免疫檢查點(diǎn)及PD-1/PD-L1抑制藥在腫瘤免疫診斷治療中的應(yīng)用＊

王冬艷，華 欣，張志峰，葉記林，季 琰

1　免疫檢查點(diǎn)抑制藥現(xiàn)狀

1.1免疫檢查點(diǎn)在抗腫瘤免疫中的研究現(xiàn)狀 當(dāng)腫瘤發(fā)生腫瘤特異性抗原的共刺激信號通過表面受體CD28和其他共刺激分子的表達(dá)，并遷移到腫瘤相關(guān)抗原的網(wǎng)站，從而表達(dá)檢查點(diǎn)受體，這些免疫檢查點(diǎn)是免疫調(diào)節(jié)過程中的免疫抑制信號，會(huì)導(dǎo)致免疫抑制性腫瘤微環(huán)境形成，使腫瘤細(xì)胞得以逃避機(jī)體免疫監(jiān)視和殺傷［1］。

在機(jī)體有效的抗腫瘤免疫過程中，T細(xì)胞作為核心執(zhí)行者，首先被T細(xì)胞受體 （T cell receptor，TCR）介導(dǎo)的抗原識別信號激活，同時(shí)眾多的共刺激信號和共抑制信號精細(xì)調(diào)節(jié)T細(xì)胞反應(yīng)的強(qiáng)度和質(zhì)量，這些抑制信號即為免疫檢查點(diǎn)。目前研究最為透徹的免疫檢查點(diǎn)有：細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白 4（T-lymphocyte antigen-4，CTLA-4）、程序性死亡受體-1（programmed death-1，PD-1）、淋巴細(xì)胞活化基因-3（Lymphocyteactivation gene-3，LAG-3/CD223）、T細(xì)胞活化的V結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白抑制藥（V-domain Ig-containing suppressor of T-cell activation，VISTA）、T細(xì)胞免疫球蛋白和黏蛋白-3（T-cell immunoglobulin and mucin-3，TIM-3）等位點(diǎn)。其中，目前研究中效果最顯著的是CTLA-4以及PD-1兩類免疫檢查點(diǎn)。免疫檢查點(diǎn)抑制藥能重新激活抗腫瘤免疫從而促進(jìn)腫瘤消退。

1.2第一代免疫檢查點(diǎn)CTLA-4受體及其抑制藥之前對于免疫檢查點(diǎn)抑制藥的研究首要目標(biāo)放在抑制CTLA-4上，CTLA-4通路主要在免疫系統(tǒng)活化的早期發(fā)揮作用，在體外研究的基礎(chǔ)上，抗CTLA-4抗體的抗腫瘤作用也在多種動(dòng)物模型中得到證實(shí)，如惡性黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤和大腸癌等。目前在美國可用的和正進(jìn)行進(jìn)一步研究的CTLA-4免疫檢點(diǎn)抑制藥包括Ipilimumab和Tremulimumab，其中美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）已經(jīng)批準(zhǔn)應(yīng)用的是Ipilimumab［2］。 但近年有研究表明 CTLA-4 抑制藥應(yīng)用后客觀反應(yīng)不明顯［3］，其抗腫瘤作用僅對幾種腫瘤細(xì)胞系有效，例如B16惡性黑素瘤模型對CTLA-4抑制藥治療不敏感［4］，此后臨床研究也表明CTLA-4抑制藥的不良反應(yīng)相對比較嚴(yán)重［5］，而PD-1抑制藥相對較輕，有臨床研究表明PD-1抑制藥Pembro-lizumab對比CTLA-4抑制藥Ipilimumab用于晚期黑色素瘤一線治療的研究證實(shí)：對于晚期黑色素瘤患者，PD-1單抗Pembrolizumab能顯著改善無進(jìn)展生存期 （progression-free survival，PFS）、 總生存期 （overall survival，OS），且高級別毒性反應(yīng)發(fā)生率更低［6］。

1.3第一代免疫檢查點(diǎn)PD-1及其受體抑制藥PD-1與CTLA-4二者作為免疫檢查點(diǎn)的關(guān)鍵成員具有相似性，但也存在許多差異，與CTLA-4相比，PD-1由活化T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄調(diào)控，其在細(xì)胞表面的表達(dá)通常較CTLA-4的膜表達(dá)晚些。PD-1有2個(gè)配體：PD-L1、PD-L2，PD-1 結(jié)合 PD-L1 和 PD-L2后，呈遞免疫表達(dá)的負(fù)向信號［7］。PD-L2主要表達(dá)在APC表面，而PD-L1表達(dá)于活化的T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞、活化的單核細(xì)胞以及樹突狀細(xì)胞。而PD-1/PD-L1通路主要在免疫系統(tǒng)效應(yīng)期的腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮重要作用?；谝陨系难芯勘尘癙D-1/PD-L1免疫療法是當(dāng)前備受矚目的一類抗癌免疫療法。

目前在美國可用的和正在進(jìn)一步研究的免疫檢點(diǎn)抑制藥包括：PD-1抑制藥：Pembrolizumab、Nivolumab、Pidilizumab、PDR001，PD-L1 抑 制 藥 ：Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab。 其中目前美國FDA已經(jīng)批準(zhǔn)應(yīng)用包括Pembrolizumab、Nivolumab、Atezolizumab和2017年5月FDA加速批準(zhǔn)，用于治療晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌的durvalumab。其他的PD-1抑制藥、PD-L1抑制藥仍處于臨床Ⅱ/Ⅲ期的研究階段［2］。

1.4其他免疫檢查點(diǎn)抑制藥 而新的免疫檢查點(diǎn)的研究成果也正在向臨床轉(zhuǎn)化中。目前 LAG-3抑制藥已經(jīng)進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn)（NCT01968109），TIM-3抑制藥目前尚未進(jìn)入臨床，但已處于研發(fā)階段。因此將免疫檢查點(diǎn)抑制藥的研究和應(yīng)用目前集中在第二代檢查點(diǎn)及其配體PD-1/PD-L1上。

2　PD-1/PD-L1表達(dá)在抗腫瘤免疫中的作用

2.1在腫瘤的診斷中作用 PD-1與PD-L1的相互作用是腫瘤免疫逃逸的關(guān)鍵，研究表明PD-1/PD-L1在多種腫瘤細(xì)胞中過表達(dá)。如目前已經(jīng)批準(zhǔn)應(yīng)用于非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中，PD-1 在包括肺鱗狀細(xì)胞癌［8］在內(nèi)的非小細(xì)胞肺癌［9］中高表達(dá)。國內(nèi)臨床研究也表明PD-1抗體檢測肺癌患者外周血單核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC） 膜表面 PD-1 分子具有一定臨床診斷意義［10］。研究表明PD-1在乳腺癌中也有表達(dá)，在乳腺腫瘤周圍浸潤T細(xì)胞高表達(dá)PD-1［11］。在臨床研究中 Gargi等［12］對三陰性乳腺癌（TNBC）患者進(jìn)行一系列檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)25%～30%患者擁有PD-L1基因。在研究黑色素瘤的表達(dá)中的意義表明，超過一半的腫瘤樣本高表達(dá)PD-L1［13］。

2.2PD-1/PD-L1通路在抗腫瘤免疫治療作用 所有臨床研究都在腫瘤細(xì)胞中進(jìn)行了PD-L1的表達(dá)，并且發(fā)現(xiàn)PD-L1的表達(dá)情況對藥物的療效有預(yù)測作用，表達(dá)PD-L1能增加藥物更加敏感，腫瘤細(xì)胞高表達(dá)PD-L1患者的療效改善明顯［14］。PD-L1抑制藥 Durvalumab（MEDI4736）在所有的 NSCLC患者中的總緩解率達(dá)到23%，其Ⅰ期臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，對PD-L1陽性和陰性的患者的緩解率分別為39%和5%，即PD-L1陽性患者的藥物療效更好。抗PD-L1單克隆抗體MPDL3280A的研究也表明對PD-L1 陽性患者的治療效果更好［15，16］。 但這種 PDL1的表達(dá)與療效不一定成對應(yīng)關(guān)系，在Pembrolizumab對NSCLC的療效研究中PD-L1陽性的NSCLC患者的總緩解率為19%～23%，PD-L1陰性的NSCLC患者的總緩解率為9%～13%［17］。朱凌曦等在對PD-L1表達(dá)調(diào)控機(jī)制及其對抗腫瘤免疫反應(yīng)的影響中總結(jié)PD-L1表達(dá)的預(yù)測價(jià)值可能并不適用于所有類型的腫瘤［18］。

2.3與預(yù)后的關(guān)系 最初研究發(fā)現(xiàn)，PD-L1高表達(dá)與疾病進(jìn)展及不良預(yù)后相關(guān)。PD-L1陽性率越高乳腺腫瘤細(xì)胞的分化程度越差［19］，免疫組化分析顯示，PD-L1高表達(dá)于多種造血系統(tǒng)和非造血系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞表面，PD-L1表達(dá)于黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌和腎小細(xì)胞癌等，且與患者的預(yù)后相關(guān)［20］。臨床研究在與黑色素瘤的表達(dá)中的意義表明，PDL1是頭頸部原發(fā)性黏膜惡性黑色素瘤患者預(yù)后不良獨(dú)立標(biāo)志物［13］。近幾年研究腫瘤及其微環(huán)境PDL1表達(dá)上調(diào)與患者預(yù)后的關(guān)系存在爭議。腫瘤及其微環(huán)境中PD-L1/PD-1高表達(dá)，可能顯示抗腫瘤免疫曾經(jīng)活化，是預(yù)后良好的獨(dú)立因素［21］。

3　PD-1/PD-L1抑制藥在抗腫瘤免疫中的應(yīng)用及前景

3.1單藥應(yīng)用 PD-1/PD-L1抑制藥在抗腫瘤免疫中顯示出較高的活性，與抗CTLA-4抗體比較，毒性降低，抗腫瘤譜擴(kuò)大，目前國外有許多PD-1/PDL1抑制藥對不同腫瘤的臨床研究的報(bào)道，PD-1/PD-L1抑制藥已經(jīng)用于非小細(xì)胞肺癌、黑色素瘤、晚期霍奇金淋巴瘤、肝癌、乳腺癌、直腸癌、卵巢癌、惡性胸膜間皮瘤、頭頸腫瘤的治療，國內(nèi)亦做過相關(guān)綜述［22］。Pembrolizumab單藥一線治療晚期NSCLC優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的含鉑雙藥化療，美國FDA和美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò) （National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南將 Pembrolizumab 推薦用于晚期NSCLC的一線治療。研究表明：Atezolizumab，nivolumab，和 pembrolizumab 的二線治療中與傳統(tǒng)化療相比能增加所有Ⅲ期/Ⅳ期鱗狀細(xì)胞和非鱗狀細(xì)胞非小細(xì)胞肺癌的存活期。Pembrolizumab與以鉑類為基礎(chǔ)的一線治療相比能增加50%表達(dá)PD-L1的Ⅳ期非小細(xì)胞肺癌無進(jìn)展生存率［23］。現(xiàn)美國FDA更改Nivolumab的適應(yīng)證為不限組織類型的晚期NSCLC二線治療，在NSCLC的臨床研究中，Nivolumab治療NSCLC經(jīng)治患者，可以使總緩解率和緩解的持續(xù)時(shí)間都有提高［24］。Atezolizumab二線治療晚期NSCLC，在晚期NSCLC的療效確切、不良反應(yīng)發(fā)生率低［25］。

3.2聯(lián)合應(yīng)用 由于抗PD-1/PD-L1治療有效比例仍較低，PD-1/PD-L1抑制藥結(jié)合化療、靶向治療或其他免疫腫瘤藥物雙重阻斷的聯(lián)合應(yīng)用可進(jìn)一步提高療效，可為多種治療方式的聯(lián)合應(yīng)用提供新思路。目前聯(lián)合治療臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。在 晚期非鱗NSCLC患者中一線應(yīng)用Pembrolizumab聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化療較單純化療組可取得更佳的客觀有效率（objective response rate，ORR）及 PFS；聯(lián)合組不良反應(yīng)與化療組無明顯差異［26］。放療為機(jī)體抗腫瘤免疫提供了豐富的腫瘤相關(guān)抗原，為抗腫瘤免疫系統(tǒng)的活化提供了前提條件，通過阻斷PD-1/PD-L1信號，逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭從而增強(qiáng)抗腫瘤活性［27］。但也有臨床研究表明［28］一線采用Nivolumab聯(lián)合化療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)發(fā)生率會(huì)明顯提高。

3.3PD-1/PD-L1抑制藥進(jìn)一步應(yīng)用需要解決的問題 免疫檢查點(diǎn)調(diào)制產(chǎn)生持久的反應(yīng)和整體生存的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)化療相比，毒性較低。盡管PD-1/PD-L1抗體治療取得了一定的治療效果，但長期應(yīng)用免疫檢查點(diǎn)抑制藥可使免疫耐受性不平衡導(dǎo)致無檢查點(diǎn)免疫反應(yīng)。臨床上可能表現(xiàn)有自身免疫樣或者炎癥不良反應(yīng)，對正常器官系統(tǒng)和組織（包括皮膚、胃腸道、肝、肺、黏膜皮膚和內(nèi)分泌系統(tǒng)）造成附帶損傷。這類不良事件，被稱為免疫相關(guān)不良事件［29］，已成為許多臨床和機(jī)制研究的主題。除此之外還有此類療法引發(fā)了一般不良反應(yīng)、器官特異性不良反應(yīng)及一些罕見不良反應(yīng)，因此臨床抗PD-1和抗PD-L1免疫檢查點(diǎn)抗體的毒性資料的積累及探尋聯(lián)合抗PD-1/PD-L1等優(yōu)化治療方案，仍然是免疫檢查點(diǎn)抑制藥在腫瘤免疫治療研究領(lǐng)域中亟待解決的難題。另外，發(fā)現(xiàn)能更好地預(yù)測PD-1/PDL1抗體治療反應(yīng)和效果的生物標(biāo)志物也迫在眉睫，通過一種快速簡單的方法來預(yù)測哪些癌癥患者可能可以從免疫療法中受益，從而進(jìn)行個(gè)體化治療。

［1］ TOPALIANSL DP.Immune check point blockade：a common denominator approach to cancer therapy［J］.Cancer Cell，2015，27（4）：450-461.

［2］ LARS MW，VAL RA.Targeting the PD-1 pathway in pediatric solid tumors and brain tumors［J］.Onco Targets and Therapy，2017，10（20）：2097-2106.

［3］ SCHADENDORF D，HODI FS，ROBERT C，et al．Pooled analysis of long-term survival data from phaseⅡand phaseⅢtrials of ipilimumab in unresectable or meta-static melanoma［J］．J Clin Oncol，2015，33（17）：1889-1894．

［4］ MAHVI DA，MEYERS JV，TATAR AJ，et al.Ctla-4 blockade plus adoptive T-cell transfer promotes optimal melanoma immunity in mice［J］.J Immunother，2015，38（2）：54-61.

［5］ MAIO M，GROB JJ，AAMDAL S，et al．Five-year survival rates for treatment-naive patients with advanced melanoma who received Ipilimumab plus dacarbazine in a phase III trial［J］．J Clin Oncol，2015，33（10）：1191-1196．

［6］ ROBERT C，SCHACHTER J，LONG G，et al.Pembrolizumab versus ipilimumab in advanced melanoma［J］.N Engl J Med，2015，372（26）：2521-2532.

［7］ LI Y，LI F，JIANG F，et al.A mini-review for cancer immunotherapy：molecular understanding of PD-1/PD-L1 pathway；Translational blockade of immune check points［J］.Int J Mol Sci，2016，18（7）：17-25.

［8］ BOLAND JM，KWON ED，HARRINGTON SM，et al.Tumor B7-H1 and B7-H3 expression in squamous cell carcinoma of the lung［J］.Clin Lung Cancer，2013，14（2）：157-163.

［9］ VELCHETI V，SCHALPER KA，CARVAJAL DE，etal.Programmed death ligand-1 expression in non-small cell lung cancer［J］.Lab Invest，2014，94（1）：107-116.

［10］韓晶.PD-1抗體在肺癌臨床診斷和免疫治療中的應(yīng)用研究［D］.河南：新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院，2016：5-17.

［11］ KARASAR P，ESENDAGLI G.T helper responses are maintained by basal-like breast cancer cells and confer to immune modulation via upregulation of PD-1 ligands［J］.Breast Cancer Res Treat，2014，145（3）：605-614.

［12］ GARGI D B，ANATOLE G，BARBARA A，et al.Expression of novel immunotherapeutic targets in triple-negative breast cancer［J］.Asco Meeting，2014（32）：5s.

［13］王靜，李振東.頭頸部原發(fā)性黏膜惡性黑色素瘤患者PD-L1表達(dá)及其臨床相關(guān)因素分析［J］. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué)，2017，25（4）：547-550.

［14］ GARON EB，RIZVI NA，HUI R，et al.Pembrolizumab for the treatment of non-small-cell lung cancer［J］.N Engl J Med，2015，372（21）：2018-2028.

［15］ ZIELINSKI CC.A phase I study of MEDI4736，NNT-PD-L1 antibody in patients with advanced solid tumors［J］.Transl Lung Cancer Res，2014，3（6）：406-407.

［16］ SPIRA AI，PARK K，MAZIERES JA，et al.Efficacy，safety and predictive bio-marker results from a randomized phaseⅡstudy comparing MPDL3280A vs docetaxel in 2L/3L NSCLC（POPLAR）［J］.Journal of Clinical Oncology，2015，33（15，S）：abstr 8010.

［17］ GANGADHAR TC，SALAMA AK.Clinical applications of PD-1-based therapy：a focus on pembrolizumab（MK-3475） in the management of melanoma and other tumor types［J］.Onco Targets Ther，2015，8（11）：929-937.

［18］朱凌曦，安華章.PD-L1表達(dá)調(diào)控機(jī)制及其對抗腫瘤免疫反應(yīng)的影響［J］. 中國腫瘤生物治療雜志，2017，24（4）：335-340.

［19］ BAE SB，CHO HD，OH MH，et al.Expression of programmed death receptor ligand 1 with high tumor-infiltrating lymphocytes is associated with better prognosis in breast cancer［J］.J Breast Cancer，2016，19（3）：242-251.

［20］ MERELLI B，MASSI D，CATTANEO L，et al.Targeting the PD1/PD-L1 axis in melanoma：Biological rationale，clinical challenges and opportunities［J］.Crit Rev Oncol Hematol，2014，89（1）：140-165.

［21］ KIM MY，KOH J，KIM S，et al.Clinicopathological analysis of PD-L1 and PD-L2 expression in pulmonary squamous cell carcinoma：Comparison with tumor-infiltrating T cells and the status of oncogenic drivers［J］.Lung Cancer，2015，88（1）：24-33.

［22］ MARCO A，IAFOLLA J，ROSALYN A.Update on programmed death-1 and programmed death-ligand 1 inhibition in the treatment of advanced or metastatic non-small cell lung cancer［J］.Frontiers in Oncology，2017，7（67）：9-23.

［23］葉因濤，王晨，孫蓓.PD-1/PD-L1抑制劑在腫瘤免疫治療中的研究進(jìn)展［J］. 中國腫瘤臨床，2015，42（24）：1178-1182.

［24］ SUNDAR R，CHO BC，BRAHMER JR，et al.Nivolumab in NSCLC：latest evidence and clinical potential［J］.Ther Adv Med Oncol，2015，7（2）：85-96.

［25］ HERBST RS，SORIA JC，KOWANETZ M，et al.Predictive correlates of response to the anti-PD-L1 antibody MPDL3280A in cancer patients［J］.Nature，2014，515（7528）：563-567.

［26］范云，張嘉濤.Pembrolizumab聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化療方案治療晚期非鱗非小細(xì)胞肺癌的療效［J］. 循證醫(yī)學(xué)，2017，17（1）：42-45.

［27］ TWYMAN-SAINT VC，RECH AJ，MAITY A，et al.Radiation and dual checkpoint blockade activate non-redundant immune mechanisms in cancer［J］.Nature，2015，520（7547）：373-377.

［28］ RIZVI NA，HELLMANN MD，BRAHMER JR，et al.Nivolumab in combination with platinum-based doublet chemotherapy for first-line treatment of advanced non-small-cell lung cancer［J］.J Clin Oncol，2016，34（25）：2969-2979.

［29］ NAIDOO J，PAGE D B，LI B T，et al.Toxicities if the anti-PD-1 and anti-PD-L1 immune checkpoint antibodies［J/OL］.Ann Oncol，2015，26（12）：2375-2391.