PD-1/PD-L通路在食管癌中的表達(dá) 及臨床意義的研究進(jìn)展

馬 可(綜述) 楊曉冬 孫奉昊 詹 成(審校) 王 群

(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院胸外科 上海 200032)

食管癌是最常見的惡性腫瘤之一,而我國是世界上食管癌發(fā)病率和死亡率最高的國家,接近一半的新發(fā)病例和死亡病例發(fā)生在我國[1-2]。近年來,盡管食管癌的治療方式有了一定的進(jìn)展,但其總體治療結(jié)果仍然不盡如人意[3]。

程序性死亡分子1 (programmed death-1,PD-1)及其配體(programmed death-1 ligand,PD-L)是當(dāng)前腫瘤靶向治療的研究熱點(diǎn)之一。PD-1是一種跨膜糖蛋白,通常在T細(xì)胞活化的過程中作為負(fù)協(xié)同刺激分子受體,其基因定位于人染色體2q37.3,由6個(gè)外顯子編碼,268個(gè)氨基酸組成,主要表達(dá)在T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞的膜表面。目前已發(fā)現(xiàn)PD-L有兩類:PD-L1和PD-L2。二者在人體正常組織中的表達(dá)分布不同:PD-L1表達(dá)于所有專職或非專職抗原呈遞細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、胰島細(xì)胞、胎盤、睪丸、角膜等細(xì)胞或組織中,而PD-L2則在活化的巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞中表達(dá)[4];PD-L2對PD-1的親和力是PD-L1的3～5倍[5]。當(dāng)PD-1與PD-L結(jié)合后,通過多種途徑下調(diào)T細(xì)胞的功能,包括拮抗T細(xì)胞受體以抑制其信號(hào)傳導(dǎo)、改變T細(xì)胞的正常代謝以抑制其分化、降低T細(xì)胞的抗氧化功能以抑制其殺傷作用[6-7]。在正常生理狀態(tài)下,PD-1/PD-L通路作為免疫調(diào)定點(diǎn)發(fā)揮免疫抑制的作用,避免自身免疫反應(yīng)的發(fā)生并為上述一些組織提供免疫豁免[6]。在腫瘤組織中,募集的T細(xì)胞分泌干擾素γ (interferon γ,IFN-γ),PD-L1和PD-L2能被IFN-γ誘導(dǎo)表達(dá)[8],過表達(dá)的PD-L與PD-1結(jié)合,最終引起腫瘤的免疫逃逸[9]。因此,抑制PD-1/PD-L1通路可以上調(diào)T細(xì)胞的作用,抑制腫瘤抗免疫作用,從而用于腫瘤治療。近年來,已有PD-1/PD-L通路抑制劑被FDA批準(zhǔn)進(jìn)入臨床,在某些腫瘤如惡性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎細(xì)胞癌的治療中已取得了較滿意的療效[10-12]。目前,許多學(xué)者對PD-1/PD-L在食管癌中的表達(dá)和功能進(jìn)行了初步研究,現(xiàn)將研究成果綜述如下。

PD-1/PD-L通路在食管癌中的表達(dá)與臨床意義

PD-1 在食管癌中的表達(dá)及臨床意義(表1) Feng等[13]采用免疫組化對88例食管鱗癌患者手術(shù)標(biāo)本中的PD-1表達(dá)情況進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示正常食管組織、癌旁不典型增生組織及腫瘤組織中PD-1的表達(dá)率分別為6.7% (2/30)、22.9% (8/35)和51.2% (45/88),腫瘤組織中PD-1的表達(dá)明顯增高[13]。結(jié)合各臨床參數(shù):PD-1表達(dá)與患者是否存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、病理分化程度的相關(guān)性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者(無轉(zhuǎn)移vs.有轉(zhuǎn)移:30.2%vs.60.0%,P<0.05)、分化較低(高分化vs.中分化vs.低分化:16.7%vs.51.6%vs.84.6%,P<0.05)的患者腫瘤組織中PD-1陽性比例較高;與年齡(P=0.37)、性別(P=0.71)、腫瘤直徑(P=0.67)、浸潤深度(P=0.08)、TNM分期(P=0.89)等無關(guān)[13]。PD-1表達(dá)陽性的患者較陰性的患者相比生存時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(中位生存時(shí)間:29.8個(gè)月vs.32.1個(gè)月)[13]。

表1 PD-1在食管癌中的表達(dá)及臨床意義Tab 1 PD-1 expression and clinical relationship in esophageal cancer

Chen等[14]采用免疫組化檢測了349例食管鱗癌患者手術(shù)標(biāo)本中PD-1的表達(dá),陽性率為33.5% (117/349),比較PD-1的表達(dá)與各臨床參數(shù)發(fā)現(xiàn):PD-1的表達(dá)與年齡(P=0.37)、性別(P=0.55)及TNM分期(P=1.00)等臨床因素以及患者總生存期的相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[14]。

張鋒等[15]采用免疫組化檢測了102例食管鱗癌患者手術(shù)標(biāo)本的33例正常組織、36例癌旁組織及102例腫瘤組織中PD-1的表達(dá)情況,結(jié)果顯示三者中PD-1的表達(dá)率分別為3.0%(1/33)、22.2%(8/36)和56.9% (58/102)。結(jié)合各臨床因素認(rèn)為:在腫瘤直徑較大的患者(≤3 cmvs.>3 cm:42.9%vs.73.9%,P=0.03)及淋巴結(jié)有轉(zhuǎn)移(無轉(zhuǎn)移vs.有轉(zhuǎn)移:45.3%vs.69.4%,P=0.01)的患者中,腫瘤PD-1陽性表達(dá)率較高;同時(shí)PD-1的表達(dá)與患者的預(yù)后呈負(fù)相關(guān)(中位生存時(shí)間:23.2個(gè)月vs.38.9個(gè)月,P<0.05),與年齡(P=0.87)、性別(P=0.73)、浸潤深度(P=0.33)、病理分級(jí)(P=0.41)等因素?zé)o關(guān)[15]。

一項(xiàng)關(guān)于中國人PD-1基因多態(tài)性的研究顯示,在rs10204525這一位點(diǎn)上,GG基因型相比于AA/AG基因型,食管鱗癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)更低[16]。

PD-L1在食管癌中的表達(dá)及臨床意義(表2) Chen等[17]采用免疫組化檢測了99例食管癌患者手術(shù)標(biāo)本中PD-L1的表達(dá),并進(jìn)一步研究了細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等不同位置PD-L1的表達(dá)情況。研究結(jié)果顯示,PD-L1在食管癌細(xì)胞膜及細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)率為82.8% (82/99),在細(xì)胞核中表達(dá)率為72.7% (72/99)[17]。研究者統(tǒng)計(jì)了患者預(yù)后及各臨床參數(shù)與PD-L1表達(dá)率的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜及細(xì)胞質(zhì)中PD-L1陽性的患者,其總生存率顯著低于陰性的患者(P=0.04)。此外,在T分期較高的患者中(T1+T2vs.T3+T4:71.4%vs.89.1%,P=0.03),PD-L1的表達(dá)率較高[17]。

Ohigashi等[18]采用實(shí)時(shí)定量PCR和免疫組化的方法,同時(shí)檢測了31例食管鱗癌患者手術(shù)標(biāo)本癌組織中PD-L1 mRNA水平和蛋白質(zhì)水平的表達(dá),發(fā)現(xiàn)在mRNA水平上PD-L1表達(dá)率為48.4%(15/31),在蛋白質(zhì)水平上表達(dá)率為41.9%(13/31),二者呈正相關(guān)(P=0.02);通過統(tǒng)計(jì)31例患者組織中PD-L1的表達(dá)與患者生存時(shí)間、各臨床因素的關(guān)系,認(rèn)為總生存率與PD-L1的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(P=0.03);多變量分析結(jié)果認(rèn)為PD-L1是影響食管癌預(yù)后的一個(gè)獨(dú)立變量(P<0.01)[18]。

表2 PD-L1在食管癌中的表達(dá)及臨床意義Tab 2 PD-L1 expression and clinical significance in esophageal cancer

Tanaka等[19]采用免疫組化對180例食管鱗癌患者進(jìn)行了PD-L1表達(dá)的檢測,結(jié)果顯示陽性率為29.4%(53/180)。統(tǒng)計(jì)PD-L1表達(dá)率與患者預(yù)后的關(guān)系,結(jié)果同樣顯示PD-L1陽性的患者總生存率顯著低于陰性患者(P=0.01),另外,在淋巴結(jié)有轉(zhuǎn)移的患者中(無轉(zhuǎn)移vs.有轉(zhuǎn)移:15.1%vs.35.4%,P=0.01)PD-L1表達(dá)率較高,從而加速了T細(xì)胞的凋亡[19]。

Chen等[14]采用免疫組化檢測了536例食管鱗癌患者腫瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)率,結(jié)果顯示陽性率為41.4% (222/536)。結(jié)合各臨床因素分析認(rèn)為:在腫瘤分化較高(高分化vs.中分化vs.低分化:54.3%vs.43.8%vs.30.6%,P=0.01)、TNM分期較低(Ⅰ期vs.Ⅱ期vs.Ⅲ期vs.Ⅳ期:57.4%vs.46.2vs.43.1%vs.57.1%,P<0.01)、N分期較低(N0vs.N1vs.N2vs.N3:51.8%vs.32.4%vs.39.3%vs.27.0%,P<0.01)的患者中,PD-L1表達(dá)率較高,且PD-L1表達(dá)陽性的患者預(yù)后較好,據(jù)此他們認(rèn)為PD-L1陽性是預(yù)后良好的預(yù)測因素[14]。這與上面幾個(gè)研究有所不同。這種差異上的來源可能是一部分PD-L1陽性表達(dá)的患者,其腫瘤組織中的CD8+T細(xì)胞低表達(dá)甚至不表達(dá)PD-1,這類T細(xì)胞與PD-L1共同被IFN-γ誘導(dǎo)表達(dá),但PD-L1因缺乏受體而未激活負(fù)協(xié)同刺激信號(hào),因此呈現(xiàn)出PD-L1高表達(dá)時(shí)預(yù)后更好的結(jié)果[20]。

PD-L2在食管中的表達(dá)及臨床意義(表3) Derks 等[21]用免疫組化檢測了354例食管腺癌患者腫瘤組織中PD-L2的表達(dá),發(fā)現(xiàn)PD-L2的表達(dá)率高達(dá)81.6%(289/354)。統(tǒng)計(jì)分析顯示,在腫瘤分期較低(Ⅰ期vs.Ⅱ期vs.Ⅲ期vs.Ⅳ期:31.0%vs.13.2%vs.15.2%vs.8.3%,P<0.01)、T分期較低(T1vs.T2vs.T3vs.T4:30.4%vs.13.9%vs.12.6%vs.20.0%,P<0.01)、腫瘤分化較好(高分化vs.中分化vs.低分化:54.2%vs.22.8%vs.13.0%,P<0.01)的患者中,PD-L2表達(dá)率較高,提示PD-L2的表達(dá)在食管腺癌中是預(yù)后良好的一個(gè)預(yù)測因素[21]。進(jìn)一步研究顯示,PD-L2在食管腺癌的癌前病變——Barrett’s食管中表達(dá)率為42.8%(9/21),研究者推測:Barrett’s食管中的慢性炎癥反應(yīng)介導(dǎo)了PD-L2的高表達(dá),而這種慢性炎癥環(huán)境有利于食管腺癌的預(yù)后,因此出現(xiàn)PD-L2陽性表達(dá)的患者預(yù)后更好[21]。

表3 PD-L2在食管中的表達(dá)及臨床意義Tab 3 PD-L2 expression and clinical significance in esophageal cancer

Ohigashi等[18]的研究顯示:31例食管鱗癌患者手術(shù)標(biāo)本的PD-L2在mRNA水平和蛋白質(zhì)水平的表達(dá)率為都48.4%(15/31),二者呈正相關(guān)(P<0.01)。PD-L2的表達(dá)與CD8+T細(xì)胞的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)(P=0.01),PD-L2陽性表達(dá)的患者的預(yù)后更差,提示PD-L2的表達(dá)是預(yù)后不良的一個(gè)因素[18]。

Tanaka等[19]的研究表明:180例食管鱗癌患者的PD-L2表達(dá)率為48.3%(87/180)。在T分期較高(T1+T2vs.T3+T4:33.8%vs.48.5%,P<0.01)、淋巴結(jié)有轉(zhuǎn)移(無轉(zhuǎn)移vs.有轉(zhuǎn)移:28.3%vs.56.7%,P<0.01)、腫瘤分期較高(Ⅰ期+Ⅱ期vs.Ⅲ期+Ⅳ期:31.9%vs.59.3%,P<0.01)的患者中,PD-L2的表達(dá)率較高;PD-L2陽性表達(dá)的患者預(yù)后較差[19]。

綜上所述,較高比例的食管癌患者腫瘤組織中PD-1、PD-L1、PD-L2表達(dá)陽性,陽性比例顯著高于癌旁組織和正常組織,這意味著針對這一通路的治療方法可能在食管癌中有著較好的前景。不同研究結(jié)果中,食管癌中PD-1、PD-L1和PD-L2的表達(dá)與臨床特征的關(guān)系有一定差異,尚有待進(jìn)一步的研究以確認(rèn)。

PD-1/PD-L通路與食管癌的治療由于PD-1/PD-L通路在許多腫瘤中廣泛存在,在腫瘤的免疫逃逸機(jī)制中起著重要作用,因此針對這一通路的靶向治療是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。多個(gè)PD-1抑制劑及PD-L1抑制劑已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,有些已應(yīng)用于腫瘤治療中。Nivolumab是首個(gè)上市的PD-L1抑制劑,被FDA批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌及進(jìn)展期腎癌的治療[22]。目前,見諸報(bào)道的PD-1或PD-L靶向抑制劑在食管癌中的臨床試驗(yàn)僅有1項(xiàng)。這項(xiàng)Nivolumab用于化療無效的食管癌患者的二期臨床試驗(yàn)[23]顯示:在64例受試者中,客觀緩解率為15.6% (10/64,完全緩解1例,部分緩解9例);在12名受試者中出現(xiàn)了18人次不良反應(yīng);沒有出現(xiàn)與治療相關(guān)的死亡病例。

一些研究表明,放療和化療可使腫瘤組織中PD-L1、PD-L2的表達(dá)產(chǎn)生變化。Lim等[24]比較了19例新輔助同步放化療和9例新輔助化療患者治療前后的腫瘤組織中PD-L1的表達(dá)率,發(fā)現(xiàn)前者的PD-L1表達(dá)明顯上調(diào),而后者則明顯下調(diào),認(rèn)為放療會(huì)提高腫瘤組織中PD-L1的表達(dá)率,因此放療與PD-1/PD-L抑制劑的聯(lián)合療法可能具有良好的效果。Tanaka等[19]的研究發(fā)現(xiàn),PD-L1陽性的患者中,有新輔助化療史的比例較大,但PD-L1的表達(dá)與化療效果無相關(guān)性;而PD-L2陽性的患者在接受化療后效果較差。PD-L1和PD-L2對患者預(yù)后的影響與是否曾接受新輔助化療密切相關(guān):未接受新輔助化療的患者總生存率與PD-L1或PD-L2是否陽性無相關(guān)性;而有新輔助化療史的患者總生存率明顯低于陰性的患者,研究者認(rèn)為PD-L1和PD-L2在腫瘤細(xì)胞免疫逃逸過程中發(fā)揮的作用有所不同[19]。

結(jié)語目前研究表明,較大比例的食管癌組織中存在PD-1/PD-L表達(dá),這為針對PD-1/PD-L通路的食管癌靶向治療提供了初步依據(jù)。但目前PD-1/PD-L通路在食管癌中的基礎(chǔ)研究仍不充分,并且缺乏相關(guān)藥物在食管癌中的大規(guī)模臨床試驗(yàn),未來將有更多的研究和試驗(yàn)進(jìn)一步證明PD-1/PD-L通路在食管癌治療中的價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

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