程序性死亡受體-1及其配體在骨肉瘤中的研究進(jìn)展

余貴斌，唐際存

（桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院四肢創(chuàng)傷手外科，廣西 桂林）

0 引言

骨肉瘤是最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤，好發(fā)于青少年、兒童、年輕人的股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端[1]，骨肉瘤細(xì)胞最常見的部位是肺，其次常見的轉(zhuǎn)移部位是骨[2,3]，原發(fā)性骨肉瘤5年的生存率為70%，而發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者生存率僅為27.%[4]，隨著對(duì)腫瘤分子生物學(xué)及免疫微環(huán)境的不斷認(rèn)識(shí)，越來越多的證據(jù)表面腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視及抑制免疫因子產(chǎn)生，從而導(dǎo)致腫瘤生成[5]。PD-1廣泛表達(dá)于活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞和骨髓細(xì)胞上，主要功能是抑制活化T細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的作用，PD-1及PD-L1在腫瘤細(xì)胞的治療中取得了明顯效果，本綜述結(jié)合國內(nèi)外的研究進(jìn)展，對(duì)于PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的作用進(jìn)行闡述。

1 PD-1及PD-L1的結(jié)構(gòu)及功能

PD-1（CD279）是大小約55kD的Ⅰ型跨膜蛋白受體，最初在小鼠T細(xì)胞雜交瘤中發(fā)現(xiàn)[9]，其胞外結(jié)構(gòu)與免疫球蛋白V（IgV）類似，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域主要包括免疫受體酪氨酸基抑制基序(ITIM)和免疫受體酪氨酸基轉(zhuǎn)化基序(ITSM),其功能可以通過磷酸化酪氨酸磷酸酶-1 (SHP-1)和酪氨酸磷酸酶-2（SHP-2）負(fù)調(diào)控T細(xì)胞受體(TCR)信號(hào),影響T細(xì)胞增值，從而影響機(jī)體免疫功能[6]。

免疫系統(tǒng)分為先天性免疫和后天性免疫，免疫系統(tǒng)主要包括b淋巴細(xì)胞、CD4+ T輔助淋巴細(xì)胞和CD8+細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTLs)。免疫系統(tǒng)過程中抗原呈遞細(xì)胞直接激活抗原呈遞。抗原呈遞和活化后，產(chǎn)生抗原特異性T和B細(xì)胞。腫瘤通過將癌細(xì)胞上表達(dá)的PD-L1與細(xì)胞毒性T細(xì)胞上的PD-1結(jié)合來抑制T細(xì)胞活化，從而防止來自免疫系統(tǒng)的攻擊[7]。

2 pd-1及pd-l1在腫瘤中的傳導(dǎo)通路

目前對(duì)于pd-1抑制T細(xì)胞免疫功能的機(jī)制尚未清楚[8]，有文獻(xiàn)表明，pd-1抑制細(xì)胞免疫的機(jī)制可能通過其結(jié)構(gòu)中的免疫受體酪氨酸基抑制基序(ITIM)磷酸化SHP-2有關(guān)[9]。蛋白激酶B（Akt）是T細(xì)胞活化的負(fù)性調(diào)節(jié)因子，通過cd28募集酪氨酸磷酸酶-2（SHP2）進(jìn)而磷酸化磷脂酰肌-3(PI3K)，這一系列的反應(yīng)導(dǎo)致了P13K-Akt-mTOR（哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白）信號(hào)通路的激活[10]，P13K-Akt-mTOR信號(hào)通路的活化調(diào)節(jié)多種人類腫瘤細(xì)胞的增殖和活化，對(duì)腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移起到重要作用。CD3zeta對(duì)CD3信號(hào)傳遞和誘導(dǎo)t細(xì)胞效應(yīng)功能至關(guān)重要，降低CD3zeta蛋白表達(dá)可能導(dǎo)致信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)改變和t細(xì)胞效應(yīng)功能低下。PD-1可以抑制TCR活化，影響CD3Zeta鏈/ZAP70酪氨酸磷酸化及Ras-MEK-ERK途徑激活，這些信號(hào)通路抑制T細(xì)胞免疫監(jiān)視功能[11]，從而導(dǎo)致骨肉瘤的發(fā)生與發(fā)展。

3 pd-1/pd-l1在骨肉瘤中的作用

3.1 PD-1/PD-L1在骨肉瘤細(xì)胞系中的表達(dá)

大量體外實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)骨肉瘤干細(xì)胞中存在PD-1及PD-L1高表達(dá)現(xiàn)象，與腫瘤的侵襲和進(jìn)展有關(guān)。韓麗麗等[12]通過PCR及MTT試驗(yàn)證明pd-1骨肉瘤干細(xì)胞的增值和侵襲性有關(guān)，pd-l1在轉(zhuǎn)移性骨肉瘤細(xì)胞中也存在高表達(dá)現(xiàn)象，阻礙pd-1/pd-l1通路可以促進(jìn)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)的增長來限制轉(zhuǎn)移性骨肉瘤的發(fā)展。

3.2 PD-1/PD-L1在骨肉瘤患者中的表達(dá)

在臨床上也存在眾多的研究提示PD-1/PD-L1與骨肉瘤的病變過程相關(guān)。Zhao F等[13]研究表明，pd-1在骨肉瘤患者中存在高表達(dá)，能抑制患者的免疫功能，免疫系統(tǒng)的監(jiān)視及清除功能受到影響。Yu,F等[14]認(rèn)為pd-1與骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移相關(guān)，在骨肉瘤患者中，尤其是轉(zhuǎn)移性或病理性骨折患者，pd-1在T細(xì)胞上的表達(dá)明顯上調(diào)。腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(CTILs)與多種軟組織肉瘤亞型的預(yù)后密切相關(guān)，Koirala, P.等人[15]的研究表明，pd-l1在骨肉瘤患者中呈高表達(dá)，且與TILs和抗原提呈細(xì)胞(APCs)呈正相關(guān)，pd-1/pd-l1軸在大量原發(fā)骨肉瘤患者中表達(dá)，且存在大量的免疫細(xì)胞。抑制pd-1/pd-l1信號(hào)通路可以增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，在原發(fā)性骨肉瘤或轉(zhuǎn)移性骨肉瘤患者中具有顯著的療效，這些證據(jù)表面，PD-1/PD-L1或許是骨肉瘤潛在的治療靶點(diǎn)及預(yù)后標(biāo)志物。

3.3 PD-1/PD-L1在動(dòng)物模型中的應(yīng)用

PD-1/PD-L1在骨肉瘤鼠動(dòng)物模型中的應(yīng)用研究十分廣泛。Zheng, B[16]通過體內(nèi)及體外實(shí)驗(yàn)表面，pd-1在骨肉瘤患者中高表達(dá)，與骨肉瘤的分期及預(yù)后相關(guān)，Nivolumab可以抑制骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移，但對(duì)于原發(fā)性骨肉瘤的治療效果尚不確切。另外一項(xiàng)在小鼠骨肉瘤模型試驗(yàn)研究表明骨肉瘤手術(shù)切除，術(shù)后運(yùn)用PD-1/PD-L1通路阻斷劑及OX40能顯著改變小鼠的生存率，這為骨肉瘤患者手術(shù)切除聯(lián)合免疫治療提供了新的思路[17]。Lussier[18]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性性骨肉瘤鼠模型中PD-1高表達(dá)，能顯著抑制腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(CTLS)等功能，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生與轉(zhuǎn)移，這些研究表明抑制PD-1/PD-L1通路是治療轉(zhuǎn)移骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移的靶點(diǎn)。

4 pd-1/pd-l1治療骨肉瘤的現(xiàn)狀

目前，關(guān)于pd-1/pd-l1抑制劑對(duì)骨肉瘤治療的仍然處于初步階段。一些臨床前實(shí)驗(yàn)表面單一PD-1抑制劑在骨肉瘤的治療的效果不明顯[19]，而在臨床上進(jìn)行多中心II期抗pd-1免疫治療(pembrolizumab)晚期骨肉瘤的試驗(yàn)中，40例(5%)骨肉瘤患者中僅有2例有客觀反應(yīng)，包括22例骨肉瘤患者中的1例。藥物產(chǎn)生的不良反應(yīng)相對(duì)較多，產(chǎn)生最常見的或更嚴(yán)重的免疫相關(guān)不良事件是貧血(14%)、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)下降(12%)、部分凝血活酶時(shí)間延長(10%)和血小板計(jì)數(shù)下降(7%)[20]。而PD-1/PD-L1聯(lián)合其他方式治療已經(jīng)取得相對(duì)滿意效果。

4.1 聯(lián)合耐藥抑制劑的治療

PD-1/PD-L1抑制劑治療骨肉瘤效果差的原因可能與髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)有關(guān)，MDSCs主要來源于骨髓祖細(xì)胞和未成熟骨髓細(xì)胞招募入腫瘤，可以通過抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)和重塑腫瘤微環(huán)境來促進(jìn)腫瘤的發(fā)展，還可以通過釋放活性氧(ROS)來清除T細(xì)胞增殖所必需的關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)，從而抑制T細(xì)胞的功能[21,22]。CXCR4抑制劑可以通過AKT通路來促進(jìn)MDSCS凋亡，CXCR4拮抗劑AMD3100聯(lián)合pd-1/pd-l1抑制劑治療骨肉瘤能顯著抑制腫瘤的生長，提高生存期(P＜0.001)[21]，MDSCs抑制劑SNA聯(lián)合抗pd1可顯著延緩骨肉瘤腫瘤生長，延長小鼠生存時(shí)間[22]。因此，pd-1/pd-1抑制劑聯(lián)合耐藥相關(guān)抑制劑或許是未來治療骨肉瘤的研究方向。

4.2 聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑的治療

單一免疫檢查點(diǎn)抑制劑的效果不明顯，因此聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑為骨肉瘤的治療成為一種治療途徑。Lussier[18]等發(fā)現(xiàn)PD-1聯(lián)合CTLA-4能明顯提高小鼠的生存率，延緩骨肉瘤的進(jìn)展.nivolumab and pazopanib聯(lián)合治療骨肉瘤取得了較好反應(yīng)，50%的可評(píng)估患者觀察到反應(yīng)性及穩(wěn)定性[23]。聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑阻斷研究應(yīng)能進(jìn)一步提高免疫治療的療效。

4.3 聯(lián)合放療

放射治療廣泛運(yùn)用于晚期腫瘤的治療中，可以縮小腫瘤的大小，提高晚期腫瘤患者的生存率。Xia, L[24]等研究運(yùn)用K7M2骨肉瘤腦轉(zhuǎn)移小鼠模型實(shí)驗(yàn)，PD-1聯(lián)合放療治療可顯著提高外周血CD4和CD8 T細(xì)胞水平并增加浸潤，降低外周血MDSCs水平，產(chǎn)生IFNγ、酶粒B、ki-67等免疫相關(guān)分子,免疫調(diào)節(jié)功能增強(qiáng)，但具體機(jī)制不清楚。

5 展望

靶向免疫治療在治療癌癥方面取得了重大進(jìn)展。PD-1/PD-L1信號(hào)通路或許可以骨肉瘤的早期診斷、治療效果和預(yù)后的生物標(biāo)志物，但PD-1及PD-L1在骨肉瘤細(xì)胞的表達(dá)過程中具有較大的差異性。原因主要有下面兩個(gè)方面，其一是PD-1/PD-L1信號(hào)通路機(jī)制復(fù)雜，介導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸的機(jī)制尚不清楚。其次是單一檢查點(diǎn)抑制劑的治療效果不明確，抗PD-1/PD-L1聯(lián)合其他治療在原發(fā)或繼發(fā)骨肉瘤的治療中所取得的效果更好。因此需要開展更多臨床研究來證實(shí)抗PD-1/PD-L1在骨肉瘤免疫治療中的作用。隨著對(duì)PD-1/PD-L1在骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移中的不斷認(rèn)識(shí)，骨肉瘤的精準(zhǔn)治療將會(huì)得到突破。