNA损伤反应的影响。在大多数癌症类型中，肿瘤抑制因子p53经常发生突变、缺失或下调，miR-34a也相应下调。因此miR-34a是最有希望用于治疗癌症的miRNA药物之一。

药物MRX34是一种合成的双链miR-34a模拟物，包裹在脂质体纳米颗粒中。MRX34的i期临床试验(ClinicalTrials虽然由于严重的免疫介导的不良事件被终止，但提供了重要的经验教训。外源性miRNA模拟物需要进一步发展和改进，以避免对人类的毒性。肿瘤靶向递送系统可以降低miRNA药物的脱靶毒性。如果能够改进合成的miRNA模拟物和递送系统，miR-34a仍然是miRNA癌症治疗的一个有希望的靶点。

miR-16和miR-15是最早发现的导至癌症的两种miRNA，其位于染色体13q14.3上，该区域在癌症中经常被删除，比如CLL，套细胞淋巴瘤，前列腺癌，多发性骨髓瘤病例。研究显示，miR-16和miR-15抑制BCL2 mRNA的翻译和稳定性，抑制细胞凋亡。除BCL2外，还有许多基因都是miR-16和miR-15的靶点，揭示了部分miR-16和miR-15的肿瘤抑制作用机制。

药物TargomiR是一种合成的miR-16双链模拟物，采用EGFR靶向EDV系统(NCT02369198)。尽管该临床试验结果并不显著，并且出现了轻微的不良事件，但该结果为miRNA治疗的成功提供了线索。TargomiR临床试验的相对成功表明，载体系统对炎症毒性负有更大的责任。总的来说，这项试验的结果表明，miRNA治疗需要一种更具癌症特异性和安全性的递送系统。

Mir-155是一种在大多数癌症中过表达的致癌miRNA，也与各种癌症的不良预后相关。miR-155的功能在其他疾病中也有报道，包括病毒感染、免疫疾病、神经系统疾病、糖尿病和心血管疾病。miR-155的体内研究表明，miR-155在炎症性疾病中的关键作用是由免疫细胞受损引导的，包括B细胞、T细胞、肥大细胞、树突状细胞和巨噬细胞。miR-155抑制剂在体内导至致瘤性淋巴细胞的消耗，这表明miR-155是治疗白血病和淋巴瘤的有希望的靶标miRNA。

药物MRG-106 (cobomarsen)是一种LNA修饰的miR-155抑制剂。一项1期临床试验(NCT02580552)测试了MRG-106在CTCL、CLL、DLBCL和ATLL中的治疗效果，结果喜人。不幸的是，由于商业原因，2期临床试验提前终止。由于MRG-106的2期临床试验的提前终止并非由于安全性或有效性问题，因此该药物仍可能在进一步的试验中进行测试，并可能在未来的临床应用中有希望。

miR-193家族被认为是凋亡途径的潜在调节剂，miR-193家族过表达通过间接激活caspase-3和caspase-787诱导细胞凋亡。也有报道称miR-193加速了间充质干细胞的增殖。尽管如此，大多数证据表明miR-193家族成员，特别是miR-193a-3p，在多种癌症中具有肿瘤抑制作用，包括乳腺癌、肺癌、结直肠癌、鳞状细胞癌、黑色素瘤、急性白血病、骨癌、胸膜间皮瘤和甲状腺癌。miR-193a-3p在不同癌症的组织中与邻近的正常组织相比经常下调。

药物INT-1B3是脂质纳米颗粒miR-193a-3p模拟物。在原位小鼠模型中对INT-1B3的研究表明，INT-1B3可以安全有效地在体内递送到肿瘤中。在这些成功的临床前研究之后，INT-1B3目前正在进行1期临床试验，以确定各种实体癌患者的最大耐受剂量、安全性、药代动力学、药效学反应和抗肿瘤活性。

miR-10b是miR-10家族的一员。miR-10b作为乳腺癌肿瘤侵袭转移的关键调控因子受到了广泛关注。miR-10b被转录因子TWIST诱导的上皮-间质转化( EMT)转录激活，通过直接靶向和抑制HOXD10 mRNAs间接增加促转移基因RHOC的表达。此外，HOXB1、HOXB3、NF1、KLF4和TIAM1等也被发现是miR-10b调控癌细胞侵袭、迁移和转移的靶点。在一些原发性癌症中，如胶质母细胞瘤、胰腺癌和食管癌，miR-10b上调，支持miR-10b的致癌作用。另一方面，miR-10b在转移性乳腺癌、鼻咽转移癌细胞和1型神经纤维瘤病转移细胞中的上调表达也支持miR-10b在癌症转移中的关键作用。

TTX-MC138是一种miR-10b抑制剂，目前处于临床前阶段，用于治疗转移性乳腺癌。在TTX-MC138药物开发之前，另一种miR-10b抑制剂RGLS5579被开发并用于多形性胶质母细胞瘤(GBM)的临床前测试。虽然RGLS5579的临床试验尚未启动，但RGLS5579联合替莫唑胺(TMZ)安全且有意义地延长了GBM小鼠模型的生存期。TTX-MC138正在GBM、胰腺癌、SCLC和骨肉瘤中进行临床前试验。

许多miRNA在几乎所有类型的癌症和许多其他人类疾病中被鉴定并表征为致癌或肿瘤抑制miRNA。miRNA相关研究已经在大多数类型的癌症中发现了癌症特异性miRNA，描述了miRNA作为诊断标记物的潜力，揭示了癌症特异性miRNA与临床结果(包括预后、生存和耐药)的密切关联。因此，miRNA在诊断中的应用的临床试验已经开始。癌症特异性和循环miRNA是有吸引力的诊断标志物。除诊断性miRNA外，可用于预测药物疗效和患者预后的miRNA将大大有助于癌症精准医学的进步。

尽管miRNA癌症治疗的首次人体临床试验失败，但一些改进miRNA药物策略的临床试验，如合成RNA分子和先进的递送技术，仍在进行中。由于miRNA的多效性，靶向miRNA可能具有挑战性，并可能导至意想不到的副作用。然而，癌症不是由单一基因突变或表观遗传改变引起的单一疾病。miRNA独特的多效性使其成为一种有吸引力的治疗类型。

miRNA治疗仍然存在一些挑战，如毒性、不良反应和高剂量时的低疗效，这些问题需要解决。然而，生物化学和生物工程技术的进步使得解决miRNA治疗中的障碍成为可能。最近的临床前和临床试验表明，用于miRNA模拟物和反义miRNA抑制剂的新型合成RNA寡聚物具有更高的安全性、有效性和特异性。此外，新的有前途的递送系统已经被开发和应用于有效和精确的递送miRNA药物。鉴于miRNA治疗的相关进展，随着先进的合成RNA技术和癌症特异性递送系统的应用，miRNA治疗可能会成为下一代癌症治疗的主要方法。