程序性死亡受體1在消化系統腫瘤中的研究進展△

馬文娟，郭軍雄，王貞香

河西學院醫學院醫學技術系，甘肅 張掖 734000

程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）是50～55 kD的Ⅰ型跨膜免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）超家族糖蛋白，具有細胞外結構，與細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4）、CD28和誘導共刺激分子（inducible costimulator molecule，ICOS）的序列一致性為21%～33%，但功能和配體特異性卻不同。有研究證明，PD-1主要表達于細胞表面（膜），尤其是在活化的T細胞表面表達，可抑制細胞活化、細胞因子分泌；PD-1還可表達于活化的髓系細胞表面，如單核細胞、樹突狀細胞和自然殺傷（natural killer，NK）細胞等；也可以在T細胞和B細胞的細胞質中表達。PD-1有兩種配體，即程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）和程序性死亡受體配體2（programmed cell death 1 ligand 2，PDCD1LG2，也稱PD-L2）。PD-L1可廣泛表達于免疫細胞、非造血細胞（如血管內皮細胞）和各種腫瘤細胞內，

PD-L1

mRNA和PD-L1蛋白可在胎盤、脾臟、心臟、淋巴結和肝臟等正常組織和細胞中表達，但需要注意的是，正常組織中很少見組成型PD-L1蛋白。PD-1與PD-L1的相互作用可抑制T淋巴細胞存活、增殖和免疫效應，誘導抗原特異性T細胞凋亡，并促進CD4T細胞進入叉頭框蛋白P3（forkhead box P3，FOXP3）調節性 T細胞中，同時抑制g干擾素（interferon-g，IFN-g）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細胞介素-2（interleukin-2，IL-2）的產生，減少T細胞存活。組成型PD-L1可以在多種惡性腫瘤中表達上調，如肺癌、胃癌、宮頸癌、黑色素瘤等。研究顯示，多數器官系統存在潛在的免疫檢查點阻斷抗體，可抑制免疫相關毒性靶點的作用，表明阻斷PD-1和PD-L1間的相互作用與其他治療方法具有協同作用，可能增強內源性抗腫瘤免疫能力。越來越多的證據表明，腫瘤免疫微環境在消化系統腫瘤的發生發展中必不可少。腫瘤微環境主要是由腫瘤浸潤性免疫細胞（包括嗜中性粒細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞、嗜酸性粒細胞、肥大細胞和淋巴細胞）發揮主要作用。因此，PD-1將腫瘤微環境的異質性特別是與之相關的免疫細胞表型作為治療目標，可以為惡性腫瘤的治療提供新的線索。本文對近年來PD-1在消化系統惡性腫瘤中的研究進展進行綜述。

1 PD- 1與消化系統腫瘤的關系

1.1 PD- 1與肝癌

PD-1在3'-非翻譯區（3'-untranslated region，3'-UTR）中的單核苷酸多態性（single nucletide polymorphism，SNP）基因已被證明與慢性乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）的易感性和相關疾病有關。慢性HBV感染患者中，T細胞PD-1表達上調已被證實與高病毒血癥和T細胞功能障礙有關，因為CD4和CD8T細胞PD-1的表達情況與HBV DNA病毒載量呈正相關，且與T細胞反應強度呈負相關，HBV特異性CD8T細胞與PD-1/PD-L1相互作用，與慢性HBV感染中T細胞功能異常和衰竭有關。PD-1表達上調、臨床和病毒譜的多態性，可能被用于疾病監測及對慢性HBV感染患者的預后評估。此外，PD-1通路可阻斷HBV中T細胞的抗病毒反應。PD-1表達與HBV相關肝癌的嚴重程度有關，PD-1表達上調與HBV相關肝癌患者的預后不良和門靜脈癌栓形成有關。肝癌患者外周血腫瘤細胞的

PD-1

mRNA也被上調，進一步證實了PD-1表達上調可促進HBV相關肝癌的發生。肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常見的惡性腫瘤之一，病死率居全球第二位，5年生存率為10%～20%。目前，手術和微創治療（射頻消融、經導管動脈化療栓塞）提高了HCC患者的生存率，其中細胞因子誘導殺傷（cytokine-induced killer，CIK）療法是最有應用前景的治療方法之一。但CIK細胞的殺傷力不強，CIK細胞也無法持久地在體內存在，限制了CIK細胞的抗腫瘤療效，也限制了其臨床應用。有研究表明，

PD-1

敲除可以減輕PD-1的負性影響并顯著增強CIK細胞的抗腫瘤療效，且對表型沒有影響，在增強CIK細胞的抗腫瘤療效方面有潛在的應用前景。

但對于肝癌晚期患者，全身治療仍是不可避免的。目前，索拉非尼是唯一可以有效延長肝癌患者生存期的分子靶向藥物，已獲得美國食品藥品管理局（FDA）的批準，但索拉非尼延長晚期肝癌患者的平均生存期僅有3個月，且效率很低。經過數十年的研究，免疫療法逐漸用于臨床抗腫瘤治療，這很大程度上是基于免疫檢查點抑制劑的研究成果。PD-1/PD-L1通路阻滯劑可促進CD8T細胞增殖，同時促進肝內淋巴細胞分泌γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）和 IL-2，從而誘導肝內功能性 T細胞修復。抗PD-1抗體（如尼古單抗）甚至可以有效抑制HBV感染，更加令人驚喜的是，抗PD-1治療晚期肝癌也安全和有效。

1.2 PD- 1與胃癌

胃癌病死率較高，多數患者首次確診時多已處于晚期，失去了最佳的治療時機，因此，探索提高患者生存率和免疫功能的方法至關重要，但標準治療方案仍是化療。由于最初化療效果不佳，多數胃癌的治療過程中會存在復發和全身轉移風險，晚期預后也不理想，因為PD-1/PD-L1的表達及其與浸潤性免疫細胞在不同微環境狀態下的相關性，免疫檢查點抑制劑被作為胃癌的主要治療方法。胃癌中，PD-1/PD-L1的表達與CD8/CD68升高密切相關，尤其是在腫瘤細胞侵襲前。通過癌癥基因組圖譜（the Cancer Genome Atlas，TCGA）發現，胃癌細胞中T細胞和巨噬細胞高密度浸潤，其中30%～50%的T細胞、70%的巨噬細胞表達PD-L1。此外，胃癌活躍的免疫微環境可明顯上調PD-1/PD-L1免疫檢查點蛋白的表達，這些結果可能提供有關胃癌中PD-1/PD-L1免疫治療目標人群的準確分層信息。

胃癌傳統治療的不良反應發生率較高，如甲狀腺功能低下、甲狀腺功能亢進、肺炎、結腸炎、肝炎等，因此，臨床應特別關注上述不良反應的發生情況，有研究發現，抗PD-1/PD-L1治療晚期胃癌患者可以在一定程度上避免這些不良反應的發生并保證治療的安全性。放射療法對胃癌的治療也至關重要，但不同分型的胃癌對放療療效的表現不同。在MFC小鼠模型中，放療未能使腫瘤明顯消退。放療可激活免疫蛋白、促進干擾素反應[CXC趨化因子配體 9（C-X-C chemokine ligand 9，CXCL9）]、增強 T 細胞（CD4、CD8、IFN-γ、顆粒酶 B）浸潤和功能、降低免疫抑制因子（IL-10）的表達，上調PD-1/PD-L1的表達。有研究表明，胃癌細胞可明顯降低免疫細胞的抗腫瘤作用，這是因為上調PD-1/PD-L1的表達，可使該通路產生的免疫激活蛋白、干擾素等的表達上調，從而增加了免疫細胞的抗胃癌作用，使放療結合免疫治療成為潛在的治療新方法，如抗PD-1抗體比單純放療的效果更好，同時減少了放療劑量并減輕了放療不良反應。放療聯合免疫療法可以明顯改善對放療不敏感的胃癌模型的抗腫瘤活性。由此可見，放療聯合PD-L1免疫治療成為一種有前途的抗胃癌治療方法。

1.3 PD- 1與大腸癌

不良的飲食和生活習慣明顯提高了大腸癌的發病率，有研究表明，大腸癌的晚期診斷、不良預后與腫瘤相關抗原黏蛋白1（mucin 1，MUC1）的表達上調有關，MUC1通過抑制淋巴細胞的毒性作用有效裂解T細胞增殖，有助于逃避免疫監視并促進腫瘤生長。MUC1陽性結腸癌可使骨髓源性的調節性T細胞、髓源性抑制細胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）和腫瘤相關的巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）更容易進入腫瘤組織。PD-L1在MUC1陽性結腸癌中表達上調，阻斷PD-1/PD-L1信號通路可降低大腸癌調節性T細胞、MDSC和TAM的百分比，增強了T細胞的毒性并抑制腫瘤生長，延長MUC1陽性腫瘤患者的生存期。還有研究發現，以PD-L1為治療靶點，MUC1陽性大腸癌小鼠的生長受到抑制，且接受的抗腫瘤作用比MUC1陰性小鼠更強。

根治性切除術是臨床首選的大腸癌治療方法，但術后復發率較高、生存率較低，且多數大腸癌患者確診時均已處于晚期，不適合手術治療。獼猴桃根多糖是中國傳統中藥，具有抗腫瘤作用，可阻斷WNT信號通路、減少腫瘤細胞增殖并誘導其凋亡。研究表明，獼猴桃根多糖聯合PD-1的抗腫瘤作用通過抑制內皮糖蛋白mRNA的表達來實現，這種聯合治療可明顯抑制Ki-67、N-鈣黏蛋白、Kruppel樣因子 4（Kruppel like factor 4，KLF4）、八聚體結合轉錄因子4（octamer-binding transcription factor 4，OCT4）的表達。獼猴桃根多糖聯合PD-1可使大腸癌患者脾臟明顯增大、脾淋巴細胞增殖和浸潤腫瘤的CD8T細胞明顯增加、免疫調節細胞因子TNF-α和IFN-γ的表達明顯上調，表明獼猴桃根多糖聯合PD-1可通過調節激活核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、IL-12β，下調 p53、B 細胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）和增殖細胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）的表達來抑制大腸癌細胞增殖并誘導其凋亡，從而抑制腫瘤組織的生長。因此，治療大腸癌的藥物可以與PD-1抑制劑結合以增加藥物的抗腫瘤作用，這也是臨床治療大腸癌的新的思路。

2 小結與展望

免疫靶點在有效的抗腫瘤免疫反應中發揮著重要作用，作為一種新型調節免疫反應方法，可抑制消化道腫瘤的發生發展。因此，PD-1/PD-L1可作為消化道腫瘤治療的新方向：①PD-L1在消化道腫瘤中的表達存在異質性，細胞免疫定位和分析具有多變性，PD-1免疫組化陽性與陰性表達的標準沒有明確，表達水平的臨界值也沒有統一，患者分類也尚不明確。②在PD-1/PD-L1治療對消化道腫瘤預后和預測的作用有待進一步確定，以更好地對患者進行分層并選擇最可能受益于針對PD-1/PD-L1通路療法的患者。③早期臨床試驗已經證實了抗PD-1/PD-L1抗體的活性，但國內外的進一步臨床研究較少。目前，關于PD-1在消化道腫瘤的診斷和治療的研究報道較少，因此，尚需對其進行更為深入的基礎和臨床研究。