免疫檢查點及PD-1/PD-L1抑制藥在腫瘤免疫診斷治療中的應用＊

王冬艷，華 欣，張志峰，葉記林，季 琰

1　免疫檢查點抑制藥現狀

1.1免疫檢查點在抗腫瘤免疫中的研究現狀 當腫瘤發生腫瘤特異性抗原的共刺激信號通過表面受體CD28和其他共刺激分子的表達，并遷移到腫瘤相關抗原的網站，從而表達檢查點受體，這些免疫檢查點是免疫調節過程中的免疫抑制信號，會導致免疫抑制性腫瘤微環境形成，使腫瘤細胞得以逃避機體免疫監視和殺傷［1］。

在機體有效的抗腫瘤免疫過程中，T細胞作為核心執行者，首先被T細胞受體 （T cell receptor，TCR）介導的抗原識別信號激活，同時眾多的共刺激信號和共抑制信號精細調節T細胞反應的強度和質量，這些抑制信號即為免疫檢查點。目前研究最為透徹的免疫檢查點有：細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白 4（T-lymphocyte antigen-4，CTLA-4）、程序性死亡受體-1（programmed death-1，PD-1）、淋巴細胞活化基因-3（Lymphocyteactivation gene-3，LAG-3/CD223）、T細胞活化的V結構域免疫球蛋白抑制藥（V-domain Ig-containing suppressor of T-cell activation，VISTA）、T細胞免疫球蛋白和黏蛋白-3（T-cell immunoglobulin and mucin-3，TIM-3）等位點。其中，目前研究中效果最顯著的是CTLA-4以及PD-1兩類免疫檢查點。免疫檢查點抑制藥能重新激活抗腫瘤免疫從而促進腫瘤消退。

1.2第一代免疫檢查點CTLA-4受體及其抑制藥之前對于免疫檢查點抑制藥的研究首要目標放在抑制CTLA-4上，CTLA-4通路主要在免疫系統活化的早期發揮作用，在體外研究的基礎上，抗CTLA-4抗體的抗腫瘤作用也在多種動物模型中得到證實，如惡性黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤和大腸癌等。目前在美國可用的和正進行進一步研究的CTLA-4免疫檢點抑制藥包括Ipilimumab和Tremulimumab，其中美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，FDA）已經批準應用的是Ipilimumab［2］。 但近年有研究表明 CTLA-4 抑制藥應用后客觀反應不明顯［3］，其抗腫瘤作用僅對幾種腫瘤細胞系有效，例如B16惡性黑素瘤模型對CTLA-4抑制藥治療不敏感［4］，此后臨床研究也表明CTLA-4抑制藥的不良反應相對比較嚴重［5］，而PD-1抑制藥相對較輕，有臨床研究表明PD-1抑制藥Pembro-lizumab對比CTLA-4抑制藥Ipilimumab用于晚期黑色素瘤一線治療的研究證實：對于晚期黑色素瘤患者，PD-1單抗Pembrolizumab能顯著改善無進展生存期 （progression-free survival，PFS）、 總生存期 （overall survival，OS），且高級別毒性反應發生率更低［6］。

1.3第一代免疫檢查點PD-1及其受體抑制藥PD-1與CTLA-4二者作為免疫檢查點的關鍵成員具有相似性，但也存在許多差異，與CTLA-4相比，PD-1由活化T細胞轉錄調控，其在細胞表面的表達通常較CTLA-4的膜表達晚些。PD-1有2個配體：PD-L1、PD-L2，PD-1 結合 PD-L1 和 PD-L2后，呈遞免疫表達的負向信號［7］。PD-L2主要表達在APC表面，而PD-L1表達于活化的T淋巴細胞、B淋巴細胞、NK細胞、活化的單核細胞以及樹突狀細胞。而PD-1/PD-L1通路主要在免疫系統效應期的腫瘤微環境中發揮重要作用。基于以上的研究背景PD-1/PD-L1免疫療法是當前備受矚目的一類抗癌免疫療法。

目前在美國可用的和正在進一步研究的免疫檢點抑制藥包括：PD-1抑制藥：Pembrolizumab、Nivolumab、Pidilizumab、PDR001，PD-L1 抑 制 藥 ：Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab。 其中目前美國FDA已經批準應用包括Pembrolizumab、Nivolumab、Atezolizumab和2017年5月FDA加速批準，用于治療晚期或轉移性尿路上皮癌的durvalumab。其他的PD-1抑制藥、PD-L1抑制藥仍處于臨床Ⅱ/Ⅲ期的研究階段［2］。

1.4其他免疫檢查點抑制藥 而新的免疫檢查點的研究成果也正在向臨床轉化中。目前 LAG-3抑制藥已經進入Ⅰ期臨床試驗（NCT01968109），TIM-3抑制藥目前尚未進入臨床，但已處于研發階段。因此將免疫檢查點抑制藥的研究和應用目前集中在第二代檢查點及其配體PD-1/PD-L1上。

2　PD-1/PD-L1表達在抗腫瘤免疫中的作用

2.1在腫瘤的診斷中作用 PD-1與PD-L1的相互作用是腫瘤免疫逃逸的關鍵，研究表明PD-1/PD-L1在多種腫瘤細胞中過表達。如目前已經批準應用于非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中，PD-1 在包括肺鱗狀細胞癌［8］在內的非小細胞肺癌［9］中高表達。國內臨床研究也表明PD-1抗體檢測肺癌患者外周血單核細胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC） 膜表面 PD-1 分子具有一定臨床診斷意義［10］。研究表明PD-1在乳腺癌中也有表達，在乳腺腫瘤周圍浸潤T細胞高表達PD-1［11］。在臨床研究中 Gargi等［12］對三陰性乳腺癌（TNBC）患者進行一系列檢測，結果發現25%～30%患者擁有PD-L1基因。在研究黑色素瘤的表達中的意義表明，超過一半的腫瘤樣本高表達PD-L1［13］。

2.2PD-1/PD-L1通路在抗腫瘤免疫治療作用 所有臨床研究都在腫瘤細胞中進行了PD-L1的表達，并且發現PD-L1的表達情況對藥物的療效有預測作用，表達PD-L1能增加藥物更加敏感，腫瘤細胞高表達PD-L1患者的療效改善明顯［14］。PD-L1抑制藥 Durvalumab（MEDI4736）在所有的 NSCLC患者中的總緩解率達到23%，其Ⅰ期臨床試驗結果表明，對PD-L1陽性和陰性的患者的緩解率分別為39%和5%，即PD-L1陽性患者的藥物療效更好。抗PD-L1單克隆抗體MPDL3280A的研究也表明對PD-L1 陽性患者的治療效果更好［15，16］。 但這種 PDL1的表達與療效不一定成對應關系，在Pembrolizumab對NSCLC的療效研究中PD-L1陽性的NSCLC患者的總緩解率為19%～23%，PD-L1陰性的NSCLC患者的總緩解率為9%～13%［17］。朱凌曦等在對PD-L1表達調控機制及其對抗腫瘤免疫反應的影響中總結PD-L1表達的預測價值可能并不適用于所有類型的腫瘤［18］。

2.3與預后的關系 最初研究發現，PD-L1高表達與疾病進展及不良預后相關。PD-L1陽性率越高乳腺腫瘤細胞的分化程度越差［19］，免疫組化分析顯示，PD-L1高表達于多種造血系統和非造血系統腫瘤細胞表面，PD-L1表達于黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌和腎小細胞癌等，且與患者的預后相關［20］。臨床研究在與黑色素瘤的表達中的意義表明，PDL1是頭頸部原發性黏膜惡性黑色素瘤患者預后不良獨立標志物［13］。近幾年研究腫瘤及其微環境PDL1表達上調與患者預后的關系存在爭議。腫瘤及其微環境中PD-L1/PD-1高表達，可能顯示抗腫瘤免疫曾經活化，是預后良好的獨立因素［21］。

3　PD-1/PD-L1抑制藥在抗腫瘤免疫中的應用及前景

3.1單藥應用 PD-1/PD-L1抑制藥在抗腫瘤免疫中顯示出較高的活性，與抗CTLA-4抗體比較，毒性降低，抗腫瘤譜擴大，目前國外有許多PD-1/PDL1抑制藥對不同腫瘤的臨床研究的報道，PD-1/PD-L1抑制藥已經用于非小細胞肺癌、黑色素瘤、晚期霍奇金淋巴瘤、肝癌、乳腺癌、直腸癌、卵巢癌、惡性胸膜間皮瘤、頭頸腫瘤的治療，國內亦做過相關綜述［22］。Pembrolizumab單藥一線治療晚期NSCLC優于標準的含鉑雙藥化療，美國FDA和美國國立綜合癌癥網絡 （National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南將 Pembrolizumab 推薦用于晚期NSCLC的一線治療。研究表明：Atezolizumab，nivolumab，和 pembrolizumab 的二線治療中與傳統化療相比能增加所有Ⅲ期/Ⅳ期鱗狀細胞和非鱗狀細胞非小細胞肺癌的存活期。Pembrolizumab與以鉑類為基礎的一線治療相比能增加50%表達PD-L1的Ⅳ期非小細胞肺癌無進展生存率［23］。現美國FDA更改Nivolumab的適應證為不限組織類型的晚期NSCLC二線治療，在NSCLC的臨床研究中，Nivolumab治療NSCLC經治患者，可以使總緩解率和緩解的持續時間都有提高［24］。Atezolizumab二線治療晚期NSCLC，在晚期NSCLC的療效確切、不良反應發生率低［25］。

3.2聯合應用 由于抗PD-1/PD-L1治療有效比例仍較低，PD-1/PD-L1抑制藥結合化療、靶向治療或其他免疫腫瘤藥物雙重阻斷的聯合應用可進一步提高療效，可為多種治療方式的聯合應用提供新思路。目前聯合治療臨床試驗正在進行中。在 晚期非鱗NSCLC患者中一線應用Pembrolizumab聯合標準化療較單純化療組可取得更佳的客觀有效率（objective response rate，ORR）及 PFS；聯合組不良反應與化療組無明顯差異［26］。放療為機體抗腫瘤免疫提供了豐富的腫瘤相關抗原，為抗腫瘤免疫系統的活化提供了前提條件，通過阻斷PD-1/PD-L1信號，逆轉T細胞耗竭從而增強抗腫瘤活性［27］。但也有臨床研究表明［28］一線采用Nivolumab聯合化療，結果發現不良反應發生率會明顯提高。

3.3PD-1/PD-L1抑制藥進一步應用需要解決的問題 免疫檢查點調制產生持久的反應和整體生存的優點與傳統化療相比，毒性較低。盡管PD-1/PD-L1抗體治療取得了一定的治療效果，但長期應用免疫檢查點抑制藥可使免疫耐受性不平衡導致無檢查點免疫反應。臨床上可能表現有自身免疫樣或者炎癥不良反應，對正常器官系統和組織（包括皮膚、胃腸道、肝、肺、黏膜皮膚和內分泌系統）造成附帶損傷。這類不良事件，被稱為免疫相關不良事件［29］，已成為許多臨床和機制研究的主題。除此之外還有此類療法引發了一般不良反應、器官特異性不良反應及一些罕見不良反應，因此臨床抗PD-1和抗PD-L1免疫檢查點抗體的毒性資料的積累及探尋聯合抗PD-1/PD-L1等優化治療方案，仍然是免疫檢查點抑制藥在腫瘤免疫治療研究領域中亟待解決的難題。另外，發現能更好地預測PD-1/PDL1抗體治療反應和效果的生物標志物也迫在眉睫，通過一種快速簡單的方法來預測哪些癌癥患者可能可以從免疫療法中受益，從而進行個體化治療。

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