程序性死亡配體-1在胰腺癌中的研究進(jìn)展

康宇 葛春林

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院渾南院區(qū)肝膽胰外科，沈陽(yáng) 110167

【提要】 程序性死亡配體-1(PD-L1)在多種腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)并與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。PD-L1與表達(dá)于T淋巴細(xì)胞表面的受體程序性死亡受體-1(PD-1)結(jié)合后發(fā)揮抑制腫瘤免疫及促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的作用，抗PD-1/PD-L1治療已在多種癌癥類(lèi)型中取得較好的臨床療效。近年來(lái)PD-L1在胰腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用逐漸受到關(guān)注，本文就PD-L1的生物學(xué)特性、作用機(jī)制及其在胰腺癌治療中的作用做一綜述，旨在為胰腺癌臨床治療開(kāi)拓新的思路。

胰腺癌是一種具有高度侵襲性和致命性的惡性腫瘤，其早期診斷困難，患者中位生存期短，預(yù)后差。程序性死亡配體-1(programmed death ligand-1, PD-L1)是近年發(fā)現(xiàn)的具有負(fù)性免疫調(diào)節(jié)作用的B7家族的成員,與其受體程序性死亡受體-1(programmed death 1,PD-1)結(jié)合后對(duì)免疫應(yīng)答發(fā)揮負(fù)性調(diào)節(jié)作用。PD-1及PD-L1在正常組織及癌組織中的分布存在差異,為惡性腫瘤的免疫治療提供了新的方法，抗PD-L1/PD-1抗體應(yīng)用于腫瘤的治療帶來(lái)顯著效果。近年來(lái)PD-L1在胰腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用逐漸受到關(guān)注，本文就PD-L1生物學(xué)特性、作用機(jī)制及其在胰腺癌治療中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,旨在為胰腺癌治療開(kāi)拓新的思路。

一、PD-1/PD-L1通路

PD-1和PD-L1分別屬于CD28免疫球蛋白超家族和B7超家族[1]，其中PD-1可以抑制免疫反應(yīng)的過(guò)度激活，且有利于自身抗原的免疫耐受[2]。PD-1在體內(nèi)各種免疫細(xì)胞表面表達(dá)，被其配體PD-L1或PD-L2激活。PD-L1在與細(xì)胞因子如干擾素(IFN)-γ相互作用后，由各種類(lèi)型細(xì)胞表達(dá)，包括免疫細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞[3]。PD-1/PD-L1途徑是維持免疫系統(tǒng)的體內(nèi)平衡及預(yù)防感染或炎癥期間的自身免疫的重要部分，通過(guò)致癌基因和活化抗腫瘤細(xì)胞因子可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表面PD-L1表達(dá)。有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑、PI3K/Akt途徑、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)等均已被證明可與PD-L1啟動(dòng)子結(jié)合并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1表達(dá)，從而反過(guò)來(lái)誘導(dǎo)T細(xì)胞表面上的PD-1表達(dá)[4]。PD-L1與PD-1之間相互作用可減弱淋巴細(xì)胞活化[5]，促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞功能和發(fā)育，并損害抗腫瘤T細(xì)胞免疫應(yīng)答，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸，因此腫瘤細(xì)胞可通過(guò)PD-1/PD-L1途徑使免疫系統(tǒng)沉默，阻斷PD-1/PD-L1可有效提高免疫細(xì)胞的抗腫瘤活性，增強(qiáng)其免疫應(yīng)答[6]。近年來(lái)抗PD-1/PD-L1治療已在黑色素瘤、腎細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌等腫瘤中取得較好的臨床療效[7]，有效減少了晚期和轉(zhuǎn)移性腫瘤的最大徑，促進(jìn)其消退，提高患者生存率，并且效果持久，適用于廣譜類(lèi)型的癌癥，尤其是實(shí)體瘤[4]。

二、PD-L1與胰腺癌

2007年由于證實(shí)了人胰腺癌標(biāo)本中PD-L1的表達(dá)上調(diào)，PD-L1首次被認(rèn)為是胰腺癌患者預(yù)后的新預(yù)測(cè)指標(biāo)。有研究表明，PD-L1在胰腺癌中表達(dá)上調(diào)提示預(yù)后不良[8]，阻斷PD-L1可以通過(guò)增加IFN-γ和降低IL-10水平有效抑制胰腺癌模型小鼠的病情進(jìn)展[9]。但僅僅消除免疫抑制而不激活免疫機(jī)制，PD-L1的作用并未得到很好的發(fā)揮[10]。一項(xiàng)多中心Ⅰ期臨床試驗(yàn)共納入207例癌癥患者，其中包括14例胰腺癌患者，該研究評(píng)價(jià)抗PD-L1抗體對(duì)于晚期癌癥患者的安全性和活性盡管在卵巢癌、腎細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌及黑色素瘤患者中取得了療效，但沒(méi)有在胰腺癌患者觀察到客觀反應(yīng)[11]。另一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)納入175例惡性實(shí)體瘤患者，其中有1例胰腺癌患者，結(jié)果顯示抗PD-L1(MPDL-3280A)治療沒(méi)有任何療效[12]。在抗PD-L1抗體MEDI4736的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT01693562)中也未觀察到在胰腺癌患者有明顯的抗腫瘤活性[13]。目前推測(cè)PD-L1對(duì)胰腺癌阻斷治療效果不佳可能與兩個(gè)因素相關(guān)，一是高腫瘤負(fù)荷抑制免疫系統(tǒng)，僅僅阻斷免疫檢查點(diǎn)無(wú)法發(fā)揮臨床療效；二是胰腺癌本質(zhì)上并不具有免疫原性，因此對(duì)于免疫療法缺乏良好的應(yīng)答[14]。另外，高調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)、髓系來(lái)源抑制細(xì)胞(MDSCs)、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞水平及胰腺癌的抑制性腫瘤微環(huán)境、對(duì)癌癥免疫療法的免疫抗性等也有可能導(dǎo)致胰腺癌患者對(duì)抗PD-L1治療沒(méi)有反應(yīng)[15]。腫瘤細(xì)胞的一些內(nèi)在機(jī)制的改變，包括MAPK和WNT /β-catenin信號(hào)通路的表達(dá)以及PTEN、IFN-γ信號(hào)通路和腫瘤抗原表達(dá)的喪失[16]亦可導(dǎo)致胰腺癌患者對(duì)PD-L1免疫治療的抗性。

三、PD-L1在胰腺癌治療中的應(yīng)用

研究顯示，PD-L1的下調(diào)可通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞凋亡來(lái)降低抗輻射性。在小鼠模型中放射療法與抗PD-L1抗體組合通過(guò)促進(jìn)CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)和減少M(fèi)DSCs及腫瘤浸潤(rùn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的積累而協(xié)同提高抗腫瘤免疫力[17]，且PD-L1可通過(guò)OCT-4和Nanog的磷酸化維持乳腺癌細(xì)胞的干性[18]，抗PD-L1治療有較好的臨床應(yīng)用前景。選擇單一抗PD-L1治療胰腺癌缺乏免疫反應(yīng)，因此克服胰腺癌免疫抑制環(huán)境對(duì)PD-L1靶向免疫療法的抵抗，增強(qiáng)免疫療法活性至關(guān)重要，與其他療法如化療、癌癥疫苗等進(jìn)行聯(lián)合治療，可將腫瘤細(xì)胞由“冷”變“熱”，即由非免疫性變?yōu)槊庖咝裕瑥亩鴮?duì)免疫治療敏感[19]。

1．與化療結(jié)合：吉西他濱是治療胰腺癌的重要化療藥物，聯(lián)合紫杉醇可增加轉(zhuǎn)移性胰腺癌患者的生存率?；熕幬锟梢源龠M(jìn)癌細(xì)胞表達(dá)腫瘤抗原，并重新激活抗癌免疫反應(yīng)，從而抑制腫瘤生長(zhǎng)，在化療方案中添加免疫治療劑可以增強(qiáng)任一療法的抗腫瘤作用[20]。有研究表明，在胰腺癌小鼠模型中，將吉西他濱與抗PD-1或抗PD-L1抗體相結(jié)合可增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞的腫瘤浸潤(rùn)及腫瘤抑制，吉西他濱聯(lián)合PD-L1阻斷的4周治療顯示了對(duì)胰腺癌的協(xié)同抗腫瘤作用，100%的治療小鼠完全反應(yīng)[21]。另外，針對(duì)特定分子的治療既可以增強(qiáng)腫瘤的化學(xué)敏感性，也可以抑制其免疫逃逸。一項(xiàng)抗PD-L1抗體聯(lián)合化學(xué)療法的Ib期研究納入49例晚期轉(zhuǎn)移性實(shí)體瘤患者，包括11例胰腺癌患者，結(jié)果顯示92%的患者取得了臨床療效[22]。

2．與放療結(jié)合：放療亦是目前治療癌癥的主要手段，但治療胰腺癌效果弱于其他實(shí)體瘤。胰腺癌存在豐富的纖維素基質(zhì)，其作為限制腫瘤內(nèi)細(xì)胞毒性藥物浸潤(rùn)的物理屏障并產(chǎn)生低氧微環(huán)境會(huì)降低放療效果[23]。放療可以通過(guò)誘導(dǎo)DNA損傷來(lái)抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)，但宿主免疫系統(tǒng)可以干擾放療的療效，因此放療聯(lián)合免疫治療是潛在的有效治療胰腺癌的策略。最近有研究表明，阻斷PD-L1后，CD11b+Gr1+骨髓細(xì)胞浸潤(rùn)減少，CD45+CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)增加，T細(xì)胞活化標(biāo)志物包括CD69、CD44和FasL上調(diào)，CD8∶Treg比率增大，導(dǎo)致胰腺癌對(duì)放療的敏感性增加，從而改善療效，并且可以增強(qiáng)放療預(yù)防胰腺癌肝轉(zhuǎn)移的作用[24]。另外，放療還可以通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤抗原的釋放，上調(diào)T細(xì)胞共激活配體及Fas的表達(dá)，激活樹(shù)突狀細(xì)胞和增強(qiáng)腫瘤的交叉呈遞來(lái)提高癌細(xì)胞的免疫原性，從而促進(jìn)與抗PD-L1免疫治療的協(xié)同作用，抑制腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散[25]。

3．與疫苗結(jié)合：近來(lái)一些隨機(jī)臨床研究正在評(píng)估胰腺癌治療中抗PD-L1療法和胰腺癌疫苗(GVAX)的組合。GVAX是一種全細(xì)胞疫苗，由經(jīng)輻射或同種異體的胰腺腫瘤細(xì)胞組成，通過(guò)修飾，分泌粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)，刺激樹(shù)突細(xì)胞和T細(xì)胞活化。有研究表明采用GVAX治療后，PD-L1在單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的表達(dá)升高[26]，此外，GVAX和低劑量環(huán)磷酰胺(消除調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的烷化劑)可誘導(dǎo)T細(xì)胞浸潤(rùn)和腫瘤內(nèi)三級(jí)淋巴聚集體的形成，表明GVAX可將胰腺癌轉(zhuǎn)變?yōu)槊庖咴阅[瘤[27]，GVAX聯(lián)合阻斷PD-L1是潛在的腫瘤治療方案。在胰腺癌小鼠模型中，GVAX和抗PD-1抗體的聯(lián)合比單獨(dú)抗PD-L1治療的中位生存期延長(zhǎng)(82 d比50 d)，存活率顯著提高(38%比22%)，且與CD8+T細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境中IFN-γ的增多有關(guān)[26]。一個(gè)德國(guó)研究團(tuán)隊(duì)從44例IV期胰腺癌患者中分離出抗原引發(fā)的來(lái)源于單核細(xì)胞的樹(shù)突狀細(xì)胞(DCs)，這些患者行一線化療失敗，單獨(dú)用DC疫苗證實(shí)中位總體生存期為8個(gè)月；然而聯(lián)合DC疫苗和PD-L1阻斷能夠在5/10例既往對(duì)DC治療沒(méi)有反應(yīng)的患者中誘導(dǎo)4～8個(gè)月的疾病的二次穩(wěn)定[28]。

4．與細(xì)胞因子和趨化因子相結(jié)合：IL-6下游的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在胰腺癌發(fā)生和發(fā)展中起重要作用，這種多效細(xì)胞因子與含有共同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體鏈糖蛋白130(GP130)的膜受體復(fù)合物結(jié)合，從而啟動(dòng)一系列復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)事件，包括JAK/STAT、MAPK和磷酸肌醇3-激酶(PI3K)途徑[29]。最近有研究表明，靶向IL-6治療可通過(guò)改善T細(xì)胞的表型特性及增強(qiáng)其在腫瘤的浸潤(rùn)來(lái)增強(qiáng)抗PD-L1抗體的效應(yīng)。與同種型對(duì)照組相比，阻斷PD-L1聯(lián)合靶向IL-6治療增加了小鼠35%的存活時(shí)間[30]。另外，表達(dá)FAP的癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF)產(chǎn)生的靶向CXCL12亦可以與阻斷PD-L1協(xié)同抑制腫瘤免疫逃逸[31]，靶向IL-18、CCR2或CXCR2與PD-L1阻斷聯(lián)合也顯示出抗腫瘤效應(yīng)[32-34]。TNF-α通過(guò)NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)上調(diào)胰腺癌細(xì)胞中的PD-L1表達(dá)，亦可能是胰腺癌的潛在治療靶點(diǎn)[35]。應(yīng)用與IFN-γ或IL-2融合的針對(duì)PD-L1的單結(jié)構(gòu)域抗體(VHH)，可使胰腺癌模型小鼠腫瘤負(fù)荷減少50%[36]。

5．與免疫共刺激蛋白和免疫刺激劑結(jié)合：抗CD40(抗原呈遞細(xì)胞共刺激蛋白)激動(dòng)性抗體可促進(jìn)骨髓細(xì)胞成熟，允許抗原交叉呈遞給細(xì)胞毒性T細(xì)胞，并增強(qiáng)直接巨噬細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的活性[37]。另有研究表明，抗CD40與抗PD-1/PD-L1聯(lián)合應(yīng)用可通過(guò)改變胰腺癌的抑制性腫瘤微環(huán)境，增加CD8+TIL和免疫細(xì)胞含量來(lái)提高抗癌免疫力，從而上調(diào)Th1趨化因子，抑制腫瘤生長(zhǎng)。該實(shí)驗(yàn)用抗CD40(3 mg/kg，每周1次，共4次)和抗PD-L1(10 mg/kg，每周2次，共6次)處理Pan02荷瘤小鼠，監(jiān)測(cè)腫瘤生長(zhǎng)和總生存期。結(jié)果表明，與單獨(dú)抗CD40治療相比，抗CD40和抗PD-L1聯(lián)合治療的75%動(dòng)物在腫瘤植入后存活6個(gè)月，顯著增加總體生存期[38]。小鼠單克隆抗體mAb-AR20.5(MsIgG1)識(shí)別人MUC1中的DTRPAP序列，在晚期胰腺癌患者的小型臨床試驗(yàn)中顯示出中等活性[39]。 mAb-AR20.5通過(guò)與循環(huán)或腫瘤相關(guān)的MUC1抗原形成免疫復(fù)合物，促進(jìn)MUC1抗原有效加工和交叉呈遞給T細(xì)胞從而抑制胰腺腫瘤細(xì)胞，使用mAb-AR20.5、抗-PD-L1和PolyICLC(免疫刺激劑)三聯(lián)療法，與其他治療組相比，50%的小鼠植入腫瘤后70 d瘤體消失，未完全排斥腫瘤的動(dòng)物亦顯示腫瘤生長(zhǎng)緩慢及進(jìn)展緩慢。使用該三聯(lián)療法，可降低腫瘤相關(guān)免疫抑制，促進(jìn)持續(xù)的MUC1特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答，提高抗腫瘤效果[40]。

四、前景和結(jié)論

阻斷PD-L1已成為治療癌癥的重要手段，在多種癌癥患者中取得較好的臨床療效。然而，因高腫瘤負(fù)荷和胰腺癌的內(nèi)在非免疫原性引起的免疫系統(tǒng)抑制，導(dǎo)致抗PD-L1單一療法對(duì)胰腺癌患者的療效受限，因此，目前正在進(jìn)行的研究和未來(lái)方向的重點(diǎn)是構(gòu)建新的聯(lián)合療法，如結(jié)合化療、放療、癌癥疫苗及其他靶向治療等，增強(qiáng)腫瘤特異性T細(xì)胞反應(yīng)，解除免疫微環(huán)境抑制狀態(tài)，從而提高療效，改善胰腺癌患者預(yù)后。另外，宿主體內(nèi)微生物亦可能參與PD-1抗腫瘤免疫反應(yīng)。針對(duì)免疫抑制微環(huán)境的藥物，包括Janus激酶(JAK)抑制劑和磷酸肌醇-3激酶(PI3K)抑制劑，亦可能與抗PD-L1療法結(jié)合治療胰腺癌。這些研究為治療胰腺癌提供了新的思路和方向，可在胰腺癌患者未來(lái)臨床研究中進(jìn)行探索。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突