PD?1／PD?L1通路相關(guān)藥物在惡性黑色素瘤治療中的研究進展

路宜瑋，肖辛瑤，梁俏美，姚然然，劉 偉

（1河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河北石家莊050051；2北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部研究生學(xué)院，北京100083；3河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室，河北省重大疾病的免疫機制及干預(yù)重點實驗室，河北石家莊050017）

1 介紹

1．1 關(guān)于 PD?1／PD?L1 通路 程序性死亡受體 1／程序性死亡配體 1（programmed death?1／programmed death?ligand 1， PD?1／PD?L1）在 1992 年通過消減法在消亡的T細胞雜交瘤中發(fā)現(xiàn)。PD?1是一種廣泛存在于活化的T淋巴細胞、B淋巴細胞和巨噬細胞表面的受體，在與 PD?L1，又稱 B7同源分子（B7 homo?logne1，B7H1）結(jié)合后，通過抑制T細胞受體（T cell receptor，TCR）信號通路，從而抑制外周T細胞活性并減少多種細胞因子分泌［1］。腫瘤細胞利用這一免疫檢查點途徑作為它逃脫機體免疫檢查和抑制機體免疫應(yīng)答的重要方式［2］。 研究［1］表明，腫瘤細胞可表達某些膜分子及分泌可溶性細胞因子，并為腫瘤細胞創(chuàng)造可逃脫自體免疫的微環(huán)境。PD?1作為一種跨膜蛋白其結(jié)構(gòu)包括胞外免疫球蛋白可變區(qū)（IgV）樣結(jié)構(gòu)域、疏水跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)。其胞內(nèi)區(qū)存在的免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine?based inhibitory motif，ITIM）和免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序（immunoreceptor tyrosine?based switch motif， ITSM）為兩個磷酸化位點［1］，在 PD?1 與 PD?L1 結(jié)合后，PD?1中的ITSM結(jié)構(gòu)域發(fā)生磷酸化并募集蛋白酪氨酸磷酸酶 SHP?2［3］，使下游的脾酪酸激酶（spleen tyrosine kinase， SyK）和磷脂酰肌醇 3?激酶（phosphoinositide 3?kinase，PI3K）發(fā)生去極化，可抑制葡萄糖消耗、細胞因子產(chǎn)生和T細胞生存［4］，從而抑制抗原信號。而胞外區(qū)的IgV樣結(jié)構(gòu)域為PD?1與其配體相結(jié)合的重要部位。PD?1的配體共有兩種，分別為PD?L1和PD?L2，均能在干擾素（interferon?γ， IFN?γ）、腫瘤壞死因子?α（tumor necrosis factor?α， TNF?α）、白細胞介素2（interleukin?2， IL?2）等參與構(gòu)成腫瘤微環(huán)境的細胞因子的調(diào)節(jié)下降低T細胞的活性［5］，導(dǎo)致其細胞周期滯留在 G0／G1期［3］。 目前，可通過 RNA干擾（RNAi）、抗體抑制劑或可使黑色素瘤?PD?1 信號通路突變的模體［6］等抑制 PD?1／PD?L1 信號通路從而阻遏黑色素瘤細胞的增殖［7］。

1．2 黑色素瘤 惡性黑色素瘤（malignant melanoma，MM）是一種高死亡率且高侵略性的皮膚癌［8］，死亡率約占皮膚癌死亡率的75%，由位于表皮基底部的黑色素細胞癌變而來。近30年來，黑色素瘤（mela?noma）的發(fā)生率正逐年迅速上升，全世界范圍增加了3%～7%。早期黑色素瘤患者可直接用手術(shù)切除且五年生存率較高，晚期黑色素瘤患者手術(shù)切除效果較差，五年生存率為24%～29%，根據(jù)黑色素瘤病理分期，其中IIIC和 IV期患者五年生存率僅為10%～19%［9］。黑色素瘤在皮膚腫瘤中，惡性程度高，進展迅速，預(yù)后較差，屬于難治性腫瘤之一。其致病原因可分為多種，如色素痣惡變、紫外線輻射（UVA和UVB）導(dǎo)致黑色素細胞基因突變、遺傳性9號染色體短臂的p16或CDKN2A基因突變等。根據(jù)表皮進入到皮膚的侵襲程度用垂直厚度分級，即Breslow法進行黑色素瘤分期，可根據(jù)觀測到的從顆粒層到黑色素瘤最深處的厚度，將黑色素瘤分為五級，并用來評估預(yù)后［10］。黑色素瘤的主要決定因素是遺傳因素，幾個易感基因已被確定，如可編碼腫瘤抑制蛋白P16ink4a（細胞周期素依賴性激酶 4抑制蛋白）的CDKN2A基因。其中，P16ink4a可保持Rb蛋白去磷酸化狀態(tài)，使細胞停滯于G0／G1期，調(diào)控正常細胞周期，但在黑色素瘤患者中可見其表達失常。另外，在受到陽光間歇照射的皮膚處產(chǎn)生的黑色素瘤，存在因NRAS基因或其下游分子BRAF基因（V600E）的激活型突變而導(dǎo)致的細胞增殖。NRAS基因通過激活RAS?MAPK和PI3K?AKT信號途徑促進癌細胞周期進行，抑制癌細胞凋亡；BRAF基因（V600E）可導(dǎo)致CDK通路異常如CDKN2A缺失，CyclinD1和CDK4擴增，均可克服細胞生長阻滯作用，促進癌細胞增殖［8］。

1．3 PD?1／PD?L1 阻斷劑 PD?1／PD?L1 阻斷劑的根本目的在于封鎖PD?1／PD?L1信號通路在腫瘤細胞和CD8＋T細胞間的相互作用。通過抗體使T細胞克服PD?1的抑制信號并消除腫瘤細胞。最近研究發(fā)現(xiàn)，免疫檢查點阻斷（immune checkpoint block，ICB）是治療實體腫瘤的新方式［11］，在 miR?155 T細胞條件KO（TCKO）小鼠中進行免疫檢查點阻斷，得到了小鼠恢復(fù)抗腫瘤免疫的結(jié)果［12］，從而證明免疫檢查點阻斷的治療方式在實體腫瘤的治療上具有很大的發(fā)展空間。錯配修復(fù)的缺失（mismatch missing repair， MMR）同樣會導(dǎo)致 PD?L1 的表達［13］。 因此，抑制 PD?L1的表達以及 PD?1／PD?L1 通路可以有效抑制實體腫瘤的生長。 CTLA?4與 PD?1／PD?L1通路阻斷劑的聯(lián)合使用可以激活淋巴節(jié)和周圍組織的免疫細胞活性，逆轉(zhuǎn)T細胞衰竭［5］。

在2014年9月，美國食品及藥物管理局（Food and Drug Administration， FDA）首次批準 PD?1／PD?L1阻斷劑 Pembrolizumab（Keytruda）由 Merck Sharp＆Dohme Corp生產(chǎn)，聯(lián)合 CTLA?4抑制劑 ipilimumab（Yervoy）治療黑色素瘤患者。在未來的幾年內(nèi)，F(xiàn)DA陸續(xù)獲批的PD?1／PD?L1阻斷劑被廣泛應(yīng)用于多種惡性腫瘤，例如：黑色素瘤、非小細胞肺癌（non?small cell lung carcinoma， NSCLC）、腎細胞癌（renal cell carcinoma）、典型性霍奇金淋巴瘤（classical Hodgkin lymphoma）、頭頸部鱗狀上皮細胞癌（head and neck squamous cell carcinoma）和尿路上皮癌（urothelial carcinoma）［14］。 目前，獲得 FDA 批準生產(chǎn)且已成熟面向市場的藥物共5種（圖1），分別是：Nivolumab（Opdivo）、Pembrolizumab（Keytruda）、Atezolizumab（Tecentriq）、Avelumab（Bavencio）和 Durvalumab（Im?finzi），均在臨床應(yīng)用中獲得良好療效［15］。 在試驗［16］中，我們還比較了PD?1／PD?L1阻斷劑與其他常規(guī)化學(xué)療法和Ipilimumab藥物在黑色素瘤患者中的治療效果，發(fā)現(xiàn)PD?1／PD?L1阻斷劑相對于其他療法更有優(yōu)勢（RR＝2．89，95%CI：2．46～3．40，P＜0．001）。

根據(jù) PD?1／PD?L1信號通路在腫瘤細胞和 CD8＋T細胞之間作用機制將藥物分為兩類，分別為：PD?1抗體，Pembrolizumab（Keytruda）、Nivolumab（Opdivo）和 PD?L1 抗體，Durvalumab（Imfinzi）、Atezolizumab（Tecentriq）、Avelumab（Bavencio）。

2 PD?1抗體（Pembrolizumab、Nivolumab）

2．1 Pembrolizumab Pembrolizumab（Keytruda）是FDA于2014年批準的由默沙克生產(chǎn)的首批阻斷PD?1通路的抗免疫檢查單克隆抗體［17］。被用于晚期非小細胞肺癌、晚期或不可切除黑色素瘤、晚期腎癌、經(jīng)過既往治療后復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移的頭頸鱗癌。75%的黑色素瘤患者對PD?1／PD?L1阻斷劑治療有持久、良好的治療效果。在采取四個已使用Pembrolizumab的惡性黑色素瘤患者的組織活檢后，發(fā)現(xiàn)與編碼干擾素受體相關(guān)的 Janus激酶1（JAK1）和 Janus激酶 2（JAK2）出現(xiàn)功能性喪失的基因突變。JAK1／JAK2的截斷性突變可導(dǎo)致個體對干擾素?γ（IFN?γ）反應(yīng)缺失。通過缺少干擾素信號來減少抗體傳遞，使免疫系統(tǒng)對抗癌細胞增殖作用敏感性降低。同時，發(fā)現(xiàn)在患者組織活檢中編碼抗原呈遞蛋白人β2微球蛋白（B2M）的基因被截斷而突變，導(dǎo)致主要組織相容性復(fù)合體I（MHC I）的表面表達喪失，使其逃避腫瘤免疫清除。在使用PD?1／PD?L1阻斷劑后，可阻斷腫瘤免疫逃離信號通路，限制黑色素瘤細胞生長［10］。

2．2 Nivolumab Nivolumab（Opdivo）是一種完全人源化的IgG4單克隆抗體。作為FDA批準的由BMS公司生產(chǎn)的第二種PD?1抗體，在黑色素瘤和非小細胞肺癌中取得極大療效后，被獲批用于治療泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤。

兩種藥物的作用機理均是封鎖 PD?1?PD?L1／2通路。 Pembrolizumab（Keytruda）、Nivolumab（Opdivo）均為IgG4亞組，因其對C1q和FCC受體親和力較低，二者激活宿主效應(yīng)子和活化細胞能力較低。臨床研究表明抗 PD?1抗體 Pembrolizumab和 Nivolumab在治療晚期黑色素瘤患者中有較高的總體響應(yīng)率，可以在很大程度上延長患者生存時間。在關(guān)于Pem?brolizumab 的臨床試驗［18］中，使用 10 mg／kg Pembrol?izumab的黑色素瘤患者，總體響應(yīng)率為26%，且一年內(nèi)預(yù)估總體生存率為63%。對比單純的化學(xué)療法樣本的總體響應(yīng)率為10．6%，化療聯(lián)合Nivolumab的總體響應(yīng)率為31．7%。

3 PD?L1 抗體（Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab）

3．1 Atezolizumab Atezolizumab（T 藥），美國 FDA于2016年5月18日批準基因泰克（Genentech）公司的Atezolizumab（商品名：Tecentriq）注射液上市，用于治療接受含鉑化療期間／之后或接受含鉑化療的新輔助療法／輔助療法12個月內(nèi)疾病進展的局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌。隨著研究的進展，目前也用于黑色素瘤的治療。該藥為PD?L1單克隆抗體，作用在PD?1／PD?L1信號通路，通過抑制初始和效應(yīng)T細胞免疫應(yīng)答，在T細胞免疫耐受中發(fā)揮作用［19］。檢查點抑制因子的臨床試驗［20］表明腫瘤的共同選擇PD?1／PD?L1信號通路是腫瘤免疫逃逸的重要機制，Atezolizumab作用于修復(fù)腫瘤特異性T細胞免疫，從而激發(fā)人體對腫瘤細胞的免疫反應(yīng)。同時，在黑色素瘤的治療中可與 Ipilimumab（抗 CTLA?4）或者 bevaci?zumab聯(lián)合使用。Ipilimumab是一種檢查點抑制劑，二者同時使用可以明顯增加CD31＋內(nèi)皮細胞形態(tài)的改變，以及明顯數(shù)目的CD8＋和CD163＋巨噬細胞免疫浸潤。Bevacizumab是血管內(nèi)皮因子抑制劑，與Atezolizumab聯(lián)合使用時，可以增加Th1趨化因子相關(guān)基因的表達，但是無Fas配體的表達。它可以減少血管的生成，增加 Th1參與的 T細胞浸潤、腫瘤MHC?I蛋白表達和腫瘤特異性T細胞克隆有關(guān)的基因標記，并且Bevacizumab有可能誘導(dǎo)抗腫瘤免疫應(yīng)答。

3．2 Durvalumab Durvalumab（I藥），美國 FDA 于2017年5月1日批準阿斯利康（Astrazeneca）公司的Durvalumab（商品名：Imfinzi）注射液上市，用于局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌。該藥是優(yōu)化IgG1的PD?L1單克隆抗體，阻礙PD?1／PD?L1通路而發(fā)揮抗腫瘤作用［21］。 有研究［21］發(fā)現(xiàn) PARP 抑制劑和奧拉帕尼（Olaparib）與Durvalumab聯(lián)合使用或者血管內(nèi)皮生長因子受體抑制劑和西地尼布（Cediranib）與Durvalumab聯(lián)合使用，都可以減弱或消除單獨使用Durvalumab所帶來的副作用。Durvalumab可以阻斷PD?1／PD?L1 通路，由于 PD?L1 在腫瘤細胞中的廣泛表達，Durvalumab可以顯著激活針對腫瘤細胞的免疫應(yīng)答［5］。

3．3 Avelumab Avelumab（B 藥）現(xiàn)在大多用于默克細胞瘤的治療。Avelumab是一個IgG1的單克隆抗體，阻止 PD?L1 與它的受體 PD?1 的反應(yīng)［23］。 在最近的研究［23］中，Avelumab用于cMCC和黑色素瘤的臨床治療，對于腫瘤縮小有益的ORR值為33%（95%CI：23．3～43．8），6 個月無進展生存率為 40%，表現(xiàn)出了良好的治療效果。

4 藥物相關(guān)副作用

在藥物免疫反應(yīng)機制基礎(chǔ)上，機體絕大多數(shù)器官均可受藥物影響，其大多出現(xiàn)在皮膚、胃腸、肝臟和內(nèi)分泌系統(tǒng)等［24］。在皮膚出現(xiàn)的主要不良反應(yīng)有皮疹、瘙癢或其他類型皮膚疾?。?5］。 使用 PD?1／PD?L1信號通路藥物會導(dǎo)致免疫相關(guān)的不良事件，其大多起源于皮膚、胃腸、肝臟和內(nèi)分泌系統(tǒng)等。在胃腸道系統(tǒng)主要的不良反應(yīng)有結(jié)腸炎、腸炎、腹瀉、胃炎、食管炎等，根據(jù)對比使用PD藥物如Nivolumab、Pembroli?zumab與Ipilimumab的高級別結(jié)腸炎和腹瀉發(fā)病率如下：單獨使用Nivolumab發(fā)病率為2．8%，單獨使用Pembrolizumab發(fā)病率為2．9%，聯(lián)合使用Nivolumab＋Ipilimumab發(fā)病率約為 17%，可知 PD?1／PD?L1 信號通路藥物在胃腸道毒性較先前抗CTLA?4低。在內(nèi)分泌系統(tǒng)，使用PD?1／PD?L1信號通路藥物會導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)、疲勞、惡心、低血壓、低鈉血癥等不良反應(yīng)。在根據(jù)副作用的嚴重程度分級別討論和控制PD藥物的不良事件，可通過推遲或暫停PD?1／PD?L1信號通路藥物治療和減少藥物劑量減輕其副反應(yīng)情況［25］。

在所有的副作用之中，治療影響最大的為假進展和延遲作用，用藥后腫瘤發(fā)生一定程度的增大，往往導(dǎo)致給藥終止，從而失去治療的機會。在一份關(guān)于anti?PD?L1 抗體治療黑色素瘤多個病例分析［27］中，表明假進展或無進展的發(fā)生率大約為10%。利用血清中IL?8水平來反映黑色素瘤進展，其中在29個樣本中有3個無進展，估計在PD?L1抗體治療黑色素瘤過程中假進展和無進展的發(fā)生率大約為10%。同時，研究中發(fā)現(xiàn)發(fā)生假進展的黑色素瘤患者血清中IL?8 水平顯著降低，且低于基線水平（63 pg／mL），由于臨床上對于假進展的判斷尚未有明確的標準，血清中的IL?8水平可以作為判斷的參考。

5 展望

腫瘤細胞表面存在的PD?L1與T細胞表面存在的PD?1特異性結(jié)合后，在各種細胞因子的作用下，通過傳遞抑制信號影響自身免疫細胞功能，如抑制腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）活化，影響Th細胞分化，增加TIL細胞凋亡等。腫瘤細胞的免疫逃離機制是其逃脫自身免疫細胞清除并無限繁殖的重要途徑，因此，關(guān)于腫瘤免疫逃離的信號通路的研究也逐漸成為國際免疫學(xué)研究熱點。與此同時，其他相關(guān)抗癌藥物與PD?1／PD?L1信號通路藥物的聯(lián)合治療也取得了顯著的成果，但如何減輕PD?1／PD?L1信號通路藥物在患者治療中的副作用仍是我們不斷研究的方向。