PD-1/PD-L1信號通路在宮頸癌中的研究進展

宋琛，鄭繪霞

山西醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院，太原 030001

宮頸癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，高危型人乳頭狀瘤病毒（human papilloma virus，HPV）持續(xù)感染是癌前病變及宮頸癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素[1]。近年來，手術(shù)、放療和化療等的綜合治療使早期宮頸癌患者的5年生存率達90%以上，但晚期和復發(fā)性宮頸癌患者的5年生存率仍不足20%和5%[2]。因此，缺乏治療晚期宮頸癌的有效手段，必須尋找新且有效的治療策略。目前，免疫治療已成為腫瘤領(lǐng)域的研究熱點，程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）與程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）結(jié)合，可抑制T淋巴細胞的增殖和活化，促進腫瘤細胞免疫逃逸。PD-1/PD-L1抑制劑已成為腫瘤的重要治療手段之一。研究顯示，HPV的感染狀態(tài)與PD-L1的表達密切相關(guān)[3]。本文就PD-1/PD-L1信號通路在宮頸癌中的研究進展，包括PD-1/PD-L1與HPV感染狀態(tài)的關(guān)系，以及PD-1/PD-L1抑制劑在宮頸癌治療中的潛在作用作一綜述。

1 PD-1/PD-L1概述

PD-1是一種重要的負性免疫調(diào)節(jié)因子，屬于CD28/細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4）家族成員，是一種Ⅰ型跨膜糖蛋白，主要包括胞外免疫球蛋白可變區(qū)結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)及胞內(nèi)區(qū)。PD-1的胞內(nèi)區(qū)含97個酪氨酸，包括2個酪氨酸殘基[免疫受體酪氨酸抑制模體（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）和免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換模體（immunoreceptor tyrosine-based switch motif，ITSM）][4]。PD-1主要表達于T淋巴細胞和B淋巴細胞，也可表達于樹突狀細胞和自然殺傷細胞[5]。PD-1有PD-L1和PD-L2共2個配體，PD-L1可廣泛表達于惡性腫瘤細胞、淋巴細胞、胎盤細胞、間質(zhì)干細胞、抗原呈遞細胞、造血細胞和上皮細胞等；PD-L2僅表達于樹突狀細胞和巨噬細胞[6]。一般情況下，T淋巴細胞不表達PD-1，但激活后的T淋巴細胞可誘導PD-1的表達[5]；PD-L1通過與活化的T淋巴細胞表面的PD-1結(jié)合，使T淋巴細胞胞內(nèi)區(qū)的ITSM和ITIM磷酸化，激活RAS和磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）信號通路，抑制下游T淋巴細胞的活化[7-8]，從而形成免疫抑制的腫瘤微環(huán)境，促進腫瘤細胞的增殖和免疫逃逸。

2 PD-1/PD-L1信號通路與HPV感染相關(guān)宮頸病變的關(guān)系

2.1 HPV 與宮頸病變的關(guān)系

HPV是一種環(huán)狀的雙鏈DNA病毒，可編碼8個早期蛋白（E1～8）和2個晚期結(jié)構(gòu)蛋白（L1和L2），早期蛋白參與HPV的DNA復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯調(diào)控和細胞轉(zhuǎn)化等功能[9]。E6、E7為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，主要與病毒的細胞轉(zhuǎn)化功能及致癌性相關(guān)；E2是一種超抗原性的負性調(diào)節(jié)因子，E2表達缺失可上調(diào)E6和E7的表達，促進抑癌基因p53和pRb的降解，最終導致細胞的惡性轉(zhuǎn)化[10]。根據(jù)與宮頸病變的相關(guān)性，可將HPV分為高危型HPV和低危型HPV，其中高危型HPV16型和HPV18型是引起病變的主要分型[11]。HPV起源于宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)的基底上皮細胞，并積極進行復制和增殖，從而造成感染。多數(shù)HPV感染為一過性，可被免疫系統(tǒng)自發(fā)清除，而持續(xù)感染的HPV，其病毒DNA可與宿主細胞的基因組整合，導致部分早期基因表達缺失，特別是E2表達缺失可上調(diào)超抗原的表達并促進其惡性轉(zhuǎn)化[10,12]。

2.2 HPV 感染相關(guān)宮頸病變

研究表明，PD-1/PD-L1信號通路與乙型病毒性肝炎（viral hepatitis type B，HBV）、人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）等相關(guān)的慢性感染性疾病密切相關(guān)，當機體存在病毒的慢性感染時，組織內(nèi)淋巴細胞表面的PD-1持續(xù)高表達，從而抑制病毒的增殖和功能的發(fā)揮，發(fā)揮免疫清除作用[13]。HPV感染導致的宮頸病變也是一種慢性感染性疾病，宮頸脫落細胞學檢查發(fā)現(xiàn)，PD-L1的表達與高危型HPV DNA病毒載量呈正相關(guān)[14]。有研究推測持續(xù)感染高危型HPV可抑制宮頸轉(zhuǎn)化區(qū)對HPV的局部免疫反應(yīng)[15-16]，HPV可能激活PD-1/PD-L1免疫抑制作用并逃避宿主對病毒的免疫反應(yīng)，導致宮頸上皮內(nèi)瘤變（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）。Yang等[17]研究顯示，HPV陽性表達的宮頸病變患者的T淋巴細胞和樹突狀細胞中的PD-1和PD-L1水平升高，且與CIN分級呈正相關(guān)。Yang-Chun等[18]的研究顯示，PD-L1在HPV相關(guān)的CIN和宮頸癌組織中的表達水平明顯高于正常宮頸組織，表明HPV感染是引起宮頸病變的主要原因。研究顯示，感染過程中，HPVE6/E7基因的表達可能是PD-L1表達的關(guān)鍵[19-20]。此外，HPV與PD-L1位點結(jié)合可促進PD-L1等位基因3'-非翻譯區(qū)（3'-untranslated region，3'-UTR）的擴增，從而上調(diào)PD-L1的表達[21]。表明激活PD-1/PD-L1信號通路可能負調(diào)節(jié)HPV感染相關(guān)宮頸癌細胞的免疫反應(yīng)并參與HPV相關(guān)CIN的進展。研究顯示，抗PD-1/PD-L1抗體對HPV感染相關(guān)的頭頸部癌患者的臨床療效優(yōu)于HPV陰性表達的患者[22]，表明HPV特異性T淋巴細胞的免疫反應(yīng)可能在改善預后方面有重要作用。但也有研究發(fā)現(xiàn)，口腔鱗狀細胞癌中PD-L1的表達與HPV感染狀態(tài)無關(guān)[23]，因此，PD-1/PD-L1信號通路在HPV陰性表達宮頸病變中的臨床療效尚需要進一步的研究。

3 PD-1/PD-L1信號通路與腫瘤微環(huán)境

腫瘤微環(huán)境指腫瘤細胞及其周圍浸潤的免疫細胞、間充質(zhì)細胞及其所分泌的活性因子與細胞外基質(zhì)共同構(gòu)成的微環(huán)境。腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）是主要存在于腫瘤微環(huán)境中的異質(zhì)性淋巴細胞群，其在多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，主要包括CD3+T淋巴細胞、B淋巴細胞和自然殺傷細胞，其中CD3+T淋巴細胞包含CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞兩個亞群[24-25]。CD8+T淋巴細胞及其分化的細胞毒性T淋巴細胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）是重要的抗腫瘤效應(yīng)細胞，與臨床預后密切相關(guān)[26]。腫瘤細胞可通過PI3K/AKT、間變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）/信號轉(zhuǎn)導蛋白和轉(zhuǎn)錄激活物3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）、胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶的激酶（mitogen-activated protein kinase，MEK）/胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）/信號轉(zhuǎn)導蛋白和轉(zhuǎn)錄激活物1（signal transducer and activator of transcription 1，STAT1）等多種信號通路，激活PDL1的表達[7]。另一方面，轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號通路可抑制Th1細胞和細胞毒性T細胞的分化，產(chǎn)生并激活調(diào)節(jié)性T細胞[27]。TGF-β信號通路可通過直接抑制CD8+T淋巴細胞克隆和細胞毒性，誘導叉頭框蛋白 3（forkhead box protein 3，F(xiàn)OXP3）的表達，從而抑制CD4+T淋巴細胞的表達，降低適應(yīng)性抗腫瘤免疫反應(yīng)[28]。研究顯示，宮頸癌T淋巴細胞上的PD-1和樹突狀細胞上的PD-L1均可能抑制T淋巴細胞的增殖，從而抑制免疫功能，促進腫瘤細胞的生長和轉(zhuǎn)移[29]。因此，阻斷PD-1/PD-L1信號通路不僅可減少T淋巴細胞凋亡，還有助于恢復腫瘤的T淋巴細胞增殖能力，產(chǎn)生更多細胞因子，并增強對宮頸癌的免疫反應(yīng)。

4 PD-L1表達對宮頸癌預后的影響

研究表明，PD-L1的表達與多種惡性腫瘤患者的預后相關(guān)[30]，但PD-L1的表達水平與預后的關(guān)系仍存在爭議。研究表明，PD-L1的表達與食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌和肺癌等惡性腫瘤患者的生存率較低有關(guān)[31-32]。PD-L1在免疫細胞中的表達可改善外陰鱗狀細胞癌的預后[33]，但對喉鱗狀細胞癌的預后沒有影響[34]。研究表明，PD-L1在宮頸鱗狀細胞癌中的陽性表達率高于宮頸腺癌，彌漫性PD-L1表達的鱗狀細胞癌患者的無病生存率和疾病特異性生存率均明顯低于腫瘤與癌旁組織PD-L1表達的患者[35-36]；PD-L1陽性表達宮頸腺癌患者的疾病特異性生存率更低[37]。Kim等[37]研究顯示，PD-L1是治療宮頸鱗狀細胞癌的有效靶點，Gibney等[38]研究顯示，PD-L1的表達與晚期宮頸癌患者的整體生存期或無進展生存期無關(guān)。這可能是由于對PD-L1表達情況的評估較為復雜，且PD-L1陽性表達的標準尚不統(tǒng)一，限制了其應(yīng)用[39]。目前，Garon等[40]將PD-1/PD-L1在非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中的臨界表達點（PD-L1＞50%為陽性表達）作為較為常用的PD-L1的陽性表達標準。而Heeren等[36]以＞5%為PD-L1陽性表達的標準，結(jié)果顯示，PD-L1在宮頸腺癌患者中的陽性表達率明顯低于宮頸鱗癌患者。由于PD-L1陽性表達的標準尚未達成一致，無法最終明確PD-L1在不同宮頸癌病理類型中的表達情況，尚需進一步的探討。

5 PD-1/PD-L1抑制劑在宮頸癌中的應(yīng)用

5.1 抗PD-1抗體

抗PD-1抗體——帕博利珠單抗和納武單抗，已被證實可有效治療轉(zhuǎn)移和（或）復發(fā)性宮頸癌。帕博利珠單抗是一種人源化單克隆免疫球蛋白G4（immunoglobulin G4，IgG4）抗體，可阻斷 PD-1與PD-L1間的相互作用，促進免疫系統(tǒng)殺死腫瘤細胞，已被美國食品藥品管理局（FDA）批準用于PD-L1＞50%的NSCLC患者的一線治療和PD-L1＞1%患者的二線治療[41-42]。2016年，美國臨床腫瘤學會（American Society of Clinical Oncology，ASCO）關(guān)于抗PD-1抗體帕博利珠單抗治療進展性實體腫瘤安全性和有效性的臨床研究（KEYNOTE-028）結(jié)果顯示，帕博利珠單抗有望成為復發(fā)性或轉(zhuǎn)移性宮頸癌PD-L1陽性表達患者的有效療法，耐受性較好[43]。Frenel等[44]的研究對24例PD-L1表達陽性比例≥1%的晚期宮頸癌患者采用帕博利珠單抗治療，中位隨訪11個月，客觀緩解率（objective response rate，ORR）為17%，其中3例患者病情穩(wěn)定，5例患者出現(xiàn)皮疹、蛋白尿等3級不良反應(yīng)。2017年ASCO年會中，Schellens等[45]的Ⅱ期臨床研究數(shù)據(jù)表明，帕博利珠單抗在15例隨訪時間超過27周的晚期宮頸癌患者中是有效的，且隨著隨訪時間的延長，ORR也將隨之升高。Chung等[46]的研究對復發(fā)或轉(zhuǎn)移性宮頸癌患者的臨床效果進行評估，結(jié)果顯示，PD-L1≥1%晚期宮頸癌患者中位隨訪10.3個月的ORR為13%，其中17例患者病情穩(wěn)定，疾病控制率為31%，治療相關(guān)不良反應(yīng)通?？梢阅褪?，11例患者發(fā)生3～4級不良反應(yīng)?；谂敛├閱慰寡芯康慕Y(jié)果，2018年美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）首次發(fā)布了宮頸癌指南，將帕博利珠單抗作為高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定性/錯配修復缺陷的復發(fā)性或轉(zhuǎn)移性宮頸癌的二線治療方案[47]。

目前，帕博利珠單抗已經(jīng)顯示出單藥活性和較好的臨床效果，并對總體預后不良和治療選擇有限患者的耐受性較好。納武單抗是一種高純度人源化IgG4亞型單克隆抗PD-1抗體，可阻斷PD-1與PD-L1和PD-L2的相互作用，恢復T淋巴細胞的抗腫瘤作用[48]。目前，納武單抗已被批準用于黑色素瘤、NSCLC、腎細胞癌、頭頸部鱗狀細胞癌、經(jīng)典霍奇金淋巴瘤、結(jié)直腸癌和尿路上皮癌等惡性腫瘤[49-54]。目前，兩項納武單抗治療晚期或復發(fā)性宮頸癌的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗（NCT02488759，NCT02257528）正在進行中。

5.2 抗PD-L1抗體

阿特珠單抗是一種人免疫球蛋白G1（immunoglobulin G1，IgG1）同種型抗PD-L1單克隆抗體，可阻斷PD-1與PD-L1的結(jié)合。兩項臨床試驗（NCT02914470和NCT02921269）為評估阿特珠單抗與卡鉑/環(huán)磷酰胺、貝伐珠單抗聯(lián)合治療復發(fā)性或持續(xù)性宮頸癌的療效正在進行中[55-56]。阿維單抗是一種完全人類IgG1抗PD-L1單克隆抗體，2017年就已經(jīng)被FDA批準用于治療Merkel細胞癌和局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌[57-58]。目前，兩項臨床試驗（NCT03260023和NCT03217747）正在進行中，以評估阿維單抗治療宮頸癌的臨床療效。

6 小結(jié)與展望

PD-1/PD-L1信號通路的免疫治療可能在宮頸癌的治療中發(fā)揮重要作用，但仍需大樣本、多中心的臨床試驗進行驗證，且其在HPV感染相關(guān)惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的具體作用機制尚不完全清楚，需要進一步探討。HPV感染狀態(tài)、PD-L1的表達及腫瘤微環(huán)境均是評估宮頸癌免疫檢查點抑制劑治療宮頸癌臨床療效的生物學指標，但這些標志物是否具有單獨或聯(lián)合檢測的評估價值，以及如何進行檢測，尚需進一步的研究探討。此外，如何在單獨或聯(lián)合采用PD-1/PD-L1抑制劑時，最大限度地降低不良反應(yīng)發(fā)生率和提高臨床療效，尚需進一步的研究。