PD-1/PD-L1在卵巢癌化疗耐药机制中的相关研究进展

杨 丹，谭 娜，郑 洪

卵巢癌、子宫内膜癌、子宫颈癌是女性常见的三种妇科恶性肿瘤，而卵巢癌的病死率在全球范围内常年位居妇科恶性肿瘤之首[1]。复发性上皮性卵巢癌患者无法治愈，铂敏感性(或缺乏)是预后的主要决定性因素，但随着铂类化疗周期的不断增加，卵巢癌患者的病死率逐渐升高。自20世纪90年代以来，中晚期卵巢癌患者的5年生存率﹤40%[2]。近年人们发现肿瘤内T细胞的存在与晚期卵巢癌临床疗效的改善相关，而肿瘤免疫逃逸在其中发挥重要作用。2019年，以细胞毒性T淋巴细胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4, CTLA4)和程序性死亡因子(programmed cell death protein1, PD-1)及其配体(PD-ligand 1, PD-L1)为主的免疫治疗被纳入美国国家综合癌症网络(NCCN)卵巢癌临床实践指南[3]，并在部分晚期癌症患者的临床治疗中获得肯定。有研究表明[4]，PD-1/PD-L1通路在肿瘤微环境中介导免疫逃逸，并与化疗药物的敏感性紧密相关。故PD-1/PD-L1通路的研究为卵巢癌的发生、发展和耐药等机制提供了全新的治疗视角。

1 PD-1/PD-L1信号通路概述

PD-1又称CD279，是T细胞活化表达过程中起负调节受体，属于CD28家族成员[5]。正常机体为避免受到T细胞无限增殖引起的健康细胞损害，借助激活PD-1分子来进行负调节，在维持免疫系统平衡中起重要作用。与其对应的配体PD-L1(又名CD274)也是Ⅰ型穿膜蛋白，属于B7家族穿膜分子[6]。正常组织极少表达PD-L1，与其他恶性肿瘤，包括肺癌(50%)、食管癌(44%)、胃癌(42%)、乳腺癌(34%)和肾癌(37%)相比，PD-L1在卵巢癌中的阳性率最高[7]。在人体免疫系统中，T淋巴细胞介导的免疫应答具有重要的生物学意义。CD8+TILs，又称细胞毒性T细胞，是免疫应答的主要效应细胞，但有时T细胞无法识别出肿瘤细胞，目前发现一些肿瘤细胞可隐藏其真实面目并与正常细胞混在一起，如部分肿瘤细胞携带PD-L1蛋白伪装成正常细胞与T细胞表面的PD-1受体结合，由此肿瘤细胞逃过免疫识别造成免疫逃逸。张智等[8]和Tan等[9]的研究结果提示PD-L1高表达是影响肿瘤患者无进展生存期、总生存期的独立危险因素；Dong等[10]和Hamanishi等[11]发现PD-L1表达与卵巢癌中CD8+TILs呈明显的负相关；也有报道提示[12]PD-L1与乳腺癌、淋巴瘤、胰腺癌的化疗耐药有关。

2 PD-1/PD-L1与卵巢癌化疗耐药机制

攻克实体肿瘤治疗中的化疗耐药是治疗成功的关键步骤。在全球范围内，卵巢癌患者的5年生存率低于45%[13]。术后辅以化疗是目前晚期卵巢癌患者不可避免的治疗方案，但行标准化治疗后患者的复发率仍高达80%[14]，主要与治疗后复发率高，复发间隔时间短，治疗毒性强，生活质量差有关。目前卵巢癌发生、发展的机制尚不明确，但化疗多药耐药是影响卵巢癌患者预后的关键因素之一。在已知的卵巢癌化疗耐药研究中，肿瘤微环境、PI3K/Akt信号通路、抑癌基因张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten, PTEN)、NF-κB信号通路等在卵巢癌化疗耐药机制中均扮演不同程度的角色。因此，多方位探索卵巢癌化疗耐药的机制，探寻关键干预靶点，提高化疗敏感性，对改善卵巢癌患者的预后具有重要意义。

依据T细胞表面分子和功能特点可分为不同细胞亚群。Bamias等[15]报道提示，在卵巢癌腹腔积液中CD3+CD56+T细胞的富集可以预测患者对铂类化疗药物的敏感性。体内CD56+细胞的水平可以反映NK细胞的功能状态，在相同刺激条件下，CD56+NK细胞比CD56-NK细胞产生更多的细胞因子，如IFN-γ、TNF-b和IL-10[16]。2002年Dong等[10]发现IFN-γ可诱导肿瘤细胞高表达PD-L1。故当IFN-γ增高时，肿瘤细胞中的PD-L1表达随之增高，同时导致CD3+CD56+T细胞降低，化疗敏感性可能降低。同理Koh等[17]研究发现，CD24+卵巢癌样干细胞对化疗药物显示出抵抗性，而NK细胞可以杀伤这种具有干细胞活性的卵巢癌细胞。但NK细胞可表达PD-L1，因此抗PD-1联合NK细胞疗法可能是一种有效杀死卵巢肿瘤干细胞，防止卵巢癌耐药和复发的治疗手段。目前Liao等[18]、 Konstantinopoulos等[19]、Drew等[20]在对复发、耐药的卵巢癌患者进行抗PD-1/PD-L1药物的联合治疗研究中提示患者耐受性可，有一定的活性。上述研究表明PD-1/PD-L1在卵巢癌化疗耐药中扮演了重要的角色，故在已知的卵巢癌化疗耐药研究中进一步阐述PD-1/PD-L1在肿瘤微环境、PI3K/Akt信号通路、PTEN、NF-κB信号通路中的作用，探寻PD-1/PD-L1是否在卵巢癌化疗耐药中充当关键靶点之一。

2.1 PD-1/PD-L1与肿瘤微环境卵巢癌细胞获得性耐药与卵巢癌微环境中各种组分相互联系、相互作用。肿瘤微环境是由间质细胞、微血管、微淋巴管、免疫细胞等共同构成的一个动态微环境，为肿瘤的生长、侵袭及转移提供了适宜条件。PD-L1不仅在活化的T细胞、B细胞、巨噬细胞、树突状细胞和肿瘤细胞中广泛表达，同时还在血管内皮组织中表达[21]。而血管内皮因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)在肿瘤微环境中对微血管的生成发挥重要作用[22]。在肿瘤组织缺氧或特定基因改变的情况下，促血管生成因子不仅可导致肿瘤新血管生成，而且还促进肿瘤的生长和转移。此外，VEGF能够下调淋巴细胞和T细胞功能，促进骨髓来源的抑制细胞(树突状细胞、巨噬细胞、粒细胞的前体)增殖、诱导调节性T细胞增殖和分化。而肿瘤相关内皮细胞表达PD-L1，通过与PD-1结合发挥免疫抑制作用[23]。在体外实验中，紫杉醇能够抑制肿瘤细胞合成或分泌VEGF、减小和下调肿瘤组织中微血管密度[24]。在卵巢癌治疗过程中PD-1联合VEGF抑制剂的治疗效果更好[25]。Barsoum等[26]证明肿瘤细胞在缺氧环境中PD-L1表达显著升高。故PD-1/PD-L1与肿瘤微环境的关系密切。

2.2 PD-1/PD-L1与PI3K/Akt信号通路PI3K/Akt信号通路是酪氨酸激酶级联反应通路, 是卵巢癌化疗耐药的关键环节。研究发现，PI3K/Akt信号通路与PD-1/PD-L1信号通路有交集。PD-1分子最显著的特征是含有2个磷酸化位点，即免疫受体酪氨酸抑制基序(immunore-ceptor tyrosineebased inhibitory motifs, ITIM)和免疫受体酪氨酸转换基序(immunoreceptor tyrosine-based swith motifs, ITSM)，ITIM能使细胞质段的磷酸化得到恢复,维持免疫耐受的平衡，而ITSM上的酪氨酸残基在PD-1的负性调节中介导负反馈调节效应[27]。PD-1与PD-L1结合促使PD-1的ITSM结构域中的酪氨酸发生磷酸化,进而引起下游蛋白激酶Syk和PI3K的去磷酸化,进一步导致下游sAkt、ERK等通路活化被抑制,最终减弱T淋巴细胞受体信号的免疫抑制功能[21]。而PI3K/Akt信号传导通路也在卵巢癌血管生成中起着重要作用[28]，故PI3K/Akt信号通路可能参与VEGF、PD-L1的产生，进一步促进肿瘤微环境的免疫逃逸。

2.3 PD-1/PD-L1与PTEN第10号染色体上缺失的磷酸酶和PTEN，是在继p53基因后，另一个与肿瘤发生、发展较为密切的肿瘤抑制因子。目前PTEN与卵巢癌的发生、发展、恶性评价及预后均有关，并且其突变及异常表达在肿瘤耐药中发挥重要作用[29]。在目前认识的恶性肿瘤中，PTEN缺失被证明有助于免疫治疗的耐药性；PTEN是一种重要的肿瘤抑制因子，其在许多肿瘤中表达下调和(或)缺失[30]。PTEN基因主要通过等位基因缺失、基因突变和甲基化方式使其失活。PTEN缺失与PI3K/Akt通路的激活相关。PTEN所编码的蛋白能使PIP3去磷酸化，阻断PI3K/Akt信号通路，从而促进细胞凋亡、抑制细胞增殖、抑制肿瘤血管新生和肿瘤迁移等作用[31]。在结直肠癌、胰腺癌、脑胶质瘤细胞中若发现缺失PTEN，其PTEN-PI3K-Akt信号通路被激活，可导致PD-L1高表达，促使肿瘤细胞免疫逃逸[32-35]。在卵巢癌中关于PTEN联合PD-1/PD-L1的研究较少。

2.4 PD-1/PD-L1与NF-κB信号通路NF-κB信号通路在卵巢癌中发挥主导作用，促进化疗耐药、肿瘤干细胞维持、转移和免疫逃避。在卵巢癌细胞中NF-κB的活性有助于创造一个免疫逃避的环境，吸引具有肿瘤促进表型的浸润免疫细胞，从而驱动卵巢癌细胞中NF-κB的活性，促进细胞的生存和转移[36]。Peng等[37]的研究结果显示，在卵巢癌小鼠模型中紫杉醇治疗增加了CD8+T细胞浸润到肿瘤部位，上调了PD-L1的表达，并激活了NF-κB信号通路。特别是使用紫杉醇和PD-L1/PD-1信号阻断剂联合治疗的荷瘤小鼠比单独使用紫杉醇治疗的小鼠存活时间长。再次证实了几种化疗药物也在体内外以剂量依赖的方式诱导卵巢癌细胞中的NF-κB信号。而NF-κB信号可诱导卵巢癌细胞过表达PD-L1，从而导致化疗后肿瘤部位的免疫抑制变化。故在卵巢癌的化疗反应中，体外和体内卵巢癌细胞系中PD-L1表达均增加。

3 总结与展望

在PD-L1细胞信号转导通路中，PI3K因子、STAT3转录因子、PTEN基因均对PD-L1的转录、翻译起着关键作用，而NF-κB活性受到抑制会导致癌组织和腹水中PD-1+树突状细胞的抗肿瘤活性降低[38]，因此，通过作用NF-κB可以起到抑制PD-L1表达的作用。以上研究均表明PD-1/PD-L1信号通路在卵巢癌化疗耐药机制中直接或间接扮演了极其重要的角色，充分阐述PD-1/PD-L1信号通路在卵巢癌化疗耐药机制中的的相互作用可能为逆转卵巢癌耐药提供新靶点。尽管在卵巢癌治疗中基于抗PD-1/PD-L1抗体治疗取得了成功，但检查点抑制剂的临床活性报告也只是有限的，目前公布的数据显示仅10%～15%的复发或耐药卵巢癌患者从中获益[39]，故PD-1/PD-L1是否在卵巢癌化疗耐药中充当关键靶点仍需要积累更多证据，而进一步寻找其他预测因子来确定哪些患者将从免疫治疗中获益仍然是未来的研究方向。