PD-L1與TIL在免疫治療中的預(yù)測作用及臨床意義①

徐 丹 王聰聰 韓昱晨 邱雪杉

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科,沈陽 110001)

免疫治療旨在激活人體自身的免疫系統(tǒng)，依靠各種免疫調(diào)節(jié)機(jī)制殺死腫瘤細(xì)胞，是目前腫瘤治療領(lǐng)域中最具前景的治療方法之一。程序性死亡因子-1(programmed death cell-1，PD-1)及其配體和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen 4，CTLA-4)是依據(jù)免疫調(diào)節(jié)治療實(shí)體瘤的關(guān)鍵靶點(diǎn)。PD-1為共抑制分子，主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞以及單核細(xì)胞等，具有兩個配體，分別為程序性死亡因子配體-1(programmed death cell-ligand 1，PD-L1)和程序性死亡因子配體-2(programmed death cell-ligand 2，PD-L2)，均屬于B7家族；前者主要表達(dá)于腫瘤細(xì)胞以及抗原提呈細(xì)胞，后者主要表達(dá)于巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞[1,2]。

在正常機(jī)體中，細(xì)胞表面的PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，誘導(dǎo)活化的T細(xì)胞凋亡，減少免疫反應(yīng)對機(jī)體的損害。然而腫瘤組織在缺氧環(huán)境下，缺氧誘導(dǎo)因子-1α使PD-L1在巨噬細(xì)胞以及腫瘤細(xì)胞表達(dá)上調(diào)；此外致瘤因子也可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中PD-L1表達(dá)，腫瘤細(xì)胞表達(dá)的PD-L1與T細(xì)胞表達(dá)的PD-1相結(jié)合，抑制腫瘤浸潤的淋巴細(xì)胞(tumor-infiltrating lymphocytes，TIL)增殖以及分泌細(xì)胞因子，致使腫瘤細(xì)胞逃脫了免疫細(xì)胞的監(jiān)控，形成免疫逃逸[3]。

1 腫瘤細(xì)胞中PD-L1表達(dá)與PD-1/PD-L1單抗免疫治療療效的相關(guān)性

隨著免疫治療新藥的上市，腫瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)能否篩選PD-1/PD-L1單抗受益人群越來越成為臨床診療實(shí)踐關(guān)注的重點(diǎn)。有研究結(jié)果表明，在黑色素瘤、肺癌以及膀胱癌的腫瘤細(xì)胞中PD-L1表達(dá)水平越高，PD-1/PD-L1單抗治療的療效越好[4,5]。然而有研究表明，盡管在結(jié)直腸癌，尿路上皮癌，頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中PD-L1呈高表達(dá)狀態(tài)，但PD-1/PD-L1單抗的療效非常差[2,6,7]。在PD-L1陽性表達(dá)的轉(zhuǎn)移性黑素瘤中PD-1/PD-L1單抗治療的有效率為40%～50%，然而PD-1/PD-L1單抗在晚期非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者的療效僅為20%，這可能與PD-1/PD-L1單抗的耐藥性有關(guān)[8]。經(jīng)過免疫治療后，PD-L1呈現(xiàn)不表達(dá)或是低表達(dá)狀態(tài)，CD8+T細(xì)胞為主的TIL增多，抗腫瘤免疫反應(yīng)部分提高；隨著腫瘤微環(huán)境的CD8+TIL、CD4+TIL以及NK細(xì)胞釋放干擾素-γ(interferon，IFN-γ)的增多，誘導(dǎo)PD-L1在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，間接產(chǎn)生PD-1/PD-L1單抗的耐藥性，從而造成適應(yīng)性免疫抑制[3]。因此不能僅僅依靠腫瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)來預(yù)測PD-1/PD-L1單抗的療效。

2 TIL與PD-1/PD-L1單抗免疫治療療效的相關(guān)性

腫瘤微環(huán)境是指與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)的局部穩(wěn)態(tài)環(huán)境，主要由腫瘤細(xì)胞以及免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、細(xì)胞因子、多種基質(zhì)細(xì)胞、趨化因子等組成。腫瘤微環(huán)境中最簡單的免疫活性測量是計(jì)數(shù)TIL[9]。研究報(bào)道TIL與多種腫瘤預(yù)后有關(guān)，尤其是肺癌，已有研究建議將TIL評分加入到新的TNM分期中[10]。越來越多的研究表明，TIL的存在有助于使患有NSCLC、EBV+胃癌以及黑色素瘤的患者在免疫治療中獲益[11]，此外臨床研究表明，尤其是以CD8+T細(xì)胞為主的TIL，更有助于患者在免疫治療中獲益[12]。PD-1/PD-L1單抗阻斷腫瘤細(xì)胞表達(dá)的PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1的結(jié)合，釋放大量TIL，并且有助于腫瘤的消退，因此腫瘤微環(huán)境中TIL影響PD-1/PD-L1單抗免疫治療的療效[6,13]。

3 PD-L1聯(lián)合TIL用于預(yù)測PD-1/PD-L1單抗免疫治療療效

根據(jù)腫瘤細(xì)胞PD-L1的表達(dá)以及TIL的數(shù)量將腫瘤分為四種免疫分型：Ⅰ型：PD-L1+/高TIL；Ⅱ型：PD-L1-/低TIL；Ⅲ型：PD-L1+/低TIL；Ⅳ型：PD-L1-/高TIL[14,15]。

3.1Ⅰ型 PD-L1+/高TIL腫瘤細(xì)胞中PD-L1陽性表達(dá)且瘤組織中含有大量淋巴細(xì)胞，此類型腫瘤中預(yù)先存在大量被PD-L1抑制的T細(xì)胞，可以通過抑制腫瘤細(xì)胞PD-L1與T細(xì)胞表面PD-1的結(jié)合從而釋放大量T細(xì)胞，因此Ⅰ型是單一使用PD-1/PD-L1單抗治療最為受益的類型[6,16,17]。

3.2Ⅱ型 PD-L1-/低TIL腫瘤細(xì)胞中PD-L1不表達(dá)或者低表達(dá)且腫瘤組織中無大量淋巴細(xì)胞，此型預(yù)后一般。單獨(dú)應(yīng)用PD-1/PD-L1單抗治療效果不明顯，因而推薦采用CTLA-4單抗與PD-1/PD-L1單抗聯(lián)合治療，CTLA-4單抗可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生大量的T細(xì)胞，同時PD-1/PD-L1單抗抑制PD-1與PD-L1的結(jié)合，增強(qiáng)T細(xì)胞抗腫瘤的反應(yīng)，避免這些T細(xì)胞死亡[18]。2015年美國食品藥品監(jiān)督管理局(food and drug administration，F(xiàn)DA)批準(zhǔn)PD-1抑制劑納武利尤單抗(Opdivo)和CTLA-4單抗易普利姆瑪(Ipilimumab)聯(lián)合用于黑色素瘤的治療，對黑素瘤Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗(yàn)進(jìn)行3年隨訪分析顯示聯(lián)合治療的療效明顯優(yōu)于單一藥物治療的療效[19]。此外兩種藥物的聯(lián)合治療還可以提高肺癌以及晚期腎細(xì)胞癌的存活率[11,20,21]。

3.3Ⅲ型 PD-L1+/低TIL 由于致癌信號誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生大量的PD-L1，因而PD-L1呈高表達(dá)水平，但淋巴細(xì)胞數(shù)量較少。研究表明此型在胃癌、結(jié)直腸癌、NSCLC、高級別漿液性卵巢癌、三陰性乳腺癌、膽囊癌等腫瘤中預(yù)后最差[22-27]。由于PD-1/PD-L1單抗只有在機(jī)體預(yù)先存在抗腫瘤免疫反應(yīng)的情況下才會有效，因此對于此型患者不宜采用單一PD-1/PD-L1單抗治療，可以采用基因靶向與PD-1/PD-L1單抗聯(lián)合治療[28]。研究表明在NSCLC細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)與EGFR突變，ALK重排以及KRAS突變有關(guān)，致癌信號通路的激活可以上調(diào)腫瘤細(xì)胞中PD-L1表達(dá)，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。因此PD-1/PD-L1單抗與基因靶向的聯(lián)合治療可以提高腫瘤治療的效果[20]。腫瘤早期也可以通過放射治療，造成免疫原細(xì)胞死亡從而釋放新抗原，增強(qiáng)T細(xì)胞的活性[11]。研究表明在NSCLC中放射治療聯(lián)合免疫治療的療效比單一治療療效好，并且可以抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移[7,29]。此外，采用血管生成抑制劑，如血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)抑制劑和PD-1/PD-L1單抗的聯(lián)合治療用于Ⅲ型的治療較為重要[15]。血管生成抑制劑可以通過使血管正?；驼T導(dǎo)毛細(xì)血管微靜脈形成，增加TIL的數(shù)量，促進(jìn)IFN-γ的釋放，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞PD-L1的表達(dá)改善抗PD-L1治療，此外PD-1/PD-L1單抗治療也可以增強(qiáng)血管生成抑制劑治療的效果。因此，血管生成抑制劑和PD-1/PD-L1單抗之間存在協(xié)同作用[30]。目前關(guān)于VEGFR與PD-1/PD-L1單抗聯(lián)合治療腎細(xì)胞癌的3期臨床試驗(yàn)已經(jīng)完成，結(jié)果顯示兩種藥物的聯(lián)合治療可以明顯延長生存期，并且療效優(yōu)于單一用藥[31]。此外，Xiong等[32]制備了一種雙特異性抗體藥物，它可以共同靶向VEGF和PD-1，這為腫瘤治療提供了新的更加安全有效的方法。

3.4Ⅳ型 PD-L1-/高TIL 瘤組織中存在大量的淋巴細(xì)胞，而腫瘤細(xì)胞中PD-L1不表達(dá)或者低表達(dá)，此型無明顯的免疫抑制，因而在胃癌、NSCLC、HER2+乳腺癌、膽囊癌等大多數(shù)的腫瘤中預(yù)后較好，尤其是腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞為CD8+/CD3+T細(xì)胞，具有明顯生存優(yōu)勢[22,24,27,33，34]。此型可能存在其他的檢查點(diǎn)，例如代謝分子，目前這種類型的治療方法還處于初期階段[15]。

4 結(jié)語

綜上所述，綜合評價腫瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)以及TIL的數(shù)量，是預(yù)測腫瘤患者PD-1/PD-L1單抗治療療效更為準(zhǔn)確的方法。對于不同免疫類型選擇合適的PD-1/PD-L1單抗或和其他藥物的組合來治療實(shí)體瘤有著重要的理論和實(shí)際意義。