免疫检查点及PD-1/PD-L1抑制药在肿瘤免疫诊断治疗中的应用＊

王冬艳，华 欣，张志峰，叶记林，季 琰

1　免疫检查点抑制药现状

1.1免疫检查点在抗肿瘤免疫中的研究现状 当肿瘤发生肿瘤特异性抗原的共刺激信号通过表面受体CD28和其他共刺激分子的表达，并迁移到肿瘤相关抗原的网站，从而表达检查点受体，这些免疫检查点是免疫调节过程中的免疫抑制信号，会导致免疫抑制性肿瘤微环境形成，使肿瘤细胞得以逃避机体免疫监视和杀伤［1］。

在机体有效的抗肿瘤免疫过程中，T细胞作为核心执行者，首先被T细胞受体 （T cell receptor，TCR）介导的抗原识别信号激活，同时众多的共刺激信号和共抑制信号精细调节T细胞反应的强度和质量，这些抑制信号即为免疫检查点。目前研究最为透彻的免疫检查点有：细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白 4（T-lymphocyte antigen-4，CTLA-4）、程序性死亡受体-1（programmed death-1，PD-1）、淋巴细胞活化基因-3（Lymphocyteactivation gene-3，LAG-3/CD223）、T细胞活化的V结构域免疫球蛋白抑制药（V-domain Ig-containing suppressor of T-cell activation，VISTA）、T细胞免疫球蛋白和黏蛋白-3（T-cell immunoglobulin and mucin-3，TIM-3）等位点。其中，目前研究中效果最显著的是CTLA-4以及PD-1两类免疫检查点。免疫检查点抑制药能重新激活抗肿瘤免疫从而促进肿瘤消退。

1.2第一代免疫检查点CTLA-4受体及其抑制药之前对于免疫检查点抑制药的研究首要目标放在抑制CTLA-4上，CTLA-4通路主要在免疫系统活化的早期发挥作用，在体外研究的基础上，抗CTLA-4抗体的抗肿瘤作用也在多种动物模型中得到证实，如恶性黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤和大肠癌等。目前在美国可用的和正进行进一步研究的CTLA-4免疫检点抑制药包括Ipilimumab和Tremulimumab，其中美国食品药品管理局（Food and Drug Administration，FDA）已经批准应用的是Ipilimumab［2］。 但近年有研究表明 CTLA-4 抑制药应用后客观反应不明显［3］，其抗肿瘤作用仅对几种肿瘤细胞系有效，例如B16恶性黑素瘤模型对CTLA-4抑制药治疗不敏感［4］，此后临床研究也表明CTLA-4抑制药的不良反应相对比较严重［5］，而PD-1抑制药相对较轻，有临床研究表明PD-1抑制药Pembro-lizumab对比CTLA-4抑制药Ipilimumab用于晚期黑色素瘤一线治疗的研究证实：对于晚期黑色素瘤患者，PD-1单抗Pembrolizumab能显著改善无进展生存期 （progression-free survival，PFS）、 总生存期 （overall survival，OS），且高级别毒性反应发生率更低［6］。

1.3第一代免疫检查点PD-1及其受体抑制药PD-1与CTLA-4二者作为免疫检查点的关键成员具有相似性，但也存在许多差异，与CTLA-4相比，PD-1由活化T细胞转录调控，其在细胞表面的表达通常较CTLA-4的膜表达晚些。PD-1有2个配体：PD-L1、PD-L2，PD-1 结合 PD-L1 和 PD-L2后，呈递免疫表达的负向信号［7］。PD-L2主要表达在APC表面，而PD-L1表达于活化的T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞、活化的单核细胞以及树突状细胞。而PD-1/PD-L1通路主要在免疫系统效应期的肿瘤微环境中发挥重要作用。基于以上的研究背景PD-1/PD-L1免疫疗法是当前备受瞩目的一类抗癌免疫疗法。

目前在美国可用的和正在进一步研究的免疫检点抑制药包括：PD-1抑制药：Pembrolizumab、Nivolumab、Pidilizumab、PDR001，PD-L1 抑 制 药 ：Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab。 其中目前美国FDA已经批准应用包括Pembrolizumab、Nivolumab、Atezolizumab和2017年5月FDA加速批准，用于治疗晚期或转移性尿路上皮癌的durvalumab。其他的PD-1抑制药、PD-L1抑制药仍处于临床Ⅱ/Ⅲ期的研究阶段［2］。

1.4其他免疫检查点抑制药 而新的免疫检查点的研究成果也正在向临床转化中。目前 LAG-3抑制药已经进入Ⅰ期临床试验（NCT01968109），TIM-3抑制药目前尚未进入临床，但已处于研发阶段。因此将免疫检查点抑制药的研究和应用目前集中在第二代检查点及其配体PD-1/PD-L1上。

2　PD-1/PD-L1表达在抗肿瘤免疫中的作用

2.1在肿瘤的诊断中作用 PD-1与PD-L1的相互作用是肿瘤免疫逃逸的关键，研究表明PD-1/PD-L1在多种肿瘤细胞中过表达。如目前已经批准应用于非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中，PD-1 在包括肺鳞状细胞癌［8］在内的非小细胞肺癌［9］中高表达。国内临床研究也表明PD-1抗体检测肺癌患者外周血单核细胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC） 膜表面 PD-1 分子具有一定临床诊断意义［10］。研究表明PD-1在乳腺癌中也有表达，在乳腺肿瘤周围浸润T细胞高表达PD-1［11］。在临床研究中 Gargi等［12］对三阴性乳腺癌（TNBC）患者进行一系列检测，结果发现25%～30%患者拥有PD-L1基因。在研究黑色素瘤的表达中的意义表明，超过一半的肿瘤样本高表达PD-L1［13］。

2.2PD-1/PD-L1通路在抗肿瘤免疫治疗作用 所有临床研究都在肿瘤细胞中进行了PD-L1的表达，并且发现PD-L1的表达情况对药物的疗效有预测作用，表达PD-L1能增加药物更加敏感，肿瘤细胞高表达PD-L1患者的疗效改善明显［14］。PD-L1抑制药 Durvalumab（MEDI4736）在所有的 NSCLC患者中的总缓解率达到23%，其Ⅰ期临床试验结果表明，对PD-L1阳性和阴性的患者的缓解率分别为39%和5%，即PD-L1阳性患者的药物疗效更好。抗PD-L1单克隆抗体MPDL3280A的研究也表明对PD-L1 阳性患者的治疗效果更好［15，16］。 但这种 PDL1的表达与疗效不一定成对应关系，在Pembrolizumab对NSCLC的疗效研究中PD-L1阳性的NSCLC患者的总缓解率为19%～23%，PD-L1阴性的NSCLC患者的总缓解率为9%～13%［17］。朱凌曦等在对PD-L1表达调控机制及其对抗肿瘤免疫反应的影响中总结PD-L1表达的预测价值可能并不适用于所有类型的肿瘤［18］。

2.3与预后的关系 最初研究发现，PD-L1高表达与疾病进展及不良预后相关。PD-L1阳性率越高乳腺肿瘤细胞的分化程度越差［19］，免疫组化分析显示，PD-L1高表达于多种造血系统和非造血系统肿瘤细胞表面，PD-L1表达于黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌和肾小细胞癌等，且与患者的预后相关［20］。临床研究在与黑色素瘤的表达中的意义表明，PDL1是头颈部原发性黏膜恶性黑色素瘤患者预后不良独立标志物［13］。近几年研究肿瘤及其微环境PDL1表达上调与患者预后的关系存在争议。肿瘤及其微环境中PD-L1/PD-1高表达，可能显示抗肿瘤免疫曾经活化，是预后良好的独立因素［21］。

3　PD-1/PD-L1抑制药在抗肿瘤免疫中的应用及前景

3.1单药应用 PD-1/PD-L1抑制药在抗肿瘤免疫中显示出较高的活性，与抗CTLA-4抗体比较，毒性降低，抗肿瘤谱扩大，目前国外有许多PD-1/PDL1抑制药对不同肿瘤的临床研究的报道，PD-1/PD-L1抑制药已经用于非小细胞肺癌、黑色素瘤、晚期霍奇金淋巴瘤、肝癌、乳腺癌、直肠癌、卵巢癌、恶性胸膜间皮瘤、头颈肿瘤的治疗，国内亦做过相关综述［22］。Pembrolizumab单药一线治疗晚期NSCLC优于标准的含铂双药化疗，美国FDA和美国国立综合癌症网络 （National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南将 Pembrolizumab 推荐用于晚期NSCLC的一线治疗。研究表明：Atezolizumab，nivolumab，和 pembrolizumab 的二线治疗中与传统化疗相比能增加所有Ⅲ期/Ⅳ期鳞状细胞和非鳞状细胞非小细胞肺癌的存活期。Pembrolizumab与以铂类为基础的一线治疗相比能增加50%表达PD-L1的Ⅳ期非小细胞肺癌无进展生存率［23］。现美国FDA更改Nivolumab的适应证为不限组织类型的晚期NSCLC二线治疗，在NSCLC的临床研究中，Nivolumab治疗NSCLC经治患者，可以使总缓解率和缓解的持续时间都有提高［24］。Atezolizumab二线治疗晚期NSCLC，在晚期NSCLC的疗效确切、不良反应发生率低［25］。

3.2联合应用 由于抗PD-1/PD-L1治疗有效比例仍较低，PD-1/PD-L1抑制药结合化疗、靶向治疗或其他免疫肿瘤药物双重阻断的联合应用可进一步提高疗效，可为多种治疗方式的联合应用提供新思路。目前联合治疗临床试验正在进行中。在 晚期非鳞NSCLC患者中一线应用Pembrolizumab联合标准化疗较单纯化疗组可取得更佳的客观有效率（objective response rate，ORR）及 PFS；联合组不良反应与化疗组无明显差异［26］。放疗为机体抗肿瘤免疫提供了丰富的肿瘤相关抗原，为抗肿瘤免疫系统的活化提供了前提条件，通过阻断PD-1/PD-L1信号，逆转T细胞耗竭从而增强抗肿瘤活性［27］。但也有临床研究表明［28］一线采用Nivolumab联合化疗，结果发现不良反应发生率会明显提高。

3.3PD-1/PD-L1抑制药进一步应用需要解决的问题 免疫检查点调制产生持久的反应和整体生存的优点与传统化疗相比，毒性较低。尽管PD-1/PD-L1抗体治疗取得了一定的治疗效果，但长期应用免疫检查点抑制药可使免疫耐受性不平衡导致无检查点免疫反应。临床上可能表现有自身免疫样或者炎症不良反应，对正常器官系统和组织（包括皮肤、胃肠道、肝、肺、黏膜皮肤和内分泌系统）造成附带损伤。这类不良事件，被称为免疫相关不良事件［29］，已成为许多临床和机制研究的主题。除此之外还有此类疗法引发了一般不良反应、器官特异性不良反应及一些罕见不良反应，因此临床抗PD-1和抗PD-L1免疫检查点抗体的毒性资料的积累及探寻联合抗PD-1/PD-L1等优化治疗方案，仍然是免疫检查点抑制药在肿瘤免疫治疗研究领域中亟待解决的难题。另外，发现能更好地预测PD-1/PDL1抗体治疗反应和效果的生物标志物也迫在眉睫，通过一种快速简单的方法来预测哪些癌症患者可能可以从免疫疗法中受益，从而进行个体化治疗。

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