程序性细胞死亡受体-1/程序性细胞死亡受体配体-1抑制剂治疗结直肠癌的研究进展

吴子媚 李林玉 陈璐 施孝金 陈海飞

摘 要 程序性细胞死亡受体-1（programmed cell death-1， PD-1）/程序性细胞死亡受体配体-1（programmed cell death-ligand 1， PD-L1）信号通路是诱导肿瘤免疫逃逸的主要机制，在肿瘤形成中起着免疫检查点的作用。近年来，随着抗PD-1/PD-L1单克隆抗体成功地用于治疗黑素瘤、肾细胞癌、膀胱癌和非小细胞肺癌，PD-1/PD-L1抑制剂已成为实体瘤免疫治疗研究中的热点之一。本文概要介绍PD-1/PD-L1抑制剂用于结直肠癌免疫治疗的研究进展。

关键词 程序性细胞死亡受体-1 程序性细胞死亡受体配体-1 结直肠癌 腫瘤免疫治疗 免疫检查点抑制剂

中图分类号：R979.19； R730.51 文献标志码：A 文章编号：1006-1533（2020）15-0018-04

Research advances of PD-1/PD-L1 inhibitors in the treatment of colorectal cancer

WU Zimei1*， LI Linyu1， CHEN Lu1， SHI Xiaojin1， 2， CHEN Haifei1， 2**（1. Department of Pharmacy， Northern Division of Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 201907， China； 2. Department of Pharmacy， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACT Programmed cell death-1 （PD-1）/programmed cell death-ligand 1 （PD-L1） signaling pathway is the main mechanism of inducing tumor immune escape and plays the role of immune checkpoint in tumor formation. With the successful development of monoclonal antibodies against PD-1/PD-L1 in melanoma， renal cell carcinoma， bladder cancer and non-small cell lung cancer， PD-1/PD-L1 inhibitors have become a research hotspot in solid tumor immunotherapy. In this review， we present a comprehensive knowledge of immunotherapy through PD-1/PD-L1 blockade and review the related research advances in colorectal cancer.

KEY WORDS programmed cell death-1； programmed cell death-ligand 1； colorectal cancer； tumor immunotherapy； immune checkpoint inhibitors

结直肠癌是全球发病率排名第三、死亡率排名第四的癌症类型[1]。有研究称，到2030年，全球新发结直肠癌患者数将增加220万人以上，因结直肠癌而死亡人数增加110万人左右[2]。结直肠癌的发病因素是多方面的，包括病毒和细菌感染、吸烟、饮酒、肥胖、衰老、溃疡性结肠炎和基因变异等[3-4]，也可由遗传不稳定引起，包括染色体不稳定、微卫星不稳定（microsatellite instability， MSI）和CpG岛甲基化表型等[5]。近年来的研究还表明，免疫抑制亦可能参与了结肠癌的发生、发展过程[5]。

在过去10年中，由于贝伐珠单抗和西妥昔单抗等靶向治疗药物的面世，转移性结直肠癌（metastatic colorectal cancer， mCRC）患者的总生存期得到明显提高[6]。然而，对高危Ⅱ、Ⅲ期结肠癌的辅助治疗，使用靶向治疗药物仍不能提高患者的无复发生存期和总生存期[7-8]。为了进一步提高结直肠癌的治疗效果，无论是辅助治疗还是姑息治疗，都需要有新的有效药物。相关研究提示，免疫检查点分子如程序性细胞死亡受体-1（programmed cell death-1， PD-1）/程序性细胞死亡受体配体-1（programmed cell death-ligand 1， PD-L1）是结直肠癌免疫治疗的潜在作用靶点[9]。本文概要介绍PD-1/ PD-L1抑制剂用于结直肠癌治疗的研究进展。

1 PD-1/PD-L1

PD-1是CD8+ T淋巴细胞、CD4+ T淋巴细胞、自然杀伤细胞、B淋巴细胞和肿瘤浸润淋巴细胞表面的共抑制受体之一[10]。PD-1能与PD-L1或程序性细胞死亡受体配体-2（programmed cell death-ligand 2， PD-L2）两种配体发生相互作用。PD-L1和PD-L2均可表达于肿瘤细胞上和肿瘤基质中[11-12]。在肿瘤微环境中，PD-1与PD-L1的结合亲和力较PD-1与PD-L2的结合亲和力高2倍[13]。

2 结直肠癌与PD-1/PD-L1信号通路调节

结直肠癌微环境中存在着各种免疫细胞，包括B淋巴细胞、T淋巴细胞、肿瘤相关巨噬细胞、树突状细胞和肿瘤相关成纤维细胞。CD8+ T淋巴细胞是肿瘤发生适应性免疫应答时的主要肿瘤浸润淋巴细胞。在正常生理条件下，T细胞在全身循环以识别抗原呈递细胞表面的病原体衍生抗原。CD4+ T淋巴细胞和CD8+ T淋巴细胞上的T细胞受体与抗原呈递细胞表面的主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex， MHC）中的抗原结合并不足以激活T细胞。T细胞受体-MHC信号通路受共刺激或共抑制信号调节后，T细胞才会被激活或表现为耐受[14]。T细胞共刺激分子包括CD28和诱导性T细胞共刺激因子（inducible T cell co-stimulator， ICOS），它们可分别与抗原呈递细胞和ICOS配体表面的B7-1/B7-2发生相互作用。T细胞共抑制分子包括细胞毒性T淋巴细胞抗原-4（cytotoxic T lymphocyte antigen-4， CTLA-4）和PD-1。CTLA-4可与抗原呈递细胞上的B7-1/B7-2结合，在淋巴器官中起中心检查点的作用。而PD-1是外周检查点，会在肿瘤细胞等靶点上与其配体PD-L1或B7-H1、PD-L2、B7-DC发生相互作用[15]。PD-1/PD-L1轴是正常的生理免疫稳态的关键决定因素。免疫细胞、特别是T细胞表面的PD-1与抗原呈递细胞表面的PD-L1结合后产生抑制信号，防止免疫细胞在机体感染或外源体侵入时产生过度的免疫应答[16]。研究显示，不同遗传背景下的PD-1缺陷小鼠易患狼疮样自身免疫性疾病或致死性自身免疫性心肌病[17-18]。在肿瘤微环境中，PD-1与PD-L1结合后会抑制PI3K/AKT和Ras信号通路等，通过调控细胞周期检查点蛋白和细胞增殖相关蛋白的表达，抑制T细胞的活化、增殖、存活、细胞因子的产生和其他效应功能。因此，PD-1/PD-L1抑制剂能够增强机体对肿瘤抗原的免疫应答，从而呈现抗肿瘤活性。

3 PD-1/PD-L1在结直肠癌中的表达

不同研究报告的与MSI相关的结直肠癌中PD-L1表达水平的结果是矛盾的。一些研究发现，高度MSI（microsatellite instability-high， MSI-H）型结直肠癌中PD-1和PD-L1的表达水平高于微卫星稳定的结直肠癌[19-20]。另有研究显示，在BRAF突变的错配修复基因缺失（defective mismatch repair， dMMR）肿瘤中PD-L1高表达[21-22]。相反，Droeser等[23]观察到，在微卫星稳定的结直肠癌患者中PD-L1的表达水平较高。最近的一项研究则表明，在MSI-H型和微卫星稳定的结直肠癌患者间，PD-1和PD-L1表达水平均无显著差异[24]。

4 PD-1/PD-L1抑制剂治疗dMMR/MSI-H型结直肠癌

随着免疫检查点抑制剂治疗恶性黑素瘤、肾细胞癌和肺癌的临床疗效得到确认，人们又开展了PD-1/PD-L1抑制剂治疗结直肠癌的临床研究[25]。不过，早期的初步研究显示，免疫检查点抑制剂对非选择性结直肠癌的治疗作用非常有限。例如，在抗PD-L1抗体BMS-936559治疗难治性结直肠癌的Ⅰ期研究中，未观察到有患者应答[26]。使用抗PD-1抗体纳武单抗（nivolumab）治疗19例结直肠癌患者，结果也未见有患者应答[27]。但有一项研究显示，1例结直肠癌患者在接受纳武单抗治疗后，其肿瘤呈持续性缓解，且在经纳武单抗再次治疗后获完全缓解（持续时间>3年）[28-29]。进一步研究发现，该患者属dMMR/MSI-H型结直肠癌患者。

一项国际性、多中心、非盲法Ⅱ期研究进一步评估了纳武单抗治疗dMMR/MSI-H型mCRC患者的作用，结果显示纳武单抗治疗可使患者获得持续的肿瘤缓解或疾病稳定。该研究共纳入74例患者，其中51例患者的疾病稳定时间≥12周，8例患者的肿瘤缓解时间≥1年[30]。“CheckMate-142”研究评估了纳武单抗联合抗CTLA-4抗体伊匹单抗（ipilimumab）治疗119例dMMR/MSI-H型mCRC患者的作用，结果显示患者的总缓解率为55%，其中4例（3%）患者获得完全缓解，61例（52%）患者获得部分缓解，1年疾病无进展生存率和总生存率分别为71%和85%[31]。与单用纳武单抗治疗相比，联合治疗可提高疗效，有望成为dMMR/MSI-H型mCRC患者治疗的新的有效选择。

在抗PD-1抗体派姆单抗（pembrolizumab）的Ⅱ期研究中，患者被分成dMMR型结直肠癌、错配修复基因完整（proficient mismatch repair， pMMR）型结直肠癌和dMMR型非结直肠癌3组，他们均每2周接受1次经静脉输注派姆单抗10 mg/kg的治疗。结果发现，dMMR型结直肠癌患者的总缓解率和20周免疫相关的疾病无进展生存率分别为40%（4/10例）和78%（7/9例），而pMMR型结直肠癌患者的此两指标值分别为0%和11%（2/18例）[32]。派姆单抗治疗dMMR型非结直肠癌患者的疗效与治疗dMMR型结直肠癌患者相似。此外，在开放性“KEYNOTE-164”研究中，124例dMMR/MSI-H型结肠癌患者经每3周接受1次派姆单抗200 mg治疗2年，结果显示总缓解率为33%[33]。因此，dMMR被认为是对PD-1抑制剂治疗有应答的可能标志物。

5 联合PD-1/PD-L1抑制剂治疗pMMR型结直肠癌

单用抗PD-1抗体治疗pMMR型结直肠癌无效。一项随机Ⅱ期研究共纳入180例难治性pMMR型结直肠癌患者，评估了抗PD-L1抗体度伐单抗（durvalumab）联合抗CTLA-4抗体曲美木单抗（tremelimumab）治疗的作用。结果发现，联合治疗组患者的中位总生存期延长至6.6个月[34]，但疾病无进展生存期未获显著改善。

瑞格非尼（regorafenib）是一种血管形成和激酶抑制剂。一项ⅠB期研究在25例pMMR型结直肠癌患者中评估了瑞格非尼联合纳武单抗治疗的作用，结果发现肿瘤应答率为36%，患者中位疾病无进展生存期为7.7个月[35]。

一项Ⅱ期研究在30例未经治疗的不能切除的pMMR型结直肠癌患者中评估了派姆单抗联合奥沙利铂-氟尿嘧啶-亚叶酸钙方案（mFOLFOX6方案）治疗的作用，结果显示8周时的患者疾病稳定率为100%，24周時的总缓解率为53%[36]。

6 目前存在的问题及展望

2017年，美国FDA已批准纳武单抗和派姆单抗治疗dMMR/MSI-H型mCRC患者。dMMR/MSI-H是结直肠癌患者接受免疫检查点抑制剂治疗有效的生物标志物。当然，并不是所有的dMMR/MSI-H型结直肠癌患者对现有免疫检查点抑制剂治疗均有应答。此外，到目前为止，免疫检查点抑制剂治疗pMMR/低度MSI型结直肠癌基本无效，而此类结直肠癌却在mCRC患者中占绝大多数。相信随着对PD-1/PD-L1信号通路调控T细胞功能及其活性的机制的深入研究，未来PD-1/PD-L1抑制剂会在结直肠癌治疗方面发挥更大的作用。

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