PD-1/PD-L1基因多態(tài)性在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展

王燕 龐雅琪 許新華

三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院&宜昌市中心人民醫(yī)院1藥學(xué)部，3腫瘤科，三峽大學(xué)腫瘤防治中心（湖北 宜昌 443003）；2三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院（湖北 宜昌 443003）

肺癌是我國(guó)及全世界最常見(jiàn)的惡性腫瘤，2020年全球肺癌發(fā)病率和病死率均位居前列［1］。非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）是肺癌最常見(jiàn)類型，約占85%，而大多數(shù)NSCLC 患者在診斷時(shí)已為晚期［2］。近年來(lái)，以程序性死亡受體-1（programmed cell death protein 1，PD-1）/程序性死亡配體1（programmed cell death ligand 1，PDL1）抑制劑為代表的免疫檢查點(diǎn)抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICIs）的應(yīng)用，為肺癌患者帶來(lái)明顯生存獲益，ICIs 治療后晚期NSCLC 患者的五年生存率比化療提高了5 倍以上（13.4%vs.2.6%）［3］。但遺憾的是，ICIs 治療的客觀緩解率約20%，僅對(duì)部分患者有效，個(gè)體差異大［4］；且通過(guò)檢測(cè)PD-L1表達(dá)作為生物標(biāo)志物，與腫瘤患者對(duì)ICIs 反應(yīng)性并不總是一致的［5］。因此，進(jìn)一步探索更為理想的預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物對(duì)于免疫治療的患者選擇以及治療優(yōu)化和個(gè)體化具有重要意義。

腫瘤全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association studies，GWAS）發(fā)現(xiàn)，超過(guò)450 種基因變異與癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)［6］。單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）是癌癥易感性的重要影響因素之一。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，PD-1/PD-L1 不同位點(diǎn)的基因多態(tài)性與NSCLC 的易感性、預(yù)后、治療效果等密切相關(guān)，被認(rèn)為可能成為ICIs 治療的有效預(yù)測(cè)指標(biāo)。本文對(duì)PD-1/PD-L1基因多態(tài)性在NSCLC 中的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，旨在探討ICIs 治療反應(yīng)和患者選擇的潛在預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物，為NSCLC 患者精準(zhǔn)免疫抗腫瘤治療提供一定參考。

1 PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性概述

PD-1 又稱CD279，首次于1992年在白介素-3缺乏的小鼠造血祖細(xì)胞和T 細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞株中被發(fā)現(xiàn)，是一種55 kDa 跨膜蛋白，含有288 個(gè)氨基酸［7］。PD-1 由PDCD1 基因編碼，基因長(zhǎng)度約9 kb，位于人類2 號(hào)染色體上［8］。PD-1 主要在激活的T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞上表達(dá)［7］，并在許多癌癥的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞中高度表達(dá)［9］。PD-L1 是PD-1 的配體之一，又稱CD274 或B7-H1，為一種33-kDa1 型跨膜糖蛋白，含有290 個(gè)氨基酸，由PDCDL1 基因編碼，該基因位于第9 號(hào)染色體p24.1 位置，長(zhǎng)度17.9 kb［10］。PD-L1 在大多數(shù)腫瘤細(xì)胞中有表達(dá)，其中包括NSCLC［9，11］。在NSCLC 的不同病理組織類型中，鱗狀細(xì)胞癌PD-L1 表達(dá)顯著高于肺腺癌；而肺腺癌中，乳頭型和實(shí)性型的PD-L1 表達(dá)高于貼壁型和腺管（或腺泡）型［12］。

目前，PD-1和PD-L1的基因多態(tài)性與腫瘤的相關(guān)性已被廣泛研究，其中有17 種多態(tài)性與NSCLC密切相關(guān)（表1）?；蚨鄳B(tài)性可能會(huì)影響正常的基因激活和轉(zhuǎn)錄起始，從而影響細(xì)胞中mRNA 和編碼蛋白的數(shù)量［13］。已有研究發(fā)現(xiàn)，PD-L1 基因部分片段SNP 可導(dǎo)致PD-L1 蛋白表達(dá)水平的差異。一項(xiàng)波蘭的臨床研究發(fā)現(xiàn)，與CT 或TT 基因型相比，PD-L1 rs822335 CC 基因型NSCLC 患者的腫瘤細(xì)胞中PD-L1 表達(dá)水平更高（P=0.043）［14］。PD-L1 rs4143815 CC 基因型也被認(rèn)為與NSCLC 中的免疫組化22C3 PD-L1 標(biāo)記陽(yáng)性相關(guān)［12］。另外，在癌癥基因組中，有研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)驅(qū)動(dòng)變異體發(fā)生在非編碼區(qū)［15］。對(duì)于非編碼區(qū)基因，一項(xiàng)巴西的臨床研究顯示［16］，PD-L1 非編碼區(qū)基因位點(diǎn)rs4742098A＞G、rs4143815G＞C 和rs7041009G＞A變異與NSCLC的復(fù)發(fā)具有相關(guān)性，尤其是rs7041009基因多態(tài)性，可影響NSCLC 患者的總生存率和進(jìn)展后生存率。

表1 與NSCLC 相關(guān)的PD-1 和PD-LI 基因中SNPs 位點(diǎn)Tab.1 SNPs sites in PD-1 and PD-L1 genes associated with NSCLC

2 PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性對(duì)NSCLC 易感性、預(yù)后和治療效果的影響

2.1 PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性與NSCLC 易感性近年來(lái)，關(guān)于PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性與癌癥易感性的相關(guān)研究已開展很多。HASHEMI 等［13］納入了67 項(xiàng)病例對(duì)照研究（共60 997 例受試者）進(jìn)行薈萃分析，結(jié)果顯示PD-1 rs2227981、rs11568821和PD-L1 rs4143815 多態(tài)性與癌癥風(fēng)險(xiǎn)的降低相關(guān)，而PD-1 rs7421861 多態(tài)性與患癌風(fēng)險(xiǎn)的增加相關(guān)。另外，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)中國(guó)漢族人群進(jìn)行基因型分析發(fā)現(xiàn)，PD-L1 rs2890658 的C 等位基因［17］以及PD-L1 rs7866740 的G 等位基因［18］均增加了NSCLC的患病風(fēng)險(xiǎn)。此外，PD-1 rs2227981、rs2227982 和rs3608432 基因多態(tài)性還被發(fā)現(xiàn)與肺腺癌分期顯著相關(guān)，可以作為區(qū)分中國(guó)東北漢族人群肺腺癌早期和晚期的標(biāo)記物［19］。一項(xiàng)薈萃分析還發(fā)現(xiàn)PD-1 rs36084323 A＞G 多態(tài)性與亞洲人群癌癥風(fēng)險(xiǎn)的降低相關(guān)［20］。

2.2 PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性與NSCLC 的預(yù)后和治療效果在癌癥基因組中，大多數(shù)基因突變發(fā)生在非編碼區(qū)域，而其中有193 個(gè)基因突變?cè)诎┌Y中發(fā)揮著重要作用［21］。巴西的一項(xiàng)回顧性多中心研究發(fā)現(xiàn)，位于非編碼區(qū)域的三種基因多態(tài)性PD-L1 rs4742098 A＞G、rs4143815 G＞C 和rs7041009 G＞A，雖不會(huì)干擾PD-L1蛋白表達(dá)，但與腫瘤復(fù)發(fā)顯著相關(guān)（P=0.01，P=0.05，P=0.02）；其中，rs7041009 G 等位基因與OS 的延長(zhǎng)相關(guān)（P＜0.01）［16］。

有研究發(fā)現(xiàn)，PD-1/PD-L1基因多態(tài)性對(duì)NSCLC患者免疫治療和化療的療效可產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而影響患者預(yù)后。YOSHIDA 等［22］對(duì)133 例接受免疫檢查點(diǎn)抑制劑Nivolumab 治療和96 例既往無(wú)免疫治療史的晚期NSCLC 患者進(jìn)行了回顧性隊(duì)列研究，發(fā)現(xiàn)PD-L1 rs822339 和rs1411262 基因多態(tài)性與接受Nivolumab 治療患者的OS 密切相關(guān)，rs822339 A/A 以及rs1411262 T/T 基因型患者的OS明顯長(zhǎng)于其他基因型，且與驅(qū)動(dòng)突變狀態(tài)無(wú)關(guān)。另外，NOMIZO 等［23］開展的研究還發(fā)現(xiàn)，PD-L1 rs2282055 G 等位基因以及PD-L1 rs4143815 C 等位基因也與NSCLC 患者接受Nivolumab 治療后出現(xiàn)更佳的臨床反應(yīng)（客觀緩解率和無(wú)進(jìn)展生存期）顯著相關(guān)。這些研究說(shuō)明，對(duì)于接受Nivolumab 治療的NSCLC 患者，無(wú)論驅(qū)動(dòng)突變狀態(tài)如何，PD-L1基因多態(tài)性可能是有效的生存期預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物。

在對(duì)化療療效的影響上，LEE等［24］分析了379例接受紫杉醇/順鉑一線化療的晚期NSCLC 患者PD-1/PD-L1 SNPs 與化療反應(yīng)性和OS 的關(guān)系，結(jié)果顯示，PD-L1 rs2297136 T＞C 和rs4143815 C＞G 患者均具有更佳的化療療效，且rs2297136 T＞C 與更長(zhǎng)的OS 顯著相關(guān)。另一項(xiàng)對(duì)接受了標(biāo)準(zhǔn)鉑類藥物化療的Ⅲ-Ⅳ期NSCLC 患者基因型進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，PD-L1 rs2890658 C＞A 和PD-L1 rs822336 G＞C 兩種基因多態(tài)性與更差的OS 顯著相關(guān)，可能影響接受鉑類藥物化療患者的預(yù)后［18］。

此外，PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性對(duì)于行手術(shù)治療的早期NSCLC 患者的預(yù)后，也可產(chǎn)生一定影響。一項(xiàng)涉及354 例已接受手術(shù)切除的早期NSCLC 患者的研究顯示，PD-L1 rs4143815 C＞G、rs822336 G＞C 和rs822337 T＞A 三種SNPs 均與較差的生存結(jié)局顯著相關(guān)［25］。SASAKI 等［26］對(duì)583 例手術(shù)切除NSCLC 病例的PD-1 基因啟動(dòng)子多態(tài)性與預(yù)后的相關(guān)性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示PD-1 rs36084323 GG表型患者的生存時(shí)間明顯低于GA 和AA 表型患者；具有GG 表型的鱗狀細(xì)胞癌患者的預(yù)后明顯較差，而肺腺癌患者在預(yù)后上無(wú)明顯差異。

3 PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性與免疫相關(guān)不良事件

免疫檢查點(diǎn)抑制劑在腫瘤治療過(guò)程中可引起皮膚反應(yīng)、腸炎、肺炎、內(nèi)分泌病變等免疫相關(guān)不良事件（irAEs）的發(fā)生，約10%患者不良反應(yīng)為3～4 級(jí)［27］。在PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性與irAEs 相關(guān)性方面，F(xiàn)UNAZO 等［28］對(duì)111 例接受Nivolumab治療的晚期NSCLC 患者進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)攜帶PDL1 rs1411262 T 等位基因和rs822339 A 等位基因的患者均出現(xiàn)更低水平的游離四碘甲狀腺原氨酸（P=0.007 3 和P=0.020 4），且與更長(zhǎng)的PFS 相關(guān)。另外，BINS 等［29］評(píng)估了322 例接受Nivolumab 治療的NSCLC 患者的PD-1基因多態(tài)性與免疫治療毒性的相關(guān)性，結(jié)果表明，PD-1 rs2227981 C＞T 純合子變異型患者的任何級(jí)別免疫治療相關(guān)毒性的發(fā)生率均明顯降低（P=0.039），但該研究認(rèn)為其臨床價(jià)值有待進(jìn)一步驗(yàn)證。盡管目前相關(guān)研究偏少，但PD-1/PD-L1基因多態(tài)性對(duì)免疫相關(guān)不良事件的影響仍應(yīng)引起臨床重視，同時(shí)需要更多研究數(shù)據(jù)的證實(shí)。

4 PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性與免疫治療超進(jìn)展

研究發(fā)現(xiàn)，一部分腫瘤患者在免疫治療期間出現(xiàn)腫瘤加速生長(zhǎng)，患者預(yù)后極差，這種現(xiàn)象被稱為超進(jìn)展（hyperprogressive disease，HPD）。在晚期NSCLC 中，HDP 發(fā)生率為13%～26%［30］。近期，PD-L1 基因多態(tài)性也被發(fā)現(xiàn)與HPD 的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。一項(xiàng)來(lái)自法國(guó)的回顧性研究探討了PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性對(duì)HPD 的潛在影響，該研究共納入98 例晚期惡性腫瘤患者（其中NSCLC 48 例，為最大亞群，占比49%），所有患者均接受了PD-1或PD-LI 抗體單藥治療。結(jié)果顯示，PD-L1 rs2282055 G/T 或G/G（P=0.024）以及PD-L1 rs2227981 G/A 或A/A（P=0.024）可能與HPD 的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)［31］。但由于該研究樣本量有限且研究對(duì)象受地域和種族的限制，PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性與HPD 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性仍需要更多的臨床數(shù)據(jù)支持。

5 小結(jié)與展望

PD-1/PD-L1 基因中的多種SNP 對(duì)NSCLC 易感性、預(yù)后和治療效果產(chǎn)生了不同程度的影響，且部分SNP 還可能增加免疫相關(guān)不良事件以及免疫治療超進(jìn)展的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。因此，PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性可能是NSCLC 患者治療和預(yù)后的潛在預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物。但由于目前相關(guān)研究證據(jù)仍偏少，所以PD-1/PD-L1 基因多態(tài)性能否成為NSCLC 精準(zhǔn)免疫治療的有效預(yù)測(cè)指標(biāo)，仍需進(jìn)一步進(jìn)行大樣本、前瞻性深入研究。