PD-1 及其配體PD-L1 與乳腺癌的研究進(jìn)展

張艷珍， 胡蝶， 鄭瑞， 章健， 浦春

（皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院檢驗(yàn)科， 安徽 蕪湖241001）

2018 年全球癌癥統(tǒng)計(jì)， 乳腺癌的發(fā)病率和死亡率均居女性癌癥發(fā)病和死亡的首位［1］。 在中國，女性最常見的癌癥是乳腺癌， 其次是肺癌、 結(jié)直腸癌、 甲狀腺癌及胃癌［2］。 乳腺癌的5 年、 10 年和15 年相對生存率分別為89%、 83%和78%［3］。乳腺癌可分為三種主要的臨床相關(guān)亞型， 分別是管腔型， 表達(dá)雌激素受體（ER） 和／或孕激素受體（PR）； 人表皮生長因子受體-2＋（HER-2＋）；以及三重陰性， 即缺乏ER、 PR 和HER-2 的表達(dá)［4］。 傳統(tǒng)上， 乳腺癌并不被認(rèn)為是一種特殊的免疫原性腫瘤。 然而， 最近的研究表明， 一些侵襲性三陰性乳腺癌（TNBC） 具有免疫原性， 對化療有抵抗力， 預(yù)后不良［5］。 程序性死亡因子1（PD-1） 及其配體（PD-L1） 在生理上調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的活動， 以限制過度的炎癥過程， 從而防止正常組織損傷。 腫瘤細(xì)胞通過這種途徑逃避宿主的免疫監(jiān)視， 使其成為相關(guān)的治療靶點(diǎn)［6］。盡管現(xiàn)在PD-1／PD-L1 在乳腺癌等實(shí)體腫瘤相關(guān)臨床療效方面取得了一定的成果， 但仍不完善；目前還是腫瘤免疫治療的研究熱點(diǎn)。 本文將圍繞PD-1／PD-L1 在乳腺癌中相關(guān)表達(dá)， 免疫檢查點(diǎn)阻斷， 免疫治療臨床研究進(jìn)展及PD-L1 實(shí)驗(yàn)室檢測臨床應(yīng)用作一綜述。

1 PD-1／PD-L1 的生物學(xué)特征

抑制性受體PD-1 （CD279） 于1992 年在Tasuku Honjo （2018 年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎獲得者之一） 實(shí)驗(yàn)室被發(fā)現(xiàn)［7］。 PD-1 和PD-L1 （又稱B7-H1 或CD274） 均為Ⅰ型跨膜蛋白， 屬于免疫球蛋白（Ig） 超家族。 PD-1 的結(jié)構(gòu)主要包括免疫球蛋白可變區(qū)（IgV） 樣胞外結(jié)構(gòu)、 疏水的跨膜區(qū)和包含兩個酪氨酸信號基序的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)［8］。PD-L1 含有IgV 和免疫球蛋白恒定區(qū)（IgC） 樣胞外結(jié)構(gòu)域、 跨膜區(qū)和不含典型信號基序的短細(xì)胞質(zhì)尾［9］。 PD-1 廣泛表達(dá)于活化的CD4＋、 CD8＋T細(xì)胞、 CD4＋調(diào)節(jié)性T （regulatory T cell， Treg） 細(xì)胞、 B 細(xì)胞和NK 細(xì)胞， 其主要功能是通過抑制T淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞的活化維持正常的自身免疫系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)［10］。 PD-1 的配體包括PD-L1 和PD-L2 （又稱B7-DC 或CD273）。 PD-L1 在正常健康組織和惡性細(xì)胞中廣泛表達(dá)， 而PD-L2 主要由抗原提呈細(xì)胞表達(dá)［11］。 PD-L1 與PD-1 的結(jié)合導(dǎo)致T 細(xì)胞活化和效應(yīng)器功能的抑制， 其介導(dǎo)機(jī)制是酪氨酸磷酸酶向免疫突觸的募集， 從而擾亂T細(xì)胞受體信號傳導(dǎo)［12］。

PD-L1 是兩種已知的PD-1 配體最佳表征，它可以通過腫瘤細(xì)胞、 T 和B 細(xì)胞、 巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞表達(dá)［13］。 PD-L1 和PD-1 是參與免疫調(diào)節(jié)的PD 通路的關(guān)鍵成員。 PD-L1 與PD-1 相互作用誘導(dǎo)T 細(xì)胞抑制。 因此， PD-L1／PD-1 通路已成為免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)［14］。 腫瘤細(xì)胞可以通過常見的致癌信號途徑激活PD-L1的表達(dá)。 有研究顯示PD-1／PD-L1 途徑是癌細(xì)胞參與免疫逃避的途徑［15］。

2 PD-1／PD-L1 在腫瘤中表達(dá)

在乳腺癌中， PD-L1 在不同亞型中的表達(dá)差異很大。 PD-L1 的表達(dá)在管腔A 型腫瘤中最低（3%～33%）， 在HER2 富集型腫瘤中居中（20%～34%）， 在 基 底 樣或TNBC 中 最 高 （20% ～60%）［16］。 而一些化療藥物如紫杉醇已被證明可誘導(dǎo)PD-L1 的表達(dá)［17］。 Muenst 等［18］首次證實(shí)PDL1 表達(dá)與乳腺癌預(yù)后不良相關(guān)。

TNBC 的高侵襲性與不良預(yù)后不同于其他亞型， 是由于血管內(nèi)皮生長因子（VEGF） 和其他促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長和遷移的分子的高表達(dá)， 以及含有大量腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞 （tumor infiltrating lymphocyte， TIL） 和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumorassociated macrophage， TAM）［19］。 有 研 究 表 明，TAM 正逐漸成為抗PD-1 和其配體（PD-L1） 藥物活性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑［20］。 TAM 可以通過Janus 激酶／信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子3 （JAK／STAT3） 和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K） ／AKT 信號途徑分泌干擾素-γ （IFN-γ） 誘導(dǎo)PD-L1 的表達(dá)［21］。 而轉(zhuǎn)化生長因子-β （TGF-β） 還可以通過誘導(dǎo)TAM 向M2 表型的極化增加其抑制活性， 并誘導(dǎo)PD-L1的上調(diào)， 從而導(dǎo)致腫瘤逃逸［22］。

有研究表明， PD-1 或其配體PD-L1 在腫瘤中的表達(dá)被認(rèn)為是一種抑制性和／或耗盡性的免疫環(huán)境， 允許腫瘤逃避免疫介導(dǎo)的殺傷［23］。 PD-1陽性的免疫環(huán)境有助于癌癥的發(fā)生［24］。 在乳腺癌中， PD-1 陽性TIL 的存在與乳腺癌的侵襲性腫瘤、 HER2＋狀態(tài)和患者生存率低有關(guān)［25］。 Yeong等［26］研究發(fā)現(xiàn)， PD-1＋免疫浸潤、 腫瘤細(xì)胞的PD-L1 表達(dá)和相關(guān)基因的表達(dá)與TNBC 的臨床療效的改善呈正相關(guān)。 Dill 等［27］研究發(fā)現(xiàn)， 腫瘤細(xì)胞和免疫浸潤的PD-L1 表達(dá)在同一腫瘤內(nèi)不同部位的不同核心部位是不同的， 這表明單個活檢可能不能代表整個PD-L1 狀態(tài)， 進(jìn)一步研究腫瘤和免疫基質(zhì)PD-L1 表達(dá)水平與PD-L1 抑制的臨床反應(yīng)之間的關(guān)系將是至關(guān)重要的， 尤其是在激素受體陰性的高級別腫瘤中。

3 乳腺癌腫瘤微環(huán)境

乳腺癌腫瘤微環(huán)境包括淋巴細(xì)胞、 巨噬細(xì)胞等浸潤性炎性細(xì)胞。 其中， CD8＋T 淋巴細(xì)胞對腫瘤適應(yīng)性免疫至關(guān)重要［28］。 三級淋巴結(jié)構(gòu)是非淋巴組織在持續(xù)刺激下產(chǎn)生適應(yīng)性免疫反應(yīng)的重要功能臨時位點(diǎn)， 結(jié)構(gòu)上與次級淋巴器官類似， 其產(chǎn)生需要趨化因子的作用［29］。 在乳腺癌腫瘤微環(huán)境中， PD-1／PD-L1 的表達(dá)情況參見文獻(xiàn)［30］。

髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells， MDSCs） 是一類在腫瘤微環(huán)境中抑制T 細(xì)胞活性的異質(zhì)性髓系細(xì)胞［31］。 MDSCs 在B 細(xì)胞的增殖、 凋亡、 分泌抗體和細(xì)胞因子等免疫功能中也發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。 Shen 等［32］研究表明，MDSCs 的存在降低了PD-1 的免疫檢查點(diǎn)分子百分比， 同時增加了PD-L1 的表達(dá)， 進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)乳腺癌腫瘤微環(huán)境中MDSCs 誘導(dǎo)的PD-1-PD-L1＋細(xì)胞亞群具有免疫抑制作用， 證明了PD-1 和PD-L1 對B 細(xì)胞的調(diào)節(jié)可能是免疫治療的重要靶點(diǎn)。

多聚ADP-核糖聚合酶（PARP） 通過誘導(dǎo)自身和其他靶蛋白的多聚ADP-核糖基化參與DNA堿基切除修復(fù)［33］。 PARP 抑制劑（PARPI） 可通過上調(diào)PD-L1 在乳腺癌細(xì)胞系和動物模型中的表達(dá)來調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境， 阻斷PD-L1 的抗體可使PARPI 處理的癌細(xì)胞對T 細(xì)胞殺傷重新敏感而減弱抗癌免疫， PARPI 和抗PD-L1 的聯(lián)合治療與單獨(dú)使用兩種藥物相比顯著提高治療效果［34］。

IFN-γ 是一種在腫瘤微環(huán)境中具有拮抗作用的多效性細(xì)胞因子。 來自于T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞的IFN-γ具有抗腫瘤作用， 而IFN-γ 水平的增加則誘導(dǎo)免疫抑制因子如吲哚胺2， 3 - 雙加氧酶（indoleamine 2， 3-dioxyenase， IDO） 和PD-L1 的產(chǎn)生， 可能提供免疫逃逸機(jī)制并促進(jìn)腫瘤生長［35］。

4 乳腺癌免疫檢查點(diǎn)阻斷

PD-1 是活化T 細(xì)胞表達(dá)的抑制性免疫檢查點(diǎn)受體， 與腫瘤微環(huán)境中癌細(xì)胞或免疫抑制細(xì)胞表達(dá)的免疫抑制信號PD-L1 結(jié)合， 是腫瘤免疫逃逸的驅(qū)動機(jī)制之一［36］。 新的免疫檢查點(diǎn)阻斷策略正在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評估， 包括針對淋巴細(xì)胞活化基因3 （lymphocyte activation gene 3， LAG-3） 檢查點(diǎn)， 單獨(dú)或與PD-1／PD-L1 阻斷聯(lián)合使用。Burugu等［37］研究發(fā)現(xiàn)， 有50%以上的PD-1＋或PD-L1＋浸潤的乳腺癌同時又有LAG-3＋浸潤。 PD-1／PD-L1 陽性腫瘤與LAG-3 陽性之間的強(qiáng)相關(guān)性，正在一些轉(zhuǎn)移性腫瘤的臨床試驗(yàn)進(jìn)行評估， 這表明針對這些免疫檢查點(diǎn)標(biāo)志物聯(lián)合治療具有潛在價值［38］。 有研究顯示LAG-3 是活化T 淋巴細(xì)胞表達(dá)的細(xì)胞受體， 與T 細(xì)胞衰竭有關(guān)［39］。 臨床前數(shù)據(jù)表明， LAG-3 阻斷釋放T 細(xì)胞效應(yīng)器功能， 并與其他免疫檢查點(diǎn)抑制劑如抗PD-1 協(xié)同作用［40］。有研究者發(fā)現(xiàn)美國食品藥品管理局 （Food and Drug Administration， FDA） 批準(zhǔn)的抗PD-L1 抗體，即阿替唑珠單抗（Atezolizumab， ATE） 與可上調(diào)PD-L1 細(xì)胞表面表達(dá)或最小化PD-L1 降解的化療化合物相結(jié)合， 可協(xié)同增強(qiáng)T 細(xì)胞介導(dǎo)TNBC 腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性［41］。

微衛(wèi)星不穩(wěn)定性 （microsatellite instability，MSI） 是由錯配修復(fù)（mismatch repair， MMR） 基因缺陷引起的一種表型。 研究顯示高頻微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI-H） 腫瘤對PD-1、 PD-L1 等免疫檢測點(diǎn)蛋白有明顯的上調(diào)作用， 對免疫檢查點(diǎn)阻斷具有敏感性［42］。 一種抗PD-1 免疫檢查點(diǎn)抑制劑，pembrolizumab， 2017 年5 月被FDA 批準(zhǔn)用于治療MSI-H 或MMR 缺陷的不可切除或轉(zhuǎn)移性腫瘤［43］。

5 免疫治療應(yīng)用價值

抗CTLA-4、 抗PD-1 和抗PD-L1 抗體被FDA 和歐洲藥品管理局 （European Medicines Agency， EMA） 批準(zhǔn)用于治療廣泛的腫瘤疾病，在早期和晚期情況下， 它們能引起持久的臨床反應(yīng)［44］。 抗PD-L1 藥物ATE 聯(lián)合納米顆粒白蛋白結(jié)合型紫杉醇化療已被批準(zhǔn)用于PD-L1 陽性腫瘤轉(zhuǎn)移性TNBC 的一線治療［45］。

有研究表明， 用曲妥珠單抗（Trastuzumab）加抗PD-1 抗體聯(lián)合治療能顯著提高小鼠HER2＋腫瘤的清除率［46］。 基于曲妥珠單抗的新輔助治療方法可顯著上調(diào)HER2＋乳腺癌患者TAM 的PD-L1和IDO 等免疫抑制標(biāo)記物， 這與曲妥珠單抗反應(yīng)不良有關(guān)［47］。 目前正在進(jìn)行一項(xiàng)Ⅱ期、 全球性、隨機(jī)、 雙盲、 安慰劑對照研究， 評估在曲妥珠單抗-美坦新偶聯(lián)物 （Ado-trastuzumab emtansine，TDM1） 中添加ATE 是否能進(jìn)一步改善轉(zhuǎn)移性HER-2＋乳腺癌患者的臨床預(yù)后， 這些患者以前曾接受曲妥珠單抗和紫杉烷治療 （ NCT 02924883）［48］。

D′Amico 等［49］研究了一種新的靶向HER2 的抗體-藥物偶聯(lián)物 （Antibody - drug Conjugate，ADC） 的治療效果和免疫介導(dǎo)的機(jī)制， 該ADC 以強(qiáng)效蒽環(huán)類抗生素衍生物為有效載體（T-PNU），T-PNU 強(qiáng)烈激活T 細(xì)胞， 誘導(dǎo)IFN-γ 上調(diào)， 最后， T-PNU 與檢查點(diǎn)抑制劑（ɑ-PD-1） 的結(jié)合顯著增強(qiáng)了治療后的腫瘤根除。 Dill 等［50］研究發(fā)現(xiàn)免疫抑制酶IDO 在高級別、 TNBC 中表達(dá)頻繁，而在低級別、 激素受體陽性的乳腺癌中表達(dá)較少，而多數(shù)腫瘤PD-L1 陽性患者同時表達(dá)IDO， 表明IDO 可能在抗PD-1／PD-L1 免疫治療抵抗中發(fā)揮作用， 在這種情況下， 雙重治療可能是有用的。有研究發(fā)現(xiàn)PD-L1 在成熟脂肪細(xì)胞中的表達(dá)明顯高于前脂肪細(xì)胞， 核受體PPARγ 是促進(jìn)脂肪生成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子， 在脂肪生成過程中， 使用PPARγ 拮抗劑（GW9662） 抑制脂肪生成可選擇性降低小鼠脂肪組織中PD-L1 的表達(dá)， 增強(qiáng)抗PD-L1或抗PD-1 抗體在同基因乳腺腫瘤模型中的抗腫瘤作用， 這為提高抗癌免疫治療效果提供了一種先前未被重視的方法［51］。

6 PD-L1 實(shí)驗(yàn)室檢測方法及檢測意義

到目前為止， 許多生物標(biāo)記物已經(jīng)證明了其有效預(yù)測腫瘤反應(yīng)的能力， 如PD-L1、 腫瘤突變負(fù)荷（TMB）、 MSI、 錯配修復(fù)缺陷（dMMR）、 腫瘤新抗原負(fù)荷（TNB）、 TIL、 效應(yīng)T 細(xì)胞基因標(biāo)記、 T 細(xì)胞受體克隆性、 腸道微生物、 遺傳特征等［52］。 PD-L1 有膜性形式（mPD-L1） 和可溶性形式（sPD-L1） 可供檢測。 PD-L1 檢測方法包括免疫組織化學(xué)技術(shù)（IHC）、 酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）、 定量免疫熒光 （IF） 和流式細(xì)胞術(shù)（FC） 等， IHC 在mPD-L1 檢測應(yīng)用最廣泛， 而ELISA 在sPD-L1 占據(jù)主要地位［53］。

Kwa 等［54］闡明目前還沒有PD-L1 生物標(biāo)記物的標(biāo)準(zhǔn)化測試。 例如， 基于表達(dá)細(xì)胞類型（腫瘤細(xì)胞、 腫瘤浸潤免疫細(xì)胞或兩者） 的不同分析，以及mRNA 分析的不同評分方法， 在技術(shù)（IHC、DNA 微陣列和原位雜交）、 蛋白質(zhì)或mRNA 水平上的分析、 IHC 的不同抗體以及使用不同臨界值解釋陽性的可變評分系統(tǒng)方面存在差異。 現(xiàn)已有診斷 性 抗PD - L1 克 隆22C3、 28 - 8、 SP142、SP263 已經(jīng)獲得FDA 批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床。 Barrett等［55］基于IHC、 FC 等技術(shù)， 在TNBC 樣本中用流式細(xì)胞術(shù)對二倍體、 四倍體和非整倍體腫瘤細(xì)胞群的細(xì)胞核進(jìn)行分類， 再進(jìn)行全基因組拷貝數(shù)變異測量和寡核苷酸陣列分析， 研究表明基因組損傷可能有助于TNBC 腫瘤細(xì)胞中PD-L1 的過度表達(dá)。

綜上所述， PD-1／PD-L1 軸的阻斷已成為增強(qiáng)抗腫瘤免疫的治療靶點(diǎn)。 雖然PD-L1 免疫組化評估已被批準(zhǔn)作為輔助診斷試驗(yàn)， 但預(yù)測乳腺癌對免疫檢查點(diǎn)抑制劑反應(yīng)的生物標(biāo)記物尚未完全優(yōu)化， 需要進(jìn)一步改進(jìn)以優(yōu)化治療效果。