PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑治療胰腺癌研究進展

汝繼軒 吳川林 張占田 李鑫健 杜祖超 孫備 白雪巍

哈爾濱醫科大學附屬第一醫院胰膽外科，哈爾濱醫科大學附屬第一醫院肝脾外科 教育部重點實驗室，哈爾濱 150000

胰腺癌是一種侵襲性強、治療難度大、高致死性的惡性腫瘤，約15%患者能行根治性手術，大多數患者因腫瘤的轉移或復發而死亡，5年總生存率僅為7%[1]。近30年來，盡管在手術、放療、化療或綜合治療等方面均取得了重大進展，但胰腺癌患者的預后及總體死亡率并沒有發生顯著變化[2]。近年來研究發現程序性死亡受體1(programmed cell death 1，PD-1)/程序性死亡受體配體1(programmed cell death ligand 1，PD-L1)通路的免疫檢查點抑制劑具有較長的抗腫瘤作用時間和較廣的適用性，因此PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑迅速發展成為包括胰腺癌在內的各種腫瘤研究和治療的熱點。

一、PD-1/PD-L1信號通路及其在腫瘤治療中的應用

PD-1是一種55 000的跨膜蛋白，為B7/CD28共調節因子家族的一員，并作為一種免疫檢查點受體發揮作用[3]。PD-1在活化的CD4+和CD8+T細胞、B細胞、單核細胞、自然殺傷細胞(natural killer cell，NK)、抗原呈遞細胞(antigen presenting cell，APC)和樹突狀細胞(dendritic cells，DC)上均有表達[3]。PD-1的主要功能是參與機體的免疫監視，維持免疫耐受，在調節腫瘤免疫、自身免疫、移植免疫和感染免疫中起重要作用[3]。它的相關配體即PD-L1在多種類型的免疫細胞中表達，如T細胞、B細胞、DC、巨噬細胞、間充質干細胞、調節性T細胞(regulatory T cells，Tregs)和肥大細胞；另外，一些非免疫細胞類型，如血管內皮細胞和胰腺細胞等也有表達[4]。PD-L1同樣表達于包括胰腺癌在內的多種實體腫瘤細胞，并破壞T細胞介導的免疫監視[4-6]。除腫瘤細胞外，PD-L1也在腫瘤微環境的其他細胞成分中表達，包括巨噬細胞(主要為M2)、髓系DC、髓系抑制細胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)、基質成纖維細胞和內皮細胞[7]。PD-1與PD-L1結合后可以形成獨特的免疫逃逸微環境，能夠抑制CD4+T淋巴細胞、CD8+T淋巴細胞的增殖活化以及抗腫瘤免疫作用，降低T淋巴細胞對腫瘤的殺傷作用，導致惡性腫瘤出現免疫逃逸，促進腫瘤快速進展[8-9]。PD-1/PD-L1軸是一條重要的免疫檢查點信號通路，不僅可以下調炎癥反應的幅度，維持免疫穩態[10]，還可以影響腫瘤免疫監視與免疫抵抗之間的平衡[11-12]。 PD-1/PD-L1通路激活后可通過誘導CD8+T細胞逐漸喪失功能、耗竭、凋亡和減少細胞因子產生等機制抑制機體的抗腫瘤適應性反應[13]。

PD-L1在人類胰腺癌標本中的表達于2007年首次被證實，并被認為是胰腺癌、乳腺癌、腎癌和卵巢癌[14-15]患者的不良預后指標。已有大量研究發現應用PD-1/PD-L1共抑制通路在多項臨床試驗和不同類型的癌癥治療中獲得了顯著的療效，總有效率為20%～90%[16-17]。目前，這種免疫抑制劑療法已被批準應用于包括霍奇金淋巴瘤、黑色素瘤、非小細胞肺癌、腎細胞癌、原發性肝癌、胃癌等在內的多種癌癥的治療[18]。例如：美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration，FDA)和美國國立綜合癌癥網絡(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)臨床實踐指南推薦靶向PD-1藥物納武單抗(Nivolumab)用于晚期黑色素瘤和進展性非小細胞肺癌的標準二線治療方案。此外，FDA還批準使用派姆單抗(pembrolizumab，靶向抗PD-1受體)聯合伊匹單抗(ipilimumab，靶向抗CTLA-4的相關免疫抑制劑)治療不可切除或轉移型黑色素瘤[19-21]。

二、PD-1/PD-L1免疫抑制劑治療胰腺癌的研究

研究表明，大多數類型的胰腺癌被認為屬于靜態免疫或耐藥的腫瘤，PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑治療胰腺癌的臨床效果和敏感性高度依賴腫瘤免疫微環境和PD-L1的表達水平[21-25]。腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte，TIL)是腫瘤免疫微環境中的重要成分，具有殺傷腫瘤細胞和維持免疫監視的功能，其主要分布于瘤周間質而瘤內實質分布極少[26-28]。胰腺惡性腫瘤的間質組織血管化差，腫瘤間質中成纖維細胞豐富，含有大量的促結締組織增生基質，這些因素會阻止TIL的滲入，進而導致靶向抗PD-1免疫抑制劑難以進入胰腺腫瘤組織中發揮相應的抗腫瘤作用[29-31]。另外，PD-1可抑制機體免疫應答的過度激活，進而引起對自身抗原的免疫耐受導致抗PD-1/PD-L1免疫抑制劑單藥治療胰腺癌失敗[32]。PD-L1在胰腺腫瘤中起負性調節作用，特別是腫瘤細胞或TIL表面的PD-L1與PD-1結合后會誘導腫瘤反應性T細胞衰竭，表現為T細胞殺傷活性、增殖能力、分泌細胞因子(IFN-γ、IL-2、TNF-α)的功能逐漸喪失，最終導致T細胞凋亡[33-35]。PD-1/PD-L1軸產生的信號可抑制TIL細胞的活化并誘導其凋亡，從而抑制機體的抗腫瘤免疫系統，并通過干預免疫監視功能而影響腫瘤免疫監視和免疫抵抗之間的平衡，導致腫瘤免疫逃逸現象的發生[27,33]。PD-1免疫檢查點抑制劑單藥治療胰腺癌還會導致細胞毒性T淋巴細胞抗原-4(CTLA-4)的代償性增加，由于CTLA-4與PD-1具有相似的免疫抑制作用，能夠降低機體對腫瘤細胞的免疫監視及免疫清除，從而降低了抗PD-1相關免疫抑制劑的療效[36]。胰腺癌的抗原序列平均為每兆堿基(megabase, Mb)僅有0.1～1個突變，這比在黑色素瘤和肺癌中觀察到的(平均每Mb超過10個突變)要少得多。因此，從理論上講胰腺癌對抗PD-1免疫抑制劑治療很大程度上是耐藥的[37-38]。手術作為目前對可切除和交界性可切除胰腺癌的一種治療方式，在全身麻醉后會發生一系列的代謝和內分泌反應的變化，會產生更強的免疫抑制作用使抗PD-1/PD-L1治療失敗，特別是出現術后膿毒癥或腫瘤轉移時更是如此[39]。此外，一些臨床前研究表明，手術后復發的癌癥往往表現出更強的免疫抑制作用[40]。

三、PD-1/PD-L1免疫抑制劑聯合治療方案的探索

近年來隨著對PD-1/PD-L1免疫檢查點分子機制研究的逐漸深入，各種聯合治療方法如PD-1/PD-L1抑制劑和其他檢查點抑制劑聯合或在阻斷PD-1/PD-L1信號通路的同時使用激動劑抗體治療胰腺癌的臨床試驗也在不斷進行[41]。研究表明，聯合治療方法可調節胰腺癌組織的免疫編輯過程、腫瘤微環境、免疫應答，并可以克服胰腺癌對抗PD-1/PD-L1單藥治療的耐藥性，促進腫瘤的生物學行為從非免疫學向免疫學轉變，以最大限度地發揮免疫抑制劑的抗腫瘤治療作用[41]。PD-L1阻斷劑與吉西他濱的聯合應用可進一步增強吉西他濱在胰腺癌治療中的抗腫瘤作用，標準劑量的靶向PD-1阻斷劑派姆單抗與吉西他濱+白蛋白結合型紫杉醇聯合使用治療胰腺癌的臨床有效率高達92%[42]。PD-1阻斷劑聯合CTLA-4抑制劑治療轉移性黑色素瘤的初步結果已發表，目前這種聯合療法也在胰腺癌中進行試驗[43]。巨噬細胞的集落刺激因子1受體(colony-stimulating factor 1 receptors，CSF1R)靶點阻斷聯合PD-1阻斷劑與PD-1單藥治療胰腺癌相比，可以明顯增加患者1年總生存率，CSF1R與PD-1和CTLA-4拮抗劑聯合具有更明顯的腫瘤抑制作用且不依賴吉西他濱，這表明阻斷CSF1R可能會提高胰腺癌對免疫檢查點阻斷治療的反應[44-45]。最近的一項研究表明，在PD-1免疫檢查點阻斷劑治療胰腺癌的基礎上聯合應用GVAX瘤苗和低劑量環磷酰胺，可以增加胰腺癌腫瘤微環境中CD8+T細胞的數量，促進CD8+T細胞的活化并產生更多的腫瘤特異性干擾素-γ，明顯提高了胰腺癌荷瘤小鼠的存活率[46]。治療性抗血管內皮生長因子單抗(貝伐單抗)與PD-1阻滯劑聯合使用對增強腫瘤微環境中的抗原呈遞作用并提高腫瘤對PD-1免疫抑制劑治療敏感性的臨床試驗也在進行中[47]。一項Ⅱ期臨床試驗證實了口服聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase，PARP)抑制劑奧拉帕尼(Olaparib)治療BRCA1/2基因突變的胰腺癌轉移患者的安全性和有效性，因此抗PD-1/PD-L1聯合PARP抑制劑可能對BRCA1/2突變的胰腺癌有效。溴結構域蛋白4(bromodomain-containing protein 4，BRD4)是PD-L1的誘導表達和組成性表達所必需的，另外mTOR通路在增強PD-L1表達的基礎上還能促進腫瘤組織的增殖和轉移，因此二者也是胰腺癌免疫治療的潛在靶點[48-52]。此外，抗PD-1/PD-L1療法聯合其他類型的免疫療法治療胰腺癌的多項臨床試驗也在進行中。腸道微生物群與宿主免疫之間的相互作用也可影響抗PD-1/PD-L1免疫治療的效果。腸道微生物群中缺乏雙歧桿菌屬菌的小鼠模型顯示，其腫瘤內DC顯著減少，對抗PD-1治療的反應極差。另有研究結果表明，腫瘤大小也可以嚴重影響對PD-1阻斷治療的敏感性，體積相對較小的腫瘤對免疫治療的反應更好[53-55]。

四、問題與展望

PD-1/PD-L1免疫檢查點的發現為現代腫瘤免疫治療打開了大門，也在免疫穩態、炎癥、慢性感染和癌癥治療等方面通過多種途徑發揮廣泛的作用。但在治療胰腺癌方面，目前仍然存在以下幾個問題：(1)對于PD-1/PD-L1阻斷治療，半數以上患者無反應，且當下尚無用于區分應答者和無應答者的生物學標志物。(2)雖然PD-1/PD-L1免疫檢查點途徑的研究結果已經應用在許多患者的診療中，但大多數患者對單獨使用的抗PD-1/PD-L1免疫抑制劑反應甚微。因此，抗PD-1/PD-L1免疫治療已經成為旨在增加有反應患者的聯合治療的基礎，但提高療效的最佳聯合方案尚不清楚。(3)部分患者應用免疫抑制劑治療腫瘤的同時發生了自身免疫反應，在減少免疫相關不良反應的同時改善抗腫瘤效果尚無明確的聯合治療方案。(4)免疫抑制劑治療費用較高，醫療成本相對沉重。因此，PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑在胰腺癌治療方面的應用還需要大量的前瞻性研究以確定聯合治療方案的最佳配伍，為胰腺癌的臨床治療拓展新方向。

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