PD-L1与TIL在免疫治疗中的预测作用及临床意义①

徐 丹 王聪聪 韩昱晨 邱雪杉

(中国医科大学附属第一医院病理科,沈阳 110001)

免疫治疗旨在激活人体自身的免疫系统，依靠各种免疫调节机制杀死肿瘤细胞，是目前肿瘤治疗领域中最具前景的治疗方法之一。程序性死亡因子-1(programmed death cell-1，PD-1)及其配体和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen 4，CTLA-4)是依据免疫调节治疗实体瘤的关键靶点。PD-1为共抑制分子，主要表达于活化的T细胞、B细胞、NK细胞以及单核细胞等，具有两个配体，分别为程序性死亡因子配体-1(programmed death cell-ligand 1，PD-L1)和程序性死亡因子配体-2(programmed death cell-ligand 2，PD-L2)，均属于B7家族；前者主要表达于肿瘤细胞以及抗原提呈细胞，后者主要表达于巨噬细胞和树突状细胞[1,2]。

在正常机体中，细胞表面的PD-L1与T细胞表面的PD-1结合，诱导活化的T细胞凋亡，减少免疫反应对机体的损害。然而肿瘤组织在缺氧环境下，缺氧诱导因子-1α使PD-L1在巨噬细胞以及肿瘤细胞表达上调；此外致瘤因子也可以诱导肿瘤细胞中PD-L1表达，肿瘤细胞表达的PD-L1与T细胞表达的PD-1相结合，抑制肿瘤浸润的淋巴细胞(tumor-infiltrating lymphocytes，TIL)增殖以及分泌细胞因子，致使肿瘤细胞逃脱了免疫细胞的监控，形成免疫逃逸[3]。

1 肿瘤细胞中PD-L1表达与PD-1/PD-L1单抗免疫治疗疗效的相关性

随着免疫治疗新药的上市，肿瘤细胞中PD-L1的表达能否筛选PD-1/PD-L1单抗受益人群越来越成为临床诊疗实践关注的重点。有研究结果表明，在黑色素瘤、肺癌以及膀胱癌的肿瘤细胞中PD-L1表达水平越高，PD-1/PD-L1单抗治疗的疗效越好[4,5]。然而有研究表明，尽管在结直肠癌，尿路上皮癌，头颈部鳞状细胞癌中PD-L1呈高表达状态，但PD-1/PD-L1单抗的疗效非常差[2,6,7]。在PD-L1阳性表达的转移性黑素瘤中PD-1/PD-L1单抗治疗的有效率为40%～50%，然而PD-1/PD-L1单抗在晚期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者的疗效仅为20%，这可能与PD-1/PD-L1单抗的耐药性有关[8]。经过免疫治疗后，PD-L1呈现不表达或是低表达状态，CD8+T细胞为主的TIL增多，抗肿瘤免疫反应部分提高；随着肿瘤微环境的CD8+TIL、CD4+TIL以及NK细胞释放干扰素-γ(interferon，IFN-γ)的增多，诱导PD-L1在肿瘤细胞中表达上调，间接产生PD-1/PD-L1单抗的耐药性，从而造成适应性免疫抑制[3]。因此不能仅仅依靠肿瘤细胞中PD-L1的表达来预测PD-1/PD-L1单抗的疗效。

2 TIL与PD-1/PD-L1单抗免疫治疗疗效的相关性

肿瘤微环境是指与肿瘤的发生密切相关的局部稳态环境，主要由肿瘤细胞以及免疫细胞、内皮细胞、细胞因子、多种基质细胞、趋化因子等组成。肿瘤微环境中最简单的免疫活性测量是计数TIL[9]。研究报道TIL与多种肿瘤预后有关，尤其是肺癌，已有研究建议将TIL评分加入到新的TNM分期中[10]。越来越多的研究表明，TIL的存在有助于使患有NSCLC、EBV+胃癌以及黑色素瘤的患者在免疫治疗中获益[11]，此外临床研究表明，尤其是以CD8+T细胞为主的TIL，更有助于患者在免疫治疗中获益[12]。PD-1/PD-L1单抗阻断肿瘤细胞表达的PD-L1与T细胞表面的PD-1的结合，释放大量TIL，并且有助于肿瘤的消退，因此肿瘤微环境中TIL影响PD-1/PD-L1单抗免疫治疗的疗效[6,13]。

3 PD-L1联合TIL用于预测PD-1/PD-L1单抗免疫治疗疗效

根据肿瘤细胞PD-L1的表达以及TIL的数量将肿瘤分为四种免疫分型：Ⅰ型：PD-L1+/高TIL；Ⅱ型：PD-L1-/低TIL；Ⅲ型：PD-L1+/低TIL；Ⅳ型：PD-L1-/高TIL[14,15]。

3.1Ⅰ型 PD-L1+/高TIL肿瘤细胞中PD-L1阳性表达且瘤组织中含有大量淋巴细胞，此类型肿瘤中预先存在大量被PD-L1抑制的T细胞，可以通过抑制肿瘤细胞PD-L1与T细胞表面PD-1的结合从而释放大量T细胞，因此Ⅰ型是单一使用PD-1/PD-L1单抗治疗最为受益的类型[6,16,17]。

3.2Ⅱ型 PD-L1-/低TIL肿瘤细胞中PD-L1不表达或者低表达且肿瘤组织中无大量淋巴细胞，此型预后一般。单独应用PD-1/PD-L1单抗治疗效果不明显，因而推荐采用CTLA-4单抗与PD-1/PD-L1单抗联合治疗，CTLA-4单抗可以诱导机体产生大量的T细胞，同时PD-1/PD-L1单抗抑制PD-1与PD-L1的结合，增强T细胞抗肿瘤的反应，避免这些T细胞死亡[18]。2015年美国食品药品监督管理局(food and drug administration，FDA)批准PD-1抑制剂纳武利尤单抗(Opdivo)和CTLA-4单抗易普利姆玛(Ipilimumab)联合用于黑色素瘤的治疗，对黑素瘤Ⅱ期和Ⅲ期临床试验进行3年随访分析显示联合治疗的疗效明显优于单一药物治疗的疗效[19]。此外两种药物的联合治疗还可以提高肺癌以及晚期肾细胞癌的存活率[11,20,21]。

3.3Ⅲ型 PD-L1+/低TIL 由于致癌信号诱导肿瘤细胞产生大量的PD-L1，因而PD-L1呈高表达水平，但淋巴细胞数量较少。研究表明此型在胃癌、结直肠癌、NSCLC、高级别浆液性卵巢癌、三阴性乳腺癌、胆囊癌等肿瘤中预后最差[22-27]。由于PD-1/PD-L1单抗只有在机体预先存在抗肿瘤免疫反应的情况下才会有效，因此对于此型患者不宜采用单一PD-1/PD-L1单抗治疗，可以采用基因靶向与PD-1/PD-L1单抗联合治疗[28]。研究表明在NSCLC细胞中PD-L1的表达与EGFR突变，ALK重排以及KRAS突变有关，致癌信号通路的激活可以上调肿瘤细胞中PD-L1表达，增强肿瘤细胞的免疫逃逸。因此PD-1/PD-L1单抗与基因靶向的联合治疗可以提高肿瘤治疗的效果[20]。肿瘤早期也可以通过放射治疗，造成免疫原细胞死亡从而释放新抗原，增强T细胞的活性[11]。研究表明在NSCLC中放射治疗联合免疫治疗的疗效比单一治疗疗效好，并且可以抑制肿瘤的转移[7,29]。此外，采用血管生成抑制剂，如血管内皮细胞生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)抑制剂和PD-1/PD-L1单抗的联合治疗用于Ⅲ型的治疗较为重要[15]。血管生成抑制剂可以通过使血管正常化和诱导毛细血管微静脉形成，增加TIL的数量，促进IFN-γ的释放，从而诱导肿瘤细胞PD-L1的表达改善抗PD-L1治疗，此外PD-1/PD-L1单抗治疗也可以增强血管生成抑制剂治疗的效果。因此，血管生成抑制剂和PD-1/PD-L1单抗之间存在协同作用[30]。目前关于VEGFR与PD-1/PD-L1单抗联合治疗肾细胞癌的3期临床试验已经完成，结果显示两种药物的联合治疗可以明显延长生存期，并且疗效优于单一用药[31]。此外，Xiong等[32]制备了一种双特异性抗体药物，它可以共同靶向VEGF和PD-1，这为肿瘤治疗提供了新的更加安全有效的方法。

3.4Ⅳ型 PD-L1-/高TIL 瘤组织中存在大量的淋巴细胞，而肿瘤细胞中PD-L1不表达或者低表达，此型无明显的免疫抑制，因而在胃癌、NSCLC、HER2+乳腺癌、胆囊癌等大多数的肿瘤中预后较好，尤其是肿瘤浸润性淋巴细胞为CD8+/CD3+T细胞，具有明显生存优势[22,24,27,33，34]。此型可能存在其他的检查点，例如代谢分子，目前这种类型的治疗方法还处于初期阶段[15]。

4 结语

综上所述，综合评价肿瘤细胞中PD-L1的表达以及TIL的数量，是预测肿瘤患者PD-1/PD-L1单抗治疗疗效更为准确的方法。对于不同免疫类型选择合适的PD-1/PD-L1单抗或和其他药物的组合来治疗实体瘤有着重要的理论和实际意义。