《Epigenomes》:The Role of Long Non-Coding RNAs in Breast Cancer Diagnosis and Treatment Based on Evidence from Clinical Studies: A Scoping Review
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背景/目的:本范围综述旨在探讨长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)在乳腺癌诊断与治疗中的当前作用及可能的临床应用。方法:依据PRISMA-ScR指南,对PubMed/MEDLINE及Scopus/EMBASE数据库进行了全
背景/目的:本范围综述旨在探讨长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)在乳腺癌诊断与治疗中的当前作用及可能的临床应用。方法:依据PRISMA-ScR指南,对PubMed/MEDLINE及Scopus/EMBASE数据库进行了全面检索。纳入标准为:对乳腺癌患者标本进行lncRNA分析的研究及临床相关研究。排除标准为:涉及动物模型的计算机模拟研究(in silico)及体外研究(in vitro);综述;病例系列;病例报告;评论;社论;以及非英文撰写的论文。研究方案已在开放科学框架(Open Science Framework)中注册。结果:在识别出1139条记录后,检索到312篇出版物,最终选取228篇文章进行数据提取。数据分析与证据综合显示,lncRNA研究在212项研究中于乳腺肿瘤标本中进行,在20项研究中于乳腺癌患者血液样本中进行。最常用的方法为定量逆转录聚合酶链反应(quantitative RT-PCR,qRT-PCR)(见于216项研究),同时许多研究辅以体外实验(n = 177)及动物实验(n = 75)。共有39项研究纳入了至少100例乳腺癌患者标本。结论:目前,lncRNA分析尚未用于常规临床实践。临床相关发现结合体外及动物实验结果提示,多种lncRNA在适当验证后可能作为乳腺癌诊断与治疗的生物标志物,尤其是HSAT164、CCAT2、HOTAIR及MALAT1。为此,未来需要开展纳入临床相关乳腺癌患者亚组临床标本的大规模研究。
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引言
乳腺癌是全球女性中最常见的恶性肿瘤,也是癌症死亡的首要原因,其发病率和死亡率均高于肺癌和结直肠癌。自20世纪90年代初以来,许多高收入国家的乳腺癌死亡率有所下降,这得益于乳腺X线筛查的广泛普及带来的早期诊断以及日益有效的治疗方法。死亡率的下降导致长期乳腺癌幸存者数量增加,而复发即使在初诊三十余年后仍可能发生。乳腺癌患者外周血中的循环肿瘤细胞(circulating tumor cells, CTCs)及骨髓中的肿瘤细胞可在疾病复发前数年即被检测到,提示疾病以临床潜伏状态存在于乳腺或局部淋巴结之外,这一概念被称为肿瘤休眠。因此,乳腺癌仍是乳腺癌诊断后最常见的死亡原因,尽管其他疾病(主要是心脏及脑血管疾病)也构成乳腺癌幸存者的重要死因。
过去多年,对于激素受体阳性早期乳腺癌患者是否给予全身性细胞毒性化疗,一直是日常临床实践中的挑战,临床医生需在过度治疗及其相关毒性与治疗不足及早期复发风险之间权衡。mRNA水平的多基因表达检测的发展已成为早期乳腺癌治疗的范式转变,这些检测在决定早期腔面型乳腺癌患者是否接受化疗方面具有至关重要的作用。除mRNA外,近年来研究聚焦于探讨长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)在乳腺癌发病机制及肿瘤进展中的潜在作用,及其在诊断和治疗中的可能应用。多项证据表明lncRNA参与癌症干细胞及肿瘤微环境的调控、细胞周期、乳腺癌中的炎症反应,并可能作为治疗靶点。然而,临床医生尚不清楚lncRNA是否已应用于乳腺癌诊断与治疗的临床实践。因此,本范围综述旨在探讨lncRNA分析在乳腺癌诊断与治疗中的当前作用及可能的临床应用。
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结果
2.1. 检索结果
图1展示了符合PRISMA-ScR标准的研究筛选过程及检索结果的流程图。具体而言,通过使用检索词“non-coding RNA”AND“breast cancer”以及“ncRNA”AND“breast cancer”,并在PubMed中限定“title”字段、在Scopus中限定“Article title”字段,共识别出1139条记录(PubMed 431条,Scopus 708条)。首先移除重复文献、重叠出版物及非英文撰写的文章(n = 335)。随后对剩余804条记录进行标题和/或摘要评估,根据排除标准排除484项研究,320项研究进入全文检索。共检索到312项研究,经全文评估后,根据纳入标准排除84项研究。最终纳入228篇文章并进行数据提取。
2.2. 纳入研究的发表年份及地理区域
关于发表年份,除一项研究外,所有研究均发表于过去12年内,研究数量在2019年达到峰值,此后有所下降。具体而言,2009年发表1项研究,2013年3项,2014年3项,2015年8项,2016年12项,2017年24项,2018年25项,2019年40项,2020年37项,2021年34项,2022年13项,2023年11项,2024年8项,2025年6项,截至2026年4月有3项研究。
关于第一作者所属国家,228项研究中有177项(77.6%)来自中国,其余51项来自世界其他地区,具体分布如下:亚洲204项研究,其中中国177项、伊朗19项、沙特阿拉伯2项、印度1项、黎巴嫩1项、韩国1项、中国台湾1项;欧洲11项研究,其中丹麦3项、西班牙1项、希腊1项、俄罗斯1项、罗马尼亚1项、意大利1项、法国1项、德国1项、荷兰和瑞典1项;北美和南美6项研究,其中美国2项、巴西2项、加拿大1项、墨西哥1项;非洲8项研究,全部来自埃及;大洋洲1项研究,来自新西兰。
2.3. 纳入研究的临床相关性及特征
关于所分析的标本类型,212项研究在乳腺肿瘤标本中进行lncRNA分析,20项研究在乳腺癌患者血液样本中进行,其中血清研究10项、血浆研究7项、全血研究3项。有4项研究同时分析了血液和乳腺肿瘤标本。关于疾病分期,大多数研究分析了原发性浸润性乳腺癌(I–III期)患者的标本,而导管原位癌(ductal carcinoma in situ, DCIS;0期)及转移性乳腺癌(IV期)患者的标本仅被少数研究纳入。最常用的方法为定量逆转录聚合酶链反应(quantitative RT-PCR, qRT-PCR)(见于216项研究)。许多研究辅以体外实验(n = 177,占纳入研究的77.6%)及动物实验(n = 75,占纳入研究的32.9%)。
2.3.1. 乳腺癌组织中非编码RNA分析的研究
212项研究在乳腺肿瘤组织(含或不含正常乳腺组织标本)中进行了长链非编码RNA分析。179项研究的标本数量介于18至99例之间;23项研究包含100–200例标本,仅10项研究分析了超过200例标本。表1列出了33项至少包含100例乳腺肿瘤组织标本(含或不含正常乳腺组织样本)的最大规模研究。以下lncRNA被确定为乳腺癌组织中潜在的诊断生物标志物和/或治疗靶点:HSAT164、CCAT2、C19orf33、C3orf52、C15orf48、C4orf19、MVIH、EPB41L4A-AS2、MALAT1、HUMT、Linc-ITGB1、BANCR、MEG3、CRALA、MIAT、HOTAIR、RHPN1-AS1、LncKLHDC7B、LUCAT1、MIR-1、RACGAP1P、MCF2L-AS1、COX10-DT、HOXA-AS2、Lnc-BTG3-7:1、ST8SIA6-AS1、lnc-HIST1H2BJ-5:1、lnc PRICKLE2-3:2、RP1-86C11.7、RP11-15F12.1、ZNF670-ZNF695、lnc-STRN3-12:1、LINC01287、H19、NORAD、AFAP1-AS1、SPRY4-IT1、TUG1及HOXA11-AS。
2.3.2. 乳腺癌患者血液样本中非编码RNA分析的研究
表2概述了所有对乳腺癌患者血液样本进行lncRNA分析的研究。6项研究纳入了超过100例乳腺癌患者的血液样本。10项研究从血清中提取RNA,7项研究从血浆中提取RNA,3项研究从全血中提取RNA。以下非编码RNA被确定为乳腺癌患者血液中潜在的诊断生物标志物和/或治疗靶点:HOTAIR、MALAT1、rs3787016 TT、NEAT1、MEG3、DANCR、ROR、IGF2-AS、AP001429.1、HAND2-AS1、TINCR、PVT1及HOTTIP。
2.3.3. 临床样本辅以体外及动物实验的研究
177项涉及乳腺癌患者临床样本的研究辅以额外的体外分析,75项研究包含额外的动物实验。最常用的补充实验包括:细胞培养、细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8, CCK-8)实验、细胞生长实验、细胞侵袭实验、细胞迁移实验、细胞增殖实验、细胞转染、细胞活力实验、染色质免疫沉淀(chromatin immunoprecipitation, ChIP)实验、集落形成实验、双荧光素酶报告基因实验、5-乙炔基-2′-脱氧尿苷(5-Ethynyl-2′-Deoxyuridine, EdU)实验、流式细胞术、荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)、免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)、RNA免疫沉淀(RNA immunoprecipitation, RIP)实验、RNA pull-down、Transwell实验、蛋白质印迹(Western blot)及伤口愈合实验。在这些辅以体外分析及动物实验的研究中,仅有6项研究分析了至少100例乳腺肿瘤组织标本(含或不含正常乳腺组织样本),以下lncRNA被确定为潜在的诊断生物标志物和/或治疗靶点:NORAD、RACGAP1P、HUMT、RHPN1-AS1、LUCAT1及MALAT1。
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讨论
近年来,长链非编码RNA分析已广泛开展于临床前及临床乳腺癌研究,以期发现新的诊断生物标志物和潜在治疗靶点。然而,该领域大量已发表研究模糊了现有知识与证据缺失的整体图景,关键问题仍然是lncRNA分析目前或近期能否用于常规临床实践。因此,基于公认的已发表文献二次分析指南,研究人员开展了本范围综述,以识别该领域现有证据的类型、阐明文献中的关键概念、审视研究开展方式,并识别和分析可能的知识空白。
在全面检索相关文献后,研究人员纳入并分析了230项临床相关研究。数据提取、数据分析及结果综合后发现,大多数研究使用原发性浸润性乳腺癌(I–III期)患者标本,而转移性疾病(IV期)和导管原位癌(DCIS;0期)的研究较少。因此,目前关于lncRNA在DCIS及转移性乳腺癌中可能作用的知识似乎有限;未来研究应聚焦于探讨lncRNA在DCIS及转移性疾病中的作用。值得注意的是,仅少数研究纳入了超过100例组织标本,提示大多数研究结果难以轻易推广。因此,考虑到这一局限性,未来的lncRNA分析应纳入更多数量的乳腺癌患者临床标本。特别是,在纳入的lncRNA分析研究中,乳腺癌组织标本数量最高分别为5634例和1048例,乳腺癌患者血液样本数量最高分别为969例和487例;这些研究均未对临床实践产生直接影响。相比之下,评估早期乳腺癌基因标签预后和/或预测价值的临床研究分别纳入了10273例患者(21基因检测OncotypeDX)、6600例患者(70基因检测Mammaprint)、2558例患者(50基因检测PAM50)及2185例患者(12基因检测Endopredict),且这些检测目前均已在临床实践中常规使用。因此,不应高估乳腺癌肿瘤标本lncRNA分析领域的成熟度。
本范围综述还发现,大多数临床标本的lncRNA分析在乳腺癌组织中进行(含或不含正常乳腺组织),仅少数研究在乳腺癌患者血液样本中进行,即血清研究10项、血浆研究7项、全血研究4项。有趣的是,与乳腺癌研究中其他分子分析方法(如蛋白质组学)不同,研究人员未发现任何在乳头抽吸液、尿液、唾液、泪液或胸腔积液等其他生物材料中进行lncRNA分析的研究。尽管血液样本比正常和癌性乳腺组织标本更易获取,且血液样本可在病程中多次获取,但技术问题(尤其是血液样本中RNA的分离和稳定性)可能解释了与组织样本研究相比血液研究较少的现象。因此,鉴于这一方向的知识空白,未来研究可聚焦于评估lncRNA在乳腺癌患者血液样本中的可能作用。特别是,考虑到肿瘤休眠的概念——该概念得到乳腺癌患者外周血循环肿瘤细胞及骨髓肿瘤细胞在复发前数年即可被检测的有力支持——以及转移性乳腺癌中循环肿瘤细胞临床有效性及重复计数的最近进展,深入探讨lncRNA在乳腺癌患者血液样本中的作用似乎是转化研究的一个有前景的新前沿。然而,不应高估该领域的现有知识。
在迄今最大的乳腺癌组织研究中,Xu等人对汉族女性进行了两阶段全基因组lncRNA关联研究,涵盖5634例乳腺癌患者和6308例健康对照,识别出一种新的乳腺癌相关lncRNA,即lncHSAT164,其参与调控细胞周期,可能成为乳腺癌的潜在治疗靶点。稍早前,在一项多中心研究中,Redis等人分析了来自罗马尼亚的30例乳腺癌样本、包含18例美国肿瘤的组织芯片以及来自荷兰的997例独立原发乳腺癌样本中CCAT2的表达,得出结论:lncCCAT2的表达可预测特定乳腺癌患者亚群的临床结局。在最大的血液样本研究中,Lin等人评估了lncRNA HOTAIR三个单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphisms, SNPs)对中国汉族人群乳腺癌风险和临床结局的影响,该研究纳入969例乳腺癌病例和970例健康对照,发现两个SNPs(rs1899663和rs7958904)与乳腺癌风险增加显著相关。在另一项大型研究中,Peng等人评估了lncRNA MALAT1的三个SNPs对中国汉族人群的影响,纳入487例乳腺癌病例和489例无癌对照,发现lncRNA MALAT1的遗传变异(尤其是rs619586)与乳腺癌易感性相关。值得注意的是,HOTAIR和MALAT1均在多项研究中于乳腺癌组织和患者血液中被研究,即HOTAIR见于6项研究,MALAT1见于13项研究。这些lncRNA的作用不应被高估,因为它们是研究最广泛或在最大临床队列中评估的lncRNA,而非经过充分验证的临床生物标志物。其他在相对少量标本中评估的lncRNA——例如女性特异性lncRNA Xist——也可能值得在未来研究中更多关注。
对文献的综合分析还显示,大多数涉及乳腺癌患者临床样本的lncRNA分析辅以额外的体外分析(即228项中的177项,占纳入研究的77.6%)。此外,近三分之一的研究(即228项中的75项,占纳入研究的32.9%)还包含额外的动物实验。尽管这些额外分析强化了临床标本分析的科学基础和有效性,但其结果仍不能直接转化为临床应用。因此,未来研究应聚焦于利用基础科学方法已获得的证据,分析乳腺癌患者临床样本中的lncRNA。
从临床角度看,在其他乳腺癌分子亚型中,三阴性肿瘤(即雌激素受体、孕激素受体和HER2均为阴性的肿瘤)预后最差且治疗选择有限。因此,众多关于乳腺癌临床标本lncRNA分析的研究聚焦于三阴性肿瘤并不令人意外,lncRNA在三阴性乳腺癌中的作用可在未来的聚焦系统综述中进一步评估。另一方面,尽管近年来新辅助化疗的各种组合方案在临床试验中日益被研究,但新辅助治疗背景下的lncRNA研究甚少。因此,未来研究应聚焦于评估lncRNA在新辅助治疗背景下可能的临床应用。
本范围综述的主要优势在于,这是首个关于lncRNA在乳腺癌诊断和治疗中当前作用的全面文献分析,提供了该领域研究概况。该领域已发表的其他综述为叙述性综述,聚焦于各种问题,包括lncRNA在癌症干细胞和肿瘤微环境调控中的作用、细胞周期、乳腺癌中的炎症以及作为治疗靶点的可能性。因此,本综述可能有助于设计探讨lncRNA作为乳腺癌患者诊断和预后生物标志物及治疗靶点可能作用的主要研究。此外,本范围综述的另一优势在于聚焦于分析临床样本(即乳腺癌组织和/或乳腺癌患者血液)中lncRNA的研究,并排除了仅在细胞系中开展的研究及计算机模拟研究。通过这种方法,研究人员提供了lncRNA在乳腺癌中当前临床作用的全面概述。另一方面,排除体外和计算机模拟研究可能被视为局限性,因为其中一些研究可能包含临床相关信息。本范围综述的另一局限性在于所使用的检索词,即“non-coding RNA”和“ncRNA”,以及“title”限定。使用更具体的术语(如“long non-coding RNA”、“lncRNA”和“lincRNA”)以及将检索范围扩展至“Title/Abstract”字段,可能获得更多相关研究;在设计未来相关结构化综述时应考虑这一点。值得注意的是,本范围综述纳入的大多数研究(77.8%)在单一国家(即中国)开展;由于特定基因型及特定医疗系统特征的存在,这种地理集中性可能限制研究结果在不同人群中的可重复性、外部有效性和普适性。由于本综述为范围综述,对更广泛趋势及其他若干方面的深入分析和讨论超出了本文范围,更适合作为聚焦系统综述的主题;这些方面包括:研究结果的可重复性(尤其是血液与组织比较)、现有证据的一致性、该领域剩余知识空白的广泛呈现、前瞻性与回顾性研究及单中心与多中心研究的结果、合并风险比、合并敏感度/特异度、生存分析、每种lncRNA的受试者工作特征(receiver-operating characteristic, ROC)曲线比较、不同研究中用于检测同一lncRNA的不同引物比较、用于验证发现的其他方法、跨多个队列的独立验证、lncRNA在不同乳腺癌亚型和分期(尤其是三阴性和转移性乳腺癌)中的作用,以及特定lncRNA作为预后和/或治疗生物标志物的可能临床效用。
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材料与方法
本范围综述依据PRISMA-ScR指南开展。综述方案已在开放科学框架中注册(注册DOI: 10.17605/OSF.IO/P3A)。
4.1. 纳入标准
采用以下人群、概念和情境(population, concept, context, PCC)标准:(1)人群:确诊为乳腺癌的患者。(2)概念:乳腺癌临床研究中的lncRNA分析。(3)情境:乳腺癌及正常乳腺组织、淋巴结、血清和/或乳腺癌患者血浆。仅涉及乳腺癌细胞系的研究未纳入。
应用以下纳入标准:(1)对乳腺癌患者样本(原位、原发和转移病灶、正常乳腺组织、淋巴结、血清和血浆)进行lncRNA分析的研究;(2)临床相关研究,即旨在发现和验证诊断及治疗靶点的lncRNA分析;(3)临床研究。应用以下排除标准:(1)线粒体ncRNA研究;(2)其他ncRNA(包括miRNA和piRNA)研究;(3)计算机模拟研究;(4)仅涉及乳腺癌细胞系的研究;(5)仅涉及动物模型的研究;(6)综述、评论、社论、病例系列、病例报告以及分析少于10例乳腺癌患者标本的论文;(7)已撤稿论文;(8)非英文撰写的论文。
4.2. 信息来源及文献检索
本研究通过检索两个主要在线医学数据库——PubMed/MEDLINE数据库和EMBASE数据库(Scopus)——进行,检索截至2026年4月14日发表的文章。两个数据库均使用以下检索词:“non-coding RNA”AND“breast cancer”以及“ncRNA”AND“breast cancer”,限定“title”字段。
4.3. 证据来源的选择
在筛选研究时,两名评审员(PP和IG)独立筛选所有研究,以剔除重叠和重复研究及非英文出版物。同一两位作者根据纳入和排除标准评估剩余文章的标题和/或摘要。随后检索符合条件的研究,并根据纳入和排除标准进一步评估全文。分歧通过讨论或交由第三名评审员(MZ)解决,该评审员还重新评估了研究的筛选。
4.4. 数据图表化过程、数据条目及结果综合
数据收集由两位作者(PP和IG)使用Microsoft Excel独立进行。分歧通过讨论或交由第三名评审员(MZ)解决,该评审员还重新评估并确认了数据收集。从纳入研究中提取以下数据:第一作者;发表年份;第一作者所属国家;临床背景,即可能的临床应用是否与诊断或治疗相关;疾病分期,即导管原位癌(DCIS,0期)、原发性浸润性乳腺癌(I、II和III期)和转移性乳腺癌(IV期);所分析的标本类型,即正常或肿瘤组织、血清或血浆;分析的标本数量;额外的体外分析;额外的动物实验;临床样本中使用的主要方法;临床标本、细胞系或动物样本中使用的其他方法;主要结论。提取的数据进一步根据临床相关性进行分析,即根据(a)所分析的标本类型,(b)分析的标本数量,以及(c)疾病分期。
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结论
这是首个评估lncRNA在临床相关乳腺癌研究中当前作用的范围综述。数据分析和证据综合显示,大多数临床标本的lncRNA研究在乳腺肿瘤标本中进行,而非乳腺癌患者血液样本。最常用的方法为定量RT-PCR,大多数研究辅以体外实验,近三分之一辅以动物实验。共有39项研究纳入了至少100例乳腺癌患者标本,其中33项为乳腺癌组织研究,6项为乳腺癌患者血液研究。相当数量的研究聚焦于三阴性乳腺癌。长链非编码RNA HSAT164和CCAT2在两项最大的乳腺癌组织研究中被确定为临床相关,HOTAIR和MALAT1在两项最大的血液研究中被确定为临床相关。然而,应注意的是,这些并非经过充分验证的临床生物标志物。目前,非编码RNA分析尚未常规用于临床实践,但多项基于临床标本并辅以体外和动物实验结果的研究提示,多种非编码RNA可能作为乳腺癌诊断、疾病监测和治疗的潜在生物标志物。然而,由于当前支持性证据仅来自观察性研究并辅以机制性实验室实验,该领域的成熟度不应被高估。