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环状 RNA 作为肿瘤液体活检生物标志物的研究潜力


环状 RNA 是一类具有共价闭合环状结构的非编码 RNA,相比线性 RNA 更耐受核酸酶降解,在血浆、外泌体和体液中稳定性较高。环状 RNA 在肿瘤发生发展中异常表达,可参与细胞增殖、侵袭、转移和免疫调控,具有成为肿瘤早筛、疗效监测和预后评估生物标志物的潜力。

液体活检是当前肿瘤精准医学的重要发展方向,通过分析体液中的肿瘤相关分子信息,实现无创检测、动态监测和个体化治疗指导。与组织活检相比,液体活检取样创伤小,可重复检测,更适合用于早期筛查、治疗响应评估和复发监测。目前,循环肿瘤 DNA、外泌体 RNA、微小 RNA 和蛋白质标志物已被广泛研究,但仍存在灵敏度、特异性和稳定性不足等问题。环状 RNA 由于其独特的闭环结构和较高稳定性,正在成为新型肿瘤标志物研究热点。

环状 RNA 是由前体 mRNA 通过反向剪接形成的共价闭合环状 RNA 分子。与线性 mRNA 不同,环状 RNA 没有 5’端帽结构和 3’端 polyA 尾,因此不容易被外切酶识别和降解。研究表明,环状 RNA 在多种组织和体液中稳定存在,部分环状 RNA 还可以包裹在外泌体中,进入循环系统。这种结构稳定性使其比许多线性 RNA 更适合作为液体活检检测对象。

在肿瘤中,环状 RNA 表达谱发生显著改变。某些环状 RNA 在肿瘤组织中显著上调,通过吸附微小 RNA、结合蛋白或调控信号通路促进肿瘤增殖、侵袭和转移。另一些环状 RNA 则表现为抑癌功能,在肿瘤中表达下调。这些异常表达模式提示环状 RNA 可能参与肿瘤发生发展,并可作为肿瘤检测的分子标志物。目前,环状 RNA 已在肝癌、肺癌、胃癌、结直肠癌、乳腺癌、胶质瘤等多种肿瘤中被发现具有诊断或预后相关价值。

外周血和外泌体中的环状 RNA 检测具有重要临床意义。肿瘤细胞可以将环状 RNA 释放到微环境中,部分进入血液循环。通过高通量测序、微阵列或 qPCR 等方法,科研人员能够检测血浆、血清或外泌体中的环状 RNA 表达水平。研究发现,某些环状 RNA 在肿瘤患者外周血中显著升高,且与肿瘤分期、转移风险和治疗响应相关。与传统肿瘤标志物相比,环状 RNA 具有更高稳定性,可能在早期肿瘤检测中提供补充信息。

环状RNA 肿瘤液体活检分子概念图

然而,环状 RNA 临床转化仍面临挑战。首先,环状 RNA 检测技术要求较高,需要区分真正的反向剪接产物与测序噪音、线性 RNA 片段和其他结构 RNA。其次,不同实验室样本处理流程、富集方法和检测平台存在差异,导致结果可比性不足。此外,环状 RNA 虽然稳定,但早期肿瘤释放量可能较低,需要高灵敏度检测方法。未来,随着环状 RNA 富集技术、测序成本下降和机器学习算法发展,环状 RNA 有望与其他液体活检标志物联合,提高肿瘤早期诊断和动态监测能力。