PD-1/PD-L1在卵巢癌化療耐藥機制中的相關研究進展

楊 丹，譚 娜，鄭 洪

卵巢癌、子宮內膜癌、子宮頸癌是女性常見的三種婦科惡性腫瘤，而卵巢癌的病死率在全球范圍內常年位居婦科惡性腫瘤之首[1]。復發性上皮性卵巢癌患者無法治愈，鉑敏感性(或缺乏)是預后的主要決定性因素，但隨著鉑類化療周期的不斷增加，卵巢癌患者的病死率逐漸升高。自20世紀90年代以來，中晚期卵巢癌患者的5年生存率﹤40%[2]。近年人們發現腫瘤內T細胞的存在與晚期卵巢癌臨床療效的改善相關，而腫瘤免疫逃逸在其中發揮重要作用。2019年，以細胞毒性T淋巴細胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4, CTLA4)和程序性死亡因子(programmed cell death protein1, PD-1)及其配體(PD-ligand 1, PD-L1)為主的免疫治療被納入美國國家綜合癌癥網絡(NCCN)卵巢癌臨床實踐指南[3]，并在部分晚期癌癥患者的臨床治療中獲得肯定。有研究表明[4]，PD-1/PD-L1通路在腫瘤微環境中介導免疫逃逸，并與化療藥物的敏感性緊密相關。故PD-1/PD-L1通路的研究為卵巢癌的發生、發展和耐藥等機制提供了全新的治療視角。

1 PD-1/PD-L1信號通路概述

PD-1又稱CD279，是T細胞活化表達過程中起負調節受體，屬于CD28家族成員[5]。正常機體為避免受到T細胞無限增殖引起的健康細胞損害，借助激活PD-1分子來進行負調節，在維持免疫系統平衡中起重要作用。與其對應的配體PD-L1(又名CD274)也是Ⅰ型穿膜蛋白，屬于B7家族穿膜分子[6]。正常組織極少表達PD-L1，與其他惡性腫瘤，包括肺癌(50%)、食管癌(44%)、胃癌(42%)、乳腺癌(34%)和腎癌(37%)相比，PD-L1在卵巢癌中的陽性率最高[7]。在人體免疫系統中，T淋巴細胞介導的免疫應答具有重要的生物學意義。CD8+TILs，又稱細胞毒性T細胞，是免疫應答的主要效應細胞，但有時T細胞無法識別出腫瘤細胞，目前發現一些腫瘤細胞可隱藏其真實面目并與正常細胞混在一起，如部分腫瘤細胞攜帶PD-L1蛋白偽裝成正常細胞與T細胞表面的PD-1受體結合，由此腫瘤細胞逃過免疫識別造成免疫逃逸。張智等[8]和Tan等[9]的研究結果提示PD-L1高表達是影響腫瘤患者無進展生存期、總生存期的獨立危險因素；Dong等[10]和Hamanishi等[11]發現PD-L1表達與卵巢癌中CD8+TILs呈明顯的負相關；也有報道提示[12]PD-L1與乳腺癌、淋巴瘤、胰腺癌的化療耐藥有關。

2 PD-1/PD-L1與卵巢癌化療耐藥機制

攻克實體腫瘤治療中的化療耐藥是治療成功的關鍵步驟。在全球范圍內，卵巢癌患者的5年生存率低于45%[13]。術后輔以化療是目前晚期卵巢癌患者不可避免的治療方案，但行標準化治療后患者的復發率仍高達80%[14]，主要與治療后復發率高，復發間隔時間短，治療毒性強，生活質量差有關。目前卵巢癌發生、發展的機制尚不明確，但化療多藥耐藥是影響卵巢癌患者預后的關鍵因素之一。在已知的卵巢癌化療耐藥研究中，腫瘤微環境、PI3K/Akt信號通路、抑癌基因張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten, PTEN)、NF-κB信號通路等在卵巢癌化療耐藥機制中均扮演不同程度的角色。因此，多方位探索卵巢癌化療耐藥的機制，探尋關鍵干預靶點，提高化療敏感性，對改善卵巢癌患者的預后具有重要意義。

依據T細胞表面分子和功能特點可分為不同細胞亞群。Bamias等[15]報道提示，在卵巢癌腹腔積液中CD3+CD56+T細胞的富集可以預測患者對鉑類化療藥物的敏感性。體內CD56+細胞的水平可以反映NK細胞的功能狀態，在相同刺激條件下，CD56+NK細胞比CD56-NK細胞產生更多的細胞因子，如IFN-γ、TNF-b和IL-10[16]。2002年Dong等[10]發現IFN-γ可誘導腫瘤細胞高表達PD-L1。故當IFN-γ增高時，腫瘤細胞中的PD-L1表達隨之增高，同時導致CD3+CD56+T細胞降低，化療敏感性可能降低。同理Koh等[17]研究發現，CD24+卵巢癌樣干細胞對化療藥物顯示出抵抗性，而NK細胞可以殺傷這種具有干細胞活性的卵巢癌細胞。但NK細胞可表達PD-L1，因此抗PD-1聯合NK細胞療法可能是一種有效殺死卵巢腫瘤干細胞，防止卵巢癌耐藥和復發的治療手段。目前Liao等[18]、 Konstantinopoulos等[19]、Drew等[20]在對復發、耐藥的卵巢癌患者進行抗PD-1/PD-L1藥物的聯合治療研究中提示患者耐受性可，有一定的活性。上述研究表明PD-1/PD-L1在卵巢癌化療耐藥中扮演了重要的角色，故在已知的卵巢癌化療耐藥研究中進一步闡述PD-1/PD-L1在腫瘤微環境、PI3K/Akt信號通路、PTEN、NF-κB信號通路中的作用，探尋PD-1/PD-L1是否在卵巢癌化療耐藥中充當關鍵靶點之一。

2.1 PD-1/PD-L1與腫瘤微環境卵巢癌細胞獲得性耐藥與卵巢癌微環境中各種組分相互聯系、相互作用。腫瘤微環境是由間質細胞、微血管、微淋巴管、免疫細胞等共同構成的一個動態微環境，為腫瘤的生長、侵襲及轉移提供了適宜條件。PD-L1不僅在活化的T細胞、B細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和腫瘤細胞中廣泛表達，同時還在血管內皮組織中表達[21]。而血管內皮因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)在腫瘤微環境中對微血管的生成發揮重要作用[22]。在腫瘤組織缺氧或特定基因改變的情況下，促血管生成因子不僅可導致腫瘤新血管生成，而且還促進腫瘤的生長和轉移。此外，VEGF能夠下調淋巴細胞和T細胞功能，促進骨髓來源的抑制細胞(樹突狀細胞、巨噬細胞、粒細胞的前體)增殖、誘導調節性T細胞增殖和分化。而腫瘤相關內皮細胞表達PD-L1，通過與PD-1結合發揮免疫抑制作用[23]。在體外實驗中，紫杉醇能夠抑制腫瘤細胞合成或分泌VEGF、減小和下調腫瘤組織中微血管密度[24]。在卵巢癌治療過程中PD-1聯合VEGF抑制劑的治療效果更好[25]。Barsoum等[26]證明腫瘤細胞在缺氧環境中PD-L1表達顯著升高。故PD-1/PD-L1與腫瘤微環境的關系密切。

2.2 PD-1/PD-L1與PI3K/Akt信號通路PI3K/Akt信號通路是酪氨酸激酶級聯反應通路, 是卵巢癌化療耐藥的關鍵環節。研究發現，PI3K/Akt信號通路與PD-1/PD-L1信號通路有交集。PD-1分子最顯著的特征是含有2個磷酸化位點，即免疫受體酪氨酸抑制基序(immunore-ceptor tyrosineebased inhibitory motifs, ITIM)和免疫受體酪氨酸轉換基序(immunoreceptor tyrosine-based swith motifs, ITSM)，ITIM能使細胞質段的磷酸化得到恢復,維持免疫耐受的平衡，而ITSM上的酪氨酸殘基在PD-1的負性調節中介導負反饋調節效應[27]。PD-1與PD-L1結合促使PD-1的ITSM結構域中的酪氨酸發生磷酸化,進而引起下游蛋白激酶Syk和PI3K的去磷酸化,進一步導致下游sAkt、ERK等通路活化被抑制,最終減弱T淋巴細胞受體信號的免疫抑制功能[21]。而PI3K/Akt信號傳導通路也在卵巢癌血管生成中起著重要作用[28]，故PI3K/Akt信號通路可能參與VEGF、PD-L1的產生，進一步促進腫瘤微環境的免疫逃逸。

2.3 PD-1/PD-L1與PTEN第10號染色體上缺失的磷酸酶和PTEN，是在繼p53基因后，另一個與腫瘤發生、發展較為密切的腫瘤抑制因子。目前PTEN與卵巢癌的發生、發展、惡性評價及預后均有關，并且其突變及異常表達在腫瘤耐藥中發揮重要作用[29]。在目前認識的惡性腫瘤中，PTEN缺失被證明有助于免疫治療的耐藥性；PTEN是一種重要的腫瘤抑制因子，其在許多腫瘤中表達下調和(或)缺失[30]。PTEN基因主要通過等位基因缺失、基因突變和甲基化方式使其失活。PTEN缺失與PI3K/Akt通路的激活相關。PTEN所編碼的蛋白能使PIP3去磷酸化，阻斷PI3K/Akt信號通路，從而促進細胞凋亡、抑制細胞增殖、抑制腫瘤血管新生和腫瘤遷移等作用[31]。在結直腸癌、胰腺癌、腦膠質瘤細胞中若發現缺失PTEN，其PTEN-PI3K-Akt信號通路被激活，可導致PD-L1高表達，促使腫瘤細胞免疫逃逸[32-35]。在卵巢癌中關于PTEN聯合PD-1/PD-L1的研究較少。

2.4 PD-1/PD-L1與NF-κB信號通路NF-κB信號通路在卵巢癌中發揮主導作用，促進化療耐藥、腫瘤干細胞維持、轉移和免疫逃避。在卵巢癌細胞中NF-κB的活性有助于創造一個免疫逃避的環境，吸引具有腫瘤促進表型的浸潤免疫細胞，從而驅動卵巢癌細胞中NF-κB的活性，促進細胞的生存和轉移[36]。Peng等[37]的研究結果顯示，在卵巢癌小鼠模型中紫杉醇治療增加了CD8+T細胞浸潤到腫瘤部位，上調了PD-L1的表達，并激活了NF-κB信號通路。特別是使用紫杉醇和PD-L1/PD-1信號阻斷劑聯合治療的荷瘤小鼠比單獨使用紫杉醇治療的小鼠存活時間長。再次證實了幾種化療藥物也在體內外以劑量依賴的方式誘導卵巢癌細胞中的NF-κB信號。而NF-κB信號可誘導卵巢癌細胞過表達PD-L1，從而導致化療后腫瘤部位的免疫抑制變化。故在卵巢癌的化療反應中，體外和體內卵巢癌細胞系中PD-L1表達均增加。

3 總結與展望

在PD-L1細胞信號轉導通路中，PI3K因子、STAT3轉錄因子、PTEN基因均對PD-L1的轉錄、翻譯起著關鍵作用，而NF-κB活性受到抑制會導致癌組織和腹水中PD-1+樹突狀細胞的抗腫瘤活性降低[38]，因此，通過作用NF-κB可以起到抑制PD-L1表達的作用。以上研究均表明PD-1/PD-L1信號通路在卵巢癌化療耐藥機制中直接或間接扮演了極其重要的角色，充分闡述PD-1/PD-L1信號通路在卵巢癌化療耐藥機制中的的相互作用可能為逆轉卵巢癌耐藥提供新靶點。盡管在卵巢癌治療中基于抗PD-1/PD-L1抗體治療取得了成功，但檢查點抑制劑的臨床活性報告也只是有限的，目前公布的數據顯示僅10%～15%的復發或耐藥卵巢癌患者從中獲益[39]，故PD-1/PD-L1是否在卵巢癌化療耐藥中充當關鍵靶點仍需要積累更多證據，而進一步尋找其他預測因子來確定哪些患者將從免疫治療中獲益仍然是未來的研究方向。