miRNA-210对早期肺癌诊断价值的Meta分析

Meta Analysis of the Value of miRNA-210 in the Diagnosis of Early Lung Cancer

摘要: 目的：探究循环血液中miRNA-210对早期肺癌的诊断价值。方法：通过检索PubMed、Embase、中国知网、万方、谷歌学术等数据库，搜集2010年1月1日至2021年1月1日公开发表的相关文献，限制语种为英语或者汉语。严格按照事先制定的纳入排除标准，并使用QUADAS-2量表对文献进行质量评估。纳入文献累计样本量916例，其中实验组560例，良性对照组356例。用STATA (version 15.1)软件对纳入文献诊断的效应量进行合并，计算出合并的敏感性(SEN)、特异性(SPE)、阳性似然比(PLR)、阴性似然比(NLR)、诊断优势比(DOR)和ROC曲线下面积(AUC)进行综合分析，以评估miRNA-210在肺癌诊断中的准确性。此外，还进行了亚组分析，以区分研究之间的异质性的潜在来源。绘制Deek’s漏斗图评估是否存在发表偏移。最后绘制Fagan’s列线图评估其临床应用价值。结果：对于miRNA-210在早期肺癌中的诊断分析，合并SEN和SPE分别为0.70 (95% CI: 61~77%)和0.78 (95% CI: 72~84%)。PLR和NLR分别为3.24 (95% CI: 2.57~4.08)和0.38 (95% CI: 0.30~0.49)。同时，合并DOR为8.42 (95% CI: 6.03~11.77)，SROC下面积(AUC)为0.81 (95% CI: 0.78~0.85)，表明miRNA-210在肺癌检测中具有显著价值。结论：以上指标均表明循环血液中miRNA-210对早期肺癌有显著诊断价值，可以作为肺癌筛查的潜在生物标志物。

Abstract: Objective: To explore the diagnostic value of miRNA-210 in circulating blood for early stage of lung cancer. Methods: PubMed, Embase, CNKI, Wanfang and Google academic databases were searched to collect relevant literatures published from January 1, 2010 to January 1, 2021 in English or Chi-nese. According to the inclusion and exclusion criteria, QUADAS-2 was used to evaluate the quality of the literature. A total of 916 cases were included, including 560 cases in the experimental group and 356 cases in the benign control group. The combined sensitivity (SEN), specificity (SPE), posi-tive likelihood ratio (PLR), negative likelihood ratio (NLR), diagnostic odds ratio (DOR) and area under ROC curve (AUC) were calculated by STATA (version 15.1) software to evaluate the accuracy of miRNA-210 in the diagnosis of early stage of lung cancer. In addition, subgroup analysis was per-formed to identify potential sources of heterogeneity between studies. Draw a funnel chart to eval-uate whether there is publication bias. Finally, Fagan’s nomogram was drawn to evaluate its clinical application value. Results: For the diagnostic analysis of miRNA-210 in early stage of lung cancer, the combined SEN and SPE were 0.70 (95% CI: 61~77%) and 0.78 (95% CI: 72~84%) respectively. PLR and NLR were 3.24 (95% CI: 2.57~4.08) and 0.38 (95% CI: 0.30~0.49), respectively. Mean-while, the combined DOR was 8.42 (95% CI: 6.03~11.77), and the area under SROC (AUC) was 0.81 (95% CI: 0.78~0.85), indicating that miRNA-210 has significant value in the detection of early stage of lung cancer. Conclusion: The above indicators indicate that miRNA-210 in circulating blood has significant diagnostic value for early stage of lung cancer, and can be used as a potential biomarker for lung cancer screening.

1. 引言

在全国范围内，无论是男性还是女性，癌症都是威胁人类生命的第二大疾病。肺癌更是以远超乳腺癌、结直肠癌及前列腺癌的总和成为男性 ≥ 50岁和女性 ≥ 60岁人群死于癌症的主要原因 [1]。我国肺癌患者每年新确诊人数约为60万 [2]。早期有效筛查工具的缺乏对肺癌患者临床预后结局有着重要影响 [3]。因此，越来越多的研究人员致力于寻找有用的非侵入性生物标志物，用于癌症筛查，特别是在早期阶段 [4] [5]。AFP (alpha-fetoprotein)被广泛应用于肝细胞癌的筛查、监测其发展和预后。然而，并不是所有的生物标志物都像AFP一样同时具备高的敏感性和特异性。因此，有必要确定一种综合的生物标志物，用于肺癌早期筛查，为癌症治疗提供指导。大量研究表明，microRNAs (miRNAs)是新兴的潜在的癌症检测的生物标志物 [6] [7] [8]。MiRNAs是一种小的非编码rna，通过与靶信使RNA (miRNAs)的3’-非翻译区(3’-UTR)结合，在转录后通过促进miRNA降解或减少翻译来调控基因表达 [9]。此外，miRNA易于从人体体液(血清、血浆等)中分离，且具有良好的稳定性和无侵袭性等优点 [10]。因此，miRNAs可能成为癌症早期诊断有前景的生物标志物。值得注意的是，miRNA作为一种参与多种癌症的调控致癌基因被广泛研究：例如F-B，Sun，Lin等研究发现miRNA-210基因通过上调E2F3的表达促进细胞增殖，从而促进胰腺癌的进展 [11]。Zhang C，Tian W等人研究发现PRL-3通过对NF-κB-HIF-1、α-miRNA-210轴的调节促进细胞迁移和侵袭 [12]。高水平的PRL-3和miRNA-210与胃癌的总生存期(OS)不良有关 [13]。研究发现近年来，多项研究表明miRNA-210的异常表达与肺癌的诊断有关。因此，本研究在前人研究的基础上进行综合Meta分析，阐述miRNA-210在早期肺癌诊断中的价值。

2. 对象与方法

2.1. 搜索策略

计算机检索PubMed、Embase、中国知网、万方、谷歌学术等数据库，检索2010年1月1日至2021年1月1日符合条件的原始文献。中文数据库以“早期肺癌”、“miRNA-210”、“诊断”为检索词，英文数据库以“early stage of lung cancer”、“miR-210”、“diagnosis”为检索词，此外，我们还对原始文章的参考书目进行筛选，并从相关评论中手动搜索其他文献。

2.2. 纳入和排除标准

纳入标准：1) 实验组为病理证实为肺癌早期患者，且未行放化疗治疗；2) 检测miRNA-210在血浆、血清或其他人体体液中的表达；3) 可用真阳性(TP)、假阳性(FP)、假阴性(FN)、真阴性(TN)数据或明确样本量结合敏感性(SEN)、特异性(SPE)计算诊断分析的ROC曲线下面积(AUC)。排除标准：1) 系统评价、综述、整合分析、会议报告等；2) 无病例对照的研究；3) 非英语或汉语出版物；4) 同一样本数据不同机构重复发表。

2.3. 数据提取

提取的数据包括以下信息：第一作者姓名、国家、出版年份、研究人口的种族；患者和对照人数；试验类型；SEN、SPE、TP、FP、FN、TN诊断结果；两位研究者独立评估相关研究，如有任何差异都通过另一研究人员参与决定。

2.4. 文献质量评价

质量评估遵循诊断准确性研究2 (QUADAS-2) [14] 质量评估指南进行。该工具包括4个领域来评估风险和偏差的适用性，并细化为14个具体问题。

2.5. 数据分析

在诊断准确性研究中，我们汇总了纳入研究中的SEN、SPE、PLR、NLR和相应的95% CI，初步评估了循环miRNA-210在早期肺癌中的诊断价值。根据原始数据绘制受试者工作特征总结曲线(summary receiver operating characteristic, SROC)，并计算SROC曲线下面积(area under The SROC curve, AUC)，综合判断miRNA-210的诊断准确性，同时考虑SEN和SPE之间的权衡。为了评估各研究的异质性，我们使用基于 c²的q统计量和I²统计量。I² square值通常在0 (未观察到的异质性)到100% (最大异质性)的范围内波动。P值<0.05或I² > 50%认为有统计学意义 [15]。如果这些研究被证明是同质的，则使用固定效应模型进行进一步分析。如果没有，则使用随机效应模型 [16]。随后进行亚组和元回归分析，以寻找异质性的潜在来源。最后，通过Deeks’漏斗图评估所有纳入诊断准确性研究的发表偏倚(P < 0.5) [17]。以上统计分析均采用STATA (version 15.1) [18] 统计软件进行。

3. 结果

3.1. 文献搜索结果

通过对上述数据库的系统检索，初步发现了118条miRNA-210在肺癌中的相关记录。然后，根据前面描述的纳入和排除标准，删除9个重复。在快速浏览标题和摘要后，有85篇文章被删除。因此，剩下的26篇文章都被单独下载以获取有效信息。在仔细阅读全文后，由于缺乏可用的诊断相关数据，16项研究被删除。最终，该Meta分析包括了10篇文章，涵盖11个队列研究 [19] - [28]。文献检索流程见图1。

Figure 1. Flow chart of literature screening

图1. 文献筛选流程图

3.2. 研究特点及质量评价

在11项符合诊断分析条件的研究中，560例和356例对照被确定见表1。在这11项研究中，8个来

Table 1. Basic features of the included literature

表1. 纳入文献基本特征

自亚洲人，3来自白种人。所有纳入研究均采用tCLN、SYBR试剂、Tagman试剂或者qRT-PCR通过检测miRNA-210的表达。QUADAS-2质量评估结果见图2。大多数研究符合QUADAS-2的标准，说明入选研究适合于定量综合。

Figure 2. Risk assessment of included literatures

图2. 纳入文献风险评价

3.3. Meta分析结果

3.3.1. miRNA-210在早期肺癌中的综合诊断价值

森林样地结果：混合SEN和SPE分别如为70% (95% CI: 61~77%)和78% (95% CI: 72~84%)，PLR和NLR分别为3.24 (95% CI: 2.57~4.08)和0.38 (95% CI: 0.30~0.49)见图3。同时，合并DOR为8.42 (95% CI: 6.03~11.77)见图4。SROC下面积(AUC)为0.81 (95% CI: 0.78~0.85)见图5。以上数据均表明miRNA-210在早期肺癌中具有较高的诊断价值。

(a)(b)

Figure 3. (a) Forest map of diagnostic sensitivity (left of SEN) and specificity (right of SPE); (b) Positive likelihood ratio (PLR left) negative likelihood ratio (NLR right) forest plot

图3. (a) 诊断灵敏度(SEN左)，特异度(SPE右)森林图；(b) 诊断阳性似然比(PLR左)，阴性似然比(NLR右)森林图

Figure 4. Diagnostic odds ratio (DOR)

图4. 诊断优势比(DOR)

Figure 5. Diagnostic SROC curve

图5. 诊断SROC曲线图

3.3.2. 亚组分析

为了区分研究之间异质性的潜在来源，基于分析类型进行亚组分析。该亚组分析的合并结果：SYBR qPCR方法的研究也显示了相似的结果：SEN为76% (95% CI: 0.71~0.80%)，SPE为76% (95% CI: 69~81%)，PLR为3.14 (95% CI: 2.44~4.07)，NLR为0.32 (95% CI: 0.26~0.39)见图6。总体DOR为9.91 (95% CI: 6.52~15.06)。AUC为0.83 (95% CI: 0.79~0.86)。这表明在分析类型上无明显异质性。

Figure 6. The diagnosis of Deep’s funnel

图6. 诊断的Deek’s漏斗图

3.4. 发表偏倚

入选诊断性研究的潜在发表偏倚采用Deeks’s漏斗图检验见图6。P值在0.05以上为0.47，表明纳入的研究均无明显的发表偏倚。

3.5. 临床效用评价

使用Fagan’s列线图进行临床效用评价，结果提示应用循环血液中miRNA-210诊断肺癌具有一定临床意义见图7。

Figure 7. Fagan’s nomogram of diagnosis

图7. 诊断的Fagan’s列线图

4. 讨论

肺癌作为一种高发病率的恶性肿瘤，近几十年来受到了广泛的关注和大量的研究。随着影像学检查、放射治疗、化疗以及外科手术技术的发展大大改善了肺癌患者的预后。肺组织是实质脏器，不能像胃肠道、子宫等脏器一样能方便多次实施镜下观察以及组织活检，仅仅依靠现有的诊断学方法肺癌的早期检出率仍不理想，然而，早期诊断和靶向治疗是提高肺癌患者生存最有效的途径。因此，大量研究人员致力于寻找合适的无创生物标志物来预测肺癌的诊断，为早期肺癌的临床治疗提供指导。miRNAs作为癌症中各种生物过程的重要调控因子，被认为是人类癌症的完美的非侵袭性生物标志物 [29] [30]。多项研究表明，miRNA-210表达上调与肺癌发病呈正相关，提示miRNA-210在肺癌中起调控致癌基因的作用，这些结果表明，miRNA-210具有成为肺癌理想的生物标志物的潜力：例如H Cui等发现金属蛋白酶的组织抑制剂-1通过肺腺癌细胞中CD63/PI3K/AKT/hif-1依赖通路诱导肺腺癌细胞及其外泌体中的miRNA-210促肿瘤性增加 [31]。Sheng Ju等的另一项研究发现，miR-210的过度表达导致ATG7、LC3-II/LC3-I和Beclin-1的表达显著降低，在肺癌细胞自噬中发挥了重要作用 [32]。除了以上研究关注miRNA-210在肺癌细胞中的调控分子机制外，越来越多的队列研究报道了不同个体中miRNA-210水平与肺癌诊断的相关性，以确定miRNA-210是否作为理想的生物标志物。然而，这些结果并没有得到证实。因此，这项Meta分析似乎有必要确定miRNA-210对早期肺癌的诊断价值。在诊断Meta分析中，miRNA-210总的DOR 95% CI为8.42 (95% CI: 6.03~11.77)。此外，AUC及其95% CI为0.81 (95% CI: 0.78~0.85)，表明miRNA-210在早期肺癌中具有较高的诊断价值。分析类型的亚组分析显示，基于SYBR的研究的DOR为9.91 (95% CI: 6.52~15.06)。及AUC为0.83 (95% CI: 0.79~0.86)，这表明在分析类型上无明显异质性。目前，一些肿瘤生物标志物已被临床应用于早期肺癌的检测，如CA-125、CEA、CYFRA21-1、NSE等。然而，这些现有生物标志物的灵敏度和特异性有限，限制了其诊断准确性。从纳入的11篇文章中可以看出，miRNA-210在肺癌患者的循环血液中可以稳定检测到，且与对照组相比有显著差异，这说明miRNA-210可以作为检测肺癌的血清生物标志物。早期肺癌的临床检测通常不仅需要单一的miRNA，还需要多种miRNA的组合。因此，miRNA-210用于早期肺癌的诊断还需与传统的生物标志物结合，从而提高诊断的准确性。最终，本Meta分析仍然存在以下几个局限性：1) 种族因素不够全面，人口过于单一。例如，诊断性Meta分析主要针对亚洲人和白种人，因此，在后续的研究中，更多的研究者应该关注种族因素的影响。2) 未发表的研究可能会有负面的结果，但我们不能将其包含在内，这可能会导致数据的可信度不足。3) 我们只收录英文和中文的文章，不收录其他语言的文章。4) 样本量仍然比较小，只有11项研究，这可能会影响我们研究结果的可靠性。因此，需要更多设计完善的研究，基于更大的样本和足够的数据来验证循环血液中miRNA-210在肺癌的诊断价值。5) 如果没有足够的数据进行TNM分期、组织学类型、平均年龄、性别等协变量的校正，我们的Meta分析无法进行校正估计。因此，在接下来的几年里，我们可能会对肺癌诊断进行更多高质量的研究，以获得更准确的结果。总之，我们的Meta分析结果表明循环血液中miRNA-210有希望成为早期肺癌诊断的一种新型生物标志物。这个发现为未来非侵入性肺癌诊断方法的进一步发展提供了重要证据。更完善的设计、更全面的数据支持及更大规模的相关研究将有助于阐明miRNA-210在早期肺癌诊断中的价值。

NOTES

^*通讯作者。