汝继轩 吴川林 张占田 李鑫健 杜祖超 孙备 白雪巍

哈尔滨医科大学附属第一医院胰胆外科，哈尔滨医科大学附属第一医院肝脾外科 教育部重点实验室，哈尔滨 150000

胰腺癌是一种侵袭性强、治疗难度大、高致死性的恶性肿瘤，约15%患者能行根治性手术，大多数患者因肿瘤的转移或复发而死亡，5年总生存率仅为7%[1]。近30年来，尽管在手术、放疗、化疗或综合治疗等方面均取得了重大进展，但胰腺癌患者的预后及总体死亡率并没有发生显著变化[2]。近年来研究发现程序性死亡受体1(programmed cell death 1，PD-1)/程序性死亡受体配体1(programmed cell death ligand 1，PD-L1)通路的免疫检查点抑制剂具有较长的抗肿瘤作用时间和较广的适用性，因此PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂迅速发展成为包括胰腺癌在内的各种肿瘤研究和治疗的热点。

一、PD-1/PD-L1信号通路及其在肿瘤治疗中的应用

PD-1是一种55 000的跨膜蛋白，为B7/CD28共调节因子家族的一员，并作为一种免疫检查点受体发挥作用[3]。PD-1在活化的CD4+和CD8+T细胞、B细胞、单核细胞、自然杀伤细胞(natural killer cell，NK)、抗原呈递细胞(antigen presenting cell，APC)和树突状细胞(dendritic cells，DC)上均有表达[3]。PD-1的主要功能是参与机体的免疫监视，维持免疫耐受，在调节肿瘤免疫、自身免疫、移植免疫和感染免疫中起重要作用[3]。它的相关配体即PD-L1在多种类型的免疫细胞中表达，如T细胞、B细胞、DC、巨噬细胞、间充质干细胞、调节性T细胞(regulatory T cells，Tregs)和肥大细胞；另外，一些非免疫细胞类型，如血管内皮细胞和胰腺细胞等也有表达[4]。PD-L1同样表达于包括胰腺癌在内的多种实体肿瘤细胞，并破坏T细胞介导的免疫监视[4-6]。除肿瘤细胞外，PD-L1也在肿瘤微环境的其他细胞成分中表达，包括巨噬细胞(主要为M2)、髓系DC、髓系抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)、基质成纤维细胞和内皮细胞[7]。PD-1与PD-L1结合后可以形成独特的免疫逃逸微环境，能够抑制CD4+T淋巴细胞、CD8+T淋巴细胞的增殖活化以及抗肿瘤免疫作用，降低T淋巴细胞对肿瘤的杀伤作用，导致恶性肿瘤出现免疫逃逸，促进肿瘤快速进展[8-9]。PD-1/PD-L1轴是一条重要的免疫检查点信号通路，不仅可以下调炎症反应的幅度，维持免疫稳态[10]，还可以影响肿瘤免疫监视与免疫抵抗之间的平衡[11-12]。 PD-1/PD-L1通路激活后可通过诱导CD8+T细胞逐渐丧失功能、耗竭、凋亡和减少细胞因子产生等机制抑制机体的抗肿瘤适应性反应[13]。

PD-L1在人类胰腺癌标本中的表达于2007年首次被证实，并被认为是胰腺癌、乳腺癌、肾癌和卵巢癌[14-15]患者的不良预后指标。已有大量研究发现应用PD-1/PD-L1共抑制通路在多项临床试验和不同类型的癌症治疗中获得了显著的疗效，总有效率为20%～90%[16-17]。目前，这种免疫抑制剂疗法已被批准应用于包括霍奇金淋巴瘤、黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾细胞癌、原发性肝癌、胃癌等在内的多种癌症的治疗[18]。例如：美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration，FDA)和美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)临床实践指南推荐靶向PD-1药物纳武单抗(Nivolumab)用于晚期黑色素瘤和进展性非小细胞肺癌的标准二线治疗方案。此外，FDA还批准使用派姆单抗(pembrolizumab，靶向抗PD-1受体)联合伊匹单抗(ipilimumab，靶向抗CTLA-4的相关免疫抑制剂)治疗不可切除或转移型黑色素瘤[19-21]。

二、PD-1/PD-L1免疫抑制剂治疗胰腺癌的研究

研究表明，大多数类型的胰腺癌被认为属于静态免疫或耐药的肿瘤，PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂治疗胰腺癌的临床效果和敏感性高度依赖肿瘤免疫微环境和PD-L1的表达水平[21-25]。肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte，TIL)是肿瘤免疫微环境中的重要成分，具有杀伤肿瘤细胞和维持免疫监视的功能，其主要分布于瘤周间质而瘤内实质分布极少[26-28]。胰腺恶性肿瘤的间质组织血管化差，肿瘤间质中成纤维细胞丰富，含有大量的促结缔组织增生基质，这些因素会阻止TIL的渗入，进而导致靶向抗PD-1免疫抑制剂难以进入胰腺肿瘤组织中发挥相应的抗肿瘤作用[29-31]。另外，PD-1可抑制机体免疫应答的过度激活，进而引起对自身抗原的免疫耐受导致抗PD-1/PD-L1免疫抑制剂单药治疗胰腺癌失败[32]。PD-L1在胰腺肿瘤中起负性调节作用，特别是肿瘤细胞或TIL表面的PD-L1与PD-1结合后会诱导肿瘤反应性T细胞衰竭，表现为T细胞杀伤活性、增殖能力、分泌细胞因子(IFN-γ、IL-2、TNF-α)的功能逐渐丧失，最终导致T细胞凋亡[33-35]。PD-1/PD-L1轴产生的信号可抑制TIL细胞的活化并诱导其凋亡，从而抑制机体的抗肿瘤免疫系统，并通过干预免疫监视功能而影响肿瘤免疫监视和免疫抵抗之间的平衡，导致肿瘤免疫逃逸现象的发生[27,33]。PD-1免疫检查点抑制剂单药治疗胰腺癌还会导致细胞毒性T淋巴细胞抗原-4(CTLA-4)的代偿性增加，由于CTLA-4与PD-1具有相似的免疫抑制作用，能够降低机体对肿瘤细胞的免疫监视及免疫清除，从而降低了抗PD-1相关免疫抑制剂的疗效[36]。胰腺癌的抗原序列平均为每兆碱基(megabase, Mb)仅有0.1～1个突变，这比在黑色素瘤和肺癌中观察到的(平均每Mb超过10个突变)要少得多。因此，从理论上讲胰腺癌对抗PD-1免疫抑制剂治疗很大程度上是耐药的[37-38]。手术作为目前对可切除和交界性可切除胰腺癌的一种治疗方式，在全身麻醉后会发生一系列的代谢和内分泌反应的变化，会产生更强的免疫抑制作用使抗PD-1/PD-L1治疗失败，特别是出现术后脓毒症或肿瘤转移时更是如此[39]。此外，一些临床前研究表明，手术后复发的癌症往往表现出更强的免疫抑制作用[40]。

三、PD-1/PD-L1免疫抑制剂联合治疗方案的探索

近年来随着对PD-1/PD-L1免疫检查点分子机制研究的逐渐深入，各种联合治疗方法如PD-1/PD-L1抑制剂和其他检查点抑制剂联合或在阻断PD-1/PD-L1信号通路的同时使用激动剂抗体治疗胰腺癌的临床试验也在不断进行[41]。研究表明，联合治疗方法可调节胰腺癌组织的免疫编辑过程、肿瘤微环境、免疫应答，并可以克服胰腺癌对抗PD-1/PD-L1单药治疗的耐药性，促进肿瘤的生物学行为从非免疫学向免疫学转变，以最大限度地发挥免疫抑制剂的抗肿瘤治疗作用[41]。PD-L1阻断剂与吉西他滨的联合应用可进一步增强吉西他滨在胰腺癌治疗中的抗肿瘤作用，标准剂量的靶向PD-1阻断剂派姆单抗与吉西他滨+白蛋白结合型紫杉醇联合使用治疗胰腺癌的临床有效率高达92%[42]。PD-1阻断剂联合CTLA-4抑制剂治疗转移性黑色素瘤的初步结果已发表，目前这种联合疗法也在胰腺癌中进行试验[43]。巨噬细胞的集落刺激因子1受体(colony-stimulating factor 1 receptors，CSF1R)靶点阻断联合PD-1阻断剂与PD-1单药治疗胰腺癌相比，可以明显增加患者1年总生存率，CSF1R与PD-1和CTLA-4拮抗剂联合具有更明显的肿瘤抑制作用且不依赖吉西他滨，这表明阻断CSF1R可能会提高胰腺癌对免疫检查点阻断治疗的反应[44-45]。最近的一项研究表明，在PD-1免疫检查点阻断剂治疗胰腺癌的基础上联合应用GVAX瘤苗和低剂量环磷酰胺，可以增加胰腺癌肿瘤微环境中CD8+T细胞的数量，促进CD8+T细胞的活化并产生更多的肿瘤特异性干扰素-γ，明显提高了胰腺癌荷瘤小鼠的存活率[46]。治疗性抗血管内皮生长因子单抗(贝伐单抗)与PD-1阻滞剂联合使用对增强肿瘤微环境中的抗原呈递作用并提高肿瘤对PD-1免疫抑制剂治疗敏感性的临床试验也在进行中[47]。一项Ⅱ期临床试验证实了口服聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(poly-ADP-ribose polymerase，PARP)抑制剂奥拉帕尼(Olaparib)治疗BRCA1/2基因突变的胰腺癌转移患者的安全性和有效性，因此抗PD-1/PD-L1联合PARP抑制剂可能对BRCA1/2突变的胰腺癌有效。溴结构域蛋白4(bromodomain-containing protein 4，BRD4)是PD-L1的诱导表达和组成性表达所必需的，另外mTOR通路在增强PD-L1表达的基础上还能促进肿瘤组织的增殖和转移，因此二者也是胰腺癌免疫治疗的潜在靶点[48-52]。此外，抗PD-1/PD-L1疗法联合其他类型的免疫疗法治疗胰腺癌的多项临床试验也在进行中。肠道微生物群与宿主免疫之间的相互作用也可影响抗PD-1/PD-L1免疫治疗的效果。肠道微生物群中缺乏双歧杆菌属菌的小鼠模型显示，其肿瘤内DC显著减少，对抗PD-1治疗的反应极差。另有研究结果表明，肿瘤大小也可以严重影响对PD-1阻断治疗的敏感性，体积相对较小的肿瘤对免疫治疗的反应更好[53-55]。

四、问题与展望

PD-1/PD-L1免疫检查点的发现为现代肿瘤免疫治疗打开了大门，也在免疫稳态、炎症、慢性感染和癌症治疗等方面通过多种途径发挥广泛的作用。但在治疗胰腺癌方面，目前仍然存在以下几个问题：(1)对于PD-1/PD-L1阻断治疗，半数以上患者无反应，且当下尚无用于区分应答者和无应答者的生物学标志物。(2)虽然PD-1/PD-L1免疫检查点途径的研究结果已经应用在许多患者的诊疗中，但大多数患者对单独使用的抗PD-1/PD-L1免疫抑制剂反应甚微。因此，抗PD-1/PD-L1免疫治疗已经成为旨在增加有反应患者的联合治疗的基础，但提高疗效的最佳联合方案尚不清楚。(3)部分患者应用免疫抑制剂治疗肿瘤的同时发生了自身免疫反应，在减少免疫相关不良反应的同时改善抗肿瘤效果尚无明确的联合治疗方案。(4)免疫抑制剂治疗费用较高，医疗成本相对沉重。因此，PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂在胰腺癌治疗方面的应用还需要大量的前瞻性研究以确定联合治疗方案的最佳配伍，为胰腺癌的临床治疗拓展新方向。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突