PD-1/PD-L1耐药机制及联合治疗的研究进展

孙媛媛综述，张明智审校

0 引 言

程 序 性 死 亡 受 体-1 ( programmed cell death protein-1，PD-1) 属于 CD28 家族成员，由Pdcd1基因编码，是一种单体糖蛋白，在胸腺细胞和在外周激活的CD4+和 CD8+T 细胞，B 细胞，自然杀伤 T(natural killer T，NKT)细胞、单核细胞、树突状细胞等均有表达[1]。PD-1有两个配体，程序性死亡受体-配体1(programmed death ligand-1，PD-L1)和PD-L2，PD-L2较PD-L1对PD-1的亲和力高，但其表达水平低，故PD-L1显示出较为突出的调控作用[2]。PD-L1 除表达于T细胞、B细胞、树突状细胞等外，还高表达于黑色素瘤、肺癌、卵巢癌、淋巴瘤等多种肿瘤细胞表面[3-4]。研究显示肿瘤细胞高表达PD-L1的患者预后差，易复发，成为评价PD-1/PD-L1抑制剂的治疗效果的预测指标[5-6]。PD-1/PD-L1在抑制T淋巴细胞及免疫逃逸方面发挥重要作用[7]，可促进肿瘤的免疫逃逸并阻止T细胞进入肿瘤区域或诱导进入肿瘤区域的T细胞凋亡，进而削弱治疗潜能，使T细胞失活、衰竭，最终导致耐药。抗PD-1/PD-L1的免疫检查点抑制剂通过阻止其相互连接，抑制PD-L1对T细胞的负调节作用，从而增强已存在的抗肿瘤免疫活性，使肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes，TIL)增殖，引发T细胞反应，增强杀伤肿瘤细胞的能力。目前，PD-1/PD-L1抑制剂已经被应用于多种肿瘤类型，在临床上取得了较好的疗效，但该疗法仅对部分患者有效，有部分患者虽然PD-1/PD-L1阳性表达，却对药物无反应或仅部分缓解，另外，越来越多起初对治疗有反应的患者最终疾病进展，表现为原发性或获得性耐药。PD-1/PD-L1抑制剂耐药机制非常复杂，与患者的个人环境、遗传因素以及既往治疗方法均有关，已有研究指出PD-1/PD-L1耐药与第一信号及共刺激信号的缺失、PD-1/PD-L1在细胞表面的表达水平、T细胞表面其他免疫检查点的表达、免疫抑制肿瘤微环境及系统免疫等因素有关，根据机制，通过联合用药，找到应对的方法，延长患者的生存时间。

1 第一信号的缺失

肿瘤抗原被抗原提呈细胞(antigen presenting cells，APC)获取并呈递给T细胞，活化T细胞才能发挥治疗作用。有研究发现，β2M突变或缺失，会使MHC I表达缺失及抗原识别障碍[8]，T细胞无法识别肿瘤细胞，进而导致耐药[9]。近几年，嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(chimeric antigen receptor T-Cell immunotherapy，CAR-T)在淋巴瘤的治疗上显示出较好疗效，但T细胞表达PD-1与肿瘤细胞表面表达PD-L1引起的免疫抑制机制，使CAR-T细胞杀伤活性降低，疗效减弱。王嘉等[10]利用靶向CD19的CAR-T细胞联合减低剂量的PD-1抑制剂治疗B细胞淋巴瘤患者，临床效果得到肯定。据报道，一些针对免疫检查点抗体治疗如PD-1/PD-L1抑制剂等耐药，与肿瘤周围缺失TILs有关。溶瘤病毒可通过局部感染、溶解肿瘤释放肿瘤抗原、上调趋化因子增加TILs 浸润，将“冷肿瘤”转化成“热肿瘤”，为PD-1/PD-L1抑制剂治疗铺平道路。目前单纯疱疹病毒(T-VEC)和2类腺病毒、呼肠孤病毒、VSV—ASMEL病毒已被应用于黑色素瘤、鼻咽癌等肿瘤患者[11]。除CAR-T细胞、溶瘤病毒外，疫苗可增加APC细胞的抗原提呈，增强肿瘤抗原特异性免疫反应，其与PD-1/PD-L1抑制剂抗体的联合应用也逐渐被报道。个体化肿瘤疫苗能够增强PD-1 抗体的疗效。经特异性肿瘤疫苗治疗后，患者可产生对新抗原具有特异性的T细胞，这些新产生的T细胞大多呈PD-1(+)，使PD-1 抗体的治疗效果大大增强[12]。新近两项研究是Sahin等[13-14]和 Ott等[13-14]针对晚期黑素瘤患者，基于RNA和多肽设计并生成了个体化肿瘤疫苗，将其应用于临床试验，并观察取得了较好的结果。但临床数据仍较少，后续需进一步的研究探索，明确证据[15]。

2 共刺激信号的缺失

T细胞发挥免疫作用，不仅需要第一信号，同时需要第二信号，即共刺激信号的参与，其不仅可扩增抗原特异性T细胞，同时可使其产生效应功能，特定的共刺激途径B7：CD28的相互作用是细胞反应的关键之一，而相关研究报道针对PD-1的靶向治疗具有CD28依赖性[16]。实验证明在非小细胞肺癌中，OX40/OX40L的表达与PD-1/PD-L1表达有关[17]。Xu等[18]通过实验发现CD40激动剂可通过激活mTORC1通路转变失活的表达PD-1的细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocytes，CTL)，从而增强PD-1抑制剂的治疗作用，为非小细胞肺癌的后期治疗提供新的策略。目前已有1期临床试验通过纳入局部或转移性实体瘤患者，应用MOXR0916(OX40单克隆抗体)和MPDL3280A(PD-L1抗体)研究两者的协同作用。而抗OX40后应用抗PD-1较抗PD-1后应用抗OX40治疗功效的显着增加[19]。此外，CD27[20]，CD137[21]，糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体，干扰素基因刺激因子等都可对免疫检查点抑制剂的治疗效果产生影响。当共刺激信号缺失时，PD-1/PD-L1抑制剂的疗效降低，产生耐药现象。共刺激信号兴奋剂可增强T细胞功能，而抑制剂则起到减弱T细胞功能的作用。因而以上所述的共刺激信号兴奋剂与PD-1/PD-L1抑制剂联合应用，成为处理耐药的另一途径。

3 调节PD-1/PD-L1表达

PD-1或PD-L1抑制剂虽然可对两者连接起到阻滞作用，但却不能影响PD-1/PD-L1在细胞表面的表达，而PD-1在 T细胞表面的高表达可能与PD-1/PD-L1抑制剂耐药有关。Mathieu等[22]展示了Notch信号通路的特异性抑制剂可降低PD-1表达及抑制Pdcd1转录。Zhu等[23]研究证明了B淋巴细胞诱导的成熟蛋白1(B lymphocyte-induced maturation protein 1，Blimp-1)通过上调多种抑制性受体，包括PD-1和TIGIT，对急性髓性白血病中T细胞反应的重要抑制作用，从而，通过靶向Blimp-1及其受调节的分子，可改善免疫应答，为白血病提供有效的治疗计划。除肿瘤性疾病，T-bet通过抑制PD-L1的表达，对克罗恩病的预后产生影响。据统计，IFN-α-IRF9、TGFβ-SMAD3[24]、NFATc1、STAT3/4/NFATc1/CTCF、STAT1/2和NF-κB[25]途径均可提高PD-1表达，相反，T-bet[26]、组蛋白赖氨酸三甲基化和特异AT序列结合蛋白1抑制PD-1表达[27]。所以可通过调节转录因子或转录途径，影响PD-1表达，进而提高肿瘤或非肿瘤患者对PD-1/PD-L1抑制剂的反应。

4 T细胞其他免疫检查点的共表达

除PD-1外，T细胞表面有其他免疫检查点受体表达，如TIM-3，LAG-3和2B4等，这可能与肿瘤患者对PD-1或PD-L1抑制剂原发或获得性耐药有关。目前临床研究最多、进展最快的免疫检查点抑制剂组合是CTLA-4抗体和PD-1抗体之间的联用。Zhang等[28]统计显示CTLA-4抑制剂(Ipilimumab)与PD-1/PD-L1抑制剂联合应用可提高恶性黑色素瘤患者的无进展生存期和总生存期。除黑色素瘤外，CTLA-4和PD-1抗体的联用在晚期非小细胞肺癌患者中，伊匹单抗和纳武单抗联用，具有较纳武单抗单药更高的ORR。有研究发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂，如LBH589、MGCD0103、 MS275、 PXD101、 PCI34051、 ACY1215 等，能上调黑色素瘤中的PD-L1，并与PD-1抗体共同作用，增强免疫治疗[29-30]。既往研究报道与PD-1/PD-L1抑制剂单一用药相比，LAG-3 抑制剂[31]、TIGIT抑制剂[32]等多个免疫检查点受体抗体与其联合，抗肿瘤疗效明显提高。

5 免疫抑制肿瘤微环境

免疫抑制肿瘤微环境在肿瘤微环境中起抑制免疫功能的作用，包括调节性T细胞、髓源抑制细胞、IL-10、肿瘤相关巨噬细胞以及相关的细胞因子、趋化因子等，均可影响PD-1或PD-L1治疗，导致耐药[33-34]。有研究显示，上述细胞或因子增多的肿瘤患者对治疗反应不佳，预后差。另一方面，在应用PD-1抑制剂的同时，减少肿瘤微环境中的免疫抑制因子可协同消除肿瘤。Zuo等[33-34]探讨Treg细胞上PD-1的表达及其与T-NHL的关系，发现T-NHL患者Treg细胞PD-1的中位荧光强度(MFI)显着高于健康对照组，高危T-NHL患者PD-1的MFI高于低危患者，认为T-NHL患者外周血Treg细胞PD-1表达与疾病的诊断、预后及治疗有关。Zheng等[35]利用一种线粒体复合物I抑制剂(Phenformin)，与抗PD-1抗体共同作用，可协同诱导CD8 + T细胞浸润，并降低对髓源抑制细胞的免疫抑制活性至关重要的蛋白质水平，增强PD-1阻断剂在黑素瘤中的抗肿瘤活性。

6 系统免疫

Routy等[36]通过比较PD-l单克隆抗体在建立RET黑色素瘤及MCA-205肉瘤小鼠中的疗效，发现使用抗生素会严重影响PD-1的抗肿瘤作用。通过建立小鼠模型发现，具有不利肠道菌群的小鼠比具有有利肠道菌群的小鼠抗PD-L1治疗活性差。有研究报道具有良好肠道微菌群的患者和接受粪菌移植的无菌小鼠PD-1的抗肿瘤作用更佳[37-38]。系统免疫，作为抗肿瘤治疗的重要组成部分，免疫网络如树突细胞功能及T细胞浸润等在治疗过程不可或缺，有研究显示，肠道生态不仅与肠道肿瘤，还与肺癌、尿路上皮癌等多种肿瘤患者的预后有关，包括双歧杆菌在内的多种肠道菌群失调，将对患者免疫系统产生影响，而抗生素治疗同样可引起患者体内菌群异常，进而使患者无进展生存期、总生存时间缩短，影响患者治疗和预后[39]。故抗肿瘤治疗的同时，需要提高对机体本身的重视，改善肠道菌群，增强系统免疫，降低PD-1抑制剂的耐受，使患者从中获益[40]。

7 结 语

免疫治疗已成为肿瘤治疗的关键手段之一，其中PD-1及PD-L1受到越来越多研究者的重视，是目前最受关注的免疫检查点，其免疫检查点抑制剂已被应用于肿瘤患者，并在临床上取得了一定的成就。然而，我们的认识仅仅是冰山一角，未来我们需要通过进一步探索，找到预测PD-1及PD-L1抑制剂疗效的生物标记物并应用于临床，搜集更多的数据证明免疫治疗的效果，发现患者耐药的机制并找到解决的措施，提高患者治疗效果，延长患者生存时间。与此同时，联合治疗带来的毒性作用的叠加提醒我们需要进一步优化联合用药的方案及剂量，从而获得最佳治疗效果。