基于PD-1/PD-L1信号通路中医药改善肿瘤免疫抑制微环境研究进展

2020-04-26陈兰玉胡凯文

中国中医药信息杂志 2020年2期

陈兰玉胡凯文

摘要：抑制性共刺激分子程序性死亡因子（PD-1）/程序性死亡因子配体（PD-L1）是重要的免疫负调节因子，在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。中医药是我国治疗肿瘤的重要手段之一，其主要优势在于增强机体免疫力，重塑肿瘤免疫微环境。本文综述了PD-1/PD-L1信号通路、中医与肿瘤免疫的相关性及中医药干预PD-1/PD-L1信号通路的相关研究，揭示了中医药调节肿瘤免疫多系统、多靶点、多环节、整体性等特点，为中医药防治肿瘤的理论和机制研究提供新的思路。

关键词：程序性死亡因子-1;程序性死亡因子配体-1;肿瘤微环境;中医药;综述

中图分类号：R285 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2020）02-0135-03

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.201902190

Research Progress of TCM Improving Tumor Immunosuppressive Microenvironment

Based on Programmed Death 1/Programmed Death Ligand 1 Signaling Pathway

CHEN Lanyu， HU Kaiwen

Dongfang Hospital Affiliated to Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100078， China

Abstract： The inhibitory co-stimulatory molecules programmed death 1 （PD-1） / programmed death ligand 1 （PD-L1） are negative immune regulatory molecules， playing significant roles in immune evasion of tumor. TCM is one of the important treatment strategies in the treatment of tumor in China， with the main advantages of enhancing immunity and remodeling tumor microenvironment. This article introduced PD-1/PD-L1 signaling pathway， the correlation between TCM and tumor immunity， and research progress in intervention of PD-1/PD-L1 signaling pathway by TCM， and discovered the characteristics of multi-system， multi-targeting， multi-links and integrity of TCM in regulating tumor immunity， which could provide new ideas for research on the theory and mechanism of TCM in preventing and treating tumor.

Keywords： programmed death 1; programmed death ligand 1; tumor microenvironment; TCM; review

2018年全球癌症统计流行病学报告表明，2018年全球约有1810万癌症新发病例和960万癌症死亡病例;新增病例中，亚洲将近一半，960万死亡患者中，亚洲患者占70%[1]。中国抗癌工作形势依旧严峻，2015年全国癌症新发392.9万例，死亡222.8万例，约占全球新发病人数20%以上[2]。

近年来，随着对肿瘤免疫研究的深入，免疫治疗有望成为继手术治疗、放化疗、生物靶向治疗后的重要治疗手段，其中最有代表性的就是抑制程序性死亡因子（programmed death 1，PD-1）/程序性死亡因子配体（programmed death ligand 1，PD-L1）等免疫检查点。阻断PD-1/PD-L1信号通路，能增强T细胞活性，重新激活免疫系统，抑制肿瘤免疫逃逸，改善肿瘤微环境，与中医治疗肿瘤的整体性、平衡性、多靶点等特点相似。本文就PD-1/PD-L1信号通路及中医药干预的研究进展进行述评，为中医药防治肿瘤的理论和机制研究提供新的思路。

1 PD-1/PD-L1信号通路及肿瘤免疫治疗

PD-1是免疫球蛋白B7家族的一员，是通过消减杂交技术在凋亡的T细胞杂交瘤中发现的一种免疫共抑制分子[3]，主要表达于不同类型肿瘤组织的抗原特异性T细胞等肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）[4]。PD-L1是PD-1主要配体，不仅广泛表达于多种肿瘤组织，还在活化的T淋巴细胞、B淋巴细胞、巨噬细胞、树突状细胞等抗原提呈细胞和间质细胞、血管内皮细胞上有较高表达，与肿瘤的病理类型、临床分期、预后等密切相关[5]。PD-1/PD-L1信号通路激活，不仅向肿瘤细胞内传递抑制性信号，促使肿瘤细胞抵抗免疫效应细胞介导的细胞凋亡[6]，还能抑制效应细胞TIL，影响其活化并诱导其凋亡[7]。同时还能通过抑制TIL释放白细胞介素（IL）-2、干扰素（IFN）-γ等多种炎性因子，促进IL-10等抑制性因子分泌，抑制T细胞免疫应答[3，8]，介导肿瘤免疫逃逸。此外，PD-1/PD-L1信号通路还能激活并传递抗Fas系统凋亡信号，影响T淋巴细胞、树突状细胞的分化、发育、成熟，并启动抗肿瘤特异性细胞毒T淋巴细胞（CTL）的杀伤溶解作用[3，6]。但PD-1/PD-L1信号通路介导的免疫抑制并非不可逆转，阻断这一免疫检查点可恢复T细胞活化、增殖及杀伤功能。近年来随着免疫逃逸机制研究的深入和多项大样本临床研究的展开，针对这一信号通路的免疫疗法成为一大研究热点并取得不小进展。阻断PD-1/PD-L1信号通路的免疫疗法主要有PD-1/PD-L1抑制性抗体、PD-1/PD-L1小分子抑制剂和PD-1/PD-L1基因敲除，其中PD-1/PD-L1抑制性抗体已从实验研究走向临床应用。PD-1抑制性抗体Pembrolizumab、Nivolumab，PD-L1抑制性抗体Atezolizumab、Avelumab、Durvalumab已获得美国食品药品管理局批準上市并用于肿瘤临床治疗。虽然抗PD-1/PD-L1具有良好的应用前景，但在临床治疗过程中也产生了不良反应及不足之处。产生不良反应的主要原因是T细胞功能恢复后带来的免疫相关毒性反应，部分晚期癌症患者疗效不佳主要由于晚期肿瘤负荷较大、抗肿瘤免疫抑制微环境形成及免疫耐受等因素，造成患者对免疫治疗不敏感。因此，联合“增敏减毒”的中医药个体化治疗或许能获得更好的临床疗效。

2 中医与肿瘤免疫

中医是我国防治肿瘤的重要手段之一，中医治疗肿瘤的特点在于整体性、平衡性、多系统和多靶点，改善机体内环境，防止肿瘤转移、复发，这与现代医学近年来从重点杀伤肿瘤细胞转变成重塑肿瘤微环境、改善肿瘤免疫抑制的观点相似。中医认为“积之成者，正气不足，而邪气踞之”《医宗必读》，正气亏虚是肿瘤的基本病机。正虚感邪，痰、瘀、湿、热等病理因素蓄积，邪气盘踞而成积聚。这与现代医学对肿瘤免疫的认识不谋而合，其中肿瘤免疫抑制微环境与正气亏虚、炎性因子与热毒、高凝血状态与血瘀、肿瘤微环境中大量黏附因子与痰湿等病理因素都有诸多相似之处[9]。免疫抑制微环境与正气亏虚密切相关，有研究表明，单味中药、中药单体、中药复方均可通过激活T细胞、B细胞和巨噬细胞，调节T细胞介导的免疫应答，诱导B细胞增殖转化，增强细胞因子介导的免疫调节作用，增强抗原提呈作用[10]。

目前，已有研究从整体多维的角度分析中医调控免疫的机制。相关研究表明，不同类型中药制剂不仅可以抑制肿瘤细胞分泌转化生长因（TGF）-β、IL-10等免疫抑制因子，逆转肿瘤细胞介导的免疫抑制[11]，还能降低治疗外周血CD4+CD25+Tr、血管内皮生长因子、sCD44v6、转化生长因子-β1、IL-10表达水平[12]，多途径干预肿瘤细胞免疫逃逸，改善机体免疫抑制现象。另外，中药还能显著上调树突状细胞（DC）表面MHC-Ⅲ、CD86、CD83表达，诱导DC成熟，增强DC的抗原提呈能力，促进免疫应答，改善机体免疫耐受[13-14]。

3 基于PD-1/PD-L1信号通路的中医药治疗肿瘤及调节免疫微环境研究

3.1 中药单体

王洁茹等[15]研究发現，黄芪多糖能有效抑制黑色素瘤B16-F10细胞荷瘤小鼠脾组织PD-1蛋白和mRNA表达，抑制肿瘤组织内PD-L1、PD-L2蛋白表达，通过调节PD-1、PD-L1分子表达及相互作用，增强小鼠T淋巴细胞免疫活性，抑制皮下黑色素瘤生长。郭奕维等[16]联合人参皂苷和PD-1抑制剂，恢复T细胞功能，促进T细胞增殖，并增加细胞因子IL-2和IFN-γ分泌，发挥联合抗癌作用。安青等[17]研究发现，虫草素通过抑制肿瘤免疫检查点PD-1蛋白表达，促进肿瘤相关CD4+T淋巴细胞的增殖和杀伤作用，增强PI3K/Akt信号通路相关蛋白的表达且促进IL-2、IFN-γ的表达。

3.2 中药复方

刘群英等[18]发现，消瘰丸可通过抑制PD-1高表达，抑制大量异常增殖CD4+T细胞，同时增强有细胞毒作用CD8+T细胞活性，消瘰丸联合PD-1阻断剂能协同降低CD4+T细胞和CD69表达。苏乐[19]发现，健脾化瘀方能上调肝癌术后裸鼠miRNA-570表达，抑制PD-1/PD-L1信号通路，促进肝癌向休眠转归，防治肝癌术后复发。张星星[20]发现，芪玉三龙汤通过调节PD-1/PD-L1信号通路，下调PD-1、PD-L1、miRNA21表达，上调PTEN表达，进而负向调控PI3K/ Akt/mTOR信号通路，改善荷肺癌小鼠的免疫抑制，抑制肺移植瘤的生长，促进肺癌细胞死亡。杜文沛[21]发现，肺积方能通过抑制PI3K-Akt信号通路的激活，阻断免疫检查点CTLA-4及PD-1/PD-L1，调控免疫相关因子表达。王英泽等[22]研究发现，中药复方能抑制小鼠脾脏淋巴细胞PD-1的表达，增加CD3+CD4+型和CD3+CD8+型T淋巴细胞的比例，激活免疫辅助细胞和效应细胞，与免疫治疗有协同增效的作用。

4 展望

PD-1/PD-L1信号通路作为T细胞活化的主要抑制性共刺激信号通路，在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用，基于阻断PD-1/PD-L1信号通路的免疫疗法飞速发展，从实验室走向临床。中医抗肿瘤具有整体调节作用，改善机体免疫功能，与免疫治疗联合使用具有协同增效的作用，也更具安全性。但现有中医药研究存在一些局限性：如何发现中医药通过阻断PD-1/PD-L1信号通路改善肿瘤免疫逃逸更深层次的分子机制研究？如何针对不同患者发挥中医辨证论治特点，联合免疫治疗制定针对患者的个体化治疗方案？如何在协同增效的前提下减少免疫治疗带来的不良反应？如何解决免疫相关检测指标单一的问题及观测指标缺乏动态性、整体性的问题？随着多项实验的开展和研究的深入，上述问题将逐步得到解答。

参考文献：

[1] FREDDIE B， JACQUES F， ISABELLE S， et al. Global cancer statistics 2018：GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J]. CA Cancer J Clin，2018，68：394-424.

[2] 郑荣寿，孙可欣，张思维，等.2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J].中华肿瘤杂志，2019，41（1）：19-28.

[3] CHEN L， HAN X. Anti PD-1/PD-L1 therapy of human cancer：past， present and future[J]. J Chin Invest，2015，125：3384-3391.

[4] DONG Y N， SUN Q， ZHANG X W. PD-1 and its ligands are important immune checkpoints in cancer[J]. Oncotarget，2017，8：2171-2186.

[5] BOUSSIOTIS V A. Molecular and biochemical aspects of the PD-1 checkpoint pathway[J]. N Engl J Med，2016，375（18）：1767.

[6] AZUMA T， YAO S， ZHU G， et al. B7-H1 is a ubiquitous antiapoptotic receptor on cancer cells[J]. Blood，2008，111：3635-3643.

[7] TUMEH P C， HARVIEW C L， YEARLEY J H， et al. PD-1 blockade induces response by inhibiting adaptive immune resistance[J]. Nature， 2014，515：568-571.

[8] ZOU W， WOLCHOK J D， CHEN L. PD-1（B7-H1） and PD-L1 pathway blockade for cancer therapy：mechanisms， response biomarkers， and combinations[J]. Sci Transl Med，2016，8：328rv4.

[9] 程海波，沈衛星，吴勉华，等.基于肿瘤微环境的癌毒病机理论研究[J].南京中医药大学学报，2014，30（2）：105-107.

[10] 孔怡琳，张海波，张玉佩，等.从免疫平衡探讨肿瘤的防治[J].山东中医杂志，2011，30（3）：155-157.

[11] 崔澂，张宇辉，支国成，等.不同类型中药制剂逆转结直肠癌T细胞免疫抑制及其靶分子的比较研究[J].免疫学杂志，2011，27（11）：973-978.

[12] 黄云胜，施志明.肺积方对肺癌免疫逃逸干预作用的临床研究[J].中国中西医结合杂志，2007，27（6）：501-504.

[13] 杨莉，李艳佳，刘京生，等.复方中药对外周血树突状细胞的干预作用[J].细胞与分子免疫学杂志，2007，23（7）：606-608.

[14] 单铁英，许忠新，苏安英.6种中药多糖对诱导树突状细胞成熟及刺激T细胞抗肿瘤作用的比较[J].实用医学杂志，2009，25（22）：3755-3757.

[15] 王洁茹，王金英，张婷婷，等.黄芪多糖调节黑色素瘤小鼠PD-1/PD-Ls分子表达的研究[J].上海中医药大学学报，2014，28（5）：74-76.

[16] 郭奕维，郭秀臣，张静波，等.人参皂苷Rg3增强PD-1抑制剂对弥漫大B细胞淋巴瘤免疫治疗作用的体外研究[J].中医药学报，2018，46（5）：24-29.

[17] 安青，何立巍，吴红雁，等.虫草素通过调节CD4+T淋巴细胞PD-1受体促进肿瘤免疫及机制研究[J].南京中医药大学学报，2018，34（5）：495- 498.

[18] 刘群英，张博，李海燕，等.消瘰丸治疗淋巴瘤基于PD-1/PD-L1信号通路的机制研究[J].天津中医药，2018，35（5）：370-375.

[19] 苏乐.健脾化瘀方通过miRNA-570调控B7-H1/PD-1通路防治肝癌术后复发的体内机制[D].广州：广州中医药大学，2017.

[20] 张星星.芪玉三龙汤通过PD-1/PD-L1及PTEN/PI3K/Akt通路治疗NSCLC机制研究[D].武汉：湖北中医药大学，2017.