抗P D-1通路在腫瘤治療中的研究進展

趙玲娣綜述 高全立 審校

鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院河南省腫瘤醫(yī)院，鄭州 450008

1 P D-1及其配體的功能

生物免疫治療已成為腫瘤治療的第四大治療模式。作為負(fù)性免疫調(diào)節(jié)因子的PD-1，在腫瘤細胞免疫逃逸過程中發(fā)揮著重要作用，其分子功能、表達水平與腫瘤的治療和患者的預(yù)后密切相關(guān)（圖1）。目前，臨床主要應(yīng)用針對PD-1及其配體的單克隆抗體類藥物治療惡性腫瘤，通過它們可增強T細胞活性的作用來達到治療腫瘤的目的。

1.1 PD-1的表達和功能

PD-1表達于活化T細胞、耗竭T細胞、活化B細胞、自然殺傷（natural killer，NK）細胞、樹突狀細胞（dendritic cells，DC）及活化的單核細胞中[2-3]。PD-1有兩個主要的配體，PD-L1（B7-H1）和PD-L2（B7-DC）[4-5]。PD-1在胞質(zhì)內(nèi)具有免疫受體酪氨酸抑制基序和轉(zhuǎn)換基序，磷酸化酶與這些基序結(jié)合后可引起PD-1介導(dǎo)的免疫抑制[2]。PD-1通過其配體PD-L1或PD-L2來抑制T細胞受體（T cell receptor，TCR）信號，下調(diào)免疫刺激性細胞因子的分泌和生存蛋白的表達，以及上調(diào)免疫抑制細胞因子白細胞介素10的分泌。多種腫瘤細胞都表達PD-L1[6]，抗PD-L1的抗體通過阻斷腫瘤細胞中PD-L1與T細胞PD-1的結(jié)合，阻斷其對T細胞的抑制，從而發(fā)揮治療作用。

1.2 PD-L 1的表達和功能

盡管幾乎所有人類組織中均存在PD-L1 mRNA的低表達[6]，但PD-L1蛋白的固有表達僅局限于器官內(nèi)特定類型的巨噬細胞中[7]。在炎性介質(zhì)尤其是干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）的刺激下，多種細胞可表達PD-L1，IFN-γ誘導(dǎo)的PD-L1表達在腫瘤微環(huán)境中具有重要作用[7-8]。研究表明PDL1的轉(zhuǎn)錄受信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）及c-Jun的控制[9]。有關(guān)黑色素瘤標(biāo)本中PD-L1表達檢測的研究表明，作為其對腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor-infiltrating lymphocytes，TIL）“適應(yīng)性免疫耐受”機制，腫瘤細胞通過表達PD-L1以逃脫TIL對其的殺傷作用。除了PD-1外，PD-L1還可與B7-1（CD80）相互作用并降低T細胞活化因子和細胞因子的表達[10]，因此，抗PD-L1的抗體可以阻斷PD1和CD80的作用。

1.3 PD-L 2的表達和功能

PD-L2在人單核細胞、髓樣DC及部分非造血組織甚至肺中存在低表達[11-12]。髓樣DC上PD-L2的表達可被白細胞介素4、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF）、IFN-γ及TLR激動劑誘導(dǎo)，活化T細胞也可表達PD-L2[13-14]。腫瘤微環(huán)境中的細胞因子環(huán)境通常有利于Th2細胞的發(fā)育與分化，這一微環(huán)境影響PD-L的表達[14]。PD-L2除通過與PD-1結(jié)合阻斷TCR信號通路外，還可逆轉(zhuǎn)進入抗原遞呈細胞（antigen presenting cell，APC）的信號，減少促炎介質(zhì)的產(chǎn)生。盡管目前認(rèn)為PD-L1是介導(dǎo)PD-1相關(guān)免疫調(diào)節(jié)的主要配體，但PD-1與PDL2的親和力是PD-1與PD-L1親和力的2～6倍[15]，PD-L1和PD-L2具有競爭性結(jié)合PD-1的作用。

部分實體瘤及淋巴系統(tǒng)腫瘤組織存在PD-L2表達，腫瘤組織中存在表達PD-L2的細胞是食管癌患者的不良預(yù)后因素，腫瘤相關(guān)的成纖維細胞也表達PD-L2。這些細胞的出現(xiàn)會影響抗PD-1抗體治療的臨床療效[16]。

2 抗P D-1治療在腫瘤治療中的研究

2.1 臨床前研究

抗 PD-1（BMS-936558/nivolumab）和抗 PD-L1（BMS936559）是人源化IgG4型單克隆抗體。在抗原肽致敏的T細胞和APC的共培養(yǎng)體系中，Nivolumab可使T細胞增殖加快、1型和2型細胞因子產(chǎn)量增多、擴增的細胞毒性T淋巴細胞（cytotoxic lymphocyte，CTL）的識別能力提高、CTL殺傷腫瘤細胞的能力增強[17]。與單一制劑相比，抗PD-1單抗和分泌GM-CSF的腫瘤細胞疫苗治療黑色素瘤或結(jié)腸癌荷瘤小鼠，可延長其生存期，這種生存期的延長與抗原特異性T細胞反應(yīng)的產(chǎn)生、炎性介質(zhì)生成的增多及腫瘤微環(huán)境中CTL功能的持續(xù)存在相關(guān)[18]。聯(lián)合阻斷PD-1和淋巴細胞活化基因-3具有協(xié)同作用，應(yīng)用這兩種制劑治療可使70%～80%荷瘤小鼠的腫瘤獲得根治。

目前還有其他抗PD-1制劑，例如，人源化抗PD-1的IgG4型單克隆抗體lambrolizumab（MK-3475）和抗PD-L1的單克隆抗體MPDL3280A。

2.2 臨床研究

22..2.1 nivolumab umab nivolumab是第一個人源化抗PD-1的單克隆抗體。2012年，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上的一項Ⅰ期臨床試驗研究公布了該藥的結(jié)果[19]。該項研究共入組296例其他方案治療失敗的患者，其中236例患者可評估療效，客觀有效率（objective response rate，ORR）為18%～28%，其中黑色素瘤患者的ORR為28%，腎癌患者的ORR為27%，這兩種患者中分別有6%和27%的患者疾病穩(wěn)定。全組中有20例患者的疾病緩解時間超過1年。

nivolumab的另一個特點是對肺癌具有臨床活性。在上述臨床試驗中，經(jīng)化療和分子靶向治療失敗的肺癌患者的ORR達18%，其中7%的患者的疾病穩(wěn)定狀態(tài)達到或超過24周。55%的患者此前已接受了至少三線治療。需要注意的是，nivolumab似乎對鱗癌更有效，鱗癌患者的ORR為33%，而非鱗癌患者的ORR僅為12%。

在應(yīng)用nivolumab治療的296例患者中，最常見的不良反應(yīng)有疲乏、皮疹、腹瀉、瘙癢、惡心、食欲缺乏、血紅蛋白含量下降及發(fā)熱。3～4級治療相關(guān)性不良事件的發(fā)生率在各劑量組中均相似。免疫相關(guān)不良反應(yīng)除了肺炎之外，還包括白癜風(fēng)、結(jié)腸炎、肝炎、垂體炎和甲狀腺炎。盡管已采取了早期識別、積極治療肺炎等治療不良反應(yīng)的措施，但仍有3例患者死于肺炎。

最近，nivolumab的研發(fā)公司宣布：在一項黑色素瘤的Ⅲ期臨床試驗中，因其明顯延長患者的總生存期而被提前終止試驗（NCT02142218）。2014年7月初，日本批準(zhǔn)nivolumab上市銷售。

2.2..22 lambrolizumab umab lambrolizumab是一種人源化的抗PD-1的IgG4型單克隆抗體，2013年《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表了該藥的Ⅰ期臨床研究結(jié)果[20]。研究表明135例晚期黑色素瘤患者的ORR為44%，而77%的患者出現(xiàn)了腫瘤負(fù)荷下降；在中位隨訪11個月時，患者尚未達到中位緩解期，有81%的緩解患者在文章發(fā)表時仍處于緩解狀態(tài)。目前，lambrolizumab已在肺癌、腎癌、骨髓瘤、抗Her-2治療失敗的Her-2陽性乳腺癌及血液系統(tǒng)腫瘤中進行臨床研究，正在開展的8項Ⅲ期臨床試驗已募集到3000例患者。2014年5月6日，美國食品與藥品監(jiān)督管理局通過優(yōu)先審批程序批準(zhǔn)lambrolizumab用于治療轉(zhuǎn)移性或無法手術(shù)的、且之前采用ipilimumab治療后仍有進展的黑色素瘤患者。

在該項試驗中，有79%的患者出現(xiàn)與lambrolizumab相關(guān)的不良反應(yīng)，包括疲乏無力（30%）、肌痛（12%）、頭痛（10%）、咳嗽（8%）、發(fā)熱（7%）、肺炎（4%）、食欲缺乏（4%），21%的患者出現(xiàn)皮疹和瘙癢（其中1%的患者為3～4度瘙癢，2%的患者為3～4度皮疹），9%的患者出現(xiàn)lambrolizumab相關(guān)性白癜風(fēng)。這些不良反應(yīng)通常是與免疫相關(guān)的炎癥反應(yīng)或自身免疫性疾病。治療相關(guān)性肺炎的發(fā)生率為4%，均為1～2度。2例患者出現(xiàn)3度腎衰竭，均為免疫介導(dǎo)的腎衰竭，停用該藥和應(yīng)用糖皮質(zhì)激素治療后即好轉(zhuǎn)。盡管腹瀉發(fā)生率高達20%，但僅有1例患者表現(xiàn)為3度腹瀉，經(jīng)對癥治療后腹瀉即停止。有8%的患者出現(xiàn)甲狀腺功能低下，接受甲狀腺素替代治療有效。其中1例患者出現(xiàn)3度甲狀腺功能低下及2度腎上腺功能不全，接受常規(guī)治療有效。

2.2..33 BMS-BMS-93655936559 BMS-936559是一種抗PDL1的單克隆抗體。一項使用該藥的Ⅰ期臨床研究[21]入組207例晚期實體瘤，其中非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）患者75例，黑色素瘤患者55例，結(jié)直腸癌患者18例，卵巢癌患者17例，腎細胞癌患者17例，胰腺癌患者14例，胃癌患者7例及乳腺癌患者4例，共160例患者的療效可評價。NSCLC患者中，3 mg/kg組和10 mg/kg組患者的有效率分別為8%和16%。黑色素瘤患者中，1 mg/kg組、3 mg/kg組和10 mg/kg組患者的有效率分別為6%、29%和19%，其中有3例患者獲得完全緩解，27%的患者緩解期超過半年。卵巢癌患者中，1例患者獲得部分緩解，3例患者的疾病穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)半年。腎癌患者中，2例患者獲得部分緩解（緩解期分別為4個月和17個月），7例患者的疾病穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)超過半年。

在207例患者中，23例（11%）患者因藥物不良反應(yīng)停藥，其中研究者認(rèn)為與治療相關(guān)的有12例。所有不良反應(yīng)的發(fā)生率為91%，最常見的不良反應(yīng)有疲乏、輸液反應(yīng)、腹瀉、肌肉疼痛、皮疹、惡心、瘙癢及頭痛。3～4度不良反應(yīng)的發(fā)生率為9%。需要注意的是，潛在的免疫相關(guān)不良反應(yīng)發(fā)生率為39%，包括皮疹、甲狀腺功能低下和肝炎。這些不良反應(yīng)通常為1～2度，進行停藥干預(yù)可以控制。

2.2..44 MPDL MPDL32803280A A 腫瘤細胞可通過表達PD-L1蛋白來欺騙機體免疫系統(tǒng)中的T細胞，使之保持失活（inactive）狀態(tài)。MPDL3280A是另一種抗PD-L1的單克隆抗體，以腫瘤細胞上的PD-L1蛋白為靶標(biāo)，使T細胞恢復(fù)對腫瘤細胞的識別，并更有效地攻擊癌細胞。2014年，美國臨床腫瘤學(xué)會年會上公布了MPDL3280A的Ⅰ期臨床研究數(shù)據(jù)[22]。該項單臂、多中心、開放性研究共納入68例既往治療失敗的轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌患者，其中30例為PD-L1陽性。結(jié)果表明，經(jīng)MPDL3280A治療后，隨訪6周有43%（13/30例）的患者的腫瘤體積顯著縮小，隨訪12周時患者的ORR為52%（13/25例）。研究中，不良反應(yīng)的發(fā)生率與既往報道一致，患者耐受性良好。盡管MPDL3280A相關(guān)的臨床試驗仍處于早期階段，但其已被認(rèn)為是最有前途的新一代免疫治療藥物之一。

2.2..55 nivolumab umab聯(lián)合利匹單抗 Wolchok等[23]應(yīng)用nivolumab聯(lián)合利匹單抗治療86例轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者。其中53例患者同期接受nivolumab和利匹單抗治療，其ORR為40%，臨床獲益率達65%；另外33例患者序貫接受nivolumab和利匹單抗治療，其ORR為20%，臨床獲益率達43%。nivolumab 1 mg/kg組和利匹單抗3 mg/kg組患者的療效最好，ORR達53%，完全緩解率達18%；所有達ORR的患者腫瘤縮小程度均在80%以上，而治療相關(guān)不良反應(yīng)與既往報道的單藥不良反應(yīng)相似，未出現(xiàn)新的不良反應(yīng)。這是黑色素瘤治療史上的一個巨大進步，為轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者帶來治愈的希望。

3 預(yù)測抗P D-1治療療效的標(biāo)志物

抗PD-1單抗nivolumab的Ⅰ期臨床研究結(jié)果令人振奮，Topalian等[19]分析影響nivolumab臨床療效的標(biāo)志物時發(fā)現(xiàn)，治療前腫瘤組織中PD-L1的表達情況與該藥的臨床療效相關(guān)。對42份治療前腫瘤標(biāo)本進行的免疫組化分析結(jié)果提示：25例PD-L1陽性腫瘤患者中，9例獲得臨床緩解；而17例PD-L1陰性患者中則無人獲得緩解。盡管腫瘤DNA中反映突變的標(biāo)志物通常相對固定，但腫瘤表達PD-L1是一個動態(tài)過程，其表達根據(jù)腫瘤微環(huán)境的改變而改變[24]。因此，雖然在部分患者中PD-L1表達具有預(yù)測作用，但仍需進行前瞻性臨床研究對其進一步探討。

TIL上PD-1的表達通常反映T細胞的功能失常或耗竭，已有報道其與腎細胞癌、肝細胞癌及晚期黑色素瘤患者的預(yù)后差相關(guān)[25]。另外，在多種腫瘤（包括NSCLC、肝細胞癌、黑色素瘤）中，PDL1的表達也提示預(yù)后不良。與該報道相同的是，最近有兩篇報道支持腫瘤組織中PD-L1的表達與患者從免疫治療（尤其是針對PD-1的免疫靶向治療）獲益及預(yù)后的改善相關(guān)[19,26]。

PD-L1在腫瘤細胞中的定位也與預(yù)后相關(guān)[26]。目前尚無關(guān)于胞質(zhì)內(nèi)PD-L1表達與患者對免疫治療反應(yīng)的報道，可能原因是靶向PD-L1的治療僅可阻斷細胞表面的PD-1分子。目前的研究不僅能檢測細胞表面PD-L1并預(yù)測其與患者預(yù)后及與免疫治療療效之間的關(guān)系，同時也能檢測胞質(zhì)PD-L1的表達并預(yù)測其與免疫治療療效及與預(yù)后之間的關(guān)系[19，24]。由于PD-1的下游信號僅在其與PD-L1結(jié)合后才被啟動，因此，研究者普遍認(rèn)為，胞膜PD-L1是其功能的主要執(zhí)行者，腫瘤患者中腫瘤細胞上PD-L1及TIL胞膜上PD-1的表達與患者預(yù)后之間的相關(guān)性為靶向PD-1信號途徑治療提供了強有力的證據(jù)。

除腫瘤細胞中PD-L1的表達情況影響靶向PD-1治療的療效外，2014年美國臨床腫瘤學(xué)會年會上，Dong等[27]還報道了致凋亡蛋白Bim表達與免疫治療的作用，其用流式細胞技術(shù)分析了26例轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者、11例轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者及健康人的外周血CD8+T細胞，并采用酶聯(lián)免疫吸附測定法檢測患者血中可溶性PD-L1。研究結(jié)果表明，PD-1陽性及CD11a高表達的CD8+T細胞是一組獨立的效應(yīng)細胞群，可用于腫瘤患者的靶向治療；CD8+T細胞高表達Bim可作為抗PD-1治療的標(biāo)志物，可能有助于挑選從靶向PD-1信號途徑治療獲益的患者。另有研究報道[28]，基線腫瘤負(fù)荷是預(yù)測lambrolizumab治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤療效的強有力的指標(biāo)。

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