肺癌位居目前世界恶性肿瘤死因第一位^[1]。大量研究显示，肺癌发生是遗传易感性和环境危险因素相互作用的结果^{[2, 3]}，作为第三代遗传标志的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）自然成为肺癌分子流行病学的研究热点。近期研究发现，存在于microRNA（miRNA）靶基因3’端非翻译区（3’UTR）上的SNPs影响miRNA与靶基因相互作用，与肺癌易感性及预后存在关联^[4]。因此，对肺癌相关miRNA靶基因3’UTR的SNPs进行功能研究，探索其在肺癌发生、进展过程中的作用，对明确肺癌的致病机制、制定有针对性的群体预防策略及个体化诊疗方案都有重要意义。 1 miRNA靶基因3’UTR SNPs与肿瘤

miRNA是真核细胞内常见的一组内源性单链小分子非编码RNA。借助miRNA表达的微阵列芯片高通量分析平台，研究者发现人类恶性肿瘤组织中存在多种miRNA异常表达，提示miRNA可能是一组新的致癌或抑癌基因物质^[5]。但其致癌或抑癌作用的机制并未阐明，可能作为第三信使直接参与癌症相关信号转导通路中的级联反应，促进或抑制肿瘤发生^[6]；也可能是通过与靶基因的mRNA相互作用影响靶基因的表达，对肿瘤发生发展过程中的包括细胞增殖、分化、凋亡等一系列生物学行为产生了调控作用^[7]。当miRNA与mRNA完全互补配对时，与AGO（argonaute）蛋白结合形成RNA诱导的沉默复合体（RNA induced silencing complex，RISC），剪切mRNA，引发mRNA降解；而包括人类在内的动物miRNA大多与靶mRNA的3’UTR不完全互补^[8]，由此引起mRNA翻译抑制^[9]。

mRNA翻译抑制作用的强弱既受miRNA表达量影响^[10]，同时也依赖于mRNA转录本和miRNA之间的互补程度。即使只有单个核苷酸改变导致的序列变异都有可能破坏原有的或产生新的miRNAs靶基因结合位点，影响肿瘤相关基因的表达^[11]。当单个核苷酸改变导致的序列变异在人群中发生频率高于1%时，称为SNP。SNP构成了人类基因组90%以上的变异，调控基因的剪切、转录因子的结合、信使RNA的降解等生物学过程，影响基因组DNA各组成元件的功能、转录产生的mRNA水平、翻译产生的蛋白质的表达量，引起机体性状或功能改变，成为包括恶性肿瘤在内的人类各种疾病易感性的分子基础^{[12, 13]}。

多态性数据库显示，具有miRNA结合位点的3’UTR存在大量的SNP，但其与肿瘤的关联及功能性研究相对于编码区的SNPs起步较晚，数量较少。目前研究认为这些SNPs与人类恶性肿瘤遗传易感性相关的机制可能是通过改变miRNA与靶基因mRNA 3’UTR结合能力甚至是结合位点，从而改变所调控的靶基因功能表达，通过影响基因的转录后调控，参与了包括肺癌在内多种恶性肿瘤的发病过程^{[13, 14, 15]}。 2 miRNA靶基因mRNA 3’UTR SNP与肺癌

2008年Chin等^[13]首先提出将基因3’UTR的SNP与肺癌易感性关联和功能验证结合以探索SNP致肺癌机制的新思路。他们通过对吸烟量＜40包/年的吸烟者进行病例对照研究，发现癌基因KRAS 3’UTR的miR-let-7互补结合位点（let-7 complementary sites，LCS）的LCS6 SNP与非小细胞肺癌（nonsmall-cell lung cancer，NSCLC）发病风险有关（OR=2.3，95%CI：1.1~4.6，P=0.02），并用一个更大样本量的研究确证了这一结论（OR=1.4，95%CI：1.1~1.7，P=0.01）。之后借助报告基因试验和RT-PCR证实，LCS6处的等位基因改变使KRAS蛋白表达量升高，且与miR-let-7表达量降低有关，提示该SNP通过影响miR-let-7与KRAS mRNA的结合能力调节KRAS蛋白的表达量，进而改变中、轻度吸烟者的肺癌易感性。此后研究者们照此模式，研究了多种肺癌相关基因miRNA结合位点上的SNP与肺癌易感性和肺癌预后的关联，并借助体内外实验比较野生型和突变型基因或蛋白质等产物的变化状况，验证了存在关联的SNP的功能。 2.1 miRNA靶基因3’UTR SNP与肺癌易感性的功能研究

目前研究较多的3’UTR miRNA结合位点的肺癌易感基因包括癌基因及抑癌基因、DNA损伤修复基因、免疫反应相关基因等。 2.1.1 癌基因及抑癌基因

肿瘤发生过程涉及众多癌基因的激活和抑癌基因的失活，这些癌基因与抑癌基因的产物与细胞分裂增殖、凋亡过程密切相关^[16]。miRNA通过调节癌基因或抑癌基因的表达，间接起着“癌基因或抑癌基因”的功能。癌基因和抑癌基因3’UTR的SNP如果影响miRNAs调控作用，影响自身产物的功能，引起增殖失控和凋亡受阻，就必然会影响个体对肿瘤的易感性。除了上述ras家族的K-RAS之外，对myc基因家族MYCL1基因、凋亡抑制基因家族BIRC5基因3’UTR miRNA结合区SNP与肺癌易感性的研究也有明显进展。

Xiong等^[17]对666名小细胞肺癌（SCLC）患者与758名健康对照进行研究，发现MYCL1基因3’UTR上的rs3134615的GT或TT基因型个体罹患SCLC的风险是GG基因型个体的2.08倍（95%CI：1.39~3.21，P=0.0004）。后续实验证实MYCL1是miR-1827的靶基因，且rs3134615的G>T变异抑制了miR-1827对MYCL1的调节作用，促进了MYCL1基因的表达，提示L-MYC致癌基因的3’UTR的这一SNP可能通过减弱与miR-1827的相互作用增加SCLC的易感性。

Zu等^[18]以中国汉族600名肺癌患者和600名对照为研究对象，研究发现BIRC5（baculoviral IAP repeat containing 5）基因3’UTR上的rs2239680的C等位基因是肿瘤风险因子，相对于TT基因型，CT、CC基因型罹患肺癌的风险显著升高，分别为OR=1.50（95%CI：1.20~1.89，P＜0.01）和OR=2.29（95%CI：1.64~3.18，P＜0.01）。报告基因试验证实rs2239680T>C变异减弱了miR-335对靶基因BIRC5的负调控；免疫组织化学实验发现BIRC5蛋白在肺癌组织中的表达高于正常组织，同时发现在正常组织中其表达量与SNP基因型相关，进一步说明人类BIRC5基因3’UTR的SNP可能通过减弱miR-335和BIRC5的mRNA之间的相互作用，上调凋亡抑制基因BIRC5的表达，导致抗凋亡作用增强，间接促进了细胞恶性增殖，从而促进肿瘤形成。 2.1.2 DNA损伤修复基因

人类细胞具有DNA损伤修复系统，系统中的基因表达受相应miRNA调控。如果DNA损伤修复基因SNP影响了miRNA的调控作用，使损伤修复基因异常表达，DNA修复功能缺陷或异常活跃，可引起细胞的死亡或恶性转化形成肿瘤。目前与肺癌相关的DNA损伤修复基因miRNA结合区SNP研究主要集中于DNA双链断裂修复途径（DBS）中的NBS1基因、跨损伤DNA合成途径（TLS）中的REV3L基因等。

Yang等^[19]在中国东南部进行了两个独立的病例对照研究，在1 559个肺癌病例和1 679个健康对照中，检测了DNA双链断裂修复途径（DBS）NBS1基因的三个tagSNP的基因分型，发现其中rs2735383的CC基因型相对于GG/GC基因型增加了肺癌的患病风险（OR=1.40，95%CI: 1.18~1.66，P=0.0001），在肿瘤组织样本中发现携带CC基因型者mRNA和蛋白质的表达水平较低；荧光素酶实验结果表明miR-629对NBS1基因表达有调节作用，且rs2735383的C等位基因型相对于G等位基因型转录活性降低；进一步观察发现X射线在CC基因型携带者的淋巴细胞中更容易诱发染色单体断裂（P=0.0008），说明rs2735383G>C变异可以通过加强miR-629与NBS1 mRNA 3’UTR的结合能力下调基因表达，降低染色质的稳定性，增加个体罹患肺癌的风险。

REV3L（hREV3）是DNA聚合酶的ζ催化亚基，是DNA跨损伤合成途径（TLS）的主要参与者，在维持基因组稳定性中扮演了重要角色。Zhang等^[20]在中国人群中，检测1 072例肺癌患者和1 064例对照的REV3L基因15个常见多态性位点的基因型，发现rs465646、rs459909和rs1002481与肺癌发病显著相关。位于3’UTR上的rs465646 TC/CC基因型携带者相对于TT型的调整OR值为0.71（P=0.000304）。借助表面等离子共振分析、萤光素酶报告基因试验和克隆形成实验等证实REV3L具有抑癌作用，miR-25/32与REV3L结合可下调内源性REV3L的水平。携带REV3L rs465646 T等位基因型的载体对miR-24和miR-32有更强的亲和力，可改变miRNA介导的基因调节过程，使REV3L表达量降低，增加基因组的不稳定风险，使肺癌易感性增加。 2.1.3 免疫反应相关基因

机体的免疫功能与肿瘤的发生有密切关系，当宿主免疫功能低下或受抑制时，肿瘤发生率增高^[21]。免疫反应相关基因多态性可影响个体对生物致病因素引起的炎性反应的强度以及对肿瘤的易感性。目前研究较多的是炎性反应通路关键分子、细胞表面分子、细胞因子及其受体的基因多态与恶性肿瘤遗传易感性之间的关联，主要研究了NFκB/IκB 、CD133、IL23R基因的miRNA结合区SNP的功能。

核因子κB（NFκB）和它的抑制蛋白IκB在炎性反应发生过程中起着重要作用。Huang等^[22]在中国东南部人群中收集了1 559例病例和1 679例健康对照，对NFκB/IκB基因上的4个候选功能性SNPs进行了检测，发现IκBα 2758 AA基因型携带者相对于其他基因型有更高的肺癌发病风险（OR=1.53，95%CI: 1.30~1.80），且这种等位基因型可增强miR-449a对IκBα基因的负调控作用，使IκBα蛋白产物减少，促使NF-κB炎性反应通路的正向发展，在既往有COPD（慢性阻塞性肺疾病）史的人群中作用尤其明显。

CD133是肿瘤干细胞的重要表面抗原，有报道发现CD133分子的表达与肺癌发生有关^[23]。与CD133^-的细胞相比，CD133⁺细胞可以促进黏附、迁移、运动和药物代谢相关的基因表达，在肺癌等多种恶性肿瘤的发生过程中呈现出高致癌的特性^[24]。Cheng等^[15]认为CD133基因SNP可能通过影响CD133的功能改变个体的肺癌易感性。在3个独立的病例对照研究中，他们分析了共计2 332例肺癌患者和2 457例健康对照者的13个候选功能性SNPs，发现rs2240688A>C变异降低个体患肺癌的风险（OR=0.80，95%CI: 0.72~0.90）。功能实验证实rs2240688A>C可以在CD133的3’UTR产生一个新的miR-135a/b结合位点，从而减少细胞表面CD133分子的表达量，发挥抑瘤作用。

IL-23及其受体IL-23R作为IL-23/IL-17通路的起始点，维持并加速Th-17细胞介导的炎性反应^{[25, 26]}。既往研究提示IL-23可促进肿瘤生长，抑制CD8+T细胞介导的免疫监视作用^[27]和增强Treg细胞的免疫抑制作用^[28]，使肿瘤的免疫逃逸更容易实现。Zheng等^[29]对中国东南部人群中4 936名癌症患者和5 664名对照的IL-23R SNP进行分析，发现3’UTR上的rs10889677A>C变异与包括肺癌在内的多种癌症呈负相关，携带有rs10889677C等位基因可以降低癌症的发病风险（OR=0.74，95%CI: 0.71~0.78）。生化实验表明rs10889677A等位基因型破坏了3’UTR上miR-let-7f的结合位点，提高了IL23R的转录水平。无癌个体中携带rs10889677CC型个体的外周血比AA型者有更低比例的Treg细胞及更高的T细胞增殖速率，影响了个体的免疫状况和对癌症的易感性。 2.1.4 其他基因

除了上述3大类基因之外，代谢酶基因也是研究较多的肺癌易感基因之一。有证据表明，影响致癌物代谢的Ⅰ、Ⅱ相代谢酶基因的非编码区有部分SNPs与肺癌易感性有关联^{[30, 31]}，但这些基因miRNA结合区的SNPs与肺癌易感性的功能研究尚未见报道。 2.2 靶基因3’UTR上miRNA结合区SNP与肺癌预后的功能研究

某些miRNA靶位点SNPs位于影响肿瘤侵袭和转移的关键基因上，与肺癌患者的预后有关。SET8（SET domain containing methyltransferase 8）基因产物是一种组蛋白H4赖氨酸甲基转移酶，通过参与甲基化过程调控基因转录、维持基因组稳定、调控细胞周期进程和介导DNA损伤和修复^[32]，在肿瘤侵袭和转移过程中起着重要作用^[33]。Xu等^[34]通过对576名NSCLC患者的跟踪随访，发现SET8基因的3’UTR miR-502靶点处的rs16917496的CC基因型患者中位生存时间长（58.0月vs. 41.0月，P=0.031），死亡风险较低（HR=0.44，95%CI: 0.26~0.74），推测rs16917496T>C通过改变miRNA-mRNA的交互作用，减少SET8的表达量，间接抑制了肿瘤的侵袭和转移，进而影响肺癌患者的预后。

Pu等^[14]对535名Ⅰ期或Ⅱ期的NSCLC患者检测240个miRNA相关SNPs基因型，发现FAS基因的rs2234978G等位基因与患者生存显著相关（HR=0.59，95%CI: 0.44~0.77），且经荧光素酶实验证实FAS基因的这个SNP在3’UTR构建了一个新的miR-651的功能性结合位点。FAS基因产物FAS蛋白可介导Fas/FasL细胞凋亡信号通路维持机体稳态，避免细胞恶性增殖形成肿瘤，该SNP可能通过改变miRNA对FAS的调节作用，影响NSCLC患者的预后。

肿瘤干细胞表面分子CD133除了和肺癌的发病有关之外，也可以作为肺癌患者的预后标志物。Cheng等^[15]发现CD133的3’UTR的rs2240688A>C生成了新的miR-135a/b的结合位点，降低肺癌细胞表面CD133表达水平。大样本随访调查发现，携带该位点C等位基因的患者比携带AA基因型的生存时间长（11月vs. 15月，P=3.31×10^-6），死亡风险较低（HR=0.91，95%CI: 0.70~0.94）。 3 总结与展望

目前对miRNA靶基因3’UTR的SNP与肺癌的研究主要包括关联探索及功能验证两个方面，将人群研究与体内外实验研究相结合，力求在发现SNPs与肺癌易感性及预后关联的同时揭示其分子生物学机制。但应该注意，一个miRNA可以调控多个靶基因的表达，一个基因也可以受到多个miRNA的调控^[10]，因此，miRNA与其靶基因可以参与到不同的信号通路中，形成复杂的miRNA-mRNA调控网络。由于条件所限，目前多数研究只进行了单个miRNA与单个靶基因SNP之间的功能验证，所得结论难免不够全面。随着研究的进一步开展，越来越多的miRNA及其靶基因SNP的功能将被阐明，借助整合组学的思路完善分子网络，将为肺癌等恶性肿瘤的研究、诊断、治疗和预防提供更有价值的科学依据。