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PD-1及其配体PD-L1在三阴性乳腺癌中的研究进展

2021-01-03王雪梅姜成威陈桂秋

中国实验诊断学 2021年7期
关键词:淋巴细胞抑制剂靶向

王雪梅,姜成威,陈桂秋

(吉林大学中日联谊医院 病理科,吉林 长春130033)

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,其发病率逐年上升,已成为妇女健康的最大杀手之一。目前,乳腺癌的治疗仍是以手术为主,辅以化疗、内分泌治疗、抗Her-2治疗和术后放疗。虽然患者生存期已有明显提高,但是,三阴性乳腺癌(TNBC)中,因雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子受体2(Her-2)均为阴性,导致内分泌治疗和Her-2靶向治疗在TNBC患者中难以获益,以致其容易复发和转移,预后较差[1-2]。因此,寻找针对TNBC的治疗方法至关重要。目前,免疫抑制疗法在一些肿瘤治疗中获益匪浅,很多学者在探索免疫治疗在TNBC中的突破点。有研究发现,乳腺癌组织中有程序性死亡受体(PD-1)和程序性死亡配体(PD-L1)阳性表达,而TNBC中PD-1和PD-L1阳性表达率明显高于非TNBC患者。PD-1/PD-L1阻断剂应用于TNBC的相关临床试验已得到很好的开展。应用PD-1/PD-L1阻断剂抑制PD-1与PD-L1结合,防止肿瘤免疫逃逸,已成为治疗TNBC一个新的靶点[3]。

1 PD-1及其配体PD-L1的分子结构和作用机制

PD-1是免疫球蛋白超家族负性共刺激分子的重要成员,含288个氨基酸。由单个N-末端免疫球蛋白可变区(IgV)样结构域组成,包括胞外区、疏水性跨膜区、胞浆区。胞浆区含有免疫受体酪氨酸转换基序和免疫受体酪氨酸抑制基序,是PD-1在免疫调节中发挥作用的重要结构位点。PD-1主要表达于活化的T和B细胞,树突状细胞、巨噬细胞等,在抗肿瘤的诊疗中具有一定意义[4]。PD-1其配体由PD-L1和PD-L2组成,PD-L1在B和T细胞、巨噬细胞和树突状细胞等都有表达,也可表达在实体器官和某些类型的上皮细胞和内皮细胞,包括心、肺、肾、神经和肌肉等。PD-L1也可存在于各种类型的肿瘤细胞中,其表达水平与T细胞功能的抑制有关;PD-L2主要在树突细胞、巨噬细胞和部分B细胞亚型上表达,可抑制免疫淋巴器官的T细胞活化。PD-1和PD-L1参与淋巴细胞活化,白细胞迁移,T细胞凋亡过程,耐受诱导和细胞溶解等生物学过程[5-6]。

肿瘤的发生是在某些复杂因素的作用下,细胞在基因水平上的表达出现异常。复制、转录及翻译的每个环节出现调控异常,都可使细胞产生异常增殖。当机体的免疫功能出现紊乱,免疫因子发生异常的情况下,使机体的免疫状态受到抑制,也可导致肿瘤的发生和发展。T淋巴细胞是机体免疫应答的重要细胞,活化T细胞,激活T细胞免疫应答体系的这个过程主要是通过PD-1及其配体PD-L1结合,阻断其共同组成的信号通路,减少传导抑制性信号给T细胞,发挥机体正常的免疫应答作用。正常情况下,PD-1有抑制T淋巴细胞的功能,抑制炎性介质的释放,抑制自身免疫应答,通过负性调节机制来防止自身免疫性疾病的发生。同时,人体通过抑制PD-1和PD-L1结合的正性免疫调节来激活T淋巴细胞,清除体内的病原微生物[7]PD-L1的表达主要受Ⅰ型和Ⅱ型干扰素信号传导途径的调节,而已知暴露于干扰素-γ(IFN-γ)会诱导PD-L1表达的升高。 干扰素通过JAK1和JAK2膜相关激酶发出信号,进而导致STAT1,STAT2和STAT3转录因子的募集和磷酸化。 磷酸化的STAT二聚体的核易位诱导了干扰素调节因子1(IRF1)的表达,该因子调节下游靶基因,包括PD-L1。 此外,已经确定了几种信号转导途径限制,包括MEK/ERK信号传导在内的STAT1信号传导,从而导致PD-L1的上调。 因此,抑制MyD88和TRAF6介导的信号传导会下调PD-L1表达。在肿瘤细胞的背景下,相同的免疫抑制作用使肿瘤能够逃避免疫破坏并提供了逃逸机制,其中Ⅱ型干扰素在上调肿瘤PD-L1表达中起着重要作用。特别是,肿瘤细胞上表达的PD-L1与活化T细胞和B细胞上表达的受体PD-1的结合会破坏效应子的免疫功能。异常的PD-1/PD-L1信号以双向方式破坏关键的细胞过程,包括细胞存活,增殖和抗原递呈。特别是,PD-L1在PD-1阳性免疫细胞中诱导无反应,同时促进PD-L1阳性癌细胞中抗凋亡基因的表达[8]。

2 PD-1及其配体PD-L1在TNBC中的表达

许多研究表明:PD-1和PD-L1在TNBC中阳性表达率明显高于非TNBC,TNBC的肿瘤微环境中肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)和PD-LI表达水平更高。Yuka Asano等[3]对177例可切除的早期乳腺癌患者通过免疫组织化学评估ER、PR、Her-2、Ki67、PD-L1、PD-L2和PD-1的状态。结果:PD-1高表达的患者37例(20.9%),PD-L1高表达的患者42例(23.7%),PD-L2高表达的患者52例(29.4%)。 PD-1和PD-L1的高表达在TNBC的发生率更高(P=0.041)(P<0.001)。单因素分析表明,PD-1和PD-L1的表达也明显缩短了TNBC患者的无病生存期(P=0.048,HR=3.318)(P=0.007,HR=8.375)。然而,多变量分析发现只有PD-L1表达是独立的预后因素(P=0.041,HR=9.479)。研究表明:PD-1和PD-L1的表达可用作预测乳腺癌对新辅助化疗的治疗反应的生物标志物,最重要的是,PD-L1的表达也可能用于更有效的TNBC化疗的生物标志物。

Huang,Wenfa 等[9]在 2018年11月对PubMed,Web of Science和Embase数据库进行了系统搜索。包括使用免疫组织化学检测PD-L1,以及有关其在原发性乳腺癌(PBC)中的预后或临床病理意义。共有14367名PBC患者,研究结果显示: PD-L1在较大的肿瘤、高Ki-67活性、ER和PR阴性患者的肿瘤细胞中表达,且多为组织学III级的乳腺癌以及TNBC患者,并且还与TILs和PD-1表达有关。 PD-L1 在肿瘤细胞中表达与较短的无病生存期和总生存期有关,PBC患者预后不良;而PD-L1 在TILs中表达,则与生存率呈正相关,预后较好。TILs的状态是TNBC的预后因素。 研究表明,PD-1/PD-L1在调节抗肿瘤免疫力的T淋巴细胞或肿瘤细胞上表达,肿瘤细胞和T淋巴细胞之间的免疫检查点的调节可作为改善TNBC患者预后的指标。全面了解PD-L1在肿瘤细胞和TILs中的表达情况及与临床的相关性,需要对肿瘤细胞和TILs进行全面评估,这将对进一步研究PD-L1的生物学功能有所帮助。

3 PD-1/PD-L1抑制剂在TNBC中的临床应用

免疫治疗是目前比较提倡的抑制肿瘤的方法之一,在黑色素瘤、食管癌、肾癌、非小细胞肺癌、胃癌、膀胱癌和头颈部癌症等治疗中已取得了显著疗效[10-11]。其治疗机制是通过阻断机体负性调节通路,活化T细胞,恢复T细胞的免疫应答体系,提高机体抗肿瘤的免疫功能。经研究证实,PD-1/PD-L1结合而形成的免疫逃逸途径是有效的免疫治疗靶点。传统上,乳腺癌不被认为是一种特别的免疫原性肿瘤,一直没有列入免疫治疗的行列中。 但是,近期的研究表明,某些侵袭性TNBC具有免疫原性,对化学疗法具有抵抗性并且预后较差。新的数据显示TNBC由于其具有更高的肿瘤突变负荷和富含淋巴细胞的基质,并可能过表达PD-L1 ,对免疫疗法(针对PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂)更敏感。免疫检查点抑制剂(抗PD-1和抗PD-L1药物)正在TNBC中进行研究[8,12]。

3.1 PD-1/PD-L1免疫抑制剂单药在TNBC中应用

抗PD-L1靶向药atezolizumab(ATE)和抗PD-1靶向药pembrolizumab是首批获准运用临床的单药治疗药,多项临床试验结果表明:这种单药疗法在多种恶性肿瘤疗效显著,在TNBC中也有一定的抗肿瘤的持久性和安全性。如果肿瘤中淋巴细胞PD-L1 高表达,则临床效果更明显。与常规化疗的副作用相比,免疫抑制靶向药的副作用较少,单药治疗TNBC安全性明显优于化疗。特别是在转移性TNBC中,对atezolizumab和pembrolizumab疗效是持久的、有效的和安全的,表明这些药物治疗可能使患者的生存明显获益[13]

3.2 PD-1/PD-L1免疫抑制剂联合化疗或新辅助化疗

免疫抑制剂与化学疗法的结合目前正在研究中,试图作为治疗TNBC的一种有前景的治疗手段。联合应用Atezolizumab和紫杉醇类化疗药物的临床试验已经进行,并获得了很好的疗效,其应用机制与肿瘤相关巨噬细胞(TAM)有关。TAM是乳腺癌微环境中最突出的组成部分,因为它们会影响肿瘤的进展和对治疗的反应。TAM来源于聚集在TNBC微环境中的外周血单核细胞,并响应于多种刺激而经历M1(经典)或M2(替代)激活。在TNBC中,TAM通过几种机制促进肿瘤的生长和进展,包括抑制性细胞因子的分泌,TILs的效应功能的降低以及调节性T细胞(Treg)的促进。已有研究显示TAM在肿瘤环境中直接和间接调节PD-1/PD-L1表达,在这种情况下,提出了几种以TAM为中心的策略,例如:抑制TAM聚集,消耗其数量,将M2 TAM转换为抗肿瘤M1表型以及抑制TAM相关分子[14]。用化疗(紫杉醇)或抗氧化剂消耗诱导的ROS诱导PD-L1在巨噬细胞中表达,PD-L1阳性的巨噬细胞具有免疫抑制和血管生成特性,会干扰紫杉醇的体内功效。 实际上,PD-L1阻断剂可逆转这种作用,并与紫杉醇协同作用以减少肿瘤的生长[15]。根据IMpassion130临床试验证明抗PD-1/L1联合化学疗法在晚期或转移性TNBC患者中是安全有效的[16]。进一步揭示了PD-L1抑制剂组合有望成为TNBC治疗的重要的途径。

3.3 PD-1/PD-L1免疫抑制剂联合其他疗法

3.3.1联合放射治疗 放疗通过直接杀伤肿瘤细胞,可增强机体抗肿瘤的免疫功能,也可诱导TILs增加,使 PD-L1上调。PD-L1抑制剂可通过降低PD-L1对T细胞的抑制作用来增强放疗的疗效[17]。乳腺癌PD-1/PD-L1免疫抑制剂联合放疗的临床试验正在进行中。

3.3.2联合靶向治疗 虽然TNBC患者抗Her-2靶向治疗效果甚微,但仍有一些基因靶点表达阳性,其抗肿瘤的靶向治疗已开始在临床应用,如:聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)拮抗剂、抗Trop-2抗体药物偶联物(ADC)、雄激素受体(AR)拮抗剂、抗血管生成药物(VEGF抑制剂)等。PARP拮抗剂主要用于对BRCA1/2突变的TNBC患者有一定疗效;ADC和VEGF拮抗剂常用于转移性TNBC中;AR拮抗剂主要用于AR阳性的TNBC中,可抑制肿瘤的生长;EGFR抑制剂通过抑制蛋白酪氨酸激酶的活性,抑制肿瘤细胞的生长、增殖及转移等。第三代EGFR抑制剂已在临床广泛用于非小细胞肺癌的治疗。EGFR下调能诱导肿瘤细胞PD-L1表达降低,但在TNBC治疗中是否有效需要进一步证实[18-19]。

PD-1/PD-L1免疫抑制剂联合放射治疗、ARP拮抗剂、ADC和VEGF抑制剂等靶向治疗正在进行临床实验中。虽然对于TNBC免疫治疗联合其他疗法已显示一定优势,但需要进一步研究及确认其有效性和安全性。

当前临床工作的重点是研发免疫抑制剂联合疗法,在对治疗有效的同时,克服对免疫治疗的获得性耐药。探明可预测对单药免疫疗法反应的生物标记物,为特定患者制定最佳免疫疗法组合以及在进行性疾病患者中寻找免疫疗法的生物标记物是临床开发的首要任务。选择合理的免疫联合疗法和对生物标志物正确评估,将加速肿瘤治疗的临床进展,更进一步对几乎所有乳腺癌患者进行有效的免疫疗法。

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