PD-1/PD-L1信号通路与老年宫颈癌相关性

凡倩倩 吴素慧

(山西医科大学附属大医院妇产科，山西 太原 030000)

宫颈癌是妇科常见的恶性肿瘤疾病之一，流行病学报道称，在2012年世界范围内宫颈癌新发病例约为53万例，因宫颈癌死亡的病例约27万例次〔1〕。虽然目前国内外已经明确了宫颈癌主要病因为持续感染高危型人乳头状瘤病毒(HPV)，但因恶性肿瘤的发生、发展与转归是一个由多因素、多基因共同参加的复杂过程，直接关系到机体免疫功能，故即使在医疗条件发达的今天，宫颈癌的患病率依然居高不下，且最近几年其发病年龄持续倾向于年轻化发展，且多数患者预后不佳〔2,3〕。截至目前，尚无可用于宫颈癌发生、发展及转归指示评估的新型分子标志物，故宫颈癌的临床治疗、预后评价等仍处于研究阶段。程序性死亡分子(PD)-1/程序性死亡分子1配体(PD-L1)通路在宫颈癌细胞内表达异常，这提示PD-1/PD-L1通路激活能够加速恶性肿瘤免疫逃逸，将该通路阻断能够抑制并阻止PD-1/PD-L1通路对免疫系统负向调控，抑制甚至阻碍T细胞的消耗与衰亡，这对提高机体免疫系统杀伤能力意义重大，也间接说明阻碍该通路可能对改善宫颈癌患者预后带来重要价值。

1 PD-1/PD-L1结构

PD-1是T细胞受体中CD28家族一员，也被称作B7-H1蛋白，该蛋白的结构主要有跨膜区、胞外免疫球蛋白可变区，PD-1胞内区内的酪氨酸转换基序活性与效应性T细胞应答活性相关，酪氨酸转换基序在PD-1免疫抑制功能发挥期间起到较大的作用，在这种机制下，PD-1主要表达在活化后的CD8+T细胞、CD4+T细胞、自然杀伤(NK)细胞、B细胞、树突细胞及单核细胞等诸多免疫细胞上〔4，5〕。PD-L1是B7家族中的一员，主要位于9号染色体短臂24区2带上，在间充质干细胞、树突细胞、造血细胞、骨髓来源肥大细胞、活化T细胞上均有表达〔6〕。

一般情况下，PD-1、PD-L1可产生抑制信号，抑制T细胞无限增殖，以维持机体免疫微环境动态平衡。一旦发生肿瘤，PD-1将特异性结合肿瘤表面配体，引起PD-1/PD-L1下游通路活化，进一步将细胞生长周期阻滞于G0/G1期，以达到抑制T细胞分化增殖的目的，进而导致机体对肿瘤细胞杀伤之效被削弱，故PD-1也是促免疫逃逸的主要原因之一，即PD-1在恶性肿瘤的转移、增殖等生物学过程中起到关键效果，且肿瘤细胞及其浸润淋巴细胞表面也可见PD-L1表达显著升高〔7，8〕。恶性肿瘤细胞内PD-L1表达升高机制包括：(1)肿瘤细胞本身PD-L1表达增加，经激活致癌细胞转导途径正反馈诱导PD-L1表达升高，而PD-L1转录物3′UTR非翻译区结构变化也可上调PD-L1表达；(2)粒细胞、干扰素-γ、巨噬细胞集落刺激因子及白细胞介素-4等能够介导肿瘤细胞潜在炎症微环境反应特异性细胞因子，尤其是干扰素-γ，能够显著诱导该蛋白表达升高〔9〕。由上述论证可推测，PD-1及其对应的PD-L1相关研究有希望成为恶性肿瘤免疫靶向治疗的新靶点。

2 PD-1/PD-L1与T细胞免疫

肿瘤浸润淋巴细胞，尤其是CD8+T细胞及其分化的T淋巴细胞是机体重要的抗肿瘤效应细胞，该细胞与患者临床预后息息相关，其中细胞毒性T淋巴细胞经Fas/FasL途径、穿孔素/颗粒酶途径对肿瘤细胞发挥特异性杀伤之效〔10〕。Gibbons等〔11〕在2014年的研究中发现，因B7-H1缺陷树突细胞导致的CD8+T细胞可产生增强子功能，如增强靶细胞杀灭功能、增强细胞毒性T淋巴细胞活性、改善机体抗肿瘤活性等。这类CD8+T细胞所产生的记忆细胞含量与周围定位范围均较正常显著升高，且其特异性免疫保留时间更长。Fumihiko等〔12〕在2007年的研究中发现，B7-H1/PD-1信号通路可诱导并逆转无能T细胞，该信号通路在外周器官内能够对T细胞的活性产生较强的抑制之效，阻断该信号通路还能有效避免幼稚T细胞被介导为无能T细胞，且在一定程度上将机体内原来的无能T细胞进行介导，帮助其恢复抗原反应，从而增强机体对恶性肿瘤细胞的免疫能力。在良性宫颈病变或正常宫颈组织中无PD-L1表达，而在宫颈癌等子宫颈恶性肿瘤组织中该蛋白表达明显升高，且蛋白表达量与宫颈内瘤变、高危HPV阳性级别呈正相关，该论证也从侧面进一步明确了抗PD-1/PD-L1免疫治疗用于HPV阳性宫颈肿瘤疾病治疗的价值〔13〕。Jung等〔14〕在2013年的研究中发现，肿瘤中若HPV检测结果阳性，则可见肿瘤浸润性T细胞显著增加，CD8+T细胞可直接激活免疫反应标志物CD8a，增加其表达量，该表达量可直接用于肿瘤患者预后的预测。可见肿瘤微环境内T细胞浸润状态与宫颈癌患者预后相关。

3 PD-1/PD-L1与宫颈癌病变

目前，PD-1/PD-L1信号通路已成为免疫检查及免疫治疗的新靶点，宫颈癌前病变与宫颈癌的发生、发展均与HPV感染直接相关。有研究采集HPV阳性正常宫颈与HPV阳性病变宫颈脱落细胞，对比二者细胞表面的PD-L1表达，结果显示，PD-L1在宫颈细胞表面的表达量与HPV感染程度密切相关〔15〕。若女性宫颈仅有HPV感染但未发生病变，此时宫颈细胞表面PD-L1呈低表达；若女性HPV感染引起宫颈发生病变，此时宫颈细胞表面PD-L1则呈高表达状态；多种HPV感染及高HPV基因甲基化的状态往往意味着宫颈细胞受HPV持续感染，二者的严重程度与PD-L1表达趋势呈正比，从侧面揭示了检测PD-L1用于评估HPV感染阳性患者宫颈病变的价值，推测抗PD-L1治疗可能会成为逆转HPV阳性宫颈癌前病变的切入点。

Kataoka等〔16〕在2016年的研究中将HPV基因放至PD-L1基因上/下游甚至是基因内部，结果发现能够诱导3′-UTR中断，引起PD-L1高表达，该结果也很好地印证了上述结论。Heeren等〔17〕在2016年的报道中指出，鳞癌和腺癌均是宫颈癌常见组织学分类，宫颈鳞癌患者细胞表面PD-L1阳性表达较腺癌高，前者细胞表面PD-L1阳性率远远超出后者，由此推测，PD-L1在宫颈恶性肿瘤细胞免疫逃逸期间发挥关键作用，该结果也可作为PD-1/PD-L1信号通路在靶向治疗方面应用的证据。目前，PD-L1/PD-1信号通路相关靶向治疗已开始用于诸多实体肿瘤靶向治疗中，如非小细胞肺癌、肾细胞癌、黑素瘤等，获得的疗效均较理想。此外，Heeren等〔17〕还指出宫颈癌患者淋巴转移同APC表面PD-L1、T细胞表面PD-1表达升高相关，认为PD-L1的阳性表达在一定程度上推动了子宫颈癌发病、发展与转移。Chen等〔18〕在2016年的研究中指出，PD-1/PD-L1信号通路可经对T淋巴细胞在宫颈微环境中的表达来减少其分化增殖，加快白细胞介素-10、转化生长因子-β的分泌，为肿瘤逃逸创造条件，该文中提到经阻断肿瘤细胞中PD-L1/PD-1轴治疗子宫颈癌更利于逆转肿瘤微环境内T细胞繁殖能力，介导更多效应细胞因子产生，在增强机体对恶性肿瘤免疫作用方面有一定应用价值。目前，将该信号通路的阻断用于子宫颈癌治疗的临床试验已评估了部分抗PD-1药物的疗效，包括尼莫单抗、彭培拉珠单抗。除此之外，还包括贝伐珠单抗，该药在英国、美国、瑞士及其他中东至少5个国家及地区已经获得监管机构批准同意，将其用于晚期宫颈癌的治疗。

4 PD-1/PD-L1信号通路与肿瘤免疫逃逸

肿瘤微环境PD-L1高表达是肿瘤免疫耐受重要机制之一〔19〕。一般而言，健康机体内免疫系统能够识别并将恶性变细胞杀灭、清除，并对其生长产生抑制；但若是肿瘤细胞表面PD-L1呈高表达，肿瘤细胞将对免疫反应产生抑制，便于逃脱免疫攻击，其免疫逃逸具体机制如下：(1)诱导活化T细胞凋亡：激活T细胞后将诱使PD-1分泌量增加，内皮细胞表面或抗原提呈细胞表面PD-1结合PD-L1后将抑制诸如肿瘤坏死细胞因子-α、白细胞介素-2、干扰素-γ等诸多细胞因子分泌，在一定程度上将减少凋亡分子表面Bcl-xL表达，从而加速T细胞凋亡〔20〕。(2)诱使T细胞衰竭或无能：Speiser等〔21〕在2014年的研究中指出，恶性肿瘤的发生、发展与慢性感染相关。在与人类丙肝病毒及人类免疫缺陷病毒感染的相关研究中发现，在功能几乎耗尽的T细胞表面PD-1呈高表达，在这种情况下阻断PD-L1/PD-1信号通路能够加速T细胞增殖，帮助其分泌功能恢复。(3)促调节性T细胞功能增强：抗原提呈细胞表面PD-L1经下调CD4+T细胞相关信号分子的磷酸化水平，同时上调染色体10上缺失的磷酸酶和张力蛋白同源的(PTEN)水平帮助CD4+T细胞转化为诱导性Treg，以保证其抑制功能得以维持，从而对效应性T细胞的活性功能产生抑制〔22〕。(4)对T细胞增殖产生抑制：PD-1/PD-L1作为一种抑制共受体，通过结合的方式对T细胞的活性产生抑制，将细胞阻滞于G0/G1期，来达到对T细胞增殖的抑制，从而诱导T细胞凋亡；此外，PD-1在活化后能对诸多信号通路〔磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/GTP结合蛋白(RAS)/细胞外调节蛋白激酶(ERK)〕产生选择性抑制，进而对与细胞周期相关蛋白质表达及基因转录产生抑制，对细胞周期产生阻碍，以此对T细胞的增殖产生抑制〔23〕。其次，PD-L1结合PD-1后还能对淋巴细胞活化增殖发挥抑制之效，同时抑制T细胞中CD4+细胞向Th17、Th1细胞分化，抑制炎症因子释放。肿瘤细胞自身可发生适应性免疫抵抗，肿瘤抗原的特异性T细胞将大量分泌干扰素，对T细胞自身产生诱导后增加PD-L1的分泌，PD-L1表达升高后，进一步导致肿瘤细胞发生免疫逃逸。

5 PD-1/PD-L1抑制剂

PD-1/PD-L1信号通路是恶性肿瘤免疫治疗中前景较为光明的靶点之一，该通路的多个靶向抑制剂可分为2类，包括以PD-L1为靶点的抑制剂及以PD-1为靶点的抑制剂。部分抑制剂目前已经进入到试验阶段且获得的临床疗效可观，其中由百时美施贵宝公司研制的单克隆抗体Opdivo是世界范围内首个上市的PD-1/PD-L1通路抑制剂，主要用于晚期黑色素瘤的治疗〔24〕。2014年9月，美国食品药品监督管理局批准pembrolizumab上市，主要用于部分无法接受手术治疗或晚期的黑色素瘤患者的治疗，为实体肿瘤治疗带来希望；此外，MEDI4736、Atezolizumab也先后被美国食品药品监督管理局批准用于肾癌、肺癌等实体肿瘤的治疗〔25〕。然而截至目前，实体肿瘤远期治疗对药物的耐受情况、药物使用后可能带来的毒副反应、个体用药标准不一、药物联合使用准则不明确等情况仍存在，故PD-1/PD-L1信号通路抑制剂的研发仍在继续。

6 小 结

PD-1/PD-L1通路不仅能负性调节免疫反应，且还在慢性传染性疾病、肿瘤免疫逃逸过程中发挥关键作用。抗PD-1/PD-L1抗体单药治疗或与放射治疗联合实施等方案已经在临床抗肿瘤试验中取得可喜效果且表现出的不良反应也相对较少。但截至目前，该手段成熟度仍相对较差，仍面临较多挑战，因肿瘤微环境不同、宫颈癌不同类型细胞表面PD-L1表达不同，在个体化最佳治疗方案的选择方面仍有许多问题尚待解决；加之各种信号通路抑制剂用于不同类型宫颈癌效果也各异，故其机制与使用的合理性、安全性尚待验证。PD-1/PD-L1信号通路阻断剂与其他类型抗肿瘤药物联合使用或许会带来更理想的抗肿瘤效应，但也许也会带来更显著且严重的毒副反应。随着临床试验中诸多大型试验的完善，抗PD-1/PD-L1抗体用于子宫颈癌的治疗应用情况也会进一步明确，有望将抗PD-1/PD-L1抑制剂用于肿瘤细胞的治疗，经抑制肿瘤免疫逃逸获得抗肿瘤之效。