程序性死亡配体1在宫颈癌中的研究进展

李文晶，郑寰宇

（华北理工大学附属唐山工人医院，河北 唐山 063000）

0 引言

宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一。据统计，全世界每年约50万名妇女被诊断罹患宫颈癌，其死亡人数远超约30万[1]。尽管HPV疫苗和宫颈癌筛查的广泛普及已大幅度降低了宫颈癌的发病率，但在发展中国家的妇科肿瘤中，其发病率高居于第二位[2]。其中，浸润性或转移性癌约占罹患宫颈癌总人数的70%以上，也是导致宫颈癌高死亡率的主要原因之一。目前，通过手术CCRT等有效治疗，局部宫颈癌的5年生存率可达约75%-85%[3]。尽管如此，复发，持续及转移性宫颈癌的5年生存率仅约15%。其预后不良的主要原因是治疗选择有限。这些患者中的大多数仅接受以铂类为首选的姑息化学疗法[4]。2014年，GOG 240的一项实验表明，将贝伐单抗加入化疗后，肿瘤缓解率从36%改善至48%，并且对于复发性，持续性，转移性患者而言，其生存率可以从13个月延长至17个月，因此贝伐单抗联合化学疗法奠定了一线治疗选择的基础[5]。然而，对于一线治疗中取得获益的患者而言，缺乏有效的二线治疗仍然是导致其高死亡率的主要原因[6]。目前，免疫检查点抑制剂，尤其是PD-1 / PD-L1抑制剂在治疗子宫颈癌、卵巢癌等多种实体瘤方面取得了良好的疗效。越来越多的证据表明，PD-1 / PD-L1抑制剂的应用有望成为治疗宫颈癌最有前途的方法[7]。

1 PD-L1与肿瘤细胞

1.1 PD-L1的肿瘤学作用和机制

程序性死亡配体-1( Programmed death ligang-1，PDL1)，又称为 B7-H1( B7 homolog 1) CD274，于1999年从人胎盘 cDNA 文库中发现的一种Ⅰ型穿膜糖蛋白，是B7 家族的成员之一，肿瘤微环境上调 PD-L1 的表达，使其与活化的T细胞表面的 PD-L1 受体( PD-1) 结合而传递负性共刺激信号，抑制 T细胞的活化、增殖以及细胞因子的分泌[8-10]，使其功能减退或无功能，甚至凋亡，从而导致肿瘤细胞的免疫逃逸。相关研究发现 PD-L1 mRNA在多种免疫细胞和上皮细胞、组织、器官中广泛表达[11-12]。

1.2 PD-L1在肿瘤细胞中的表达

近年来随着肿瘤免疫研究的深入，通过免疫组化、细胞株、动物实验结合临床数据等方法发现 PD-L1 在许多肿瘤组织中高表达，包括黑色素瘤、肺癌( 特别是非小细胞肺癌)、食管癌、胃癌、大肠癌、甲状腺癌、乳腺癌、肝癌、宫颈癌、膀胱癌、胆囊癌、肾癌、鼻咽癌、胰腺癌等多种实体肿瘤，并与这些肿瘤的不良预后相关。一直以来肿瘤的免疫治疗未得到学者们的重视，随着肿瘤免疫研究的深入，发现免疫抑制性检查点在肿瘤细胞免疫逃逸中扮演着重要的角色，尤其PD-1/PD-L1检查点的发现使学者们看到了肿瘤免疫靶点治疗的曙光[13]。

2 PD-L1与宫颈癌

2.1 PD-L1在宫颈癌中的表达及预后

过去有研究发现，PD-L1 在心、肝、肾、肺等多个器官上皮细胞和内皮细胞中广泛表达，肿瘤发生时机体内的肿瘤微环境使得浸润性T细胞表面的程序性死亡-1 受体（programmed death-1，PD-1）表达水平升高，同时肿瘤细胞中 PD-L1 的转录水平上调，与 PD-1 受体相结合，导致肿微环境中 PD-1/PD-L1信号通路持续开放，进而导致T 细胞凋亡，肿瘤细胞则逃脱机体的免疫监视，发生肿瘤免疫逃逸。有学者认为，PD-L1可能与妇科肿瘤有关，其可能与高危型HPV感染有关，并促成子宫颈癌的发生发展[14-17]。目前国内报道显示，PD-1/PD-L1信号通路参与了宫颈癌的发生发展。在宫颈癌组织中浸润的T细胞表面PD-1呈现高水平表达以及在外周血CD14+单核细胞 PD-L1 的表达同样水平升高，且表达与FIGO分期呈正相关，说明外周血 CD14+单核细胞上PD-L1高表达，FIGO分期越高，患者预后越差，说明PD-L1可能与宫颈癌的预后有关[1]。

已有多项研究表明，PD-L1在包括宫颈癌在内的多种癌症中均升高[18-19]。PD-L1的高表达通过抑制T细胞活性，从而促进机体免疫抵抗状态[20]。此外，国外也有报道显示，PD-L1过表达与宫颈癌患者总体生存预后差之间存在直接相关性[21]。值得注意的是，王等[22]人通过对比正常宫颈细胞和CIN病变细胞中PD-L1的表达情况发现，在CIN病变中PD-L1水平呈现过表达。同样，Meng和Feng等人也分别检测了宫颈癌患者病变组织中PD-L1的表达情况[18-19]，进而验证了先前的结论。另外，Heeren等[23]研究人员发现，与成对的原发性肿瘤相比，紧邻转移性肿瘤的PD-L1阳性免疫细胞的丰度更高。这表明PD-1 / PD-L1轴在阻碍子宫颈癌免疫机制中发挥着重要作用且有望作为评估肿瘤转移情况的重要通路之一。

2.2 PD-L1在宫颈癌中的表达机制

迄今为止，HPV是世界上最常见的性传播病毒。此外，它被认为是导致宫颈癌及癌前病变的主要病原体。高危型HPV中的E5和E6 / E7则是具有转化特性的致癌基因[24]。另外，免疫检查点是生理条件下必不可少的作用机制，可使机体避免自身免疫并使过敏反应减至最小[25]。因此，考虑到HPV感染在宫颈癌中的突出地位，并了解高危HPV癌蛋白和PD-1 / PD-L1信号通路在宫颈癌发病机制中的相互关系，有望对宫颈癌的治疗提供新的策略。

有研究表明，PD-1 / PD-L1轴在宫颈癌病因学有着至关重要的作用，且HPV阳性与PD-L1表达增强之间存在显着关联[22,26]。尽管强调宫颈癌中高危HPV的E5癌蛋白与PD-1 / PD-L1信号通路表达之间的联系的研究较少。但Kim等人的一项研究表明，E5癌蛋白通过激活EGFR1从而上调VEGF的表达[26]。更重要的是，Chen等[27]通过研究发现，EGFR1可激活ERK1 / 2 / c-Jun磷酸化诱导PD-L1表达，从而可能导致T细胞凋亡。另外，Lee等[28]人分析了YAP在PD-1 / PD-L1激活途径中的作用，这项研究得出结论，通过YAP靶向PD-L1可能是潜在的治疗靶点。Yang等[29]人的研究结果也显示T细胞上PD-1表达的增加与持续性高危HPV感染与宫颈上皮内瘤变（CIN）的发展密切相关。总而言之，E5癌蛋白通过激活EGFR和YAP，进而导致PD-L1上调，从而引发T细胞凋亡和持续性HPV感染，并增加子宫颈癌发展的风险。

尽管先前已确定HPV感染与宫颈肿瘤细胞中PD-L1表达之间的关联，但仍需要大量研究以阐明PD-1/PD-L1途径对HPV驱动宫颈肿瘤发生的具体作用。

2.3 PD-1 / PD-L1抑制剂在宫颈癌的研究进展

子宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一，大多数早期宫颈癌患者可通过手术兼同步放化疗实现良好的康复。但对于复发，持续，转移性宫颈癌患者而言，除贝伐单抗联合化疗为基础的一线治疗外，仍缺乏有效的治疗方法，因此治疗效果很不理想。目前，PD-1 / PD-L1抑制剂在宫颈癌治疗方面已获得确切的临床益处。大量正在进行的研究也会为PD-1 /PD-L1途径作为宫颈癌的治疗靶标提供更多证据。

2.3.1 细胞学实验相关进展

Saglam等[30]人通过免疫组化法检测宫颈病变组织中PD-1 和 PD-L1的表达水平，结果显示PD-L1表达与HPV阳性显著相关，并与CIN严重程度分级和宫颈癌的肿瘤转移呈正相关。在宫颈癌中，PD-L1在鳞状细胞癌中的表达率为34%，而腺癌和腺鳞癌的阳性率分别为17%和29%。另外，通过免疫细胞计数和流式细胞术研究宫颈癌中肿瘤浸润性炎症细胞（TIL）中PD-L1的表达水平，结果显示与子宫内膜癌和卵巢腺癌相比，宫颈鳞癌TIL成分中PD-L1阳性表达率更高。与此同时，Yang等[29]人分别对40名HR-HPV阴性/阳性的妇女进行宫颈采样，并检测宫颈组织T细胞和树突状细胞中PD-1和PD-L1的表达情况，结果显示PD-1和PD-L1的表达水平与CIN严重程度分级呈正相关且与HPV阳性密切相关。这些实验数据充分说明PD-1 / PD-L1信号通路在宫颈癌的发生发展中起到了至关重要的作用。

2.3.2 动物学实验相关进展

众所周知，高危型HPV感染是导致宫颈癌以及其他HPV相关肿瘤的主要因素。其中，HPV癌蛋白E6和E7在细胞转化和恶性肿瘤中起到了关键作用，因此成为了宫颈癌治疗的重要靶标。然而，由于E7蛋白具有较差的免疫原性，目前仍缺乏有效的治疗性E7疫苗。树突状细胞（DC）可能是诱导细胞毒性T淋巴细胞（CTL）反应的最有效的抗原呈递细胞，对控制肿瘤起着至关重要的作用。HPV病毒E7抗原靶向DC是否会引起治疗性抗肿瘤CTL反应有待进一步证实。因此，Liu[31]等人将最新开发的一种HPVE7长肽融合蛋白（scFv（DEC205）-E7）联合PD-L1抑制剂应用于宫颈癌小鼠模型中观察其治疗性抗肿瘤反应，结果显示这种融合蛋白疫苗在幼稚小鼠中表现出高效的DC靶向效果并引起了强烈的保护性CTL反应，更重要的是，PD-L1抑制剂进一步改善了E7疫苗的治疗效果，为宫颈癌的治疗提供了有效策略。为进一步评估联合应用PD-1抑制剂能否增强HPV E7的DNA疫苗的治疗效果，Moeini等[32]人将次级淋巴组织趋化因子（SLC）联合PD-L1抑制剂应用于宫颈癌小鼠模型上并观察其治疗效果，最终得出结论CCL21佐剂联合PD-1阻断剂可极大增强CTL的产生以及淋巴细胞的增殖速率，并抑制肿瘤的进展。以上研究结果充分说明HPV病毒E7癌蛋白通过上调PD-L1的表达从而实现免疫逃逸，参与宫颈癌的发生发展，另一方面又说明PD-1/PD-L1通路抑制剂联合其他抗肿瘤药物作为宫颈癌的二线治疗具有广阔的前景，是一种新型且有效的宫颈癌治疗策略。

2.3.3 PD-1 / PD-L1抑制剂在临床中的应用

Pembrolizumab是由美国默克公司生产的一种靶向PD-1的高度选择性人源化单克隆IgG4K同种型抗体。它主要用于复发性黑素瘤，转移性头颈部鳞状细胞癌（HNSCC），小儿复发或难治性经典霍奇金淋巴瘤和微卫星不稳定性高或错配修复缺陷型癌症患者的治疗[33]。目前已有研究表明PD-1/PD-L1通路在宫颈癌发病机制中发挥的作用，推测PD-1可能是晚期宫颈恶性肿瘤的重要治疗靶点[14,17]。因此，一项Ib KEYNOTE-028 I期试验[34]分析结果表明，对PD-L1阳性的晚期宫颈癌患者，派姆单抗具有良好的耐受性，并具有持久的抗肿瘤活性，目前可作为一种治疗PD-L1阳性实体瘤的治疗方法。Schellens等[35]的一组KEYNOTE-158 II期临床研究数据表明，47例晚期宫颈癌患者的ORR (objective response rate) 为17% (95%CI为8%～31%)。后随访其中15例患者至少27周，ORR约为27% (95%CI=8%～55%)。因此,进一步验证了先前派姆单抗在治疗晚期宫颈癌且延缓生存期中取得的临床获益。

此外，由于治疗选择有限仍是导致晚期宫颈癌患者高死亡率的主要原因，尤其对于IVB期宫颈癌，这些患者往往合并复发型宫颈癌，其5年生存率仅为10%，因此探索新的治疗方式对于宫颈癌的预后至关重要。目前，PD-1 / PD-L1抑制剂的出现打破了治疗瓶颈，并改变了传统的治疗模式，在临床上获得了良好效益[36]。一些研究表明化学疗法和免疫疗法之间具有协同关系，化学疗法和免疫疗法联合治疗可改善单独化疗效果[37-38]。M等[39]人对宫颈癌IVB期且对两种化疗方案均不敏感的患者转用nab-紫杉醇和卡铂联合PD-1抑制剂pembrolizumab，并经过两个周期的治疗后发现，肿瘤标志物显着下降，影像报告显示几乎所有初始肿瘤的病灶明显消退。再经过四个周期后，生物标志物几乎恢复正常，PET-CT结果表明所有病变几乎完全消失。直到六个周期末，患者无任何不适主诉，仅遭受1-2级骨髓抑制。这表明对于宫颈癌IVB患者，联合使用化学疗法（纳布-紫杉醇和卡铂）和派姆单抗取得了积极作用且具有安全性，这与许多临床试验结果一致。当然，这种情况并不排除白蛋白紫杉醇的单独作用。曾有文献证明白蛋白紫杉醇也是治疗宫颈癌的有效化疗药物，并被NCCN指南推荐为复发或转移性宫颈癌的二线治疗[40-41]。因此，除了一些先前的报道和正在进行临床试验之外，化学疗法与PD-1 / PD-L1抑制剂联合应用在宫颈癌中的研究相对较少，仍需要大量的基础性研究来证明。

3 总结与展望

宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一。由于生活方式、孕产次、吸烟等多方面因素导致其发病趋于年轻化，患者因此身心遭受巨大痛苦并承受巨大的经济负担。目前，随着细胞筛查技术以及治疗方式的不断改进使得宫颈癌在发病早期得以医治。但对于持续性，复发性及转移性的患者而言，其治疗依然处于瓶颈期。随着以贝伐单抗为代表药物的靶向治疗的加入，使得末期宫颈癌的生存率显著改善。但由于患者个体差异所表现出对药物的耐受程度不同，因此，末期宫颈癌患者仍然因缺乏有效的治疗手段而延误治疗。近些年越来越多的学者致力于PD-1 / PD-L1信号通路的研究，在肿瘤免疫疗法中取得了已取得了巨大进展。尤其是PD-1 / PD-L1免疫抑制剂的出现打破了传统的治疗模式，它作为二线治疗配合以铂类为基础的一线化疗药物在临床上取得了良好的治疗效果，成为了最有研究前景的宫颈癌治疗方案。对于免疫药物的耐药性以及不良反应的处理仍是当前研究面临的巨大挑战，PD-1 / PD-L1免疫抑制剂与其他疗法（例如中药、放疗）联合治疗效果仍需大量的研究证实。另外，PD-L1是目前最具有潜力的肿瘤标记物之一，但它是否与HPV病毒存在协同作用促使宫颈癌的发生发展且是否在宫颈锥切术后患者的转归中具有预测价值有待进一步研究，期待日后免疫疗法能实现肿瘤领域中质的突破，为癌症患者带来生存的希望。