PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的研究進(jìn)展

丁曉敏，胡海燕

(上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院 腫瘤內(nèi)科，上海 200233)

骨肉瘤是最常見(jiàn)的原發(fā)性骨腫瘤，好發(fā)于青少年，其侵襲性強(qiáng)，易發(fā)生局部轉(zhuǎn)移和肺轉(zhuǎn)移[1]。以往，骨肉瘤的治療采用手術(shù)方式，但預(yù)后很差，五年生存率很低?，F(xiàn)在通過(guò)手術(shù)切除、化療、靶向治療和免疫治療等多途徑聯(lián)合治療后，骨肉瘤患者的五年生存率已經(jīng)提高至70%[2]，但對(duì)于早期發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的患者，目前沒(méi)有有效的治療手段。因此，探究骨肉瘤新的治療策略非常必要。

近年來(lái)，免疫治療已經(jīng)成為腫瘤治療領(lǐng)域的新策略。與以往直接針對(duì)腫瘤細(xì)胞的治療手段不同，免疫治療是利用人體的自身免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行殺傷。機(jī)體免疫細(xì)胞在被激活而產(chǎn)生一系列免疫應(yīng)答的同時(shí)還接受著各種免疫相關(guān)信號(hào)的刺激，這些正性和負(fù)性刺激信號(hào)之間能夠相互制衡。當(dāng)正性刺激信號(hào)占據(jù)優(yōu)勢(shì)時(shí)，T細(xì)胞就會(huì)分化增殖，免疫活性便大大提高；而當(dāng)負(fù)性刺激信號(hào)占據(jù)優(yōu)勢(shì)時(shí)，免疫系統(tǒng)則會(huì)受到抑制。腫瘤的發(fā)生便是腫瘤細(xì)胞利用多種機(jī)制抑制了機(jī)體免疫系統(tǒng)，發(fā)生免疫逃逸的結(jié)果[3]。PD-1是T細(xì)胞主要表達(dá)的抑制性受體，阻斷這類抑制性靶點(diǎn)及其通路是抗腫瘤、阻止腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸的一種重要的治療方法[4]。本文就PD-1及其配體PD-L1在骨肉瘤中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 PD-1/PD-L1

1.1 PD-1及其配體(PD-L1和PD-L2)PD-1是CD28超家族成員[5]，主要表達(dá)在活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞、NK細(xì)胞、DC以及間充質(zhì)干細(xì)胞上。除此以外，還高表達(dá)于TIL和Treg上[6]。PD-L1(B7-H1)和PD-L2(B7-DC)均是PD-1的配體，二者都是B7家族成員。PD-L1主要表達(dá)于APC、B細(xì)胞、T細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞上。在機(jī)體正常組織里，PD-L1表達(dá)量較低，但在肺癌、卵巢癌等多種惡性腫瘤中表達(dá)量很高[7-9]。相對(duì)于PD-L1而言，PD-L2的表達(dá)范圍比較局限，主要在DC和單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞上表達(dá)[10]。PD-L1是PD-1的主要配體，這意味著PD-L1在腫瘤相關(guān)免疫應(yīng)答中發(fā)揮著更重要的作用，也是研究的重點(diǎn)對(duì)象。

1.2 PD-1/PD-L1信號(hào)通路與腫瘤PD-1作為抑制性受體，當(dāng)與其配體PD-L1結(jié)合后會(huì)分泌一系列細(xì)胞因子抑制T細(xì)胞的激活、分化和增殖。在正常的生理?xiàng)l件下，這一信號(hào)通路可有效平衡免疫系統(tǒng)對(duì)抗原的免疫反應(yīng)，避免免疫過(guò)激而造成機(jī)體損傷。當(dāng)腫瘤發(fā)生時(shí)，腫瘤細(xì)胞會(huì)表達(dá)大量的PD-L1，同時(shí)腫瘤微環(huán)境會(huì)激活免疫細(xì)胞上的PD-1受體。此時(shí)，PD1/PD-L1這一信號(hào)通路便會(huì)抑制T細(xì)胞，幫助腫瘤細(xì)胞建立免疫耐受以逃避T細(xì)胞的攻擊，造成腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸，這為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)營(yíng)造了有利的微環(huán)境[11-12]。

2 PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的表達(dá)及與預(yù)后的關(guān)系

已有大量研究表明，PD-1、PD-L1的過(guò)表達(dá)與惡性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、淋巴瘤等腫瘤的進(jìn)展及預(yù)后具有相關(guān)性，但關(guān)于其與骨肉瘤關(guān)系的研究卻相對(duì)較少。目前已有研究證實(shí)，骨肉瘤細(xì)胞系中PD-L1的表達(dá)量明顯高于正常細(xì)胞系[13]。Zheng等[14]對(duì)比了56例骨肉瘤患者和42例正常人外周血T細(xì)胞中PD-1的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)骨肉瘤患者PD-1的表達(dá)量明顯高于正常人；接著，研究者又對(duì)比了38例未發(fā)生轉(zhuǎn)移的骨肉瘤患者和18例發(fā)生轉(zhuǎn)移的骨肉瘤患者外周血T細(xì)胞中PD-1的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)發(fā)生轉(zhuǎn)移或病理性骨折的患者PD-1表達(dá)量顯著上調(diào)；此外，他們還進(jìn)一步指出Ⅱ期骨肉瘤患者CD8+T細(xì)胞的PD-1上調(diào)更多，而Ⅲ期骨肉瘤患者PD-1在CD4+T細(xì)胞上表達(dá)更多。這些研究均提示，PD-1的表達(dá)失調(diào)參與了骨肉瘤的發(fā)生和進(jìn)展。在另一項(xiàng)研究中，Shen等[15]比較了5種骨肉瘤細(xì)胞株P(guān)D-L1的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)耐藥性更強(qiáng)的骨肉瘤細(xì)胞株P(guān)D-L1的表達(dá)量更高；臨床樣本的分析結(jié)果顯示，骨肉瘤患者PD-L1的表達(dá)與TIL呈正相關(guān)；PD-L1表達(dá)量低的患者，中位生存期為89個(gè)月，而高表達(dá)患者的中位生存期為28個(gè)月，這意味著PD-L1的高表達(dá)患者其預(yù)后更差。另外一項(xiàng)涉及413例患者的薈萃分析結(jié)果顯示，PD-1/PD-L1的過(guò)表達(dá)與骨肉瘤轉(zhuǎn)移具有明顯的相關(guān)性，并且過(guò)表達(dá)PD-1/PD-L1的患者發(fā)生死亡的風(fēng)險(xiǎn)更高，但患者的總體存活率在該研究中并未明確[16]。還有一些研究揭示，PD-L1在不同個(gè)體間呈現(xiàn)出顯著差異，13%的原發(fā)腫瘤、25%的復(fù)發(fā)腫瘤及48%的轉(zhuǎn)移瘤患者會(huì)不同程度地表達(dá)PD-L1，同一患者，原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶中的表達(dá)差異也很明顯[17]。從這些研究結(jié)果中可以看出，PD-1和PD-L1均有望成為骨肉瘤免疫治療的重要靶點(diǎn)和判斷骨肉瘤轉(zhuǎn)移及預(yù)后的重要標(biāo)志物。

3 PD-1/PD-L1抑制劑在骨肉瘤中的應(yīng)用

3.1 PD-1和PD-L1抑制劑PD-1/PD-L1信號(hào)通路介導(dǎo)了腫瘤的免疫逃逸，以PD-1和PD-L1為靶點(diǎn)的單克隆抗體可以有效阻斷PD-1/PD-L1信號(hào)通路，促使T細(xì)胞恢復(fù)免疫活性，提高其殺傷腫瘤細(xì)胞的能力。目前經(jīng)美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的抗體有6種，其中帕博利珠單克隆抗體(pembrolizumab)、納武利尤單克隆抗體(nivolumab)和西米普利單克隆抗體(cemiplimab)均是PD-1單克隆抗體，阿特珠單克隆抗體(atezolizumab)、阿維魯單克隆抗體(avelumab)和度伐魯單克隆抗體(durvalumab)均是PD-L1單克隆抗體。在我國(guó)獲批上市的抗體有5種，其中包括上述的帕博利珠單克隆抗體和納武利尤單克隆抗體，以及國(guó)產(chǎn)PD-1抗體——特瑞普利單克隆抗體、信迪利單克隆抗體和卡瑞利珠單克隆抗體。(1)帕博利珠單克隆抗體是第1個(gè)獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的PD-1單克隆抗體，在美國(guó)批準(zhǔn)用于黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、頭頸鱗狀細(xì)胞癌、尿路上皮癌等13種腫瘤的治療。在我國(guó)帕博利珠單克隆抗體用于治療經(jīng)系統(tǒng)治療后的晚期黑色素瘤[18]。(2)納武利尤單克隆抗體是第1個(gè)在我國(guó)獲批上市的PD-1藥物，用于治療非小細(xì)胞肺癌，在美國(guó)批準(zhǔn)用于治療的腫瘤包括黑色素瘤、腎癌、淋巴瘤、肝癌等[19]。(3)西米普利單克隆抗體是第1個(gè)治療晚期皮膚鱗狀細(xì)胞癌的免疫藥物，轉(zhuǎn)移性或不能接受手術(shù)治療的局部晚期皮膚鱗狀細(xì)胞癌患者均可從中獲益[20]。(4)阿特珠單克隆抗體經(jīng)美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于治療膀胱癌、靶向藥物治療及化療失敗的非小細(xì)胞肺癌、局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌等[21]。(5)阿維魯單克隆抗體用于治療12歲以上的轉(zhuǎn)移性梅克爾細(xì)胞癌以及局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌[22]。(6)度伐魯單克隆抗體目前獲準(zhǔn)用于局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌的二線治療以及Ⅲ期非小細(xì)胞肺癌的維持治療[23]。(7)特瑞普利單克隆抗體是一種抗PD-1的全人源單克隆抗體，是我國(guó)批準(zhǔn)的首個(gè)國(guó)產(chǎn)PD-1單克隆抗體，主要用于治療既往標(biāo)準(zhǔn)治療失敗后的局部進(jìn)展或轉(zhuǎn)移性黑色素瘤。(8)信迪利單克隆抗體適用于至少經(jīng)過(guò)二線系統(tǒng)化療的復(fù)發(fā)或難治性經(jīng)典型霍奇金淋巴瘤。(9)卡瑞利珠單克隆抗體于2019年5月獲批上市，用于復(fù)發(fā)或難治性霍奇金淋巴瘤的三線治療。

3.2 PD-1和PD-L1抑制劑在骨肉瘤中的研究情況相對(duì)于惡性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌而言，針對(duì)骨肉瘤單克隆抗體的臨床試驗(yàn)和適應(yīng)證批準(zhǔn)相對(duì)落后。Lussier等[24]通過(guò)動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)，PD-L1在腫瘤轉(zhuǎn)移灶中高表達(dá)，并且PD-1與PD-L1的結(jié)合會(huì)削弱CTL的功能，在用PD-L1單克隆抗體治療小鼠后，小鼠腫瘤縮小，生存期也隨之延長(zhǎng)。在另一項(xiàng)用PD-1抗體納武利尤單克隆抗體治療小鼠骨肉瘤的研究中，納武利尤單克隆抗體通過(guò)增加CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和肺CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞溶解活性來(lái)抑制小鼠骨肉瘤的轉(zhuǎn)移，但納武利尤單克隆抗體對(duì)小鼠的原發(fā)灶無(wú)有效抑制[25]。

PD-1或PD-L1抑制劑的單藥治療，對(duì)于長(zhǎng)期控制骨肉瘤進(jìn)展的作用較為有限，聯(lián)合治療不失為新的選擇。Lussier等[26]又構(gòu)建了骨肉瘤轉(zhuǎn)移動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)PD-L1單克隆抗體結(jié)合CTLA-4單克隆抗體可以控制一半小鼠的腫瘤生長(zhǎng)。Shimizu等[27]在骨肉瘤小鼠模型中聯(lián)用了PD-1抗體、PD-L1抗體和OX40抗體，結(jié)果顯示聯(lián)用組小鼠的生存期明顯高于安慰劑組，并且有效抑制了肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生。另外，Jiang等[28]研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1(stromal cell derived factor 1，SDF-1)及趨化因子受體4(chemokine receptor 4，CXCR4)軸可促進(jìn)骨髓源性抑制細(xì)胞在骨肉瘤微環(huán)境中的聚集，從而抑制CTL活性，最終削弱PD-1抗體的治療效果；接著他們?cè)谛∈蠊侨饬瞿Ｐ椭新?lián)合使用了PD-1抑制劑和CXCR4抑制劑(AMD3100)，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療組比單藥治療組更明顯地抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。以上研究均提示，聯(lián)合應(yīng)用2種抗體抑制劑在骨肉瘤小鼠模型中顯示出良好的協(xié)同作用。

PD-1/PD-L1抑制劑對(duì)骨肉瘤的有效性在體內(nèi)、外試驗(yàn)中已得到驗(yàn)證，目前也有幾款抑制劑被陸續(xù)投入到臨床試驗(yàn)的研究中。在一項(xiàng)帕博利珠單克隆抗體治療晚期肉瘤的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(SARC028)中，軟組織肉瘤患者經(jīng)帕博利珠單克隆抗體治療可獲得18%的客觀緩解率，其中22例骨肉瘤患者出現(xiàn)5%的客觀緩解率，6例維持疾病穩(wěn)定[29]。另外，阿維魯單克隆抗體治療復(fù)發(fā)性骨肉瘤的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT03006848)、納武利尤單克隆抗體治療進(jìn)展期骨與軟組織肉瘤的Ⅰ+Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT03277924)以及ZKAB001治療進(jìn)展期骨肉瘤的Ⅰ+Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT03676985)均在進(jìn)行中。除了單藥治療，PD-1/PD-L1抗體聯(lián)合CTLA-4抗體、化學(xué)藥物、靶向藥物的治療也被陸續(xù)投入到臨床試驗(yàn)中，其結(jié)果值得期待。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的介入，免疫治療在腫瘤中的研究越來(lái)越多。PD-1/PD-L1已被證實(shí)與腫瘤的免疫逃逸相關(guān)，因此，針對(duì)PD-1、PD-L1等免疫關(guān)卡的抑制劑無(wú)疑會(huì)在抗腫瘤中起重要作用。目前，已有幾種PD-1及PD-L1單克隆抗體在多種實(shí)體瘤和血液腫瘤的臨床治療中取得不錯(cuò)的效果。PD-1、PD-L1在骨肉瘤的病灶中也有高表達(dá)，并且與患者的預(yù)后相關(guān)，但現(xiàn)在針對(duì)骨肉瘤的臨床試驗(yàn)較少，并且已有的效果也不如其他腫瘤顯著。一方面，需要更多的臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證單克隆抗體治療骨肉瘤的有效性；另一方面，單克隆抗體之間的聯(lián)合治療、免疫治療聯(lián)合其他治療、更精準(zhǔn)的靶點(diǎn)篩選及療效評(píng)估機(jī)制都有待得到更大的突破。