程序性死亡受体1/程序性死亡受体配体1和SRY盒转录因子2在三阴性乳腺癌中的研究进展

闫娜，王金花

1内蒙古医科大学研究生院，呼和浩特 010000

2内蒙古医科大学附属人民医院病理科，呼和浩特 010000

美国临床肿瘤学会/美国病理学家协会指南指出，三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）是指雌激素受体和孕激素受体免疫组化（immunohistochemistry，IHC）≤1%且人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）阴性表达的乳腺癌[1]。TNBC 占所有乳腺癌的15%～20%[2]，是一种侵袭性乳腺癌亚型，患者的预后较差。TNBC 因更具侵袭性且缺乏治疗靶标，已成为肿瘤学界和临床研究的热点。与其他乳腺癌亚型相比，TNBC 具有早期复发的特点，且远处转移的发生风险更大。尽管目前可以采用手术及放化疗治疗，但是因为远处复发率较高且预后较差，TNBC 患者的病死率较高。目前，TNBC 的主要治疗策略之一为化疗，但容易发生耐药性和肿瘤复发转移。众所周知，人体免疫系统可以识别和消除肿瘤细胞。先天性免疫细胞可产生促炎细胞因子，导致炎症反应，并将肿瘤抗原提呈给适应性免疫细胞，如T 淋巴细胞，激活后的T 淋巴细胞会通过多种途径消除肿瘤细胞。免疫检查点通路，如程序性死亡受体1（programmed cell death 1，PDCD1，也称PD-1）/程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）通路，可调节T 淋巴细胞活性以防止自身细胞遭到破坏[3]。肿瘤细胞通过在其表面表达PD-L1 来维持这种免疫抑制机制并逃避宿主免疫反应。尽管已有免疫治疗的药物作用于PD-L1阳性的TNBC，但仍缺乏有效的、全面的特异性靶向药物。因此，迫切需要针对TNBC 的新治疗策略。

SRY 盒转录因子2（SRY-box transcription factor 2，SOX2）在TNBC 细胞和组织中高表达，且高水平的SOX2 与TNBC 患者肿瘤细胞分化差和生存期短有关[4]。此外，SOX2 可能在体外和体内促进TNBC 细胞的增殖和转移，这表明SOX2 在TNBC 中充当肿瘤启动子[5]。因此，探索SOX2 在TNBC 中的功能和作用有重要意义。

与其他类型乳腺癌相比，TNBC 有效的治疗方法更为局限。全球范围内一些关于TNBC中PD-L1以及SOX2水平的研究报道了二者的表达与患者预后间的相关性。本文通过阐明PD-L1 和SOX2 在TNBC 患者肿瘤细胞和肿瘤浸润免疫细胞中的表达，评估SOX2 抑制剂联合PD-1/PD-L1 免疫检查点抑制剂对TNBC的有效性，从而使患者从中获益。

1 PD-1/PD-L1

1.1 生物功能

PD-1 是一种主要由细胞毒性T 淋巴细胞表达的共抑制受体，属于CD28 家族，由288 个氨基酸组成。PD-1与其配体PD-L1和程序性死亡受体配体2（programmed cell death 1 ligand 2，PDCD1LG2，也称PD-L2）相互作用，由抗原提呈细胞表达。PD-L1 主要表达于肿瘤细胞和巨噬细胞，而PD-L2 主要存在于树突状细胞。PD-L1 是一种协同信号分子，由CD274基因编码，与T 细胞上受体PD-1 结合后可以刺激或抑制T 细胞免疫反应。随着T 细胞活化程度的增加，PD-1 表达逐渐上调，PD-1 与PD-L1 相互作用后，可触发免疫受体酪氨酸抑制基序（immune receptor tyrosine-based switch motif，ITSM）来招募信号分子含SH2结构域的蛋白酪氨酸磷酸酶2（SH2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 2，SHP-2）并触发抑制信号，导致效应T 细胞失能和细胞凋亡[6]。因此，PD-1/PD-L1 通路对T 细胞调节免疫应答过程有重要意义。

1.2 作用机制

PD-1/PD-L1 是肿瘤微环境中非常重要的信号通路，它可以促进肿瘤细胞的生长和增殖，并参与免疫逃逸过程，从而促进肿瘤的发生、发展、转移、预后等。

1.2.1 参与TNBC 的发生发展Lotfinejad 等[7]研究表明，转染PD-L1小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）可以显著降低PD-L1mRNA 及其蛋白的表达，而PD-L1siRNA 可以抑制TNBC 细胞增殖，提示TNBC 中PD-L1 表达上调可能对TNBC 细胞的生长发挥重要作用。PD-L1沉默可以显著降低肿瘤细胞活力，抑制肿瘤细胞克隆形成，阻断细胞周期，刺激细胞凋亡，抑制肿瘤细胞迁移，上调促炎细胞因子的表达，并下调抗炎细胞因子与T 细胞的共培养系统[8]。此外，PD-L1 表达下调还可以下调抗凋亡基因B 细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）的表达，并刺激促凋亡基因如胱天蛋白酶（caspase）3、caspase 8、caspase 9及Bcl-2 相关X 蛋白（Bcl-2-associated X protein，BAX）的表达。同时，肿瘤细胞中caspase 9 信号转导缺失又可通过上调PD-L1 导致适应抗性，导致肿瘤复发[9]。但增加抗PD-L1 阻滞剂还可以进一步克服这种获得性免疫抗性。

1.2.2 参与TNBC 细胞的侵袭、转移CD44 作为一种肿瘤干细胞标志物，与肿瘤细胞的生长和侵袭有关。已有研究表明，具有CD44 高表达乳腺癌干细胞的TNBC 患者可表现出更高的复发率和远处转移率[10]。PD-L1 表达下调的TNBC 细胞中CD44表达水平和克隆能力显著降低[11]。因此，PD-L1沉默可能有助于消除TNBC 细胞中的肿瘤干细胞特性。此外，磷酸酶张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）缺失可通过磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphoinositide 3-hydroxy kinase，PI3K）通路的信号转导通路来调节TNBC 细胞内PD-L1 水平升高，从而减少T 细胞增殖并促进T 细胞凋亡[12]。PD-L1 表达是在上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）激活时诱导的，其与间充质特征密切相关。有研究总结了不同分子如黏蛋白1（mucin 1，MUC1）、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）和核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）参与EMT 介导的乳腺癌PD-L1 表达上调[13]，提示PD-L1 信号转导通路对维持EMT 的重要性，但这些机制最终都会导致肿瘤细胞免疫逃逸。因此，PD-L1沉默可能会减少TNBC 细胞的迁移和侵袭。

1.2.3 与预后相关调节性T 细胞（regulatory T cell，Treg）是肿瘤微环境中的免疫抑制性T 细胞，有助于肿瘤的发生发展，并与肿瘤患者的不良预后有关。PD-1/PD-L1 通路可以通过抑制AKT/雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）/细胞外信号调节激酶2（extracellular signal-regulated kinase 2，ERK2）通路、上调PTEN的表达来上调叉头框蛋白P3（forkhead box P3，FOXP3）的表达，并诱导辅助性T 细胞1（helper T cell 1，Th1）向Treg 细胞转化[14-15]。研究显示，将PD-1沉默T 细胞与PD-L1沉默细胞共培养，可以显著上调γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）的表达[16]，而IFN-γ可参与抗增殖和抗肿瘤机制，诱导肿瘤细胞坏死和新生血管破坏，并增加单核细胞在肿瘤微环境中的浸润。

1.3 PD-1/PD-L1 免疫检查点抑制剂治疗TNBC 的效果

PD-1/PD-L1 免疫调节通路是肿瘤治疗的另一个有希望的新靶标。PD-1/PD-L1 免疫检查点抑制剂已在多种肿瘤中得到广泛研究。美国食品药品管理局（FDA）已批准抗PD-1 和抗PD-L1 免疫疗法用于治疗多种肿瘤，如黑色素瘤、头颈部鳞状细胞癌、尿路上皮癌、非小细胞肺癌及PD-L1 阳性、不可切除、局部晚期或转移性TNBC 等[17]。由于基因突变率高和新抗原产生率高，肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）尤其是CD8+T 细胞被大量募集到TNBC 中，这些细胞均可高表达PD-L1，因此，在使用抗PD-1/抗PD-L1 疗法之前，通过肿瘤细胞或CD8+TIL 确定PD-L1 的表达情况将有助于确保药物的有效性[18]。

2 SOX2

2.1 生物功能

SOX2 最初在胚泡的内细胞团和滋养外胚层中表达，且在发育后期存在于不同组织的干细胞中[19]。SOX2 通过细胞增殖、调节自我更新和维持多能性在胚胎期的器官发育、形态发生和规范细胞类型中发挥着重要作用。SOX2 在胚胎内细胞团的胚胎干细胞中高表达，因此，SOX2 对维持胚胎干细胞的表型至关重要。多能干细胞的干性维持是通过核心转录网络实现的，该网络由转录因子SOX2、八聚体结合转录因子4（octamer-binding transcription factor 4，OCT4）和Nanog 组成。这3 个因子在功能上相互配合，以促进多能性相关基因的表达，并抑制分化相关基因的表达。在健康人体内，SOX2 在桑椹胚和囊胚内细胞团的胚胎干细胞中表达，从而衍生出整个生物体[20]。在个体发育的后期，SOX2 主要与神经外胚层谱系的干细胞共分离，而这些干细胞起源于上皮、神经元和眼结构，因此，SOX2的等位基因突变已被证实与人类微小或无眼球综合征有关。SOX2 也在成年人干细胞或祖细胞中表达，与组织稳态和伤口愈合有关。在诱导SOX2敲除的模型中，SOX2 耗尽后2 周内机体会出现强烈的组织损伤和致死性[21]。同样，SOX2 在肿瘤细胞，特别是肿瘤干细胞（cancer stem cell，CSC）中异常表达，如SOX2 在正常肝组织中几乎不表达，而在肝癌组织中高表达[22]；正常胃黏膜中存在SOX2 高表达，但胃癌组织中几乎没有SOX2 表达，这表明SOX2 的表达具有肿瘤异质性[23]。研究显示，SOX2 在食管小细胞癌[24]、乳腺癌[25]、结直肠癌[26]、胶质母细胞瘤[27]、皮肤基底细胞癌[28]、肺癌[29-30]、前列腺癌[31]组织中高表达，而在食管鳞状细胞癌[24]、胃癌[32]组织中低表达，并与各种肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移及患者的不良预后有关。

2.2 在TNBC 中的作用机制

2.2.1 调控微小RNA（microRNA，miRNA）的表达研究发现，miRNA-301/细胞质多聚腺苷酸化元件结合蛋白1（cytoplasmic polyadenylation element binding protein 1，CPEB1）/沉默信息调节因子1（silent information regulator 1，SITR1）/SOX2 通路在调节乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭中有重要作用[33]。miRNA-301 高表达降低了CPEB1 的表达水平，通过调控SIRT1/SOX2 通路，最终使体内正常乳腺细胞具有致瘤性，并促进这些肿瘤细胞的周期进程，抑制细胞凋亡；而抑制miRNA-340 的表达能够导致RB 和SRY 盒转录因子17（SRY-box transcription factor 17，SOX17）等肿瘤抑制因子过表达，下调SOX2等癌基因的表达，从而抑制TNBC 细胞的转移[34]。

2.2.2 参与多种信号转导通路SOX2 可以通过多种信号通路促进肿瘤进展，其表达可以通过WNT/β-联蛋白（β-catenin）信号通路在肿瘤恶性表型和EMT 中发挥作用[35]；同时，SOX2 与β-catenin 协同上调乳腺癌细胞周期蛋白D1（cyclin D1）的表达，从而促进细胞增殖。另有研究显示，SOX2 能够促进SKI 样癌基因蛋白（recombinant SKI-like oncogene，SKIL）/PDZ 结合基序转录共激活因子（transcriptional co-activator with PDZ-binding motif，TAZ）/结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）通路，抑制下游干扰素基因刺激蛋白（stimulator of interferon gene，STING）信号通路，并通过TGF-β信号转导促进肿瘤新生血管生成，从而有助于TNBC 细胞的增殖、迁移、EMT[36]。SOX2 的表达能够通过激活促分裂原活化的蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）/细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）[37]、MEK/ERK[38]信号通路，恢复被抑制了的TNBC 细胞增殖、迁移和侵袭[39]。另一方面，SOX2 通过促进G1/S 期转换并通过cyclin D1基因表达上调促进乳腺癌细胞增殖[40]。

2.2.3 参与肿瘤细胞干性SOX2 是CSC 的关键转录因子之一，在维持CSC 或肿瘤起始细胞的干性方面发挥着关键作用。EMT 和CSC 特性也是治疗耐药的基础，因此，靶向这些CSC 细胞也可以为TNBC 的治疗提供新的治疗策略。乳腺癌患者组织病理学分析表明，与非TNBC 组织相比，TNBC组织中乙醛脱氢酶家族1 成员A1（aldehyde dehydrogenase 1 family member A1，ALDH1）的阳性表达和CD44+/CD24-的表达水平较高[41]。在转录水平，SOX2、MYC等多能性相关转录因子均在TNBC中过表达，并与患者的不良预后呈正相关[23]。TNBC细胞的代谢也与CSC 相似，即使在有足够氧气的情况下，TNBC 细胞也会利用糖酵解来更快地产生能量并合成生物代谢分子[42]。此外，研究发现，TNBC 细胞中的脂肪酸氧化中间体增加，并从脂肪酸氧化中产生能量以维持肿瘤细胞存活[43]。因此，CSC 对TNBC 细胞的存活和转移也至关重要。

2.3 SOX2 参与TNBC 的治疗及耐药

目前已有多项研究报道了SOX2 参与肿瘤治疗的耐药性问题。乳腺癌细胞对紫杉醇的敏感性取决于SOX2 的表达，敲除SOX2能够增加乳腺癌细胞对紫杉醇的敏感性并降低肿瘤细胞的侵袭能力。乳腺癌细胞中肿瘤相关巨噬细胞通过表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）和信号转导与转录激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）的激活来促进SOX2 的表达，从而导致化学抗性，如具有干细胞样表型的乳腺癌细胞对他莫昔芬具有抗药性，而这种抵抗可以通过沉默SOX2来消除[44]。另有研究表明，有一种负载透明质酸和二甲双胍的氧化石墨烯纳米颗粒在TNBC 中能够诱导细胞凋亡并减弱细胞的迁移能力，抑制EMT 并下调Nanog、OCT4 和SOX2 的表达，消除了肿瘤负荷带来的总体毒性，从而解决了肿瘤复发的问题[45]。因此，认识并关注SOX2 在肿瘤耐药中的作用可以为患者提供更多的治疗选择，尤其是那些患有高度难治性肿瘤的患者。

3 SOX2 与PD-L1 在肿瘤中的关系

有研究表明，肝癌细胞系中的SOX2 可以通过结合PD-L1基因启动子，调控PD-L1 的表达[46]。此外，SOX2还可通过抑制蛋白酪氨酸磷酸酶非受体1型（protein tyrosine phosphatase non-receptor type 1，PTP1）和细胞因子信号转导抑制因子3（suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3）的转录，导致Janus激酶（Janus kinase，JAK）/信号转导与转录激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）通路过度激活以及PD-L1 过表达，进而诱导肿瘤细胞免疫逃逸[47]。Chen 等[48]的研究显示，SOX2 高表达能够降低CD8+T 细胞百分比并通过激活MTOR、缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor，HIF）、糖酵解、PI3K/AKT/MTOR 信号通路等调节PD-L1 的表达来促进非小细胞肺癌细胞的免疫逃逸。但目前仍没有明确的研究能够证明SOX2与PD-L1 在TNBC 中的相关关系。

4 小结与展望

在TNBC 发生发展过程中，PD-L1 与PD-1 的结合可促使肿瘤细胞获取免疫逃逸T 细胞的能力，其中PD-L1 过表达能够促进Bcl-2、CD44 的表达并降低促凋亡因子caspase 9、BAX 的表达，而SOX2 过表达能够促进cyclin D1、TGF-β 以及CD44 的表达。因此，PD-L1 及SOX2 在维持肿瘤细胞干性、调节肿瘤细胞凋亡、促进肿瘤细胞增殖和侵袭方面至关重要，且能在一定程度上发挥协同作用。目前，鉴于PD-1、PD-L1 在肿瘤发生发展及浸润转移中的作用，越来越多的肿瘤开始采用以抗PD-1、PD-L1 免疫治疗为主的综合治疗方式，但这种治疗方式仍存在着耐药、不良反应明显等不足。由此可见，SOX2 对肿瘤细胞的化疗及靶向药物的敏感性具有一定的影响。通过了解SOX2 与PD-1/PD-L1在TNBC中的作用，能够明确SOX2在以PD-1/PD-L1为主的免疫治疗耐药中的作用，并为临床TNBC 患者的免疫治疗提供参考。