程序性死亡配体-1在胰腺癌中的研究进展

康宇 葛春林

中国医科大学附属第一医院浑南院区肝胆胰外科，沈阳 110167

【提要】 程序性死亡配体-1(PD-L1)在多种肿瘤细胞中高表达并与患者预后呈负相关。PD-L1与表达于T淋巴细胞表面的受体程序性死亡受体-1(PD-1)结合后发挥抑制肿瘤免疫及促进肿瘤进展的作用，抗PD-1/PD-L1治疗已在多种癌症类型中取得较好的临床疗效。近年来PD-L1在胰腺癌发生、发展中的作用逐渐受到关注，本文就PD-L1的生物学特性、作用机制及其在胰腺癌治疗中的作用做一综述，旨在为胰腺癌临床治疗开拓新的思路。

胰腺癌是一种具有高度侵袭性和致命性的恶性肿瘤，其早期诊断困难，患者中位生存期短，预后差。程序性死亡配体-1(programmed death ligand-1, PD-L1)是近年发现的具有负性免疫调节作用的B7家族的成员,与其受体程序性死亡受体-1(programmed death 1,PD-1)结合后对免疫应答发挥负性调节作用。PD-1及PD-L1在正常组织及癌组织中的分布存在差异,为恶性肿瘤的免疫治疗提供了新的方法，抗PD-L1/PD-1抗体应用于肿瘤的治疗带来显著效果。近年来PD-L1在胰腺癌发生、发展中的作用逐渐受到关注，本文就PD-L1生物学特性、作用机制及其在胰腺癌治疗中的研究现状进行综述,旨在为胰腺癌治疗开拓新的思路。

一、PD-1/PD-L1通路

PD-1和PD-L1分别属于CD28免疫球蛋白超家族和B7超家族[1]，其中PD-1可以抑制免疫反应的过度激活，且有利于自身抗原的免疫耐受[2]。PD-1在体内各种免疫细胞表面表达，被其配体PD-L1或PD-L2激活。PD-L1在与细胞因子如干扰素(IFN)-γ相互作用后，由各种类型细胞表达，包括免疫细胞和肿瘤细胞[3]。PD-1/PD-L1途径是维持免疫系统的体内平衡及预防感染或炎症期间的自身免疫的重要部分，通过致癌基因和活化抗肿瘤细胞因子可诱导肿瘤细胞表面PD-L1表达。有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径、PI3K/Akt途径、信号转导和转录激活因子3(STAT3)等均已被证明可与PD-L1启动子结合并调节其转录，诱导肿瘤细胞表面的PD-L1表达，从而反过来诱导T细胞表面上的PD-1表达[4]。PD-L1与PD-1之间相互作用可减弱淋巴细胞活化[5]，促进调节性T细胞功能和发育，并损害抗肿瘤T细胞免疫应答，导致肿瘤细胞的免疫逃逸，因此肿瘤细胞可通过PD-1/PD-L1途径使免疫系统沉默，阻断PD-1/PD-L1可有效提高免疫细胞的抗肿瘤活性，增强其免疫应答[6]。近年来抗PD-1/PD-L1治疗已在黑色素瘤、肾细胞癌、非小细胞肺癌等肿瘤中取得较好的临床疗效[7]，有效减少了晚期和转移性肿瘤的最大径，促进其消退，提高患者生存率，并且效果持久，适用于广谱类型的癌症，尤其是实体瘤[4]。

二、PD-L1与胰腺癌

2007年由于证实了人胰腺癌标本中PD-L1的表达上调，PD-L1首次被认为是胰腺癌患者预后的新预测指标。有研究表明，PD-L1在胰腺癌中表达上调提示预后不良[8]，阻断PD-L1可以通过增加IFN-γ和降低IL-10水平有效抑制胰腺癌模型小鼠的病情进展[9]。但仅仅消除免疫抑制而不激活免疫机制，PD-L1的作用并未得到很好的发挥[10]。一项多中心Ⅰ期临床试验共纳入207例癌症患者，其中包括14例胰腺癌患者，该研究评价抗PD-L1抗体对于晚期癌症患者的安全性和活性尽管在卵巢癌、肾细胞癌、非小细胞肺癌及黑色素瘤患者中取得了疗效，但没有在胰腺癌患者观察到客观反应[11]。另一项Ⅰ期临床试验纳入175例恶性实体瘤患者，其中有1例胰腺癌患者，结果显示抗PD-L1(MPDL-3280A)治疗没有任何疗效[12]。在抗PD-L1抗体MEDI4736的Ⅰ/Ⅱ期临床试验(NCT01693562)中也未观察到在胰腺癌患者有明显的抗肿瘤活性[13]。目前推测PD-L1对胰腺癌阻断治疗效果不佳可能与两个因素相关，一是高肿瘤负荷抑制免疫系统，仅仅阻断免疫检查点无法发挥临床疗效；二是胰腺癌本质上并不具有免疫原性，因此对于免疫疗法缺乏良好的应答[14]。另外，高调节性T细胞(Tregs)、髓系来源抑制细胞(MDSCs)、肿瘤相关巨噬细胞水平及胰腺癌的抑制性肿瘤微环境、对癌症免疫疗法的免疫抗性等也有可能导致胰腺癌患者对抗PD-L1治疗没有反应[15]。肿瘤细胞的一些内在机制的改变，包括MAPK和WNT /β-catenin信号通路的表达以及PTEN、IFN-γ信号通路和肿瘤抗原表达的丧失[16]亦可导致胰腺癌患者对PD-L1免疫治疗的抗性。

三、PD-L1在胰腺癌治疗中的应用

研究显示，PD-L1的下调可通过促进细胞凋亡来降低抗辐射性。在小鼠模型中放射疗法与抗PD-L1抗体组合通过促进CD8+T细胞浸润和减少MDSCs及肿瘤浸润调节性T细胞的积累而协同提高抗肿瘤免疫力[17]，且PD-L1可通过OCT-4和Nanog的磷酸化维持乳腺癌细胞的干性[18]，抗PD-L1治疗有较好的临床应用前景。选择单一抗PD-L1治疗胰腺癌缺乏免疫反应，因此克服胰腺癌免疫抑制环境对PD-L1靶向免疫疗法的抵抗，增强免疫疗法活性至关重要，与其他疗法如化疗、癌症疫苗等进行联合治疗，可将肿瘤细胞由“冷”变“热”，即由非免疫性变为免疫性，从而对免疫治疗敏感[19]。

1．与化疗结合：吉西他滨是治疗胰腺癌的重要化疗药物，联合紫杉醇可增加转移性胰腺癌患者的生存率。化疗药物可以促进癌细胞表达肿瘤抗原，并重新激活抗癌免疫反应，从而抑制肿瘤生长，在化疗方案中添加免疫治疗剂可以增强任一疗法的抗肿瘤作用[20]。有研究表明，在胰腺癌小鼠模型中，将吉西他滨与抗PD-1或抗PD-L1抗体相结合可增强CD8+T细胞的肿瘤浸润及肿瘤抑制，吉西他滨联合PD-L1阻断的4周治疗显示了对胰腺癌的协同抗肿瘤作用，100%的治疗小鼠完全反应[21]。另外，针对特定分子的治疗既可以增强肿瘤的化学敏感性，也可以抑制其免疫逃逸。一项抗PD-L1抗体联合化学疗法的Ib期研究纳入49例晚期转移性实体瘤患者，包括11例胰腺癌患者，结果显示92%的患者取得了临床疗效[22]。

2．与放疗结合：放疗亦是目前治疗癌症的主要手段，但治疗胰腺癌效果弱于其他实体瘤。胰腺癌存在丰富的纤维素基质，其作为限制肿瘤内细胞毒性药物浸润的物理屏障并产生低氧微环境会降低放疗效果[23]。放疗可以通过诱导DNA损伤来抑制癌细胞生长，但宿主免疫系统可以干扰放疗的疗效，因此放疗联合免疫治疗是潜在的有效治疗胰腺癌的策略。最近有研究表明，阻断PD-L1后，CD11b+Gr1+骨髓细胞浸润减少，CD45+CD8+T细胞浸润增加，T细胞活化标志物包括CD69、CD44和FasL上调，CD8∶Treg比率增大，导致胰腺癌对放疗的敏感性增加，从而改善疗效，并且可以增强放疗预防胰腺癌肝转移的作用[24]。另外，放疗还可以通过诱导肿瘤抗原的释放，上调T细胞共激活配体及Fas的表达，激活树突状细胞和增强肿瘤的交叉呈递来提高癌细胞的免疫原性，从而促进与抗PD-L1免疫治疗的协同作用，抑制肿瘤的生长和扩散[25]。

3．与疫苗结合：近来一些随机临床研究正在评估胰腺癌治疗中抗PD-L1疗法和胰腺癌疫苗(GVAX)的组合。GVAX是一种全细胞疫苗，由经辐射或同种异体的胰腺肿瘤细胞组成，通过修饰，分泌粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)，刺激树突细胞和T细胞活化。有研究表明采用GVAX治疗后，PD-L1在单核细胞/巨噬细胞的表达升高[26]，此外，GVAX和低剂量环磷酰胺(消除调节性T细胞的烷化剂)可诱导T细胞浸润和肿瘤内三级淋巴聚集体的形成，表明GVAX可将胰腺癌转变为免疫原性肿瘤[27]，GVAX联合阻断PD-L1是潜在的肿瘤治疗方案。在胰腺癌小鼠模型中，GVAX和抗PD-1抗体的联合比单独抗PD-L1治疗的中位生存期延长(82 d比50 d)，存活率显著提高(38%比22%)，且与CD8+T细胞和肿瘤微环境中IFN-γ的增多有关[26]。一个德国研究团队从44例IV期胰腺癌患者中分离出抗原引发的来源于单核细胞的树突状细胞(DCs)，这些患者行一线化疗失败，单独用DC疫苗证实中位总体生存期为8个月；然而联合DC疫苗和PD-L1阻断能够在5/10例既往对DC治疗没有反应的患者中诱导4～8个月的疾病的二次稳定[28]。

4．与细胞因子和趋化因子相结合：IL-6下游的信号转导在胰腺癌发生和发展中起重要作用，这种多效细胞因子与含有共同信号转导受体链糖蛋白130(GP130)的膜受体复合物结合，从而启动一系列复杂的信号转导事件，包括JAK/STAT、MAPK和磷酸肌醇3-激酶(PI3K)途径[29]。最近有研究表明，靶向IL-6治疗可通过改善T细胞的表型特性及增强其在肿瘤的浸润来增强抗PD-L1抗体的效应。与同种型对照组相比，阻断PD-L1联合靶向IL-6治疗增加了小鼠35%的存活时间[30]。另外，表达FAP的癌相关成纤维细胞(CAF)产生的靶向CXCL12亦可以与阻断PD-L1协同抑制肿瘤免疫逃逸[31]，靶向IL-18、CCR2或CXCR2与PD-L1阻断联合也显示出抗肿瘤效应[32-34]。TNF-α通过NF-κB信号转导上调胰腺癌细胞中的PD-L1表达，亦可能是胰腺癌的潜在治疗靶点[35]。应用与IFN-γ或IL-2融合的针对PD-L1的单结构域抗体(VHH)，可使胰腺癌模型小鼠肿瘤负荷减少50%[36]。

5．与免疫共刺激蛋白和免疫刺激剂结合：抗CD40(抗原呈递细胞共刺激蛋白)激动性抗体可促进骨髓细胞成熟，允许抗原交叉呈递给细胞毒性T细胞，并增强直接巨噬细胞杀伤肿瘤细胞的活性[37]。另有研究表明，抗CD40与抗PD-1/PD-L1联合应用可通过改变胰腺癌的抑制性肿瘤微环境，增加CD8+TIL和免疫细胞含量来提高抗癌免疫力，从而上调Th1趋化因子，抑制肿瘤生长。该实验用抗CD40(3 mg/kg，每周1次，共4次)和抗PD-L1(10 mg/kg，每周2次，共6次)处理Pan02荷瘤小鼠，监测肿瘤生长和总生存期。结果表明，与单独抗CD40治疗相比，抗CD40和抗PD-L1联合治疗的75%动物在肿瘤植入后存活6个月，显著增加总体生存期[38]。小鼠单克隆抗体mAb-AR20.5(MsIgG1)识别人MUC1中的DTRPAP序列，在晚期胰腺癌患者的小型临床试验中显示出中等活性[39]。 mAb-AR20.5通过与循环或肿瘤相关的MUC1抗原形成免疫复合物，促进MUC1抗原有效加工和交叉呈递给T细胞从而抑制胰腺肿瘤细胞，使用mAb-AR20.5、抗-PD-L1和PolyICLC(免疫刺激剂)三联疗法，与其他治疗组相比，50%的小鼠植入肿瘤后70 d瘤体消失，未完全排斥肿瘤的动物亦显示肿瘤生长缓慢及进展缓慢。使用该三联疗法，可降低肿瘤相关免疫抑制，促进持续的MUC1特异性细胞免疫应答，提高抗肿瘤效果[40]。

四、前景和结论

阻断PD-L1已成为治疗癌症的重要手段，在多种癌症患者中取得较好的临床疗效。然而，因高肿瘤负荷和胰腺癌的内在非免疫原性引起的免疫系统抑制，导致抗PD-L1单一疗法对胰腺癌患者的疗效受限，因此，目前正在进行的研究和未来方向的重点是构建新的联合疗法，如结合化疗、放疗、癌症疫苗及其他靶向治疗等，增强肿瘤特异性T细胞反应，解除免疫微环境抑制状态，从而提高疗效，改善胰腺癌患者预后。另外，宿主体内微生物亦可能参与PD-1抗肿瘤免疫反应。针对免疫抑制微环境的药物，包括Janus激酶(JAK)抑制剂和磷酸肌醇-3激酶(PI3K)抑制剂，亦可能与抗PD-L1疗法结合治疗胰腺癌。这些研究为治疗胰腺癌提供了新的思路和方向，可在胰腺癌患者未来临床研究中进行探索。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突