PD-1／PD-L1在乳腺肿瘤中的研究进展

申媛媛 综述，厉红元审校

（重庆医科大学附属第一医院内分泌乳腺外科，重庆400016）

乳腺癌是目前全球女性最常见的恶性肿瘤，其发病机制未完全明确。程序性死亡因子-1（programmed death-1，PD-1）／程序性死亡配体-1（programmed death-ligand 1，PD-L1）是表达于多种肿瘤表面的共抑制分子，它在介导乳腺肿瘤细胞免疫逃逸中起着重要作用。近年来，对于PD-1／PD-L1与乳腺肿瘤免疫逃逸的研究逐渐深入，包括其分子功能、表达水平及乳腺肿瘤预后等，尤其是PD-1／PD-L1在临床肿瘤治疗的研究中取得了重要进展。本文就PD-1及其配体PD-L1的发现、表达、功能以及在乳腺肿瘤中免疫逃逸、治疗方面予以综述，并对其应用进行展望。

1 乳腺肿瘤发病现状

目前，乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一，占女性恶性肿瘤的16%。其发病机制主要是恶性肿瘤侵犯破坏乳房正常组织并通过淋巴管、血道，引起局部或全身复发转移。临床常用的乳腺癌治疗方法包括化学治疗，内分泌治疗，曲妥珠单抗靶向治疗，免疫治疗及放射治疗等。肿瘤免疫治疗作为抑制肿瘤生长的方式之一，在乳腺肿瘤治疗中运用广泛，其策略主要是激活患者体内抗肿瘤免疫应答，活化特异性T 细胞靶向攻击清除肿瘤细胞。众所周知，T 细胞活化需要“双信号”介入，即来源于主要组织相容性复合体（MHC）-肽-T 细胞抗原受体T 细胞抗原受体（TCR）复合体提供的第一信号及抗原递呈细胞（APC）表面共刺激分子所提供的第二信号（即辅助信号），当缺乏共刺激分子刺激时易引发T 细胞应答失衡，使得肿瘤逃脱机体免疫监控［1］。PD-1作为共刺激分子家族中的一员，在T、B细胞活化中起着重要作用。因此，以PD-1为靶点的免疫调节在抗肿瘤治疗中有着重要意义［2］。

2 PD-1／PD-L1的分子结构及信号传导

PD-1是免疫球蛋白超家族Ⅰ型跨膜糖蛋白，由于其与细胞凋亡程序相关被命名为程序性细胞死亡-1 受体。人PD-1基因位于染色体2q37.35，相对分子质量为55×103，由细胞外区、疏水性跨膜区、细胞质区组成［3］。PD-1分子最显著的特征是细胞质区的尾部含有两个酪氨酸残基，分别参与组成免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）和免疫受体酪氨酸转换基序（ITSM）结构域［4］。ITIM 能使细胞质段的磷酸化得到恢复，发挥拮抗抗原受体功能，而ITSM 上的酪氨酸残基则参与PD-1 的负性调节。有文献证实，PD-1 的配体分别为PD-L1 和PD-L2［5］。其中PD-L1是其主要配体，隶属B7超家族，曾命名B7-H1，也属于Ⅰ型跨膜糖蛋白。PD-L1广泛表达于T 细胞、B细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞表面，在卵巢癌、乳腺癌、淋巴瘤和黑色素瘤等人类肿瘤细胞株中表达也上调，提示其与肿瘤的发生、发展关系密切［6］。现研究发现肿瘤表面PDL1能与T、B细胞上的PD-1结合，导致T 细胞胞质区的ITSM结构域酪氨酸酶（TYR）磷酸化，磷酸化的TYR 募集磷酸酶蛋白酪氨酸酶2和蛋白酪氨酸酶1ITSM，不仅阻止细胞外信号调节激酶的活化，同时阻断磷脂酰肌醇3-激酶和丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶的激活，抑制T 细胞的增殖及细胞因子的分泌最终导致肿瘤局部T 细胞失能，肿瘤复发转移［7］。

3 PD-L1在乳腺肿瘤中的表达

研究表明，PD-L1不表达于正常乳腺组织，在部分乳腺癌组织和乳腺癌细胞系表达增加。有研究通过免疫组化对44例乳腺癌标本进行PD-L1表达检测时发现PD-L1的表达与组织学3级，雌激素受体（ER）阴性同时孕激素受体（PR）阴性的乳腺癌相关，在检测乳癌浸润淋巴结时发现，PD-L1的表达与淋巴结大小，组织学3 级乳腺癌以及人类表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）阴性的肿瘤呈正相关［8-9］。这些研究结果提示，肿瘤表面PD-L1及其浸润淋巴细胞参与免疫应答。此外，PD-L1表达增高的肿瘤中，肿瘤扩散指数ki-67也表达上调，提示PD-L1的表达与肿瘤转移相关。肿瘤细胞培养中运用阻断剂下调PD-L1时发现肿瘤细胞的转移及复发也呈相对静止状态［10］，所以PD-1／PD-L1途径可能参与乳腺癌亚型如三阴性（ER、PR、HER2表达均为阴性）乳腺癌复发转移［11］。

4 基于PD-1／PD-L1信号通路的乳腺肿瘤治疗方法

4.1 针对PD-L1的化学治疗 化学治疗是广泛运用抑制癌细胞增殖和诱导癌细胞凋亡的传统治疗方法。目前临床常用的化疗药物包括：蒽环类（阿霉素、吡柔比星、表柔比星）、烷化剂（美法仑、顺铂）、植物生物碱（多西他赛、紫杉醇和依托泊苷）及嘧啶拮抗剂（阿糖胞苷）等。其中蒽环类化疗药为公认最有效的抗癌药物之一，其在乳腺癌治疗中运用最广，阿霉素作为蒽环类药物的一种，已证实能下调乳腺癌细胞表面PD-L1的表达，减少其与T 细胞表面PD-1结合，最终促进T 细胞特异性杀伤肿瘤［12］。最新文献报道，阿霉素治疗乳腺癌虽能有效减少乳癌细胞表面PD-L1表达，但乳腺癌细胞核内PD-L1表达则上调，这是因为阿霉素能使肿瘤细胞膜上的PD-L1发生核迁移，被动增加癌细胞核内PD-L1表达导致，实则也是化疗药物治疗肿瘤中，肿瘤细胞抗击凋亡的自我保护方式［13］。与此同时，作为选择性诱导性环氧酶（COX-2）抑制剂的一种新的化疗药物类型，尼美舒利，也逐渐用于临床，其药理机制为通过IFN- 诱导PD-L1在乳腺癌细胞表面的表达进而诱导癌细胞凋亡，抑制癌细胞扩散［14］。

4.2 单克隆抗体PD-L1阻滞剂的运用 PD-L1在乳腺癌细胞上的异常表达能够削弱抗肿瘤免疫，因此，阻断PD-1／PDL1通路的免疫干预策略在肿瘤治疗中被广泛应用。研究发现当CD4＋T 细胞没有耗竭的时候，PD-L1 阻断剂最先阻断CD4＋T 细胞上的PD-L1进而活化CD4＋T 细胞，当CD4＋T 细胞活化后才开始阻断CD8＋T 细胞表面PD-L1 进而活化CD8＋T 细胞，这是因为肿瘤可以诱导CD4＋CD25＋调节性T细胞抑制免疫应答［15］，削弱CD8＋T 在抗肿瘤中的作用，所以以这种方式进行的肿瘤杀伤效应在没有CD4＋T 细胞介导时会更有效［16］。尽管运用PD-L1阻断剂能重新激活PD-1阳性T 细胞，但重新活化的CD4＋T 细胞会抑制特异性抗肿瘤CD8＋T 细胞的功能。动物实验证实，用CD25 抗体阻断调节性T 细胞（Treg）的同时运用PD-L1阻断剂能增强机体免疫应答，致使肿瘤衰退，比如在肾癌小鼠模型中运用CD25抗体阻断Treg，PD-L1阻断剂及抗肿瘤疫苗“三联疗法”，则能持续性清除肿瘤细胞［17］；骨髓瘤患者体内用CT-011抗体阻断T 细胞上表面PD-1后，体外注射DC／肿瘤融合蛋白，能促进疫苗介导的T 细胞极化，导致Treg减少而效应性CD8＋T 细胞增多，这就证明CT-011抗体能够在DC／肿瘤细胞融合后，增强T细胞应答［18］；用可溶性PD-1 抗体阻断肝癌患者体内PD-1／PD-L1结合之后，体外注射CH50融合蛋白能有效阻止肿瘤的浸润和生长。运用PD-L1阻断剂的同时融合肿瘤自身抗原进行肿瘤疫苗设计，在未来肿瘤治疗中将被广泛应用［19］。

4.3 RNA 干扰PD-L1在肿瘤治疗中的运用 PD-L1在机体中普遍存在并表达于免疫细胞，对肿瘤患者进行针对PD-L1分子免疫治疗有诱发患者自身免疫疾病的风险［20］。因此，现目前研究主要聚焦在多靶点的联合治疗，即既能减少肿瘤特异性T 细胞上PD-1的表达，同时也能减少肿瘤细胞上PD-L1的表达。现在已能运用RNA 干扰技术对肿瘤特异性T 细胞上的PD-1进行抑制，促使特异性T 细胞活化［21］。实验证实用RNA 干扰技术下调T 细胞PD-1表达后，能增加细胞因子产生，增强溶细胞性脱颗粒反应，促进效应性T 细胞增殖达到杀伤肿瘤目的［22］。此外，RNA 干扰技术能干扰重链铁蛋白（HFerritin），H-Ferritin是一种细胞内的铁储存蛋白，它能保护肿瘤细胞内的DNA，避免其发生氧化应激，增加其转录。运用RNA 干扰技术阻断H-Ferritin后发现，肿瘤细胞生长明显抑制，自身凋亡增加并对化疗药物更为敏感。有研究证实，HFerritin可以诱导APC细胞上PD-L1和CD86的表达，最终抑制效应T 细胞增殖，然而运用抗体阻断二者受体PD-1和细胞毒T 淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）后发现Treg分泌产生白细胞介素10（IL-10）能力减弱，由此推测H-Ferritin是通过增加Treg介导的IL-10来抑制效应CD8＋T 细胞增殖［23］。综上所述，H-Ferritin既可以阻止肿瘤细胞核内DNA 氧化应激，促进肿瘤细胞转录维持其生长，又可以增加APC 上B7-H1的表达，活化Treg，Treg介导的IL-10负性调节效应性CD8＋T 细胞的存活，保护肿瘤免受T 细胞攻击。因此，用RNA 干扰技术对H-Ferritin进行阻断减少肿瘤组织上PD-L1的表达可能成为肿瘤治疗的新方法［24］。有研究表明，人肿瘤细胞系中转染共刺激分子CD80可以抑制肿瘤细胞PD-L1的表达，恢复效应CD8＋T 细胞功能，说明CD80在抗肿瘤治疗中有可能成为新的药物靶点，以共刺激分子作为药物既能针对性的治疗肿瘤也能减少传统化疗药物带来的毒副反应［25］。

5 展 望

近几年，科学研究已逐渐对B7家族中PD-1／PD-L1共刺激分子有了一定理解，PD-1／PD-L1相关的免疫治疗在一些转移性癌症的治疗上也取得了一定成功。但PD-1／PD-L1通路信号转导机制及与其他致瘤途径相互作用等方面的研究仍处于早期阶段，尽管乳腺癌的治疗在近年来里明显提高，但对治疗某些乳腺癌亚型比如三阴乳腺癌仍具挑战，对转移性癌的治愈效果仍不理想，肿瘤介导的T 细胞失能依然阻碍了免疫治疗的发展，所以个体化化学治疗联合免疫治疗将在未来乳腺癌治疗中被广泛应用。

［1］ Brahmer JR，Tykodi SS，Chow LQ，et al.Safety and activity of anti-PD-L1antibody in patients with advanced cancer［J］.N Engl J Med，2012，366（26）：2455-2465.

［2］ Francisco LM，Sage PT，Sharpe AH.The PD-1pathway in tolerance and autoimmunity［J］.Immunol Rev，2010，236（1）：219-242.

［3］ Okazaki T，Honjo T.The PD-1／PD-L pathway in immunological tolerance［J］.Trends Immunol，2006，27（4）：195-201.

［4］ Sun H，Sun C，Xiao W.Expression regulation of co-inhibitory molecules on human natural killer cells in response to cytokine stimulations［J］.Cytokine，2014，65（1）：33-41.

［5］ Pedoeem A，Azoulay-Alfaguter I，Strazza M，et al.Programmed death-1 pathway in cancer and autoimmunity［J］.Clin Immunol，2014，153（1）：145-152.

［6］ Topalian SL，Hodi FS，Brahmer JR，et al.Safety，activity，and immune correlates of anti-PD-1antibody in cancer［J］.N Engl J Med，2012，366（26）：2443-2454.

［7］ Park HJ，Kusnadi A，Lee EJ，et al.Tumor-infiltrating regulatory T cells delineated by upregulation of PD-1and inhibitory receptors［J］.Cell Immunol，2012，278（1／2）：76-83.

［8］ Janakiram ML，Abadi YM，Sparano JA，et al.T cell coinhibition and immunotherapy in human breast cancer［J］.Discov Med，2012，14（77）：229-236.

［9］ Sendur MA，Aksoy S，Demirci S，et al.Can targeted programmed death-1antibody be a new treatment approach in breast cancer［J］.J BUON，2014，19（2）：584.

［10］ Ghebeh H，Tulbah A，Mohammed S，et al.Expression of PD-L1in breast cancer patients is strongly associated with high proliferative Ki-67-expressing tumor cells［J］.Int J Cancer，2007，121（4）：751-758.

［11］ Mittendorf EA，Philips AV，Meric-Bernstam F，et al.PDL1 Expression in Triple-Negative Breast Cancer［J］.Cancer Immunol Res，2014，2（4）：361-370.

［12］ Hasan A，Ghebeh H，Lehe C，et al.Therapeutic targeting of B7-H1in breast cancer［J］.Expert Opin Ther Targets，2011，15（10）：1211-1225.

［13］ Ghebeh H，Lehe C，Barhoush E，et al.Doxorubicin downregulates cell surface B7-H1expression and upregulates its nuclear expression in breast cancer cells：role of B7-H1 as an anti-apoptotic molecule［J］.Breast Cancer Res，2010，12（4）：R48.

［14］ Liang M，Yang H，Fu J.Nimesulide inhibits IFN-gammainduced programmed death-1-ligand 1surface expression in breast cancer cells by COX-2and PGE2independent mechanisms［J］.Cancer Lett，2009，276（1）：47-52.

［15］ Kmieciak M，Worschech A，Nikizad H，et al.CD4＋T cells inhibit the neu-specific CD8＋T-cell exhaustion during the priming phase of immune responses against breast cancer［J］.Breast Cancer Res Treat，2011，126（2）：385-394.

［16］ Currie AJ，Prosser A，McDonnell A，et al.Dual control of antitumor CD8Tcells through the programmed death-1／programmed death-ligand 1pathway and immunosuppressive CD4 Tcells：regulation and counterregulation［J］.J Immunol，2009，183（12）：7898-7908.

［17］ Webster WS，Thompson RH，Harris KJ，et al.Targeting molecular and cellular inhibitory mechanisms for improvement of antitumor memory responses reactivated by tumor cell vaccine［J］.J Immunol，2007，179（5）：2860-2869.

［18］ Benson DM Jr，Bakan CE，Mishra A，et al.The PD-1／PDL1axis modulates the natural killer cell versus multiple myeloma effect：a therapeutic target for CT-011，a novel monoclonal anti-PD-1antibody［J］.Blood，2010，116（13）：2286-2294.

［19］ Rosenblatt J，Glotzbecker B，Mills H，et al.PD-1Blockade by CT-011，Anti-PD-1antibody，enhances ex vivo T-cell responses to autologous dendritic cell／myeloma fusion vaccine［J］.J Immunother，2011，34（5）：409-418.

［20］ Zang X，Allison JP.The B7family and cancer therapy：costimulation and coinhibition［J］.Clin Cancer Res，2007，13（18 Pt 1）：5271-5279.

［21］ Hannon GJ.RNA interference［J］.Nature，2002，418（6894）：244-251.

［22］ Borkner L，Kaiser A，van de Kasteele W，et al.RNA interference targeting programmed death receptor-1 improves immune functions of tumor-specific T cells［J］.Cancer Immunol Immunother，2010，59（8）：1173-1183.

［23］ Noman MZ，Desantis G，Janji B，et al.PD-L1is a novel direct target of HIF-1α，and its blockade under hypoxia en-hanced MDSC-mediated T cell activation［J］.J Exp Med，2014，211（5）：781-790.

［24］ Kim DH，Song NY，Kim EH，et al.15-deoxy-Δ12，14-prostaglandin J2induces p53expression through Nrf2-mediated upregulation of heme oxygenase-1in human breast cancer cells［J］.Free Radic Res，2014，48（9）：1018-1027.

［25］ Haile ST，Bosch JJ，Agu NI，et al.Tumor cell programmed death ligand 1-mediated T Cell suppression is overcome by coexpression of CD80［J］.J Immunol，2011，186（12）：6822-6829.