孔冰 刘艳辉 (四川大学华西医院神经外科，四川 成都 610041)

PD-1/PD-L1在胶质瘤研究中的进展

孔冰 刘艳辉*
(四川大学华西医院神经外科，四川 成都 610041)

胶质瘤; 程序性死亡受体1/程序性死亡受体1配体; 免疫治疗

胶质瘤是常见的原发性脑肿瘤。尽管随着治疗方法和药物的发展，恶性胶质瘤的预后仍然不容乐观[1,2]。初诊为胶质母细胞瘤的患者，即使应用标准化的替莫唑胺化疗联合放射治疗，中位生存时间为15～20个月[3]。因此，寻找胶质瘤治疗的新方法成为目前研究的热点。

细胞程序性死亡受体-1(programmed death 1, PD-1)与它的配体程序性死亡受体1配体-1 (programmed death ligand 1, PD-L1)和程序性死亡受体1配体-2 (programmed death ligand 2, PD-L2)属于分化群28(cluster of differentiation, CD28)和B7家族，它们在T细胞功能抑制和耗竭中扮演着重要的角色。肿瘤细胞正是利用这种机制，过度表达PD-L1,使肿瘤细胞具有免疫逃逸功能，从而在机体内无限制地增殖。PD-1和PD-L1的提出，为肿瘤的治疗提出了新的思路，现将PD-1/PD-L1近期研究及其在胶质瘤中的研究进展进行综述。

一、PD-1/PD-L1的结构及表达

PD-1是一种288个氨基酸大小的细胞膜表面分子，由人PDCD1基因编码，它的作用是负性调节免疫反应。PD-L1是一种40-kDa大小的跨膜蛋白，由人CD274基因编码，它的功能是在肿瘤组织、妊娠过程、同种异体移植物组织及自身免疫疾病中抑制免疫系统的功能[4]。当受到T细胞受体(T cell receptor ,TCR)信号或细胞因子刺激的时候，在胸腺发育的T细胞表面或一些外周造血细胞表面可检测到PD-1。PD-1表达在CD4-CD8-的胸腺细胞表面，还可以诱导性地表达在外周CD4+T细胞和CD8+T细胞、B细胞、单核细胞、自然杀伤细胞和一些树突状细胞表面[5,6]。PD-L1广泛表达于抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)、活化的T细胞、活化的B细胞、巨噬细胞、心肌内皮细胞、胸腺皮质上皮细胞及胎盘滋养层细胞。在多种人类肿瘤组织中可检测到PD-L1的表达，并且较正常组织PD-L1表达水平高[7]。

二、PD-1/PD-L1作用机制

PD-1在T细胞受到炎症信号刺激后被诱导产生，并且在以感染和肿瘤为主的多种外周组织中限制T细胞的功能,由此可限制免疫反应的放大和持续时间，从而避免正常组织的损伤[8]。当PD-1与其配体PD-L1结合后，抑制T细胞受体的信号传递，下调一些抗凋亡分子和促炎因子的表达[5]。PD-1与其配体的结合可影响细胞周期；通过上调P15基因的表达水平和抑制S期激酶相关蛋白基因(S-phase kinase-associated protein 2 gene，SKP2)的转录，从而阻止细胞周期通过G1期[9]。T细胞持续性表达PD-1还会诱导T细胞的耗竭[10]。耗竭的CD8+T细胞失去了分泌溶细胞分子(如：穿孔素)和促炎细胞因子(如：白细胞介素-2，γ干扰素，肿瘤坏死因子等)的功能[11,12]。这些为肿瘤细胞逃避机体免疫杀伤的机制，从而让肿瘤细胞能在机体内无限增殖。

三、PD-1/PD-L1在胶质瘤中表达的研究

Wei Bo等[13]人研究胶质瘤患者外周血CD4+和CD8+T细胞表面PD-1的表达情况。在86例胶质瘤患者和62例健康人的外周血中，胶质瘤患者外周血CD4+和CD8+T细胞表面PD-1表达水平较健康人明显增高(P<0.001)；在胶质瘤患者中，不同病理类型的胶质瘤，PD-1的表达水平也不一样，星形细胞瘤患者外周血CD4+T细胞PD-1表达的比例要明显高于少突胶质细胞瘤、室管膜瘤、毛细胞星形细胞瘤,胶质母细胞瘤外周血CD4+和CD8+T细胞表面PD-1表达水平被证明是提高最为明显的类型。由此可以预测，外周血CD4+和CD8+T细胞表面PD-1表达水平与预后有着明显的关系，但是目前还没有关于此方面的研究。Berghoff等[14]通过免疫组织化学的方法检测135例胶质母细胞瘤患者标本(117例首次切除，18例局部复发)中PD-1、PD-L1的表达，结果是117例新诊断的胶质母细胞瘤患者中103例表达PD-L1，表达率为88%；34例表达PD-1(仅在肿瘤侵润淋巴细胞表达 34/117, 29.1%)；18例局部复发的胶质瘤母细胞瘤患者中13例表达PD-L1(72.2%)；但令人遗憾的是，通过生存分析发现PD-L1的表达与否与表达水平的高低与患者的预后无统计学意义。

四、在胶质瘤中针对PD-1/PD-L1的免疫治疗

Jing等[15]运用C57BL/6小鼠构建鼠GL261胶质瘤模型，然后将小鼠模型随机分成4组：①对照组；②立体定向放疗组；③抗PD-1抗体组；④立体定向放疗联合抗PD-1抗体组；生存分析结果示：对照组中位生存期为25 d，抗PD-1抗体组中位生存期为27 d，立体定向放疗组中位生存期为28 d，立体定向放疗+抗PD-1抗体组中位生存期为53 d(其中15%～40%的小鼠生存期>90 d)；立体定向放疗+抗PD-1抗体组较其他组有着更长的生存时间(P<0.05)。在2014 欧洲神经肿瘤学学会大会上，Amy 等研究发现miR-138 (microRNA-138)能靶向抑制PD-1 mRNA(messenger RNA)的表达；在胶质瘤小鼠模型中，运用纳米颗粒为载体将 miR-138运输到肿瘤组织，结果发现能显著延长小鼠的生存时间(P<0.05)。

五、展望

综上所述，PD-1/PD-L1是肿瘤细胞逃离机体免疫杀伤的重要免疫抑制靶点，虽然在Berghoff[14]等的研究中，胶质母细胞瘤细胞PD-L1的表达与否与表达水平的高低与患者的预后无统计学意义。但在Jing[15]等的研究中发现立体定向放疗联合抗PD-1抗体组较其他组有着更长的生存时间(P<0.05)，说明抑制PD-1/PD-L1这一免疫抑制靶点有着重要的临床意义。我们不禁思考，在其他类型的胶质瘤细胞中PD-1/PD-L1的表达情况，以及其表达与否与表达水平的高低是否与患者的预后有关。在同一类型的胶质瘤患者的外周血PD-1表达与否与表达水平高低与患者的预后是否有关仍待研究。不管是针对PD-1/PD-L1的单克隆抗体，还是能特异性抑制PD-1/PD-L1 mRNA表达的miRNA,仍需要大量的基础研究来寻找与证实其效果。希望能寻找到针对胶质瘤细胞特异性免疫治疗方法，并结合传统的手术切除后放化疗，能够显著延长胶质瘤患者的生存时间。

1Liu Y, Shete S, Hosking F, Robertson L, et al. Genetic advances in glioma: susceptibility genes and networks [J]. Curr Opin Genet Dev, 2010, 20(3): 239-244.

2Wrensch M, Jenkins RB, Chang JS, et al. Variants in the CDKN2B and RTEL1 regions are associated with high-grade glioma susceptibility [J]. Nat Genet, 2009, 41(8): 905-908.

3Stupp R, Hegi ME, Mason WP, et al. Effects of radiotherapy with concomitant and adjuvant temozolomide versus radiotherapy alone on survival in glioblastoma in a randomised phaseIII study:5-year analysis of the EORTC-NCIC trial [J]. Lancet Oncol, 2009, 10(5): 459-466.

4Ohaegbulam KC, Assal A, Lazar-Molnar E ,et al. Human cancer immunotherapy with antibodies to the PD-1 and PD-L1 pathway [J]. Trends Mol Med, 2015, 21(1): 24-33.

5Keir ME, Butte MJ, Freeman GJ , et al. PD-1 and its ligands in tolerance and immunity [J]. Annu Rev Immunol, 2008, 26(4): 677-704.

6Ishida Y, Agata Y, Shibahara K, et al. Induced expression of PD-1, a novel member of the immunoglobulin gene superfamily, upon programmed cell death [J]. EMBO, 1992, 11(11): 3887-3895.

7Brown JA, Dorfman DM, Ma FR, Sullivan EL, et al. Blockade of programmed death-1 ligands on dendritic cells enhances T cell activation and cytokine production [J]. J Immunol, 2003, 170(3): 1257-1266.

8Topalian SL, Drake CG, Pardoll DM. Targeting the PD-1/B7-H1(PD-L1) pathway to activate anti-tumor immunity [J]. Curr Opin Immunol, 2012, 24(2): 207-212.

9Patsoukis N, Brown J, Petkova V, et al. Selective effects of PD-1 on Akt and Ras pathways regulate molecular components of the cell cycle and inhibit T cell proliferation [J]. Sci Signal, 2012, 26(5): 230-246.

10Barber DL, Wherry EJ, Masopust D, et al. Restoring function in exhausted CD8 T cells during chronic viral infection [J]. Nature, 2006, 439(7077): 682-687.

11Wherry EJ. T cell exhaustion [J]. Nat Immunol, 2011, 12(6): 492-499.

12Hofmeyer KA, Jeon H, Zang X. The PD-1/PD-L1 (B7-H1) pathway in chronic infection- induced cytotoxic T lymphocyte exhaustion [J]. Biomed Biotechnol, 2011, 20(11): 451-460.

13Bo W, Le W, Xingli Z, et al. The upregulation of programmed death 1 on peripheral blood T cells of glioma is correlated with disease progression [J]. Tumour Biol, 2014, 35(4): 2923-2929.

14Berghoff AS, Kiesel B, Widhalm G, et al. Programmed death ligand 1 expression and tumor-infiltrating lymphocytes in glioblastoma [J]. Neuro Oncol.2014; Epub 2014 Oct 29.

15Zeng J, See AP, Phallen J, et al. Anti-PD-1 Blockade and Stereotactic Radiation Produce Long-Term Survival in Mice With Intracranial Gliomas [J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2013, 86(2): 343-349.

1671-2897(2016)15-284-02

·综述·

孔冰，硕士研究生，E-mail: kongbing2014@sina.com

*通讯作者：刘艳辉，教授，硕士生导师，E-mail: yhliu2001@ gmail.com

R 730.51

A

2015-05-16；

2015-06-30)