PD-1/PD-L1在实体肿瘤组织中表达的研究进展

范钰 刘斌 袁会军 李长天 钱震

目前恶性肿瘤的发病率不断上升，手术、化疗、放疗及分子靶向药物治疗使大部分肿瘤患者得到缓解甚至治愈，但仍有部分患者对上述治疗手段敏感性较差，预后欠佳。

免疫治疗是目前肿瘤治疗新的手段，其机制是活化特异性T细胞，靶向攻击清除肿瘤细胞，激活患者体内抗肿瘤免疫系统应答。众所周知，T细胞活化主要指“双信号”介入，即第一信号由抗原肽-主要组织相容性复合体（MHC）与T细胞抗原受体（TCR）复合体（包括CD4和CD8）提供，CD28与B7等协同刺激分子提供T细胞活化的第二信使。当缺乏协同刺激分子刺激时易引发T细胞应答失衡，使肿瘤逃逸机体免疫监控［1］。其中由程序性死亡受体-1（programmed death 1，PD-1）和程序性死亡受体配体 1（programmed death ligand 1，PD-L1）结合形成免疫逃逸途径进而肿瘤发生恶化。本文就PD-1/PD-L1在不同实体肿瘤组织中表达的研究进展作一综述。

1 PD-1/PD-L1的分子结构及信号传导

PD-1隶属免疫球蛋白超家族Ⅰ型跨膜糖蛋白，因参与细胞凋亡过程，故名程序性死亡受体-1。PD-1相对分子质量为55 kDa，包括细胞外结构域、疏水跨膜区和胞质区，其编码基因位于人类染色体2q37.35［2］。PD-1最显著的特点是含有两个酪氨酸残基，位于细胞质区的尾部，分别干预组成免疫受体酪氨酸转换基序（ITSM）和免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）［3］。PD-1作为刺激分子家族中的一分子，参与了T细胞和B细胞活化过程。鉴于上述理论基础，认为以PD-1为靶点的免疫调节可能在对抗肿瘤的临床诊疗中有重要意义［4］。在活化的T细胞、B细胞、单核细胞、树突状细胞以及多种被肿瘤细胞浸润的淋巴细胞表面，都存在PD-1表达［5］。

PD-1的配体由PD-L1和PD-L2构成［6］。PD-L1又称B7-H1，广泛表达于淋巴组织（如脾脏、淋巴细胞、骨髓及胸腺组织）和实体器官（如心、肺、肝、肾）等；PD-L2又称B7-H2，主要于树突状细胞、巨噬细胞及一些B细胞亚型上表达，其作用因其分布而受限。有实验印证：瘤细胞表面PD-L1分子表达上调，该分子能与T细胞和B细胞上的PD-1结合，使位于T细胞胞质区的ITSM结构域酪氨酸酶（TYR）发生磷酸化改变，磷酸酶蛋白酪氨酸酶2和蛋白酪氨酸酶1被磷酸化的TYR召募，ITSM不但可阻断磷脂酰肌醇3-激酶和丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶活化，抑制T细胞增殖和细胞因子分泌，使肿瘤周围局部T细胞丢失；同时还能使细胞外磷脂酰肌醇3-激酶和丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶激活通路被阻断，最终导致肿瘤复发和转移［7］。在肿瘤的微环境中，抑制活化的T细胞驱动，减少免疫刺激因子如肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、γ 干扰素、白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）产生，促使PD-L1在肿瘤细胞表面表达上调，从而避免自身受到免疫细胞的监视，逃避免疫细胞吞噬，此过程即为适应性免疫抵抗［8］，进一步促使肿瘤细胞复发及转移。

2 PD-1/PD-L1在实体肿瘤组织中的表达

有文献报道，PD-L1在乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤和淋巴瘤等肿瘤细胞表面表达显著增加，与肿瘤细胞生长和发育密切相关［9-10］。

2.1 乳腺癌

在一项关于乳腺癌的研究中，发现PD-L1在乳腺癌细胞和乳腺癌细胞系表达上调，而在正常乳腺组织中不表达。Li等［11］通过Meta分析研究了7 802例乳腺癌组织中PD-L1的表达情况，结果发现PD-L1高表达与雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）均阴性具有相关性，且组织学为3级的乳腺癌患者占多数；同时其人类表皮生长因子受体-2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）阳性，淋巴结易转移。除此之外还发现PD-L1高表达的乳腺癌患者具有更短的总生存期（P＜0.0001）、无复发生存期（P=0.03）及转移自由生存期（P＜0.0001）；但在PD-L1 mRNA表达的乳腺癌患者中，其总生存期（P=0.05）及无复发生存期（P=0.02）较长。在另一项Meta分析研究中［12］，入选2 061例患者，结果同样提示PDL1高表达可作为乳腺癌预后不良的预测因素，同时提示与淋巴结转移和ER阴性表达有相关性。有望为乳腺癌个体化治疗药物选择提供数据支持。此外，进一步研究PD-L1表达与乳腺肿瘤增殖指数Ki-67的关系时发现，两者呈正相关［13］，提示乳腺肿瘤生长与PD-L1上调相关。在乳腺肿瘤细胞培养实验过程中应用PD-L1阻断剂，肿瘤细胞表面的PD-L1表达下调，其恶性生物学行为呈相对静止状态［14］。

2.2 子宫颈癌

在一项对144例子宫颈癌患者的研究中［15］，取患者病变部位组织进行组织芯片的B7-H1和B7-DC免疫组化染色。叉头翼状转录因子（forkhead or winged helix transcription factor，FOXP3）用于标记表达PD-1的肿瘤周围浸润性T细胞的数量与表型。结果B7-H1表达率为19%，B7-DC表达率为29%。在癌周浸润的CD8+和CD4+T细胞中，FOXP3阳性的乳腺癌患者超过50%存在PD-1的表达。结果表明B7-H1表达与患者的生存无显著相关性。然而，分析显示，当肿瘤表面B7-H1表达时，癌周存在大量浸润调节性T细胞的患者，其存活时间更长（P=0.033）。另外的体外试验表明，B7-H1在激活CD4+FOXP3阳性调控T细胞的过程中，可削弱其免疫监视功能。有研究证实［16］，子宫颈癌患者T淋巴细胞中高表达PD-L1，在与其受体结合后，抑制了肿瘤细胞所介导的特异性T细胞活化，使T细胞处于静止状态，子宫颈癌细胞逃避了自身免疫系统监视，促使癌细胞增殖及转移。宫颈局部微环境的免疫监视能力下降及逃逸现象的出现，导致治疗后易复发与转移。由此可见，调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）对免疫稳态的维持至关重要［17］。

2.3 肺癌

在针对一项非小细胞肺癌的研究中［18］，虽然结果表明肿瘤PD-L1与患者临床病理特征及预后无显著相关性，但肿瘤组织中PD-L1阴性患者肿瘤周围淋巴细胞数（TIL）多于PD-L1阳性患者。而TIL为位于肿瘤间质内以T细胞为主的特异性淋巴细胞，主要参与机体自身免疫，具有对抗肿瘤的活性作用。在另一项非小细胞肺癌研究中发现肿瘤细胞过表达PD-L1与肿瘤侵袭性呈正相关［19-20］。在小细胞肺癌中，有研究则证实PD-L1阳性表达患者总生存率较PD-L1阴性者高［21］。另有研究结果表明［22-24］，Ⅰ期肺腺癌PD-L1过表达者，无复发生存时间更长，且与患者年龄、组织分型无显著相关性。

2.4 肾细胞癌

肾细胞癌患者的化疗及放疗疗效较差，生活质量较低。随着对PD-1/PD-L1信号通路研究不断深入，在一项1 073例肾细胞癌患者的Meta研究中［25］，结果提示PDL1高表达的患者预后较差（P≤0.001），表明PD-L1有望成为肾癌患者不良预后的生物学标志物，为今后肾癌治疗用药方面提供一定参考。在非透明细胞肾癌中发现，PD-L1阳性与临床分期、组织分级呈正相关，可作为预测患者预后生存时间的指标之一，但其与患者性别及肿瘤大小无显著相关性［26-27］。

2.5 胃癌

在胃癌的研究中发现［28］，胃癌患者外周血CD8+T淋巴细胞表面PD-1表达增高，其表达程度与胃癌的侵袭性呈正相关。一项纳入481例胃癌患者的Meta分析提示［29］，B7-H1表达对胃癌患者生存预测是一个消极影响因素（P=0.146）；此外还发现，过表达B7-H1与患者淋巴结转移（P=0.004）及低级别肿瘤分期（P=0.006）呈正相关。

2.6 肝癌

在一项纳入901例肝癌患者的Meta分析中证实PD-L1表达情况与总生存期、无疾病生存期/无复发生存期呈负相关（P＜0.001）。同样分析显示，PD-L1表达增加与肿瘤分化程度（P＜0.05）、血管侵袭情况（P＜0.001）以及甲胎蛋白含量（P=0.05）具有显著相关性，但与肿瘤分期、肿瘤大小、肝炎病史、性别、年龄及肿瘤的多发性无显著相关性［30］。此外，有学者回顾性分析认为，乙型肝炎病毒导致肝细胞癌的机制可能通过X蛋白（HBV基因组翻译蛋白）激活肝细胞表面PD-L1表达，致使癌组织周围T淋巴细胞死亡，形成免疫逃逸微环境所致［31］。

除上述提及的肿瘤之外，在多种肿瘤细胞表面，例如恶性黑色素瘤、膀胱癌、结直肠癌和口腔鳞状细胞癌等恶性实体肿瘤中，通过多种检测手段证实均存在PD-1/PD-L1表达增加，且与患者预后相关［32］。

上述结果均证实在多种实体肿瘤中存在PD-1/PD-L1表达增加，且上调表达的PD-1/PD-L1与肿瘤增殖、转移及预后状况密切相关，并有望成为部分实体肿瘤生物预后指标。而应用PD-1/PD-L1阻断剂能够阻断PD-1/PD-L1途径，为肿瘤免疫治疗提供广阔前景。

3 展望

与传统针对实体肿瘤细胞的治疗手段不同，免疫治疗主要通过改善肿瘤周围环境，增强机体自身免疫功能，进而消灭肿瘤细胞，减少肿瘤细胞转移和复发。传统治疗手段易出现耐药、复发、转移以及并发症等不良事件，同时损伤机体自身免疫系统。目前针对PD-1/PD-L1通路的研究较多，诸多实验结果表明PD-1/PD-L1有望成为新的免疫治疗靶点。与传统治疗手段相比其不良事件发生率较低，且通过改善患者自身免疫功能对疾病恢复更加有利。在未来临床治疗过程中，单独应用PD-1/PD-L1阻断剂抑或在传统治疗手段进行时辅助应用PD-1/PD-L1阻断剂，有望更有效地改善患者预后，同时促进患者自身免疫功能恢复，为探究PD-1/PD-L1通路提供更广阔前景。

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