PD-1/PD-L1信號通路及其相關(guān)免疫療法在頭頸部腫瘤治療中的研究進(jìn)展*

董利琴 綜述，駱文龍 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科 400010)

頭頸部腫瘤是一類高侵襲性實體腫瘤，每年死亡人數(shù)約35萬[1]，5年病死率約為50%。其中90%是鱗狀細(xì)胞癌,是一種免疫抑制性腫瘤，為全球排名第6常見的癌癥[2]，對于晚期轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)的患者，目前多采用包括手術(shù)、化療和放療在內(nèi)的綜合性治療。盡管在這些領(lǐng)域取得了明顯進(jìn)展，但頭頸部腫瘤患者的5年總生存率仍在50%左右。近年來，通過抑制檢查點分子進(jìn)行免疫治療已成為成功治療腫瘤的重要組成部分[3]。其中以程序性死亡受體1(programmed death receptor-1，PD-1)/程序性死亡配體1(programmed death ligand-1，PD-L1)信號通路抑制劑和CRISPR-Cas9技術(shù)敲除PD-1相關(guān)基因為代表的免疫治療已在臨床上取得可觀的療效。

1 PD-1/PD-L1信號通路

1.1 概述

PD-1是免疫球蛋白B7家族的成員之一，常表達(dá)于T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞等免疫細(xì)胞的細(xì)胞膜；PD-L1是一類調(diào)節(jié)Ⅰ型免疫應(yīng)答和介導(dǎo)癌癥免疫逃避的檢查點分子，主要表達(dá)于腫瘤和(或)腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)中的免疫細(xì)胞，與腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞相互作用，減弱效應(yīng)T細(xì)胞反應(yīng)，使腫瘤逃避免疫攻擊[4-5]。在頭頸部腫瘤微環(huán)境中，表達(dá)PD-L1的腫瘤細(xì)胞比例為50%～60%[6]；PD-1與腫瘤細(xì)胞的PD-L1結(jié)合后，抑制T細(xì)胞的增殖與分化，并可誘導(dǎo)活化的T細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)闊o效應(yīng)T細(xì)胞或凋亡[7-8]。PD-1是公認(rèn)的T細(xì)胞功能障礙、衰竭的標(biāo)志物[9-10]，越來越多的研究表明：通過阻斷PD-1/PD-L1檢查點進(jìn)行免疫治療，在包括頭頸部鱗癌在內(nèi)的晚期癌癥患者中顯示出較好的抗腫瘤反應(yīng)[3,11-12]。

1.2 PD-1/PD-L1信號通路的免疫抑制劑

目前已經(jīng)在頭頸部腫瘤中測試的PD-1/PD-L1信號通路的免疫抑制劑包括：PD-1抑制劑(Pembrolizumab、Nivolumab)和PD-L1抑制劑(Atezolizumab、Durvalumab)。Pembrolizumab是一種IgG4單克隆抗體，芭芭拉·伯利特等在《柳葉刀》雜志上報道了keynote048的研究結(jié)果，該研究為一項Ⅲ期研究，比較了Pembrolizumab單藥治療與當(dāng)前治療標(biāo)準(zhǔn)，各項研究均表明：Pembrolizumab組的總生存期(overall survival,OS)明顯長于標(biāo)準(zhǔn)治療組，在復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移的頭頸部腫瘤中，Pembrolizumab表現(xiàn)出有臨床意義的抗腫瘤活性，能明顯改善中位OS,且具有良好的安全性[13-18]。Nivolumab是另一種IgG4單克隆抗體，根據(jù)FERRIS的CheckMate-141研究結(jié)果表明，無論P(yáng)D-L1的狀態(tài)如何，Nivolumab都有持久的療效和安全性[18-21]，Pembrolizumab和Nivolumab均被美國食品與藥品監(jiān)督管理局(food and drug administration,FDA)批準(zhǔn)用于復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移的頭頸部腫瘤[22]。

1.3 CRISPR-Cas9技術(shù)與PD-1/PD-L1信號通路

CRIPSR-Cas9技術(shù)是基因編輯的一種簡單而有效的方法[23]，利用CRISPR-Cas9基因編輯系技術(shù)敲除編碼PD-1相關(guān)基因，從而降低PD-1的表達(dá)，降低PD-1/PD-L1信號通路對細(xì)胞免疫功能的抑制作用，為腫瘤的免疫治療提供除了免疫抑制劑以外的另一治療方法。陳艷新等[24]研究顯示，應(yīng)用CRISPR-Cas9技術(shù)敲除PD-1相關(guān)基因，可以使PD-1分子表達(dá)持續(xù)下調(diào)。通過CRISPR-Cas9技術(shù)介導(dǎo)的PD-1破壞增強(qiáng)了T細(xì)胞抗腫瘤作用[23,25-26]。

綜上所述，通過CRISPR-Cas9技術(shù)敲除表達(dá)PD-1相關(guān)基因，成為抑制PD-1/PD-L1信號通路的另一個免疫治療手段。

2 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與頭頸部腫瘤的治療

2.1 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與喉癌

喉癌是最常見的頭頸部惡性腫瘤之一，約占所有頭頸部腫瘤病例的20%，且高達(dá)40%的患者在就診時已處于晚期[27]。喉癌患者以老年男性為主，集中在50～69歲，在全球范圍內(nèi)，南亞和東亞地區(qū)的負(fù)擔(dān)較重[28]；目前主要治療方法仍以外科手術(shù)為主，但患者術(shù)后面臨吞咽困難[29]、失聲等并發(fā)癥，要二次適應(yīng)社會，患者需承擔(dān)巨大心理壓力。探究其他有效的療法，對提高患者生存率及生存質(zhì)量都極為重要。

喉癌的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，已經(jīng)明確吸煙和飲酒是最重要的危險因素。近年來越來越多研究證明，人乳頭狀瘤病毒(human papillomavirus，HPV)是頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的另一個病因?qū)W危險因素，其感染在喉癌中也起著重要作用[30-32]。HATAM等[33]研究提示，PD-1/PD-L1信號途徑可能代表了一種免疫抑制機(jī)制，可導(dǎo)致HPV相關(guān)腫瘤中HPV的清除缺陷。BIRITALAN等[34]研究顯示，PD-L1在免疫細(xì)胞中的表達(dá)與喉癌類疾病患者特異性生存的改善有關(guān)。

張再興等[35]發(fā)現(xiàn)，PD-1、PD-L1在喉癌的發(fā)生、發(fā)展過程中有重要作用，其表達(dá)與喉癌的臨床分期及分化程度密切相關(guān)。曹平平等[36]表示，PD-L1在低、低中分化喉癌中明顯高于高分化喉癌組織，其中在合并淋巴轉(zhuǎn)移的患者中表現(xiàn)更明顯。

上述各項研究表明，PD-L1的表達(dá)與喉癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)行為密切相關(guān)。阻斷PD-1/PD-L1信號通路可能有希望成為治療喉癌的下一新型療法。

2.2 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與鼻咽癌

鼻咽癌占頭頸部腫瘤的40%，在東南亞、北極地區(qū)、北非，特別是中國南方的廣東省發(fā)病率較高,每年發(fā)病率為25/10萬～50/10萬[10]。隨著調(diào)強(qiáng)適形放療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)時代的到來和強(qiáng)化療應(yīng)用的增加，鼻咽癌患者的總生存率和腫瘤局部控制率有了很大的提高，但局部復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移仍然是鼻咽癌患者治療失敗的主要原因[11]。

地方性鼻咽癌與EB病毒感染有關(guān)，在鼻咽癌患者的病理組織中，有密集的淋巴細(xì)胞浸潤和PD-L1的表達(dá)[37]。CAO等[38]對108例鼻咽癌研究表明，EB病毒抗體水平與鼻咽癌PD-1陽性染色相關(guān)，PD-1陽性染色被認(rèn)為是無進(jìn)展生存的獨立預(yù)后因素。研究表明，PD-1抑制劑可作為復(fù)發(fā)和(或)轉(zhuǎn)移的鼻咽癌患者治療的新選擇，且可以與放化療協(xié)同治療鼻咽癌。通過對60例鼻咽癌M0期局部晚期患者，采用免疫組織化學(xué)方法分析原發(fā)灶腫瘤組織中PD-1、PD-L1的表達(dá)及定位，隨訪觀察研究提示：PD-1高表達(dá)，尤其是PD-L1共表達(dá)與M0期鼻咽癌患者局部高復(fù)發(fā)及不良臨床結(jié)局相關(guān)[39]，因此，PD-1/PD-L1通路可能是鑒別鼻咽癌患者治療失敗和預(yù)后不良的生物標(biāo)志物。

在一項關(guān)于PD-L1陽性的鼻咽癌患者使用抗PD-1單克隆抗體Pembrolizumab的Ⅰb期臨床試驗研究提示：有明顯抗腫瘤活性及不良事件的可控性[11]，另外有相關(guān)臨床試驗報道抗PD-1藥物，如Pembrolizumab,Nivolumab等在復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性鼻咽癌中，無論是否進(jìn)行化療，上述藥物均有較好的抗腫瘤活性，且安全性可控制[10,40]。

因此，PD-1/PD-L1信號通路的抑制劑聯(lián)合放化療對鼻咽癌的臨床治療是有臨床意義的，這使得免疫治療成為繼放化療后又一新型治療手段。

2.3 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與口腔癌

口腔癌是頭頸部最常見的癌癥類型之一，口腔癌占人類惡性腫瘤的1%～5%，其總病死率約為50%。據(jù)估計，全世界每年約有145 328例患者死于口腔癌[41]。口腔癌是一種免疫抑制性很強(qiáng)的癌癥。大多數(shù)口腔癌患者在接受手術(shù)、放療和化療后，都會出現(xiàn)局部缺陷、面部畸形、口腔功能障礙、放化療耐藥及毒副作用等不良反應(yīng)，且腫瘤很容易復(fù)發(fā)、晚期轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致患者生活質(zhì)量低下。

隨著21世紀(jì)各種免疫治療藥物從實驗進(jìn)入臨床，以PD-1/PD-L1抑制劑為代表的藥物，在治療口腔癌前病變及口腔癌上取得了良好的效益。在口腔癌患者病變組織中，PD-L1的表達(dá)與腫瘤大小、轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)行為密切相關(guān)[42-45]。有研究表明，腫瘤細(xì)胞中PD-L1表達(dá)是口腔癌中1個重要的獨立預(yù)后因素，PD-1/PD-L1高表達(dá)的口腔癌患者預(yù)后較差，可能是由于PD-1/PD-L1通路激活，使腫瘤細(xì)胞逃避宿主免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)了腫瘤表型的侵襲性，從而導(dǎo)致T細(xì)胞耗損，最終導(dǎo)致特異性耐受[46]。這提示PD-L1高表達(dá)的口腔癌患者可通過PD-1/PD-L1信號通路抑制劑的靶向免疫治療來改善患者預(yù)后和臨床結(jié)局。PD-1/PD-L1信號通路抑制劑已被證明可以延長晚期口腔癌患者的生存期[41]。LENOUVEL等[43]通過對小鼠口腔致癌性模型進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)抗PD-1治療可以明顯控制小鼠口腔癌前病變。

3 小 結(jié)

雖然目前在頭頸部腫瘤的治療上取得了長足的進(jìn)步，但晚期或局部復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的頭頸部腫瘤，在治療上仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在手術(shù)及放化療相結(jié)合的綜合治療的過程中，逐漸出現(xiàn)的放化療抵抗性和手術(shù)所致的功能受損，使得患者生存率和生活質(zhì)量低下，隨著免疫檢查點及相關(guān)免疫抑制療法從試驗走向臨床應(yīng)用，為頭頸部腫瘤患者的治療帶來了新的福音。