細胞程序性死亡受體1信號通路在腫瘤免疫療法中的應(yīng)用

熊偉鵬

(科羅拉多大學醫(yī)學院 醫(yī)學系，科羅拉多州 奧羅拉 80045)

腫瘤免疫療法是通過調(diào)節(jié)機體免疫力，激發(fā)和增強機體抗腫瘤的免疫應(yīng)答，從而實現(xiàn)有效清除腫瘤細胞的目的。在惡性腫瘤發(fā)生和發(fā)展的過程中，腫瘤細胞通過表達多種免疫負調(diào)節(jié)蛋白來抑制免疫細胞的功能，從而抑制機體產(chǎn)生的抗腫瘤免疫應(yīng)答，最終逃避免疫系統(tǒng)的識別和清除。

在腫瘤細胞產(chǎn)生的眾多免疫逃逸機制中，由程序性死亡受體(programmed cell death receptor 1, PD- 1)及其配體(programmed death-ligand 1, PD-L1)激活的信號通路是近年來研究的熱點。PD- 1主要表達于T細胞表面，它的配體PD-L1則廣泛存在于多種惡性腫瘤細胞表面。腫瘤細胞通過其表達的PD-L1結(jié)合在T細胞上的受體PD- 1后，激活其在T細胞內(nèi)的抑制性信號通路，影響T細胞內(nèi)相關(guān)基因的表達, 干擾T細胞增殖、活化，甚至誘導T細胞的凋亡，最終促進腫瘤細胞免疫逃逸[1]。

現(xiàn)階段已有針對PD- 1/PD-L1的抗體藥物進入臨床試驗階段。其中，在患有肺癌、皮膚癌和惡性淋巴瘤等惡性腫瘤患者的治療過程中，某些阻斷PD- 1信號通路的抗體藥物，其中包括nivolumab，pembrol-

izumab和atezolizumab等顯示出良好的療效和安全性，患者的生存率明顯提高[2]。

1 PD- 1/PD-L1信號通路以及其在腫瘤誘導免疫抑制中的作用

1.1 PD- 1受體和其配體PD-L1

PD- 1又稱為CD279，是一個由268個氨基酸組成的I型跨膜蛋白，它的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由3個部分組成： 免疫球蛋白IgV樣結(jié)構(gòu)域，跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)。它的胞內(nèi)區(qū)包含兩個重要的結(jié)構(gòu)：免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)和免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)化基序(ITSM)。PD- 1主要表達于活化的T淋巴細胞表面，還可以表達在B淋巴細胞、自然殺傷細胞和單核細胞等免疫細胞中[3]。PD-L1又稱為CD274(或B7-H1)是PD- 1的主要配體，它是由290個氨基酸組成的I型跨膜蛋白，在非小細胞肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、乳腺癌和胃腸道癌等多種類型惡性腫瘤中呈高表達，提示其在抑制機體抗腫瘤免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[4]。

在腫瘤發(fā)生過程中，機體針對腫瘤產(chǎn)生的免疫應(yīng)答可以影響PD- 1/PD-L1的表達。靜止的T細胞不表達PD- 1受體，抗原刺激可以激活T細胞，同時誘導細胞表達PD- 1[5]。PD-L1在腫瘤細胞中的表達與抗腫瘤免疫反應(yīng)緊密相關(guān)。腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes, TILs)在識別呈遞的腫瘤抗原以后釋放出干擾素-γ，有研究證實干擾素-γ可以誘導腫瘤細胞表達PD-L1，從而使腫瘤細胞抵抗免疫系統(tǒng)的識別和清除[2- 4]。

1.2 PD- 1/PD-L1信號通路在腫瘤誘導免疫抑制中的作用

當機體產(chǎn)生惡變細胞時，免疫系統(tǒng)可以特異性地殺傷腫瘤細胞，抵御腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。近年來，利用免疫學和細胞學等技術(shù)發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤細胞表達多種免疫抑制分子從而抑制免疫應(yīng)答，逃避免疫系統(tǒng)的識別和攻擊。目前，PD- 1信號通路的機制研究對腫瘤治療有非常重要的應(yīng)用價值。

PD- 1/PD-L1信號通路介導的機體免疫抑制機制主要依賴于PD- 1與其配體的相互作用。腫瘤細胞利用其表達的PD-L1與T細胞表面的PD- 1受體結(jié)合，引發(fā)受體胞內(nèi)區(qū)發(fā)生磷酸化，活化的受體胞內(nèi)區(qū)募集細胞內(nèi)蛋白酪氨酸磷酸酶SHP- 2，使T細胞活化所需相關(guān)的信號蛋白去磷酸化而失去活性，下調(diào)T細胞激活、增殖相關(guān)基因的表達，抑制T細胞的活化和功能，最終阻斷T細胞介導的抗腫瘤免疫應(yīng)答并促進腫瘤細胞逃逸(圖1)。PD- 1信號通路可能通過以下機制來阻斷T細胞活化及其介導的抗腫瘤免疫效應(yīng)：1)與PD- 1受體胞內(nèi)區(qū)結(jié)合的SHP- 2直接抑制T細胞受體信號通路，從而下調(diào)T細胞活化所需細胞因子的表達，例如：白介素- 2和干擾素-γ；2)PD- 1信號通路下調(diào)GATA3和T-bet等與T細胞增殖活化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子的表達；3)激活的PD- 1調(diào)節(jié)Bim和Bcl-xL等細胞凋亡相關(guān)基因的表達，造成T細胞凋亡[6- 7]。

從腫瘤組織中分離出的浸潤淋巴細胞(TILs)是腫瘤微環(huán)境主要的效應(yīng)淋巴細胞， 包括CD4+和CD8+T細胞。雖然在不同腫瘤組織中兩種細胞的比例有差異，但是都高表達PD- 1。腫瘤細胞表達的PD-L1可以抑制TILs的活化和其介導的免疫殺傷效應(yīng)，促進腫瘤細胞免疫逃逸。此外，腫瘤組織中的調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cell, Treg)高表達PD- 1，PD- 1/PD-L1信號通路可以誘導Treg的分化并維持這類細胞介導的免疫抑制作用，從而間接促進腫瘤細胞免疫逃逸[8]。通過阻斷PD- 1/PD-L1信號通路可以重新激活衰竭T細胞，增強抗腫瘤免疫應(yīng)答反應(yīng)[1,9]。

圖1 PD- 1信號通路介導的免疫抑制機制Fig 1 Mechanisms of PD- 1 signaling-mediated immunosuppression

2 抗PD- 1/PD-L1抗體在腫瘤治療中的應(yīng)用

迄今，已經(jīng)有多種阻斷PD- 1/PD-L1結(jié)合的單克隆抗體藥物應(yīng)用于腫瘤治療和臨床試驗，例如：抗PD- 1的單抗nivolumab和pembrolizumab，抗PD-L1的單抗atezolizumab等。大量的研究資料顯示這些抗體藥物對多種惡性腫瘤有不同程度的抑制作用，包括：黑色素瘤、非小細胞肺癌、胃腸道癌、腎癌、卵巢癌、前列腺癌、膀胱癌、頭-頸部癌和惡性淋巴瘤等[4]。已有的臨床研究顯示，在患有黑色素瘤、非小細胞肺癌、泌尿上皮癌和腎細胞癌等患者接受抗體藥物治療后，都顯示出不同程度的緩解率，提示該類藥物可以應(yīng)用到臨床上用以治療這些惡性實體瘤。

臨床試驗結(jié)果顯示，經(jīng)nivolumab治療的黑色素瘤患者累積緩解率為28%，非小細胞肺癌患者為18%，其中50%的患者緩解持續(xù)1年以上[10]。Nivolumab可以使已經(jīng)接受過前期治療的非小細胞肺癌患者客觀緩解率達到19%～20%[11- 12]。在治療泌尿上皮癌、腎細胞癌等惡性腫瘤過程中，nivolumab也顯示出較好的療效和安全性[13- 14]。另一種抗PD- 1抗體藥物pembrolizumab和nivolumab療效類似。應(yīng)用它在臨床上治療黑色素瘤、非小細胞肺癌、泌尿上皮癌和腎細胞癌患者，也顯示出良好的安全性和療效。早期臨床數(shù)據(jù)顯示，在接受pembrolizumab治療后，黑色素瘤患者的客觀緩解率達到38%，非小細胞肺癌患者的客觀緩解率達19.4%。臨床上應(yīng)用nivolumab和pembrolizumab治療惡性淋巴瘤、頭頸部癌和胃腸癌的研究也已經(jīng)取得了突破性的進展[15]。現(xiàn)階段，美國FDA已經(jīng)批準應(yīng)用抗PD-L1抗體atezolizumab治療非小細胞肺癌和泌尿上皮癌，該抗體藥物也可以阻斷PD- 1和PD-L1 結(jié)合。在接受atezoliaumab治療后，非小細胞肺癌患者客觀緩解率為15%。膀胱癌患者為26%[16- 17]。最新結(jié)果顯示，atezolizumab能夠提高非小細胞肺癌和膀胱癌患者的總生存率[18- 19]。

在多數(shù)腫瘤中，腫瘤耐藥性直接干擾上述抗體單藥治療的療效。腫瘤耐藥性的產(chǎn)生與以下多種因素相關(guān)：1)腫瘤浸潤淋巴細胞的數(shù)量和功能；2)腫瘤組織PD-L1表達量的改變；3)部分腫瘤細胞高表達吲哚胺雙加氧酶使局部T細胞增殖受抑制；4)腫瘤相關(guān)巨噬細胞對PD- 1免疫治療的干擾等[20]。根據(jù)耐藥性產(chǎn)生的不同機制，以PD- 1/PD-L1抗體藥物為基礎(chǔ)的聯(lián)合用藥成為腫瘤免疫治療的研發(fā)重點。相對于單藥治療，聯(lián)合用藥可以削弱耐藥性的干擾，提高療效。首先，將抗PD- 1通路抗體和其他免疫檢查點藥物聯(lián)合應(yīng)用可以增強內(nèi)源性T細胞的功能，從而殺傷腫瘤細胞。目前，nivolumab和ipilimumab(抗CTLA- 4的抗體藥物)治療晚期黑色素瘤是聯(lián)合用藥研究中的一個經(jīng)典范例。黑色素瘤患者在接受聯(lián)合用藥后僅表現(xiàn)出輕度的不良反應(yīng)，而抗腫瘤療效比單藥治療更顯著[21]。對于前期已經(jīng)接受過ipilimumab單藥治療的患者，nivolumab的介入可以提高客觀緩解率[22]。美國FDA已經(jīng)批準nivolumab和ipilimumab聯(lián)合用藥應(yīng)用于惡性黑色素瘤患者的治療。此外，將抗PD- 1信號通路免疫療法與腫瘤靶向治療藥物相結(jié)合的研究正在逐步開展并取得了一定進展。在應(yīng)用動物移植瘤模型研究靶向藥物達拉非尼和曲美替尼治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤過程中，腫瘤出現(xiàn)耐藥性。這是由于藥物上調(diào)PD-L1在移植瘤模型中的表達量，變相抑制免疫系統(tǒng)抗腫瘤的能力，從而降低藥物殺傷腫瘤的作用。但是在結(jié)合了抗PD- 1免疫治療后，靶向藥物的藥效明顯提高[23]。提示PD- 1阻斷抗體能夠克服由于藥物誘導產(chǎn)生的腫瘤耐藥性，提高療效。針對腫瘤耐藥性的不同成因，臨床上已經(jīng)開展PD- 1/PD-L1抗體聯(lián)合其他類型抗腫瘤藥物的相關(guān)研究，這些藥物包括：針對吲哚胺雙加氧酶的抑制劑和巨噬細胞集落刺激因子1受體抑制劑等[20]。以PD- 1抗體藥物為基礎(chǔ)的聯(lián)合用藥具有潛在的臨床應(yīng)用價值。雖然聯(lián)合用藥可以提高療效，仍然需要對用藥時間、劑量、藥物選擇等進行深入地研究，以確保篩選出的聯(lián)合用藥方案可以達到最好的療效。

PD- 1/PD-L1在多種惡性腫瘤中異常表達，對惡性腫瘤的免疫治療有重要診斷價值?？筆D-L1抗體藥物atezolizumab的臨床研究提示，PD-L1在腫瘤組織中的表達水平可以作為一項指標，用于評估藥物治療腫瘤的效果。目前已經(jīng)開發(fā)出針對黑色素瘤組織PD-L1的免疫組化檢測系統(tǒng)[24- 25]。相信在未來，這種檢測手段可以廣泛應(yīng)用到多種腫瘤治療的輔助檢查和診斷中。

3 結(jié)論與展望

PD- 1/PD-L1在腫瘤誘導免疫抑制效應(yīng)中發(fā)揮重要的作用，臨床上應(yīng)用抗體藥物阻斷PD- 1/PD-L1結(jié)合的方法治療腫瘤，并取得了顯著的成效。阻斷PD- 1通路的療法是通過調(diào)節(jié)腫瘤浸潤T淋巴細胞殺傷腫瘤的活性、逆轉(zhuǎn)腫瘤誘導免疫抑制效應(yīng)的治療方法。近幾年，抗PD- 1/PD-L1抗體藥物治療腫瘤取得了突破性的進展，臨床應(yīng)用中更是逐步建立起將抗體藥物和傳統(tǒng)治療方法相結(jié)合的治療方案。由于不同類型腫瘤對藥物的反應(yīng)和個體間療效的差異，所以在治療前就需要建立針對抗PD- 1/PD-L1治療的評估體系，用以制定個性化治療方案、提高療效和安全性。在下一階段，PD- 1信號通路機制研究和相關(guān)免疫治療的研究將會提高腫瘤治療的療效、改善患者的生存。

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雞肉夾生有致癱風險

據(jù)英國《BBC新聞》(BBC NEWS)2016- 12- 13報道，近日一項研究發(fā)現(xiàn)夾生的雞肉中常帶有曲狀桿菌，可引發(fā)格林-巴利綜合征(簡稱GBS)，此病會引起免疫系統(tǒng)攻擊神經(jīng)系統(tǒng)，致急性神經(jīng)肌肉麻痹。

如果雞肉沒煮透，曲狀桿菌不能殺滅，患者初期會嘔吐、腹瀉，但他們常以為自己吃壞了肚子。1～3周后，人就會產(chǎn)生虛弱和腿腳麻刺感，隨后癱瘓癥狀常擴散到上臂和上半身，嚴重時還要借助呼吸機來呼吸。

曲狀桿菌也會觸發(fā)其他自體免疫疾病，包括炎性腸病、腸易激綜合征、急性膽囊炎、腦膜炎、反應(yīng)性關(guān)節(jié)炎等，甚至造成死亡。

據(jù)統(tǒng)計，美國每年感染曲狀桿菌的人數(shù)超過100萬，英國每年有28萬人受到感染，其中超過100人死亡。

據(jù)研究作者、密歇根州立大學獸醫(yī)學院教授琳達·曼斯菲爾德(Linda Mansfield)介紹，只有當人體某種基因構(gòu)成與曲狀桿菌的菌株結(jié)合時，才能引起此病。

本研究刊登于《自體免疫期刊》(JournalofAutoimmunity)。

主編點評：

本文作者介紹了北京同仁醫(yī)院眼科采用層遞式(SBS)教學法在眼科醫(yī)師鼻內(nèi)鏡淚道手術(shù)規(guī)范化、程序化教學中的做法和實踐經(jīng)驗，有一定啟發(fā)性和參考意義。SBS教學法的可貴之處在于根據(jù)學習者的不同階段和層次采取逐層遞進的方法，因人制宜，因材施教，同時也吸納其他教學方法(如LBL、PBL、GBL等)之特長加以整合，提高了教學質(zhì)量。