光動力療法與PD-1/PD-L1 抑制劑聯(lián)合抗腫瘤治療的研究進展

于鑫 葉庭路

光動力療法（PDT）是一種以光敏劑、氧分子及光源為基礎(chǔ)的技術(shù)，近年來被廣泛用于腫瘤的治療，并顯示出良好的治療前景。免疫檢查點抑制劑（ICI）是近年來腫瘤免疫治療的重大進展之一。研究顯示，通過阻斷免疫檢查點的免疫治療能阻斷免疫抑制信號通路，并激活抗腫瘤免疫反應，從而對腫瘤組織進行識別和殺傷，顯示出良好的抗腫瘤免疫效應，成為抗腫瘤治療的重要輔助手段［1］。本文綜述2 種腫瘤輔助方法及其聯(lián)合治療在抗腫瘤治療中的研究進展。

一、免疫檢查點及其抑制療法

免疫檢查點分子是腫瘤和T 淋巴細胞表面抑制性受體的一個子集，可對抗T 淋巴細胞介導的殺傷從而逃避免疫識別，有利于腫瘤生長。常見的免疫檢查點受體有程序性細胞死亡受體-1（PD-1）及程序性細胞死亡蛋白配體-1（PD-L1）、細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)抗原4（CTLA-4）、吲哚胺2,3-雙加氧酶和淋巴細胞激活基因3 等［2］。PD 及其配體的免疫檢查點抑制療法通過抑制兩者的結(jié)合來提高宿主免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的攻擊性。研究顯示，通過ICI 抗PD-1 或抗CTLA-4 抗體阻斷PD-1或CTLA-4 可恢復T 淋巴細胞的殺瘤活性，并增強其抗腫瘤治療的效果［3］。

1. PD-1 與PD-L1

PD-1 基因于1992 年被發(fā)現(xiàn)，是一種在T 淋巴細胞雜交瘤和造血祖細胞系中上調(diào)的基因［4］。PD-1是一種由288 個氨基酸組成的I 型跨膜蛋白，由Ig超家族結(jié)構(gòu)域、約20 個氨基酸臂、跨膜結(jié)構(gòu)域和包含約95 個殘基的細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域組成，內(nèi)含基于免疫受體酪氨酸抑制基序和基于免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序。在T 淋巴細胞、B 淋巴細胞、自然殺傷T 細胞、樹突狀細胞（DC）和活化的單核細胞上，PD-1 表達為一種共抑制受體［5］。PD-1 的 2 個配體是PD-L1［B7 同源物1（B7-H1）、CD274］和PD-L2（B7-DC、CD273）。PD-L1 通常由活化細胞表達，包括 T 淋巴細胞、B 淋巴細胞、自然殺傷細胞、DC、單核細胞、巨噬細胞、活化的血管內(nèi)皮細胞、間充質(zhì)干細胞和培養(yǎng)的骨髓源性肥大細胞（BMMC）［6］。PD-L1 也在人類肺癌、卵巢癌、結(jié)腸癌和黑色素瘤中表達［7］。PD-1 與PD-L1 在激活的T淋巴細胞表面結(jié)合，使PD-1 中ITSM 結(jié)構(gòu)域的酪氨酸磷酸化，進而引起下游蛋白激酶Syk 和PI3K去磷酸化，抑制下游蛋白激酶B（AKT）、細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）等信號通路的活化，最終抑制T 淋巴細胞活化、細胞因子的轉(zhuǎn)錄和翻譯，負向調(diào)控T 淋巴細胞的活性。

2. ICI

大多數(shù)腫瘤通過中和抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)信號（如PD-1/PD-L1 和CTLA-4）來阻斷免疫細胞的細胞毒性，從而在宿主環(huán)境中生長。在過去的20 年里，一種被稱為ICI，又被稱為免疫檢查點阻斷（ICB）的治療方法被應用于減少或克服免疫檢查點的抑制性免疫調(diào)節(jié)作用，并已成功與各種癌癥的主線治療方法結(jié)合應用于臨床［8］。ICI 可間接強化抗腫瘤免疫反應，提升免疫治療效果。迄今為止，針對PD-1/PD-L1 和CTLA-4 的ICI 已經(jīng)改善了部分癌癥晚期患者的預后，尤其是黑色素瘤、腎癌、頭頸癌、膀胱癌和霍奇金淋巴瘤［2］。2018 年諾貝爾醫(yī)學獎獲得者James Allison 和Tasuku Honjo是ICI 概念的起源者，他們獲獎無疑是就ICB 對治療某些侵襲性癌癥（如轉(zhuǎn)移性黑色素瘤）取得巨大臨床進展的肯定。

二、PDT

PDT 是一種以光敏劑、氧分子及光源為基礎(chǔ)的治療方法。當光敏劑被靶組織吸收、代謝后，通過合適光源的激發(fā)，在有氧的情況下，通過一系列的光化學反應產(chǎn)生細胞毒性單線態(tài)氧（1O2）和活性氧（ ROS）殺傷腫瘤組織，從而達到治療目的［9］。PDT 可通過觸發(fā)信號級聯(lián)反應直接殺死腫瘤細胞，通過細胞凋亡、壞死、自噬和（或）細胞熱解導致細胞死亡［9］。PDT 介導的腫瘤相關(guān)脈管系統(tǒng)損傷會限制血液供應并引起缺氧，導致腫瘤細胞饑餓而破壞腫瘤［10］。此外，腫瘤細胞的破壞、損傷相關(guān)分子模式（DAMP）的激活、釋放，以及細胞碎片的產(chǎn)生，炎癥反應和免疫系統(tǒng)的激活，最終會產(chǎn)生全身的抗腫瘤效應，這也是抗腫瘤PDT疫苗概念的生理基礎(chǔ)［11］。

近年來，PDT 因具備高空間選擇性、低毒性作用及微創(chuàng)性的特點而廣受關(guān)注。但傳統(tǒng)的PDT因光源穿透深度有限，僅可用于直接可視的或借助光纖儀器可視的淺層腫瘤治療。隨著技術(shù)的發(fā)展，PDT 在治療深度方面有了新突破。應用上轉(zhuǎn)換納米粒子（UCNP）的光上轉(zhuǎn)化特性，可用穿透力更深的近紅外光作為入射光源，顯著增加PDT的穿透深度，從而治療更深層的腫瘤組織，這是PDT 技術(shù)發(fā)展的新方向之一［12-13］。

PDT 作為一種重要的光治療方法，已日漸成為繼手術(shù)、放射治療和化學治療之后治療腫瘤的第4 種微創(chuàng)療法。PDT 已被成功應用于治療多種皮膚惡性腫瘤、腦部腫瘤、消化系統(tǒng)腫瘤、乳腺癌、肺癌、膀胱癌、骨肉瘤等，從而確立了PDT在腫瘤臨床治療中的作用［14］。PDT 分為腫瘤靶向、血管靶向和微生物靶向3 種治療類型，其中微生物靶向是未來拓展PDT 應用的重點領(lǐng)域。研發(fā)集診斷、治療和監(jiān)測功能于一體的新型納米光敏劑更是未來的首要任務。同時，PDT 與其他腫瘤療法協(xié)同治療，有利于彌補各自缺點，實現(xiàn)不同療法之間的優(yōu)勢互補。

三、ICI 與 PDT 聯(lián)合的抗腫瘤效應

隨著對聯(lián)合抗腫瘤方案的日益重視，近年來有研究者將ICI 與PDT 聯(lián)合開展抗腫瘤輔助治療，在乳腺癌、結(jié)腸癌、腎癌、肺癌和皮膚癌等腫瘤動物模型研究中獲得初步成效［15-16］。聯(lián)合方案的治療效果可能是通過增強DC 的成熟度和浸潤CD8+T淋巴細胞，以及增加IFN-γ、IL-6 和TNF-α 水平來實現(xiàn)的［17］。目前聯(lián)合使用ICI 與PDT 的臨床研究甚少，僅有少量病例報道和一項在ClinicalTrials.gov上查詢到的正在進行的臨床試驗。

1. 乳腺癌

Gao 等［18］開發(fā)的酞菁染料標記的近紅外熒光探針DSAB-HK 可以通過靶向在腫瘤細胞表面特異性表達的整合素αvβ6來特異性識別皮下腫瘤病變。在光刺激下，體外和體內(nèi)均能觀察到 DSABHK 介導的PDT 的熒光強度高表達的效果。在構(gòu)建的4T1 乳腺腫瘤小鼠模型實驗中觀察到，與對照組、PDT 處理組、PD-1 抑制處理組相比，PDT 聯(lián)合PD-1 處理可顯著減緩腫瘤的生長，延長小鼠的生存期。此外，腫瘤靶向 PDT 和ICI 不僅能抑制腫瘤的生長，對腫瘤的轉(zhuǎn)移也有抑制作用。Zhang等［17］發(fā)現(xiàn)，靶向PD-1/PD-L1 通路的小分子納米抑制劑（BMS202 PD-1/PD-L1 抑制劑）介導的ICI 與PDT 在治療乳腺癌時具有協(xié)同作用，可使原發(fā)腫瘤消退，減少肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生率。Muchowicz 等［19］將PD-L1 抑制劑與維替泊芬介導的PDT 相聯(lián)合，在4T1 乳腺腫瘤小鼠模型實驗中證實兩者可通過破壞腫瘤相關(guān)淋巴管消退原發(fā)腫瘤。

2. 結(jié)直腸癌

Yuan 等（2018 年）的研究顯示，采用660 nm近紅外激光激發(fā)的mTHPC@VeC/T-RGD 光敏劑納米粒子可以直接殺死原發(fā)性腫瘤細胞（結(jié)腸腺癌細胞），并可以刺激全身免疫反應。由于缺氧誘導的低氧誘導因子-1α 表達介導腫瘤（結(jié)腸腺癌細胞）PD-L1 的上調(diào)，PDT 治療和抗PD-L1 檢查點阻斷的組合有效地抑制了局部腫瘤和遠處腫瘤的生長，并通過增強CD8+T 淋巴細胞應答進一步避免接受治療后的小鼠腫瘤復發(fā)。Li 等（2018 年）通過建立結(jié)腸癌小鼠模型，發(fā)現(xiàn)EGRF-CPIGE 靶向PDT與PD-L1 單抗免疫療法顯示出協(xié)同治療效果，并防止了腫瘤的復發(fā)。因此，這種策略可能通過提升對抗PD-L1 免疫檢查點療法有效的結(jié)直腸癌患者的治療有效率，提高臨床獲益度。

3.惡性黑色素瘤

Guzik 等（2017 年）的研究顯示，ICI 在黑色素瘤治療中的成功極大地改變了難治性晚期黑色素瘤的治療前景。Hwang 等（2020 年）采用PDT和鞭毛蛋白輔助的腫瘤特異性肽疫苗接種的組合方式來處理B16-F10 黑色素瘤小鼠模型，發(fā)現(xiàn)該組合能有效誘導肽腫瘤抗原特異性IFN-γ 分泌物的全身和局部反應，并增加了效應記憶CD8+T 淋巴細胞的積累，進一步增強了PD-1 阻斷治療效果。通過添加PD-1 抗體，PDT + FlaB-Vax 處理的動物存活率顯著提高。PDT + FlaB-Vax 治療能有效抑制腫瘤生長，并適度延長生存期。PD-1 阻斷對PDT+FlaB-Vax 聯(lián)合治療能顯著延長實驗動物生存期；與對照組相比，PDT 和FlaB-Vax 組CD4+T 淋巴細胞上的PD-1 表達顯著增加。但研究者發(fā)現(xiàn)經(jīng)聯(lián)合處理的腫瘤在一段時間后復發(fā)，表明PD-1 抗體介導的腫瘤抑制可能不是不可逆的，主要取決于抗體藥物的半衰期。

4. 腎細胞癌

Motzer 等（2015 年）的研究顯示，靶向PD-1腫瘤逃逸通路的ICI 對晚期腎細胞癌具有一定的活性，在曾接受過治療的患者中，應答率約為25%。Taube 等（2014 年）將PD-1 通路抑制劑的使用擴大到早期病程，當全身性疾病負擔較低時，可能為復發(fā)風險高的患者提供更大的益處。腫瘤表達PD-L1 常與腫瘤浸潤淋巴細胞有關(guān)，這表明正在進行的抗腫瘤反應有可能被抗 PD-1 通路藥物調(diào)節(jié)。O’Shaughnessy 等（2018 年）證實在腎細胞癌原位模型中用VTP 調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境會增加其對PD-1/PD-L1 通路抑制的易感性，并發(fā)現(xiàn)聯(lián)合使用VTP和全身PD-1 通路抑制劑對治療腎癌的作用，該作用在原發(fā)性腫瘤和轉(zhuǎn)移灶中均有效，此療法可誘導原發(fā)性腎腫瘤和肺轉(zhuǎn)移瘤的消退，延長患者的生存期。

5. 其他惡性腫瘤

Kametani 等（2019 年）的研究表明，與體外和體內(nèi)PD-L1 抑制劑或肽單獨使用相比，將基于肽的疫苗與PD-1/ PD-L1 阻斷結(jié)合的抗腫瘤效果得到改善。Wang 等（2021 年）將UCNP 技術(shù)應用于PDT 與ICD 和肽疫苗增強的ICI 免疫治療，發(fā)現(xiàn)在原位脊柱轉(zhuǎn)移瘤模型中，這種聯(lián)合處理能有效治療轉(zhuǎn)移性脊柱腫瘤。ICI 與PDT 聯(lián)合應用目前僅有少量臨床病例報道。一項正在進行的涉及ICI + PDT 的PDT 臨床試驗（NCT04400539）顯示，肺癌患者（間皮瘤）將接受胸腔內(nèi)PDT 聯(lián)合注射Nivolumab（抗 PD-1），初步治療效果良好。Santos等（2018 年）報道1 例晚期頭頸部鱗癌患者，其在接受手術(shù)、外照射放射治療和多源放射線全身治療后病情仍進展，在接受了 Redaporfin PDT 和ICI 納武單抗（Nivolumab）治療后完全治愈。

四、小 結(jié)

雖然目前ICI 的單克隆抗體策略僅在一小部分患者中出現(xiàn)腫瘤反應，但是ICI 聯(lián)合PDT 的治療策略有助于原發(fā)性腫瘤的治療，并能抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移。納米技術(shù)、新型光敏劑、光源技術(shù)、新的免疫抑制劑的聯(lián)合應用，使腫瘤特異性靶向治療成為可能。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，ICI 與PDT 的聯(lián)合應用必將使惡性腫瘤的治療水平上升至更高層次，為人類的健康做出更大的貢獻。