程序性死亡受體-1及其配體在骨肉瘤中的研究進展

余貴斌，唐際存

（桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院四肢創(chuàng)傷手外科，廣西 桂林）

0 引言

骨肉瘤是最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤，好發(fā)于青少年、兒童、年輕人的股骨遠端、脛骨近端[1]，骨肉瘤細胞最常見的部位是肺，其次常見的轉移部位是骨[2,3]，原發(fā)性骨肉瘤5年的生存率為70%，而發(fā)生遠處轉移的患者生存率僅為27.%[4]，隨著對腫瘤分子生物學及免疫微環(huán)境的不斷認識，越來越多的證據表面腫瘤細胞逃避機體的免疫監(jiān)視及抑制免疫因子產生，從而導致腫瘤生成[5]。PD-1廣泛表達于活化的T細胞、B細胞、NK細胞和骨髓細胞上，主要功能是抑制活化T細胞發(fā)揮免疫調節(jié)的作用，PD-1及PD-L1在腫瘤細胞的治療中取得了明顯效果，本綜述結合國內外的研究進展，對于PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的作用進行闡述。

1 PD-1及PD-L1的結構及功能

PD-1（CD279）是大小約55kD的Ⅰ型跨膜蛋白受體，最初在小鼠T細胞雜交瘤中發(fā)現(xiàn)[9]，其胞外結構與免疫球蛋白V（IgV）類似，胞內結構域主要包括免疫受體酪氨酸基抑制基序(ITIM)和免疫受體酪氨酸基轉化基序(ITSM),其功能可以通過磷酸化酪氨酸磷酸酶-1 (SHP-1)和酪氨酸磷酸酶-2（SHP-2）負調控T細胞受體(TCR)信號,影響T細胞增值，從而影響機體免疫功能[6]。

免疫系統(tǒng)分為先天性免疫和后天性免疫，免疫系統(tǒng)主要包括b淋巴細胞、CD4+ T輔助淋巴細胞和CD8+細胞毒性T淋巴細胞(CTLs)。免疫系統(tǒng)過程中抗原呈遞細胞直接激活抗原呈遞?？乖蔬f和活化后，產生抗原特異性T和B細胞。腫瘤通過將癌細胞上表達的PD-L1與細胞毒性T細胞上的PD-1結合來抑制T細胞活化，從而防止來自免疫系統(tǒng)的攻擊[7]。

2 pd-1及pd-l1在腫瘤中的傳導通路

目前對于pd-1抑制T細胞免疫功能的機制尚未清楚[8]，有文獻表明，pd-1抑制細胞免疫的機制可能通過其結構中的免疫受體酪氨酸基抑制基序(ITIM)磷酸化SHP-2有關[9]。蛋白激酶B（Akt）是T細胞活化的負性調節(jié)因子，通過cd28募集酪氨酸磷酸酶-2（SHP2）進而磷酸化磷脂酰肌-3(PI3K)，這一系列的反應導致了P13K-Akt-mTOR（哺乳動物雷帕霉素靶蛋白）信號通路的激活[10]，P13K-Akt-mTOR信號通路的活化調節(jié)多種人類腫瘤細胞的增殖和活化，對腫瘤的侵襲、轉移起到重要作用。CD3zeta對CD3信號傳遞和誘導t細胞效應功能至關重要，降低CD3zeta蛋白表達可能導致信號轉導改變和t細胞效應功能低下。PD-1可以抑制TCR活化，影響CD3Zeta鏈/ZAP70酪氨酸磷酸化及Ras-MEK-ERK途徑激活，這些信號通路抑制T細胞免疫監(jiān)視功能[11]，從而導致骨肉瘤的發(fā)生與發(fā)展。

3 pd-1/pd-l1在骨肉瘤中的作用

3.1 PD-1/PD-L1在骨肉瘤細胞系中的表達

大量體外實驗研究證實骨肉瘤干細胞中存在PD-1及PD-L1高表達現(xiàn)象，與腫瘤的侵襲和進展有關。韓麗麗等[12]通過PCR及MTT試驗證明pd-1骨肉瘤干細胞的增值和侵襲性有關，pd-l1在轉移性骨肉瘤細胞中也存在高表達現(xiàn)象，阻礙pd-1/pd-l1通路可以促進細胞毒性T淋巴細胞(CTL)的增長來限制轉移性骨肉瘤的發(fā)展。

3.2 PD-1/PD-L1在骨肉瘤患者中的表達

在臨床上也存在眾多的研究提示PD-1/PD-L1與骨肉瘤的病變過程相關。Zhao F等[13]研究表明，pd-1在骨肉瘤患者中存在高表達，能抑制患者的免疫功能，免疫系統(tǒng)的監(jiān)視及清除功能受到影響。Yu,F等[14]認為pd-1與骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展及轉移相關，在骨肉瘤患者中，尤其是轉移性或病理性骨折患者，pd-1在T細胞上的表達明顯上調。腫瘤浸潤淋巴細胞(CTILs)與多種軟組織肉瘤亞型的預后密切相關，Koirala, P.等人[15]的研究表明，pd-l1在骨肉瘤患者中呈高表達，且與TILs和抗原提呈細胞(APCs)呈正相關，pd-1/pd-l1軸在大量原發(fā)骨肉瘤患者中表達，且存在大量的免疫細胞。抑制pd-1/pd-l1信號通路可以增強機體免疫功能，在原發(fā)性骨肉瘤或轉移性骨肉瘤患者中具有顯著的療效，這些證據表面，PD-1/PD-L1或許是骨肉瘤潛在的治療靶點及預后標志物。

3.3 PD-1/PD-L1在動物模型中的應用

PD-1/PD-L1在骨肉瘤鼠動物模型中的應用研究十分廣泛。Zheng, B[16]通過體內及體外實驗表面，pd-1在骨肉瘤患者中高表達，與骨肉瘤的分期及預后相關，Nivolumab可以抑制骨肉瘤肺轉移，但對于原發(fā)性骨肉瘤的治療效果尚不確切。另外一項在小鼠骨肉瘤模型試驗研究表明骨肉瘤手術切除，術后運用PD-1/PD-L1通路阻斷劑及OX40能顯著改變小鼠的生存率，這為骨肉瘤患者手術切除聯(lián)合免疫治療提供了新的思路[17]。Lussier[18]發(fā)現(xiàn)轉移性性骨肉瘤鼠模型中PD-1高表達，能顯著抑制腫瘤浸潤淋巴細胞(CTLS)等功能，導致腫瘤的發(fā)生與轉移，這些研究表明抑制PD-1/PD-L1通路是治療轉移骨肉瘤肺轉移的靶點。

4 pd-1/pd-l1治療骨肉瘤的現(xiàn)狀

目前，關于pd-1/pd-l1抑制劑對骨肉瘤治療的仍然處于初步階段。一些臨床前實驗表面單一PD-1抑制劑在骨肉瘤的治療的效果不明顯[19]，而在臨床上進行多中心II期抗pd-1免疫治療(pembrolizumab)晚期骨肉瘤的試驗中，40例(5%)骨肉瘤患者中僅有2例有客觀反應，包括22例骨肉瘤患者中的1例。藥物產生的不良反應相對較多，產生最常見的或更嚴重的免疫相關不良事件是貧血(14%)、淋巴細胞計數下降(12%)、部分凝血活酶時間延長(10%)和血小板計數下降(7%)[20]。而PD-1/PD-L1聯(lián)合其他方式治療已經取得相對滿意效果。

4.1 聯(lián)合耐藥抑制劑的治療

PD-1/PD-L1抑制劑治療骨肉瘤效果差的原因可能與髓源性抑制細胞(MDSCs)有關，MDSCs主要來源于骨髓祖細胞和未成熟骨髓細胞招募入腫瘤，可以通過抑制抗腫瘤免疫反應和重塑腫瘤微環(huán)境來促進腫瘤的發(fā)展，還可以通過釋放活性氧(ROS)來清除T細胞增殖所必需的關鍵營養(yǎng)物質，從而抑制T細胞的功能[21,22]。CXCR4抑制劑可以通過AKT通路來促進MDSCS凋亡，CXCR4拮抗劑AMD3100聯(lián)合pd-1/pd-l1抑制劑治療骨肉瘤能顯著抑制腫瘤的生長，提高生存期(P＜0.001)[21]，MDSCs抑制劑SNA聯(lián)合抗pd1可顯著延緩骨肉瘤腫瘤生長，延長小鼠生存時間[22]。因此，pd-1/pd-1抑制劑聯(lián)合耐藥相關抑制劑或許是未來治療骨肉瘤的研究方向。

4.2 聯(lián)合免疫檢查點抑制劑的治療

單一免疫檢查點抑制劑的效果不明顯，因此聯(lián)合免疫檢查點抑制劑為骨肉瘤的治療成為一種治療途徑。Lussier[18]等發(fā)現(xiàn)PD-1聯(lián)合CTLA-4能明顯提高小鼠的生存率，延緩骨肉瘤的進展.nivolumab and pazopanib聯(lián)合治療骨肉瘤取得了較好反應，50%的可評估患者觀察到反應性及穩(wěn)定性[23]。聯(lián)合免疫檢查點抑制劑阻斷研究應能進一步提高免疫治療的療效。

4.3 聯(lián)合放療

放射治療廣泛運用于晚期腫瘤的治療中，可以縮小腫瘤的大小，提高晚期腫瘤患者的生存率。Xia, L[24]等研究運用K7M2骨肉瘤腦轉移小鼠模型實驗，PD-1聯(lián)合放療治療可顯著提高外周血CD4和CD8 T細胞水平并增加浸潤，降低外周血MDSCs水平，產生IFNγ、酶粒B、ki-67等免疫相關分子,免疫調節(jié)功能增強，但具體機制不清楚。

5 展望

靶向免疫治療在治療癌癥方面取得了重大進展。PD-1/PD-L1信號通路或許可以骨肉瘤的早期診斷、治療效果和預后的生物標志物，但PD-1及PD-L1在骨肉瘤細胞的表達過程中具有較大的差異性。原因主要有下面兩個方面，其一是PD-1/PD-L1信號通路機制復雜，介導骨肉瘤細胞發(fā)生免疫逃逸的機制尚不清楚。其次是單一檢查點抑制劑的治療效果不明確，抗PD-1/PD-L1聯(lián)合其他治療在原發(fā)或繼發(fā)骨肉瘤的治療中所取得的效果更好。因此需要開展更多臨床研究來證實抗PD-1/PD-L1在骨肉瘤免疫治療中的作用。隨著對PD-1/PD-L1在骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展、轉移中的不斷認識，骨肉瘤的精準治療將會得到突破。