PD-1/PD-L1在卵巢癌化療耐藥機(jī)制中的相關(guān)研究進(jìn)展

楊 丹，譚 娜，鄭 洪

卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、子宮頸癌是女性常見的三種婦科惡性腫瘤，而卵巢癌的病死率在全球范圍內(nèi)常年位居?jì)D科惡性腫瘤之首[1]。復(fù)發(fā)性上皮性卵巢癌患者無法治愈，鉑敏感性(或缺乏)是預(yù)后的主要決定性因素，但隨著鉑類化療周期的不斷增加，卵巢癌患者的病死率逐漸升高。自20世紀(jì)90年代以來，中晚期卵巢癌患者的5年生存率﹤40%[2]。近年人們發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)T細(xì)胞的存在與晚期卵巢癌臨床療效的改善相關(guān)，而腫瘤免疫逃逸在其中發(fā)揮重要作用。2019年，以細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4, CTLA4)和程序性死亡因子(programmed cell death protein1, PD-1)及其配體(PD-ligand 1, PD-L1)為主的免疫治療被納入美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(NCCN)卵巢癌臨床實(shí)踐指南[3]，并在部分晚期癌癥患者的臨床治療中獲得肯定。有研究表明[4]，PD-1/PD-L1通路在腫瘤微環(huán)境中介導(dǎo)免疫逃逸，并與化療藥物的敏感性緊密相關(guān)。故PD-1/PD-L1通路的研究為卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展和耐藥等機(jī)制提供了全新的治療視角。

1 PD-1/PD-L1信號通路概述

PD-1又稱CD279，是T細(xì)胞活化表達(dá)過程中起負(fù)調(diào)節(jié)受體，屬于CD28家族成員[5]。正常機(jī)體為避免受到T細(xì)胞無限增殖引起的健康細(xì)胞損害，借助激活PD-1分子來進(jìn)行負(fù)調(diào)節(jié)，在維持免疫系統(tǒng)平衡中起重要作用。與其對應(yīng)的配體PD-L1(又名CD274)也是Ⅰ型穿膜蛋白，屬于B7家族穿膜分子[6]。正常組織極少表達(dá)PD-L1，與其他惡性腫瘤，包括肺癌(50%)、食管癌(44%)、胃癌(42%)、乳腺癌(34%)和腎癌(37%)相比，PD-L1在卵巢癌中的陽性率最高[7]。在人體免疫系統(tǒng)中，T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答具有重要的生物學(xué)意義。CD8+TILs，又稱細(xì)胞毒性T細(xì)胞，是免疫應(yīng)答的主要效應(yīng)細(xì)胞，但有時(shí)T細(xì)胞無法識別出腫瘤細(xì)胞，目前發(fā)現(xiàn)一些腫瘤細(xì)胞可隱藏其真實(shí)面目并與正常細(xì)胞混在一起，如部分腫瘤細(xì)胞攜帶PD-L1蛋白偽裝成正常細(xì)胞與T細(xì)胞表面的PD-1受體結(jié)合，由此腫瘤細(xì)胞逃過免疫識別造成免疫逃逸。張智等[8]和Tan等[9]的研究結(jié)果提示PD-L1高表達(dá)是影響腫瘤患者無進(jìn)展生存期、總生存期的獨(dú)立危險(xiǎn)因素；Dong等[10]和Hamanishi等[11]發(fā)現(xiàn)PD-L1表達(dá)與卵巢癌中CD8+TILs呈明顯的負(fù)相關(guān)；也有報(bào)道提示[12]PD-L1與乳腺癌、淋巴瘤、胰腺癌的化療耐藥有關(guān)。

2 PD-1/PD-L1與卵巢癌化療耐藥機(jī)制

攻克實(shí)體腫瘤治療中的化療耐藥是治療成功的關(guān)鍵步驟。在全球范圍內(nèi)，卵巢癌患者的5年生存率低于45%[13]。術(shù)后輔以化療是目前晚期卵巢癌患者不可避免的治療方案，但行標(biāo)準(zhǔn)化治療后患者的復(fù)發(fā)率仍高達(dá)80%[14]，主要與治療后復(fù)發(fā)率高，復(fù)發(fā)間隔時(shí)間短，治療毒性強(qiáng)，生活質(zhì)量差有關(guān)。目前卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制尚不明確，但化療多藥耐藥是影響卵巢癌患者預(yù)后的關(guān)鍵因素之一。在已知的卵巢癌化療耐藥研究中，腫瘤微環(huán)境、PI3K/Akt信號通路、抑癌基因張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten, PTEN)、NF-κB信號通路等在卵巢癌化療耐藥機(jī)制中均扮演不同程度的角色。因此，多方位探索卵巢癌化療耐藥的機(jī)制，探尋關(guān)鍵干預(yù)靶點(diǎn)，提高化療敏感性，對改善卵巢癌患者的預(yù)后具有重要意義。

依據(jù)T細(xì)胞表面分子和功能特點(diǎn)可分為不同細(xì)胞亞群。Bamias等[15]報(bào)道提示，在卵巢癌腹腔積液中CD3+CD56+T細(xì)胞的富集可以預(yù)測患者對鉑類化療藥物的敏感性。體內(nèi)CD56+細(xì)胞的水平可以反映NK細(xì)胞的功能狀態(tài)，在相同刺激條件下，CD56+NK細(xì)胞比CD56-NK細(xì)胞產(chǎn)生更多的細(xì)胞因子，如IFN-γ、TNF-b和IL-10[16]。2002年Dong等[10]發(fā)現(xiàn)IFN-γ可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞高表達(dá)PD-L1。故當(dāng)IFN-γ增高時(shí)，腫瘤細(xì)胞中的PD-L1表達(dá)隨之增高，同時(shí)導(dǎo)致CD3+CD56+T細(xì)胞降低，化療敏感性可能降低。同理Koh等[17]研究發(fā)現(xiàn)，CD24+卵巢癌樣干細(xì)胞對化療藥物顯示出抵抗性，而NK細(xì)胞可以殺傷這種具有干細(xì)胞活性的卵巢癌細(xì)胞。但NK細(xì)胞可表達(dá)PD-L1，因此抗PD-1聯(lián)合NK細(xì)胞療法可能是一種有效殺死卵巢腫瘤干細(xì)胞，防止卵巢癌耐藥和復(fù)發(fā)的治療手段。目前Liao等[18]、 Konstantinopoulos等[19]、Drew等[20]在對復(fù)發(fā)、耐藥的卵巢癌患者進(jìn)行抗PD-1/PD-L1藥物的聯(lián)合治療研究中提示患者耐受性可，有一定的活性。上述研究表明PD-1/PD-L1在卵巢癌化療耐藥中扮演了重要的角色，故在已知的卵巢癌化療耐藥研究中進(jìn)一步闡述PD-1/PD-L1在腫瘤微環(huán)境、PI3K/Akt信號通路、PTEN、NF-κB信號通路中的作用，探尋PD-1/PD-L1是否在卵巢癌化療耐藥中充當(dāng)關(guān)鍵靶點(diǎn)之一。

2.1 PD-1/PD-L1與腫瘤微環(huán)境卵巢癌細(xì)胞獲得性耐藥與卵巢癌微環(huán)境中各種組分相互聯(lián)系、相互作用。腫瘤微環(huán)境是由間質(zhì)細(xì)胞、微血管、微淋巴管、免疫細(xì)胞等共同構(gòu)成的一個(gè)動(dòng)態(tài)微環(huán)境，為腫瘤的生長、侵襲及轉(zhuǎn)移提供了適宜條件。PD-L1不僅在活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中廣泛表達(dá)，同時(shí)還在血管內(nèi)皮組織中表達(dá)[21]。而血管內(nèi)皮因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)在腫瘤微環(huán)境中對微血管的生成發(fā)揮重要作用[22]。在腫瘤組織缺氧或特定基因改變的情況下，促血管生成因子不僅可導(dǎo)致腫瘤新血管生成，而且還促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。此外，VEGF能夠下調(diào)淋巴細(xì)胞和T細(xì)胞功能，促進(jìn)骨髓來源的抑制細(xì)胞(樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞的前體)增殖、誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞增殖和分化。而腫瘤相關(guān)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)PD-L1，通過與PD-1結(jié)合發(fā)揮免疫抑制作用[23]。在體外實(shí)驗(yàn)中，紫杉醇能夠抑制腫瘤細(xì)胞合成或分泌VEGF、減小和下調(diào)腫瘤組織中微血管密度[24]。在卵巢癌治療過程中PD-1聯(lián)合VEGF抑制劑的治療效果更好[25]。Barsoum等[26]證明腫瘤細(xì)胞在缺氧環(huán)境中PD-L1表達(dá)顯著升高。故PD-1/PD-L1與腫瘤微環(huán)境的關(guān)系密切。

2.2 PD-1/PD-L1與PI3K/Akt信號通路PI3K/Akt信號通路是酪氨酸激酶級聯(lián)反應(yīng)通路, 是卵巢癌化療耐藥的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/Akt信號通路與PD-1/PD-L1信號通路有交集。PD-1分子最顯著的特征是含有2個(gè)磷酸化位點(diǎn)，即免疫受體酪氨酸抑制基序(immunore-ceptor tyrosineebased inhibitory motifs, ITIM)和免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序(immunoreceptor tyrosine-based swith motifs, ITSM)，ITIM能使細(xì)胞質(zhì)段的磷酸化得到恢復(fù),維持免疫耐受的平衡，而ITSM上的酪氨酸殘基在PD-1的負(fù)性調(diào)節(jié)中介導(dǎo)負(fù)反饋調(diào)節(jié)效應(yīng)[27]。PD-1與PD-L1結(jié)合促使PD-1的ITSM結(jié)構(gòu)域中的酪氨酸發(fā)生磷酸化,進(jìn)而引起下游蛋白激酶Syk和PI3K的去磷酸化,進(jìn)一步導(dǎo)致下游sAkt、ERK等通路活化被抑制,最終減弱T淋巴細(xì)胞受體信號的免疫抑制功能[21]。而PI3K/Akt信號傳導(dǎo)通路也在卵巢癌血管生成中起著重要作用[28]，故PI3K/Akt信號通路可能參與VEGF、PD-L1的產(chǎn)生，進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤微環(huán)境的免疫逃逸。

2.3 PD-1/PD-L1與PTEN第10號染色體上缺失的磷酸酶和PTEN，是在繼p53基因后，另一個(gè)與腫瘤發(fā)生、發(fā)展較為密切的腫瘤抑制因子。目前PTEN與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展、惡性評價(jià)及預(yù)后均有關(guān)，并且其突變及異常表達(dá)在腫瘤耐藥中發(fā)揮重要作用[29]。在目前認(rèn)識的惡性腫瘤中，PTEN缺失被證明有助于免疫治療的耐藥性；PTEN是一種重要的腫瘤抑制因子，其在許多腫瘤中表達(dá)下調(diào)和(或)缺失[30]。PTEN基因主要通過等位基因缺失、基因突變和甲基化方式使其失活。PTEN缺失與PI3K/Akt通路的激活相關(guān)。PTEN所編碼的蛋白能使PIP3去磷酸化，阻斷PI3K/Akt信號通路，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞增殖、抑制腫瘤血管新生和腫瘤遷移等作用[31]。在結(jié)直腸癌、胰腺癌、腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞中若發(fā)現(xiàn)缺失PTEN，其PTEN-PI3K-Akt信號通路被激活，可導(dǎo)致PD-L1高表達(dá)，促使腫瘤細(xì)胞免疫逃逸[32-35]。在卵巢癌中關(guān)于PTEN聯(lián)合PD-1/PD-L1的研究較少。

2.4 PD-1/PD-L1與NF-κB信號通路NF-κB信號通路在卵巢癌中發(fā)揮主導(dǎo)作用，促進(jìn)化療耐藥、腫瘤干細(xì)胞維持、轉(zhuǎn)移和免疫逃避。在卵巢癌細(xì)胞中NF-κB的活性有助于創(chuàng)造一個(gè)免疫逃避的環(huán)境，吸引具有腫瘤促進(jìn)表型的浸潤免疫細(xì)胞，從而驅(qū)動(dòng)卵巢癌細(xì)胞中NF-κB的活性，促進(jìn)細(xì)胞的生存和轉(zhuǎn)移[36]。Peng等[37]的研究結(jié)果顯示，在卵巢癌小鼠模型中紫杉醇治療增加了CD8+T細(xì)胞浸潤到腫瘤部位，上調(diào)了PD-L1的表達(dá)，并激活了NF-κB信號通路。特別是使用紫杉醇和PD-L1/PD-1信號阻斷劑聯(lián)合治療的荷瘤小鼠比單獨(dú)使用紫杉醇治療的小鼠存活時(shí)間長。再次證實(shí)了幾種化療藥物也在體內(nèi)外以劑量依賴的方式誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞中的NF-κB信號。而NF-κB信號可誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞過表達(dá)PD-L1，從而導(dǎo)致化療后腫瘤部位的免疫抑制變化。故在卵巢癌的化療反應(yīng)中，體外和體內(nèi)卵巢癌細(xì)胞系中PD-L1表達(dá)均增加。

3 總結(jié)與展望

在PD-L1細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，PI3K因子、STAT3轉(zhuǎn)錄因子、PTEN基因均對PD-L1的轉(zhuǎn)錄、翻譯起著關(guān)鍵作用，而NF-κB活性受到抑制會(huì)導(dǎo)致癌組織和腹水中PD-1+樹突狀細(xì)胞的抗腫瘤活性降低[38]，因此，通過作用NF-κB可以起到抑制PD-L1表達(dá)的作用。以上研究均表明PD-1/PD-L1信號通路在卵巢癌化療耐藥機(jī)制中直接或間接扮演了極其重要的角色，充分闡述PD-1/PD-L1信號通路在卵巢癌化療耐藥機(jī)制中的的相互作用可能為逆轉(zhuǎn)卵巢癌耐藥提供新靶點(diǎn)。盡管在卵巢癌治療中基于抗PD-1/PD-L1抗體治療取得了成功，但檢查點(diǎn)抑制劑的臨床活性報(bào)告也只是有限的，目前公布的數(shù)據(jù)顯示僅10%～15%的復(fù)發(fā)或耐藥卵巢癌患者從中獲益[39]，故PD-1/PD-L1是否在卵巢癌化療耐藥中充當(dāng)關(guān)鍵靶點(diǎn)仍需要積累更多證據(jù)，而進(jìn)一步尋找其他預(yù)測因子來確定哪些患者將從免疫治療中獲益仍然是未來的研究方向。