PD-1/PD-L1在實體腫瘤組織中表達的研究進展

范鈺 劉斌 袁會軍 李長天 錢震

目前惡性腫瘤的發(fā)病率不斷上升，手術(shù)、化療、放療及分子靶向藥物治療使大部分腫瘤患者得到緩解甚至治愈，但仍有部分患者對上述治療手段敏感性較差，預(yù)后欠佳。

免疫治療是目前腫瘤治療新的手段，其機制是活化特異性T細(xì)胞，靶向攻擊清除腫瘤細(xì)胞，激活患者體內(nèi)抗腫瘤免疫系統(tǒng)應(yīng)答。眾所周知，T細(xì)胞活化主要指“雙信號”介入，即第一信號由抗原肽-主要組織相容性復(fù)合體（MHC）與T細(xì)胞抗原受體（TCR）復(fù)合體（包括CD4和CD8）提供，CD28與B7等協(xié)同刺激分子提供T細(xì)胞活化的第二信使。當(dāng)缺乏協(xié)同刺激分子刺激時易引發(fā)T細(xì)胞應(yīng)答失衡，使腫瘤逃逸機體免疫監(jiān)控［1］。其中由程序性死亡受體-1（programmed death 1，PD-1）和程序性死亡受體配體 1（programmed death ligand 1，PD-L1）結(jié)合形成免疫逃逸途徑進而腫瘤發(fā)生惡化。本文就PD-1/PD-L1在不同實體腫瘤組織中表達的研究進展作一綜述。

1 PD-1/PD-L1的分子結(jié)構(gòu)及信號傳導(dǎo)

PD-1隸屬免疫球蛋白超家族Ⅰ型跨膜糖蛋白，因參與細(xì)胞凋亡過程，故名程序性死亡受體-1。PD-1相對分子質(zhì)量為55 kDa，包括細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、疏水跨膜區(qū)和胞質(zhì)區(qū)，其編碼基因位于人類染色體2q37.35［2］。PD-1最顯著的特點是含有兩個酪氨酸殘基，位于細(xì)胞質(zhì)區(qū)的尾部，分別干預(yù)組成免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序（ITSM）和免疫受體酪氨酸抑制基序（ITIM）［3］。PD-1作為刺激分子家族中的一分子，參與了T細(xì)胞和B細(xì)胞活化過程。鑒于上述理論基礎(chǔ)，認(rèn)為以PD-1為靶點的免疫調(diào)節(jié)可能在對抗腫瘤的臨床診療中有重要意義［4］。在活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及多種被腫瘤細(xì)胞浸潤的淋巴細(xì)胞表面，都存在PD-1表達［5］。

PD-1的配體由PD-L1和PD-L2構(gòu)成［6］。PD-L1又稱B7-H1，廣泛表達于淋巴組織（如脾臟、淋巴細(xì)胞、骨髓及胸腺組織）和實體器官（如心、肺、肝、腎）等；PD-L2又稱B7-H2，主要于樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及一些B細(xì)胞亞型上表達，其作用因其分布而受限。有實驗印證：瘤細(xì)胞表面PD-L1分子表達上調(diào)，該分子能與T細(xì)胞和B細(xì)胞上的PD-1結(jié)合，使位于T細(xì)胞胞質(zhì)區(qū)的ITSM結(jié)構(gòu)域酪氨酸酶（TYR）發(fā)生磷酸化改變，磷酸酶蛋白酪氨酸酶2和蛋白酪氨酸酶1被磷酸化的TYR召募，ITSM不但可阻斷磷脂酰肌醇3-激酶和絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶活化，抑制T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子分泌，使腫瘤周圍局部T細(xì)胞丟失；同時還能使細(xì)胞外磷脂酰肌醇3-激酶和絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶激活通路被阻斷，最終導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移［7］。在腫瘤的微環(huán)境中，抑制活化的T細(xì)胞驅(qū)動，減少免疫刺激因子如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、γ 干擾素、白細(xì)胞介素-2（interleukin-2，IL-2）產(chǎn)生，促使PD-L1在腫瘤細(xì)胞表面表達上調(diào)，從而避免自身受到免疫細(xì)胞的監(jiān)視，逃避免疫細(xì)胞吞噬，此過程即為適應(yīng)性免疫抵抗［8］，進一步促使腫瘤細(xì)胞復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移。

2 PD-1/PD-L1在實體腫瘤組織中的表達

有文獻報道，PD-L1在乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤和淋巴瘤等腫瘤細(xì)胞表面表達顯著增加，與腫瘤細(xì)胞生長和發(fā)育密切相關(guān)［9-10］。

2.1 乳腺癌

在一項關(guān)于乳腺癌的研究中，發(fā)現(xiàn)PD-L1在乳腺癌細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞系表達上調(diào)，而在正常乳腺組織中不表達。Li等［11］通過Meta分析研究了7 802例乳腺癌組織中PD-L1的表達情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PD-L1高表達與雌激素受體（ER）、孕激素受體（PR）均陰性具有相關(guān)性，且組織學(xué)為3級的乳腺癌患者占多數(shù)；同時其人類表皮生長因子受體-2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）陽性，淋巴結(jié)易轉(zhuǎn)移。除此之外還發(fā)現(xiàn)PD-L1高表達的乳腺癌患者具有更短的總生存期（P＜0.0001）、無復(fù)發(fā)生存期（P=0.03）及轉(zhuǎn)移自由生存期（P＜0.0001）；但在PD-L1 mRNA表達的乳腺癌患者中，其總生存期（P=0.05）及無復(fù)發(fā)生存期（P=0.02）較長。在另一項Meta分析研究中［12］，入選2 061例患者，結(jié)果同樣提示PDL1高表達可作為乳腺癌預(yù)后不良的預(yù)測因素，同時提示與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和ER陰性表達有相關(guān)性。有望為乳腺癌個體化治療藥物選擇提供數(shù)據(jù)支持。此外，進一步研究PD-L1表達與乳腺腫瘤增殖指數(shù)Ki-67的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，兩者呈正相關(guān)［13］，提示乳腺腫瘤生長與PD-L1上調(diào)相關(guān)。在乳腺腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)實驗過程中應(yīng)用PD-L1阻斷劑，腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1表達下調(diào)，其惡性生物學(xué)行為呈相對靜止?fàn)顟B(tài)［14］。

2.2 子宮頸癌

在一項對144例子宮頸癌患者的研究中［15］，取患者病變部位組織進行組織芯片的B7-H1和B7-DC免疫組化染色。叉頭翼狀轉(zhuǎn)錄因子（forkhead or winged helix transcription factor，F(xiàn)OXP3）用于標(biāo)記表達PD-1的腫瘤周圍浸潤性T細(xì)胞的數(shù)量與表型。結(jié)果B7-H1表達率為19%，B7-DC表達率為29%。在癌周浸潤的CD8+和CD4+T細(xì)胞中，F(xiàn)OXP3陽性的乳腺癌患者超過50%存在PD-1的表達。結(jié)果表明B7-H1表達與患者的生存無顯著相關(guān)性。然而，分析顯示，當(dāng)腫瘤表面B7-H1表達時，癌周存在大量浸潤調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的患者，其存活時間更長（P=0.033）。另外的體外試驗表明，B7-H1在激活CD4+FOXP3陽性調(diào)控T細(xì)胞的過程中，可削弱其免疫監(jiān)視功能。有研究證實［16］，子宮頸癌患者T淋巴細(xì)胞中高表達PD-L1，在與其受體結(jié)合后，抑制了腫瘤細(xì)胞所介導(dǎo)的特異性T細(xì)胞活化，使T細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，子宮頸癌細(xì)胞逃避了自身免疫系統(tǒng)監(jiān)視，促使癌細(xì)胞增殖及轉(zhuǎn)移。宮頸局部微環(huán)境的免疫監(jiān)視能力下降及逃逸現(xiàn)象的出現(xiàn)，導(dǎo)致治療后易復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移。由此可見，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Treg）對免疫穩(wěn)態(tài)的維持至關(guān)重要［17］。

2.3 肺癌

在針對一項非小細(xì)胞肺癌的研究中［18］，雖然結(jié)果表明腫瘤PD-L1與患者臨床病理特征及預(yù)后無顯著相關(guān)性，但腫瘤組織中PD-L1陰性患者腫瘤周圍淋巴細(xì)胞數(shù)（TIL）多于PD-L1陽性患者。而TIL為位于腫瘤間質(zhì)內(nèi)以T細(xì)胞為主的特異性淋巴細(xì)胞，主要參與機體自身免疫，具有對抗腫瘤的活性作用。在另一項非小細(xì)胞肺癌研究中發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞過表達PD-L1與腫瘤侵襲性呈正相關(guān)［19-20］。在小細(xì)胞肺癌中，有研究則證實PD-L1陽性表達患者總生存率較PD-L1陰性者高［21］。另有研究結(jié)果表明［22-24］，Ⅰ期肺腺癌PD-L1過表達者，無復(fù)發(fā)生存時間更長，且與患者年齡、組織分型無顯著相關(guān)性。

2.4 腎細(xì)胞癌

腎細(xì)胞癌患者的化療及放療療效較差，生活質(zhì)量較低。隨著對PD-1/PD-L1信號通路研究不斷深入，在一項1 073例腎細(xì)胞癌患者的Meta研究中［25］，結(jié)果提示PDL1高表達的患者預(yù)后較差（P≤0.001），表明PD-L1有望成為腎癌患者不良預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物，為今后腎癌治療用藥方面提供一定參考。在非透明細(xì)胞腎癌中發(fā)現(xiàn)，PD-L1陽性與臨床分期、組織分級呈正相關(guān)，可作為預(yù)測患者預(yù)后生存時間的指標(biāo)之一，但其與患者性別及腫瘤大小無顯著相關(guān)性［26-27］。

2.5 胃癌

在胃癌的研究中發(fā)現(xiàn)［28］，胃癌患者外周血CD8+T淋巴細(xì)胞表面PD-1表達增高，其表達程度與胃癌的侵襲性呈正相關(guān)。一項納入481例胃癌患者的Meta分析提示［29］，B7-H1表達對胃癌患者生存預(yù)測是一個消極影響因素（P=0.146）；此外還發(fā)現(xiàn)，過表達B7-H1與患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（P=0.004）及低級別腫瘤分期（P=0.006）呈正相關(guān)。

2.6 肝癌

在一項納入901例肝癌患者的Meta分析中證實PD-L1表達情況與總生存期、無疾病生存期/無復(fù)發(fā)生存期呈負(fù)相關(guān)（P＜0.001）。同樣分析顯示，PD-L1表達增加與腫瘤分化程度（P＜0.05）、血管侵襲情況（P＜0.001）以及甲胎蛋白含量（P=0.05）具有顯著相關(guān)性，但與腫瘤分期、腫瘤大小、肝炎病史、性別、年齡及腫瘤的多發(fā)性無顯著相關(guān)性［30］。此外，有學(xué)者回顧性分析認(rèn)為，乙型肝炎病毒導(dǎo)致肝細(xì)胞癌的機制可能通過X蛋白（HBV基因組翻譯蛋白）激活肝細(xì)胞表面PD-L1表達，致使癌組織周圍T淋巴細(xì)胞死亡，形成免疫逃逸微環(huán)境所致［31］。

除上述提及的腫瘤之外，在多種腫瘤細(xì)胞表面，例如惡性黑色素瘤、膀胱癌、結(jié)直腸癌和口腔鱗狀細(xì)胞癌等惡性實體腫瘤中，通過多種檢測手段證實均存在PD-1/PD-L1表達增加，且與患者預(yù)后相關(guān)［32］。

上述結(jié)果均證實在多種實體腫瘤中存在PD-1/PD-L1表達增加，且上調(diào)表達的PD-1/PD-L1與腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移及預(yù)后狀況密切相關(guān)，并有望成為部分實體腫瘤生物預(yù)后指標(biāo)。而應(yīng)用PD-1/PD-L1阻斷劑能夠阻斷PD-1/PD-L1途徑，為腫瘤免疫治療提供廣闊前景。

3 展望

與傳統(tǒng)針對實體腫瘤細(xì)胞的治療手段不同，免疫治療主要通過改善腫瘤周圍環(huán)境，增強機體自身免疫功能，進而消滅腫瘤細(xì)胞，減少腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。傳統(tǒng)治療手段易出現(xiàn)耐藥、復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移以及并發(fā)癥等不良事件，同時損傷機體自身免疫系統(tǒng)。目前針對PD-1/PD-L1通路的研究較多，諸多實驗結(jié)果表明PD-1/PD-L1有望成為新的免疫治療靶點。與傳統(tǒng)治療手段相比其不良事件發(fā)生率較低，且通過改善患者自身免疫功能對疾病恢復(fù)更加有利。在未來臨床治療過程中，單獨應(yīng)用PD-1/PD-L1阻斷劑抑或在傳統(tǒng)治療手段進行時輔助應(yīng)用PD-1/PD-L1阻斷劑，有望更有效地改善患者預(yù)后，同時促進患者自身免疫功能恢復(fù)，為探究PD-1/PD-L1通路提供更廣闊前景。

［1］ Brahmer JR，Tykodi SS，Chow LQ，et al.Safety and activity of anti-PD-L1 antibody in patients with advanced cancer［J］.N Engl J Med，2012，366（26）：2455-2465.

［2］ Okazaki T，Honjo T.The PD-1-PD-L pathway in immunological tolerance［J］.Trends Immunol，2006，27（4）：195-201.

［3］ Sun H，Sun C，Xiao W.Expression regulation of co-inhibitory molecules on human natural killer cells in response to cytokine stimulations［J］.Cytokine，2014，65（1）：33-41.

［4］ Francisco LM，Sage PT，Sharpe AH.The PD-1 pathway in tolerance and autoimmunity［J］.Immunol Rev，2010，236：219-242.

［5］ He J，Hu Y，Hu M，et al.Development of PD-1/PD-L1 pathway in tumor immune microenvironment and treatment for non-small cell lung cancer［J］.Sci Rep，2015，5：13110.

［6］ Pedoeem A，Azoulay-Alfaguter I，Strazza M，et al.Programmed death-1 pathway in cancer and autoimmunity［J］.ClinImmunol，2014，153（1）：145-152.

［7］ Park HJ，Kusnadi A，Lee EJ，et al.Tumor-infiltrating regulatory T cells delineated by upregulation of PD-1 and inhibitory receptors［J］.Cell Immunol，2012，278（1-2）：76-83.

［8］ Tumeh PC，Harview CL，Yearley JH，et al.PD-1 blockade induces responses by inhibiting adaptive immune resistance［J］.Nature，2014，515（7528）：568-571.

［9］ Dulos J，Carven GJ，Van Boxtel SJ，et al.PD-1 blockade augments Th1 and Th17 and suppresses Th2 responses in peripheral blood from patients with prostate and advanced melanoma cancer［J］.J Immunother，2012，35（2）：169-178.

［10］ Topalian SL，Hodi FS，Brahmer JR，et al.Safety，activity，and immune correlates of anti-PD-1 antibody in cancer［J］.N Engl J Med，2012，366（26）：2443-2454.

［11］ Li X，Li M，Lian Z，et al.Prognostic role of programmed death ligand-1expressioninbreastcancer：asystematicreviewandmeta-analysis［J］.Target Oncol，2016，11（6）：753-761.

［12］ Guo Y，Yu P，Liu Z，et al.Prognostic and clinicopathological value of programmed death ligand-1 in breast cancer：a meta-analysis［J］.PLoS One，2016，11（5）：e0156323.

［13］ Ghebeh H，Tulbah A，Mohammed S，et al.Expression of B7-H1 in breast cancer patients is strongly associated with high proliferative Ki-67-expressing tumor cells［J］.Int J Cancer，2007，121（4）：751-758.

［14］ Sendur MA，Aksoy S，Demirci S，et al.Can targeted programmed death-1 antibody be a new treatment approach in breast cancer［J］.J BUON，2014，19（2）：584.

［15］ Karim R，Jordanova ES，Piersma SJ，et al.Tumor-expressed B7-H1 and B7-DC in relation to PD-1+T-cell infiltration and survival of patients with cervical carcinoma［J］.Clin Cancer Res，2009，15（20）：6341-6347.

［16］王渝琦，徐光旭，耿衛(wèi)樸，等.人子宮頸癌PD-L1的表達及其與腫瘤內(nèi)浸潤T細(xì)胞的相關(guān)性研究［J］.第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2010，32（11）：1173-1176.

［17］ Gershon RK.A disquisition on suppressor T cells［J］.Transplant Rev，1975，26：170-185.

［18］ Merelli B，Massi D，Cattaneo L，et al.Targeting the PD1/PD-L1 axis in melanoma：biological rationale，clinical challenges and opportu-nities［J］.Crit Rev Oncol Hematol，2014，89（1）：140-165.

［19］ Mu CY，Huang JA，Chen Y，et al.High expression of PD-L1 in lung cancermaycontributetopoorprognosisandtumorcellsimmuneescape through suppressing tumor infiltrating dendritic cells maturation［J］.Med Oncol，2011，28（3）：682-688.

［20］Chen YB，Mu CY，Huang JA.Clinical significance of programmed death-1 ligand-1 expression in patients with non-small cell lung cancer：a 5-year-follow-up study［J］.Tumori，2012，98（6）：751-755.

［21］ Ishii H，Azuma K，Kawahara A，et al.Significance of programmed cell death-ligand 1 expression and its association with survival in pa-tients with small cell lung cancer［J］.J Thorac Oncol，2015，10（3）：426-430.

［22］ Velcheti V，Schalper KA，Carvajal DE，et al.Programmed death ligand-1 expression in non-small cell lung cancer［J］.Lab Invest，2014，94（1）：107-116.

［23］ Zhang Y，Wang L，Li Y，et al.Protein expression of programmed death 1 ligand 1 and ligand 2 independently predict poor prognosis in surgically resected lung adenocarcinoma［J］.Onco Targets Ther，2014，7：567-573.

［24］ Yang CY，Lin MW，Chang YL，et al.Programmed cell death-ligand 1 expression in surgically resected stage I pulmonary adenocarcinoma and its correlation with driver mutations and clinical outcomes［J］.Eur J Cancer，2014，50（7）：1361-1369.

［25］ Xu F，Xu L，Wang Q，et al.Clinicopathological and prognostic value of programmed death ligand-1（PD-L1） in renal cell carcinoma：a meta-analysis［J］.Int J Clin Exp Med，2015，8（9）：14595-14603.

［26］ Choueiri TK，F(xiàn)ay AP，Gray KP，et al.PD-L1 expression in nonclearcell renal cell carcinoma［J］.Ann Oncol，2014，25（11）：2178-2184.

［27］ Harshman LC，Choueiri TK，Drake C，et al.Subverting the B7-H1/PD-1 pathway in advanced melanoma and kidney cancer［J］.Cancer J，2014，20（4）：272-280.

［28］李超，汪宏，周勇.PD-1在胃癌患者CD8+T細(xì)胞表面的表達特點及臨床意義［J］.胃腸病學(xué)和肝病學(xué)雜志，2011，20（5）：419-422.

［29］ Xu F，F(xiàn)eng G，Zhao H，et al.Clinicopathologic significance and prognostic value of b7 homolog 1 in gastric cancer：a systematic review and meta-analysis［J］.Medicine（Baltimore），2015，94（43）：e1911.

［30］ Gu X，Gao XS，Xiong W，et al.Increased programmed death ligand-1 expression predicts poor prognosis in hepatocellular carcinoma patients［J］.Onco Targets Ther，2016，9：4805-4813.

［31］吳勝昔，陳永文，朱廣倍，等.乙型肝炎病毒x基因轉(zhuǎn)染HepG2細(xì)胞后差異表達基因的篩選［J］.免疫學(xué)雜志，2014，30（9）：787-791.

［32］ Wu P，Wu D，Li L，et al.PD-L1 and survival in solid tumors：a meta-analysis［J］.PLoS One，2015，10（6）：e0131403.