PD-1/PD-L1信號通路及其相關免疫療法在頭頸部腫瘤治療中的研究進展*

董利琴 綜述，駱文龍 審校

(重慶醫科大學附屬第二醫院耳鼻咽喉頭頸外科 400010)

頭頸部腫瘤是一類高侵襲性實體腫瘤，每年死亡人數約35萬[1]，5年病死率約為50%。其中90%是鱗狀細胞癌,是一種免疫抑制性腫瘤，為全球排名第6常見的癌癥[2]，對于晚期轉移或復發的患者，目前多采用包括手術、化療和放療在內的綜合性治療。盡管在這些領域取得了明顯進展，但頭頸部腫瘤患者的5年總生存率仍在50%左右。近年來，通過抑制檢查點分子進行免疫治療已成為成功治療腫瘤的重要組成部分[3]。其中以程序性死亡受體1(programmed death receptor-1，PD-1)/程序性死亡配體1(programmed death ligand-1，PD-L1)信號通路抑制劑和CRISPR-Cas9技術敲除PD-1相關基因為代表的免疫治療已在臨床上取得可觀的療效。

1 PD-1/PD-L1信號通路

1.1 概述

PD-1是免疫球蛋白B7家族的成員之一，常表達于T細胞、B細胞、自然殺傷(NK)細胞等免疫細胞的細胞膜；PD-L1是一類調節Ⅰ型免疫應答和介導癌癥免疫逃避的檢查點分子，主要表達于腫瘤和(或)腫瘤微環境(tumor microenvironment，TME)中的免疫細胞，與腫瘤浸潤淋巴細胞相互作用，減弱效應T細胞反應，使腫瘤逃避免疫攻擊[4-5]。在頭頸部腫瘤微環境中，表達PD-L1的腫瘤細胞比例為50%～60%[6]；PD-1與腫瘤細胞的PD-L1結合后，抑制T細胞的增殖與分化，并可誘導活化的T細胞轉變為無效應T細胞或凋亡[7-8]。PD-1是公認的T細胞功能障礙、衰竭的標志物[9-10]，越來越多的研究表明：通過阻斷PD-1/PD-L1檢查點進行免疫治療，在包括頭頸部鱗癌在內的晚期癌癥患者中顯示出較好的抗腫瘤反應[3,11-12]。

1.2 PD-1/PD-L1信號通路的免疫抑制劑

目前已經在頭頸部腫瘤中測試的PD-1/PD-L1信號通路的免疫抑制劑包括：PD-1抑制劑(Pembrolizumab、Nivolumab)和PD-L1抑制劑(Atezolizumab、Durvalumab)。Pembrolizumab是一種IgG4單克隆抗體，芭芭拉·伯利特等在《柳葉刀》雜志上報道了keynote048的研究結果，該研究為一項Ⅲ期研究，比較了Pembrolizumab單藥治療與當前治療標準，各項研究均表明：Pembrolizumab組的總生存期(overall survival,OS)明顯長于標準治療組，在復發或轉移的頭頸部腫瘤中，Pembrolizumab表現出有臨床意義的抗腫瘤活性，能明顯改善中位OS,且具有良好的安全性[13-18]。Nivolumab是另一種IgG4單克隆抗體，根據FERRIS的CheckMate-141研究結果表明，無論PD-L1的狀態如何，Nivolumab都有持久的療效和安全性[18-21]，Pembrolizumab和Nivolumab均被美國食品與藥品監督管理局(food and drug administration,FDA)批準用于復發或轉移的頭頸部腫瘤[22]。

1.3 CRISPR-Cas9技術與PD-1/PD-L1信號通路

CRIPSR-Cas9技術是基因編輯的一種簡單而有效的方法[23]，利用CRISPR-Cas9基因編輯系技術敲除編碼PD-1相關基因，從而降低PD-1的表達，降低PD-1/PD-L1信號通路對細胞免疫功能的抑制作用，為腫瘤的免疫治療提供除了免疫抑制劑以外的另一治療方法。陳艷新等[24]研究顯示，應用CRISPR-Cas9技術敲除PD-1相關基因，可以使PD-1分子表達持續下調。通過CRISPR-Cas9技術介導的PD-1破壞增強了T細胞抗腫瘤作用[23,25-26]。

綜上所述，通過CRISPR-Cas9技術敲除表達PD-1相關基因，成為抑制PD-1/PD-L1信號通路的另一個免疫治療手段。

2 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與頭頸部腫瘤的治療

2.1 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與喉癌

喉癌是最常見的頭頸部惡性腫瘤之一，約占所有頭頸部腫瘤病例的20%，且高達40%的患者在就診時已處于晚期[27]。喉癌患者以老年男性為主，集中在50～69歲，在全球范圍內，南亞和東亞地區的負擔較重[28]；目前主要治療方法仍以外科手術為主，但患者術后面臨吞咽困難[29]、失聲等并發癥，要二次適應社會，患者需承擔巨大心理壓力。探究其他有效的療法，對提高患者生存率及生存質量都極為重要。

喉癌的發生機制十分復雜，已經明確吸煙和飲酒是最重要的危險因素。近年來越來越多研究證明，人乳頭狀瘤病毒(human papillomavirus，HPV)是頭頸部鱗狀細胞癌的另一個病因學危險因素，其感染在喉癌中也起著重要作用[30-32]。HATAM等[33]研究提示，PD-1/PD-L1信號途徑可能代表了一種免疫抑制機制，可導致HPV相關腫瘤中HPV的清除缺陷。BIRITALAN等[34]研究顯示，PD-L1在免疫細胞中的表達與喉癌類疾病患者特異性生存的改善有關。

張再興等[35]發現，PD-1、PD-L1在喉癌的發生、發展過程中有重要作用，其表達與喉癌的臨床分期及分化程度密切相關。曹平平等[36]表示，PD-L1在低、低中分化喉癌中明顯高于高分化喉癌組織，其中在合并淋巴轉移的患者中表現更明顯。

上述各項研究表明，PD-L1的表達與喉癌的發生、發展、轉移等惡性生物學行為密切相關。阻斷PD-1/PD-L1信號通路可能有希望成為治療喉癌的下一新型療法。

2.2 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與鼻咽癌

鼻咽癌占頭頸部腫瘤的40%，在東南亞、北極地區、北非，特別是中國南方的廣東省發病率較高,每年發病率為25/10萬～50/10萬[10]。隨著調強適形放療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)時代的到來和強化療應用的增加，鼻咽癌患者的總生存率和腫瘤局部控制率有了很大的提高，但局部復發和遠處轉移仍然是鼻咽癌患者治療失敗的主要原因[11]。

地方性鼻咽癌與EB病毒感染有關，在鼻咽癌患者的病理組織中，有密集的淋巴細胞浸潤和PD-L1的表達[37]。CAO等[38]對108例鼻咽癌研究表明，EB病毒抗體水平與鼻咽癌PD-1陽性染色相關，PD-1陽性染色被認為是無進展生存的獨立預后因素。研究表明，PD-1抑制劑可作為復發和(或)轉移的鼻咽癌患者治療的新選擇，且可以與放化療協同治療鼻咽癌。通過對60例鼻咽癌M0期局部晚期患者，采用免疫組織化學方法分析原發灶腫瘤組織中PD-1、PD-L1的表達及定位，隨訪觀察研究提示：PD-1高表達，尤其是PD-L1共表達與M0期鼻咽癌患者局部高復發及不良臨床結局相關[39]，因此，PD-1/PD-L1通路可能是鑒別鼻咽癌患者治療失敗和預后不良的生物標志物。

在一項關于PD-L1陽性的鼻咽癌患者使用抗PD-1單克隆抗體Pembrolizumab的Ⅰb期臨床試驗研究提示：有明顯抗腫瘤活性及不良事件的可控性[11]，另外有相關臨床試驗報道抗PD-1藥物，如Pembrolizumab,Nivolumab等在復發或轉移性鼻咽癌中，無論是否進行化療，上述藥物均有較好的抗腫瘤活性，且安全性可控制[10,40]。

因此，PD-1/PD-L1信號通路的抑制劑聯合放化療對鼻咽癌的臨床治療是有臨床意義的，這使得免疫治療成為繼放化療后又一新型治療手段。

2.3 PD-1/PD-L1信號通路抑制劑與口腔癌

口腔癌是頭頸部最常見的癌癥類型之一，口腔癌占人類惡性腫瘤的1%～5%，其總病死率約為50%。據估計，全世界每年約有145 328例患者死于口腔癌[41]。口腔癌是一種免疫抑制性很強的癌癥。大多數口腔癌患者在接受手術、放療和化療后，都會出現局部缺陷、面部畸形、口腔功能障礙、放化療耐藥及毒副作用等不良反應，且腫瘤很容易復發、晚期轉移，導致患者生活質量低下。

隨著21世紀各種免疫治療藥物從實驗進入臨床，以PD-1/PD-L1抑制劑為代表的藥物，在治療口腔癌前病變及口腔癌上取得了良好的效益。在口腔癌患者病變組織中，PD-L1的表達與腫瘤大小、轉移等惡性生物學行為密切相關[42-45]。有研究表明，腫瘤細胞中PD-L1表達是口腔癌中1個重要的獨立預后因素，PD-1/PD-L1高表達的口腔癌患者預后較差，可能是由于PD-1/PD-L1通路激活，使腫瘤細胞逃避宿主免疫系統，增強了腫瘤表型的侵襲性，從而導致T細胞耗損，最終導致特異性耐受[46]。這提示PD-L1高表達的口腔癌患者可通過PD-1/PD-L1信號通路抑制劑的靶向免疫治療來改善患者預后和臨床結局。PD-1/PD-L1信號通路抑制劑已被證明可以延長晚期口腔癌患者的生存期[41]。LENOUVEL等[43]通過對小鼠口腔致癌性模型進行研究，結果發現抗PD-1治療可以明顯控制小鼠口腔癌前病變。

3 小 結

雖然目前在頭頸部腫瘤的治療上取得了長足的進步，但晚期或局部復發、轉移的頭頸部腫瘤，在治療上仍面臨著巨大的挑戰。在手術及放化療相結合的綜合治療的過程中，逐漸出現的放化療抵抗性和手術所致的功能受損，使得患者生存率和生活質量低下，隨著免疫檢查點及相關免疫抑制療法從試驗走向臨床應用，為頭頸部腫瘤患者的治療帶來了新的福音。