PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療胰腺癌研究進(jìn)展

汝繼軒 吳川林 張占田 李鑫健 杜祖超 孫備 白雪巍

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院胰膽外科，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院肝脾外科 教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150000

胰腺癌是一種侵襲性強(qiáng)、治療難度大、高致死性的惡性腫瘤，約15%患者能行根治性手術(shù)，大多數(shù)患者因腫瘤的轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)而死亡，5年總生存率僅為7%[1]。近30年來(lái)，盡管在手術(shù)、放療、化療或綜合治療等方面均取得了重大進(jìn)展，但胰腺癌患者的預(yù)后及總體死亡率并沒(méi)有發(fā)生顯著變化[2]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)程序性死亡受體1(programmed cell death 1，PD-1)/程序性死亡受體配體1(programmed cell death ligand 1，PD-L1)通路的免疫檢查點(diǎn)抑制劑具有較長(zhǎng)的抗腫瘤作用時(shí)間和較廣的適用性，因此PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑迅速發(fā)展成為包括胰腺癌在內(nèi)的各種腫瘤研究和治療的熱點(diǎn)。

一、PD-1/PD-L1信號(hào)通路及其在腫瘤治療中的應(yīng)用

PD-1是一種55 000的跨膜蛋白，為B7/CD28共調(diào)節(jié)因子家族的一員，并作為一種免疫檢查點(diǎn)受體發(fā)揮作用[3]。PD-1在活化的CD4+和CD8+T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell，NK)、抗原呈遞細(xì)胞(antigen presenting cell，APC)和樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells，DC)上均有表達(dá)[3]。PD-1的主要功能是參與機(jī)體的免疫監(jiān)視，維持免疫耐受，在調(diào)節(jié)腫瘤免疫、自身免疫、移植免疫和感染免疫中起重要作用[3]。它的相關(guān)配體即PD-L1在多種類(lèi)型的免疫細(xì)胞中表達(dá)，如T細(xì)胞、B細(xì)胞、DC、巨噬細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells，Tregs)和肥大細(xì)胞；另外，一些非免疫細(xì)胞類(lèi)型，如血管內(nèi)皮細(xì)胞和胰腺細(xì)胞等也有表達(dá)[4]。PD-L1同樣表達(dá)于包括胰腺癌在內(nèi)的多種實(shí)體腫瘤細(xì)胞，并破壞T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫監(jiān)視[4-6]。除腫瘤細(xì)胞外，PD-L1也在腫瘤微環(huán)境的其他細(xì)胞成分中表達(dá)，包括巨噬細(xì)胞(主要為M2)、髓系DC、髓系抑制細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)、基質(zhì)成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞[7]。PD-1與PD-L1結(jié)合后可以形成獨(dú)特的免疫逃逸微環(huán)境，能夠抑制CD4+T淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞的增殖活化以及抗腫瘤免疫作用，降低T淋巴細(xì)胞對(duì)腫瘤的殺傷作用，導(dǎo)致惡性腫瘤出現(xiàn)免疫逃逸，促進(jìn)腫瘤快速進(jìn)展[8-9]。PD-1/PD-L1軸是一條重要的免疫檢查點(diǎn)信號(hào)通路，不僅可以下調(diào)炎癥反應(yīng)的幅度，維持免疫穩(wěn)態(tài)[10]，還可以影響腫瘤免疫監(jiān)視與免疫抵抗之間的平衡[11-12]。 PD-1/PD-L1通路激活后可通過(guò)誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞逐漸喪失功能、耗竭、凋亡和減少細(xì)胞因子產(chǎn)生等機(jī)制抑制機(jī)體的抗腫瘤適應(yīng)性反應(yīng)[13]。

PD-L1在人類(lèi)胰腺癌標(biāo)本中的表達(dá)于2007年首次被證實(shí)，并被認(rèn)為是胰腺癌、乳腺癌、腎癌和卵巢癌[14-15]患者的不良預(yù)后指標(biāo)。已有大量研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用PD-1/PD-L1共抑制通路在多項(xiàng)臨床試驗(yàn)和不同類(lèi)型的癌癥治療中獲得了顯著的療效，總有效率為20%～90%[16-17]。目前，這種免疫抑制劑療法已被批準(zhǔn)應(yīng)用于包括霍奇金淋巴瘤、黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎細(xì)胞癌、原發(fā)性肝癌、胃癌等在內(nèi)的多種癌癥的治療[18]。例如：美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)和美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)臨床實(shí)踐指南推薦靶向PD-1藥物納武單抗(Nivolumab)用于晚期黑色素瘤和進(jìn)展性非小細(xì)胞肺癌的標(biāo)準(zhǔn)二線治療方案。此外，F(xiàn)DA還批準(zhǔn)使用派姆單抗(pembrolizumab，靶向抗PD-1受體)聯(lián)合伊匹單抗(ipilimumab，靶向抗CTLA-4的相關(guān)免疫抑制劑)治療不可切除或轉(zhuǎn)移型黑色素瘤[19-21]。

二、PD-1/PD-L1免疫抑制劑治療胰腺癌的研究

研究表明，大多數(shù)類(lèi)型的胰腺癌被認(rèn)為屬于靜態(tài)免疫或耐藥的腫瘤，PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療胰腺癌的臨床效果和敏感性高度依賴腫瘤免疫微環(huán)境和PD-L1的表達(dá)水平[21-25]。腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating lymphocyte，TIL)是腫瘤免疫微環(huán)境中的重要成分，具有殺傷腫瘤細(xì)胞和維持免疫監(jiān)視的功能，其主要分布于瘤周間質(zhì)而瘤內(nèi)實(shí)質(zhì)分布極少[26-28]。胰腺惡性腫瘤的間質(zhì)組織血管化差，腫瘤間質(zhì)中成纖維細(xì)胞豐富，含有大量的促結(jié)締組織增生基質(zhì)，這些因素會(huì)阻止TIL的滲入，進(jìn)而導(dǎo)致靶向抗PD-1免疫抑制劑難以進(jìn)入胰腺腫瘤組織中發(fā)揮相應(yīng)的抗腫瘤作用[29-31]。另外，PD-1可抑制機(jī)體免疫應(yīng)答的過(guò)度激活，進(jìn)而引起對(duì)自身抗原的免疫耐受導(dǎo)致抗PD-1/PD-L1免疫抑制劑單藥治療胰腺癌失敗[32]。PD-L1在胰腺腫瘤中起負(fù)性調(diào)節(jié)作用，特別是腫瘤細(xì)胞或TIL表面的PD-L1與PD-1結(jié)合后會(huì)誘導(dǎo)腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞衰竭，表現(xiàn)為T(mén)細(xì)胞殺傷活性、增殖能力、分泌細(xì)胞因子(IFN-γ、IL-2、TNF-α)的功能逐漸喪失，最終導(dǎo)致T細(xì)胞凋亡[33-35]。PD-1/PD-L1軸產(chǎn)生的信號(hào)可抑制TIL細(xì)胞的活化并誘導(dǎo)其凋亡，從而抑制機(jī)體的抗腫瘤免疫系統(tǒng)，并通過(guò)干預(yù)免疫監(jiān)視功能而影響腫瘤免疫監(jiān)視和免疫抵抗之間的平衡，導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸現(xiàn)象的發(fā)生[27,33]。PD-1免疫檢查點(diǎn)抑制劑單藥治療胰腺癌還會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原-4(CTLA-4)的代償性增加，由于CTLA-4與PD-1具有相似的免疫抑制作用，能夠降低機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)視及免疫清除，從而降低了抗PD-1相關(guān)免疫抑制劑的療效[36]。胰腺癌的抗原序列平均為每兆堿基(megabase, Mb)僅有0.1～1個(gè)突變，這比在黑色素瘤和肺癌中觀察到的(平均每Mb超過(guò)10個(gè)突變)要少得多。因此，從理論上講胰腺癌對(duì)抗PD-1免疫抑制劑治療很大程度上是耐藥的[37-38]。手術(shù)作為目前對(duì)可切除和交界性可切除胰腺癌的一種治療方式，在全身麻醉后會(huì)發(fā)生一系列的代謝和內(nèi)分泌反應(yīng)的變化，會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的免疫抑制作用使抗PD-1/PD-L1治療失敗，特別是出現(xiàn)術(shù)后膿毒癥或腫瘤轉(zhuǎn)移時(shí)更是如此[39]。此外，一些臨床前研究表明，手術(shù)后復(fù)發(fā)的癌癥往往表現(xiàn)出更強(qiáng)的免疫抑制作用[40]。

三、PD-1/PD-L1免疫抑制劑聯(lián)合治療方案的探索

近年來(lái)隨著對(duì)PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)分子機(jī)制研究的逐漸深入，各種聯(lián)合治療方法如PD-1/PD-L1抑制劑和其他檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合或在阻斷PD-1/PD-L1信號(hào)通路的同時(shí)使用激動(dòng)劑抗體治療胰腺癌的臨床試驗(yàn)也在不斷進(jìn)行[41]。研究表明，聯(lián)合治療方法可調(diào)節(jié)胰腺癌組織的免疫編輯過(guò)程、腫瘤微環(huán)境、免疫應(yīng)答，并可以克服胰腺癌對(duì)抗PD-1/PD-L1單藥治療的耐藥性，促進(jìn)腫瘤的生物學(xué)行為從非免疫學(xué)向免疫學(xué)轉(zhuǎn)變，以最大限度地發(fā)揮免疫抑制劑的抗腫瘤治療作用[41]。PD-L1阻斷劑與吉西他濱的聯(lián)合應(yīng)用可進(jìn)一步增強(qiáng)吉西他濱在胰腺癌治療中的抗腫瘤作用，標(biāo)準(zhǔn)劑量的靶向PD-1阻斷劑派姆單抗與吉西他濱+白蛋白結(jié)合型紫杉醇聯(lián)合使用治療胰腺癌的臨床有效率高達(dá)92%[42]。PD-1阻斷劑聯(lián)合CTLA-4抑制劑治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的初步結(jié)果已發(fā)表，目前這種聯(lián)合療法也在胰腺癌中進(jìn)行試驗(yàn)[43]。巨噬細(xì)胞的集落刺激因子1受體(colony-stimulating factor 1 receptors，CSF1R)靶點(diǎn)阻斷聯(lián)合PD-1阻斷劑與PD-1單藥治療胰腺癌相比，可以明顯增加患者1年總生存率，CSF1R與PD-1和CTLA-4拮抗劑聯(lián)合具有更明顯的腫瘤抑制作用且不依賴吉西他濱，這表明阻斷CSF1R可能會(huì)提高胰腺癌對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷治療的反應(yīng)[44-45]。最近的一項(xiàng)研究表明，在PD-1免疫檢查點(diǎn)阻斷劑治療胰腺癌的基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用GVAX瘤苗和低劑量環(huán)磷酰胺，可以增加胰腺癌腫瘤微環(huán)境中CD8+T細(xì)胞的數(shù)量，促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的活化并產(chǎn)生更多的腫瘤特異性干擾素-γ，明顯提高了胰腺癌荷瘤小鼠的存活率[46]。治療性抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子單抗(貝伐單抗)與PD-1阻滯劑聯(lián)合使用對(duì)增強(qiáng)腫瘤微環(huán)境中的抗原呈遞作用并提高腫瘤對(duì)PD-1免疫抑制劑治療敏感性的臨床試驗(yàn)也在進(jìn)行中[47]。一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)證實(shí)了口服聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase，PARP)抑制劑奧拉帕尼(Olaparib)治療BRCA1/2基因突變的胰腺癌轉(zhuǎn)移患者的安全性和有效性，因此抗PD-1/PD-L1聯(lián)合PARP抑制劑可能對(duì)BRCA1/2突變的胰腺癌有效。溴結(jié)構(gòu)域蛋白4(bromodomain-containing protein 4，BRD4)是PD-L1的誘導(dǎo)表達(dá)和組成性表達(dá)所必需的，另外mTOR通路在增強(qiáng)PD-L1表達(dá)的基礎(chǔ)上還能促進(jìn)腫瘤組織的增殖和轉(zhuǎn)移，因此二者也是胰腺癌免疫治療的潛在靶點(diǎn)[48-52]。此外，抗PD-1/PD-L1療法聯(lián)合其他類(lèi)型的免疫療法治療胰腺癌的多項(xiàng)臨床試驗(yàn)也在進(jìn)行中。腸道微生物群與宿主免疫之間的相互作用也可影響抗PD-1/PD-L1免疫治療的效果。腸道微生物群中缺乏雙歧桿菌屬菌的小鼠模型顯示，其腫瘤內(nèi)DC顯著減少，對(duì)抗PD-1治療的反應(yīng)極差。另有研究結(jié)果表明，腫瘤大小也可以嚴(yán)重影響對(duì)PD-1阻斷治療的敏感性，體積相對(duì)較小的腫瘤對(duì)免疫治療的反應(yīng)更好[53-55]。

四、問(wèn)題與展望

PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代腫瘤免疫治療打開(kāi)了大門(mén)，也在免疫穩(wěn)態(tài)、炎癥、慢性感染和癌癥治療等方面通過(guò)多種途徑發(fā)揮廣泛的作用。但在治療胰腺癌方面，目前仍然存在以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)對(duì)于PD-1/PD-L1阻斷治療，半數(shù)以上患者無(wú)反應(yīng)，且當(dāng)下尚無(wú)用于區(qū)分應(yīng)答者和無(wú)應(yīng)答者的生物學(xué)標(biāo)志物。(2)雖然PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)途徑的研究結(jié)果已經(jīng)應(yīng)用在許多患者的診療中，但大多數(shù)患者對(duì)單獨(dú)使用的抗PD-1/PD-L1免疫抑制劑反應(yīng)甚微。因此，抗PD-1/PD-L1免疫治療已經(jīng)成為旨在增加有反應(yīng)患者的聯(lián)合治療的基礎(chǔ)，但提高療效的最佳聯(lián)合方案尚不清楚。(3)部分患者應(yīng)用免疫抑制劑治療腫瘤的同時(shí)發(fā)生了自身免疫反應(yīng)，在減少免疫相關(guān)不良反應(yīng)的同時(shí)改善抗腫瘤效果尚無(wú)明確的聯(lián)合治療方案。(4)免疫抑制劑治療費(fèi)用較高，醫(yī)療成本相對(duì)沉重。因此，PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑在胰腺癌治療方面的應(yīng)用還需要大量的前瞻性研究以確定聯(lián)合治療方案的最佳配伍，為胰腺癌的臨床治療拓展新方向。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突