PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的研究进展

丁晓敏，胡海燕

(上海交通大学附属第六人民医院 肿瘤内科，上海 200233)

骨肉瘤是最常见的原发性骨肿瘤，好发于青少年，其侵袭性强，易发生局部转移和肺转移[1]。以往，骨肉瘤的治疗采用手术方式，但预后很差，五年生存率很低。现在通过手术切除、化疗、靶向治疗和免疫治疗等多途径联合治疗后，骨肉瘤患者的五年生存率已经提高至70%[2]，但对于早期发生肺转移的患者，目前没有有效的治疗手段。因此，探究骨肉瘤新的治疗策略非常必要。

近年来，免疫治疗已经成为肿瘤治疗领域的新策略。与以往直接针对肿瘤细胞的治疗手段不同，免疫治疗是利用人体的自身免疫系统对肿瘤细胞进行杀伤。机体免疫细胞在被激活而产生一系列免疫应答的同时还接受着各种免疫相关信号的刺激，这些正性和负性刺激信号之间能够相互制衡。当正性刺激信号占据优势时，T细胞就会分化增殖，免疫活性便大大提高；而当负性刺激信号占据优势时，免疫系统则会受到抑制。肿瘤的发生便是肿瘤细胞利用多种机制抑制了机体免疫系统，发生免疫逃逸的结果[3]。PD-1是T细胞主要表达的抑制性受体，阻断这类抑制性靶点及其通路是抗肿瘤、阻止肿瘤细胞发生免疫逃逸的一种重要的治疗方法[4]。本文就PD-1及其配体PD-L1在骨肉瘤中的研究进展作一综述。

1 PD-1/PD-L1

1.1 PD-1及其配体(PD-L1和PD-L2)PD-1是CD28超家族成员[5]，主要表达在活化的T细胞、B细胞、单核细胞、NK细胞、DC以及间充质干细胞上。除此以外，还高表达于TIL和Treg上[6]。PD-L1(B7-H1)和PD-L2(B7-DC)均是PD-1的配体，二者都是B7家族成员。PD-L1主要表达于APC、B细胞、T细胞、上皮细胞、内皮细胞和肿瘤细胞上。在机体正常组织里，PD-L1表达量较低，但在肺癌、卵巢癌等多种恶性肿瘤中表达量很高[7-9]。相对于PD-L1而言，PD-L2的表达范围比较局限，主要在DC和单核细胞等免疫细胞上表达[10]。PD-L1是PD-1的主要配体，这意味着PD-L1在肿瘤相关免疫应答中发挥着更重要的作用，也是研究的重点对象。

1.2 PD-1/PD-L1信号通路与肿瘤PD-1作为抑制性受体，当与其配体PD-L1结合后会分泌一系列细胞因子抑制T细胞的激活、分化和增殖。在正常的生理条件下，这一信号通路可有效平衡免疫系统对抗原的免疫反应，避免免疫过激而造成机体损伤。当肿瘤发生时，肿瘤细胞会表达大量的PD-L1，同时肿瘤微环境会激活免疫细胞上的PD-1受体。此时，PD1/PD-L1这一信号通路便会抑制T细胞，帮助肿瘤细胞建立免疫耐受以逃避T细胞的攻击，造成肿瘤细胞的免疫逃逸，这为肿瘤细胞的生长营造了有利的微环境[11-12]。

2 PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的表达及与预后的关系

已有大量研究表明，PD-1、PD-L1的过表达与恶性黑色素瘤、非小细胞肺癌、淋巴瘤等肿瘤的进展及预后具有相关性，但关于其与骨肉瘤关系的研究却相对较少。目前已有研究证实，骨肉瘤细胞系中PD-L1的表达量明显高于正常细胞系[13]。Zheng等[14]对比了56例骨肉瘤患者和42例正常人外周血T细胞中PD-1的表达情况，发现骨肉瘤患者PD-1的表达量明显高于正常人；接着，研究者又对比了38例未发生转移的骨肉瘤患者和18例发生转移的骨肉瘤患者外周血T细胞中PD-1的表达情况，发现发生转移或病理性骨折的患者PD-1表达量显著上调；此外，他们还进一步指出Ⅱ期骨肉瘤患者CD8+T细胞的PD-1上调更多，而Ⅲ期骨肉瘤患者PD-1在CD4+T细胞上表达更多。这些研究均提示，PD-1的表达失调参与了骨肉瘤的发生和进展。在另一项研究中，Shen等[15]比较了5种骨肉瘤细胞株PD-L1的表达情况，发现耐药性更强的骨肉瘤细胞株PD-L1的表达量更高；临床样本的分析结果显示，骨肉瘤患者PD-L1的表达与TIL呈正相关；PD-L1表达量低的患者，中位生存期为89个月，而高表达患者的中位生存期为28个月，这意味着PD-L1的高表达患者其预后更差。另外一项涉及413例患者的荟萃分析结果显示，PD-1/PD-L1的过表达与骨肉瘤转移具有明显的相关性，并且过表达PD-1/PD-L1的患者发生死亡的风险更高，但患者的总体存活率在该研究中并未明确[16]。还有一些研究揭示，PD-L1在不同个体间呈现出显著差异，13%的原发肿瘤、25%的复发肿瘤及48%的转移瘤患者会不同程度地表达PD-L1，同一患者，原发灶和转移灶中的表达差异也很明显[17]。从这些研究结果中可以看出，PD-1和PD-L1均有望成为骨肉瘤免疫治疗的重要靶点和判断骨肉瘤转移及预后的重要标志物。

3 PD-1/PD-L1抑制剂在骨肉瘤中的应用

3.1 PD-1和PD-L1抑制剂PD-1/PD-L1信号通路介导了肿瘤的免疫逃逸，以PD-1和PD-L1为靶点的单克隆抗体可以有效阻断PD-1/PD-L1信号通路，促使T细胞恢复免疫活性，提高其杀伤肿瘤细胞的能力。目前经美国FDA批准上市的抗体有6种，其中帕博利珠单克隆抗体(pembrolizumab)、纳武利尤单克隆抗体(nivolumab)和西米普利单克隆抗体(cemiplimab)均是PD-1单克隆抗体，阿特珠单克隆抗体(atezolizumab)、阿维鲁单克隆抗体(avelumab)和度伐鲁单克隆抗体(durvalumab)均是PD-L1单克隆抗体。在我国获批上市的抗体有5种，其中包括上述的帕博利珠单克隆抗体和纳武利尤单克隆抗体，以及国产PD-1抗体——特瑞普利单克隆抗体、信迪利单克隆抗体和卡瑞利珠单克隆抗体。(1)帕博利珠单克隆抗体是第1个获美国FDA批准上市的PD-1单克隆抗体，在美国批准用于黑色素瘤、非小细胞肺癌、头颈鳞状细胞癌、尿路上皮癌等13种肿瘤的治疗。在我国帕博利珠单克隆抗体用于治疗经系统治疗后的晚期黑色素瘤[18]。(2)纳武利尤单克隆抗体是第1个在我国获批上市的PD-1药物，用于治疗非小细胞肺癌，在美国批准用于治疗的肿瘤包括黑色素瘤、肾癌、淋巴瘤、肝癌等[19]。(3)西米普利单克隆抗体是第1个治疗晚期皮肤鳞状细胞癌的免疫药物，转移性或不能接受手术治疗的局部晚期皮肤鳞状细胞癌患者均可从中获益[20]。(4)阿特珠单克隆抗体经美国FDA批准用于治疗膀胱癌、靶向药物治疗及化疗失败的非小细胞肺癌、局部晚期或转移性尿路上皮癌等[21]。(5)阿维鲁单克隆抗体用于治疗12岁以上的转移性梅克尔细胞癌以及局部晚期或转移性尿路上皮癌[22]。(6)度伐鲁单克隆抗体目前获准用于局部晚期或转移性尿路上皮癌的二线治疗以及Ⅲ期非小细胞肺癌的维持治疗[23]。(7)特瑞普利单克隆抗体是一种抗PD-1的全人源单克隆抗体，是我国批准的首个国产PD-1单克隆抗体，主要用于治疗既往标准治疗失败后的局部进展或转移性黑色素瘤。(8)信迪利单克隆抗体适用于至少经过二线系统化疗的复发或难治性经典型霍奇金淋巴瘤。(9)卡瑞利珠单克隆抗体于2019年5月获批上市，用于复发或难治性霍奇金淋巴瘤的三线治疗。

3.2 PD-1和PD-L1抑制剂在骨肉瘤中的研究情况相对于恶性黑色素瘤、非小细胞肺癌而言，针对骨肉瘤单克隆抗体的临床试验和适应证批准相对落后。Lussier等[24]通过动物模型研究发现，PD-L1在肿瘤转移灶中高表达，并且PD-1与PD-L1的结合会削弱CTL的功能，在用PD-L1单克隆抗体治疗小鼠后，小鼠肿瘤缩小，生存期也随之延长。在另一项用PD-1抗体纳武利尤单克隆抗体治疗小鼠骨肉瘤的研究中，纳武利尤单克隆抗体通过增加CD4+T细胞、CD8+T细胞和肺CD8+T细胞的细胞溶解活性来抑制小鼠骨肉瘤的转移，但纳武利尤单克隆抗体对小鼠的原发灶无有效抑制[25]。

PD-1或PD-L1抑制剂的单药治疗，对于长期控制骨肉瘤进展的作用较为有限，联合治疗不失为新的选择。Lussier等[26]又构建了骨肉瘤转移动物模型，发现PD-L1单克隆抗体结合CTLA-4单克隆抗体可以控制一半小鼠的肿瘤生长。Shimizu等[27]在骨肉瘤小鼠模型中联用了PD-1抗体、PD-L1抗体和OX40抗体，结果显示联用组小鼠的生存期明显高于安慰剂组，并且有效抑制了肺转移的发生。另外，Jiang等[28]研究发现，基质细胞衍生因子1(stromal cell derived factor 1，SDF-1)及趋化因子受体4(chemokine receptor 4，CXCR4)轴可促进骨髓源性抑制细胞在骨肉瘤微环境中的聚集，从而抑制CTL活性，最终削弱PD-1抗体的治疗效果；接着他们在小鼠骨肉瘤模型中联合使用了PD-1抑制剂和CXCR4抑制剂(AMD3100)，发现联合治疗组比单药治疗组更明显地抑制了肿瘤的生长。以上研究均提示，联合应用2种抗体抑制剂在骨肉瘤小鼠模型中显示出良好的协同作用。

PD-1/PD-L1抑制剂对骨肉瘤的有效性在体内、外试验中已得到验证，目前也有几款抑制剂被陆续投入到临床试验的研究中。在一项帕博利珠单克隆抗体治疗晚期肉瘤的Ⅱ期临床试验(SARC028)中，软组织肉瘤患者经帕博利珠单克隆抗体治疗可获得18%的客观缓解率，其中22例骨肉瘤患者出现5%的客观缓解率，6例维持疾病稳定[29]。另外，阿维鲁单克隆抗体治疗复发性骨肉瘤的Ⅱ期临床试验(NCT03006848)、纳武利尤单克隆抗体治疗进展期骨与软组织肉瘤的Ⅰ+Ⅱ期临床试验(NCT03277924)以及ZKAB001治疗进展期骨肉瘤的Ⅰ+Ⅱ期临床试验(NCT03676985)均在进行中。除了单药治疗，PD-1/PD-L1抗体联合CTLA-4抗体、化学药物、靶向药物的治疗也被陆续投入到临床试验中，其结果值得期待。

4 结语

近年来，随着精准医学的介入，免疫治疗在肿瘤中的研究越来越多。PD-1/PD-L1已被证实与肿瘤的免疫逃逸相关，因此，针对PD-1、PD-L1等免疫关卡的抑制剂无疑会在抗肿瘤中起重要作用。目前，已有几种PD-1及PD-L1单克隆抗体在多种实体瘤和血液肿瘤的临床治疗中取得不错的效果。PD-1、PD-L1在骨肉瘤的病灶中也有高表达，并且与患者的预后相关，但现在针对骨肉瘤的临床试验较少，并且已有的效果也不如其他肿瘤显著。一方面，需要更多的临床试验来验证单克隆抗体治疗骨肉瘤的有效性；另一方面，单克隆抗体之间的联合治疗、免疫治疗联合其他治疗、更精准的靶点筛选及疗效评估机制都有待得到更大的突破。