张珂欣(综述),刘 健(审校)

(河北医科大学第四医院口腔科,河北 石家庄 050011)

头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinomas,HNSCC)是上呼吸消化道的上皮来源的恶性肿瘤,包括口腔、咽部和喉部。头颈鳞癌的风险因素包括吸烟、饮酒和感染高危型人乳头瘤病毒 (human papillomavirus,HPV)[1]头颈部的恶性肿瘤最常见的发生部位是口腔,而鳞状细胞癌是其最常见的组织学亚型。根据 GLOBOCAN 2018 年全球癌症统计,每年诊断出超过 80 万例HNSCC 新病例[2]。然而,除了HPV[+]之外,尚未开发出可以可靠预测头颈鳞癌预后或对治疗反映的生物标志物[3]。因此,对于HNSCCs,尤其是OSCC患者,有必要开发一种新的生物标志物来预测生存预后或指导治疗选择。程序性死亡配体1(programmed cell death-ligand,PD-L1)在肿瘤细胞和(或)肿瘤相关免疫细胞(tumor-associated immune cells,TAICs)和肿瘤微环境中的肿瘤浸润淋巴细胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs)中的表达可能反映了HNSCCs的肿瘤生物学[4];然而,它们在OSCC中是否可以作为预后因素的作用尚未确定。因此,本篇就PD-L1及一些肿瘤相关免疫细胞在OSCC发生发展中的作用及一些免疫标志物的表达是否可以用作预测生存的生物标志物作一综述。

1 PD-L1的表达在OSCC中的作用

PD-L1的表达已被证明与乳腺癌、肺癌、胰腺癌,肾细胞癌和胃癌等几种癌症的不良预后相关。然而,在OSCC患者中,PD-L1水平不一致,往往显示着不同的预后结果。2017年,一项在HNSCC中对Pembrolizumab进行的Ⅱ期研究所得出的总缓解率(overall response rate,ORR),这表明并非所有类型的患者都可以从这种免疫疗法中受益[5]。导致此种结果的原因有众多。

其中,关于肿瘤细胞中PD-L1表达与临床病理特征及预后之间关联的结果纷说不一。有研究显示性别对PD-L1的表达有所影响,其中女性与OSCC中PD-L1高表达水平有关[6]。关于性别与PD-L1的相关报道,还有学者在一项NSCLC的研究中表示,女性NSCLC患者中PD-L1的表达往往较高[7]。Gainor等[8]也观察到,在NSCLC的研究中,与间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase,ALK)阳性队列相比,ALK阴性患者可能是女性。同样的,在Kujan等[9]的报道中显示,在具有相关炎症表型的女性OSCC患者中,PD-L1的表达率较高。除外性别,最近的一项研究表明,与年长的患者相比,年轻的OSCC患者使用PD-1阻断的结果更有利[10]。这提示在今后的研究中要注重临床病理参数对PD-L1表达的影响并展开更多的研究加以探讨性别对预后的影响及重要性。

据Rasmussen等[11]报道,PD-L1在肿瘤内的可变性表达限制了其作为生物标志物的效用,确定区分对特定药物有反应者和无反应者的最佳突破点是确定其对治疗效果的有用机制。近年来,也有越来越多的研究关注于PD-L1的表达机制上。许多研究已经证实癌细胞可以通过表达某些配体来逃避宿主免疫系统,这些配体通过通常由配体-受体相互作用引发的抑制途径来下调细胞毒性T淋巴细胞。Lyford-Pike等[12]提出在正常组织中,PD-L1是对炎性细胞因子如IFN-γ的诱导而诱导的,该系统代表了在T细胞介导的炎症中组织保护的主要机制。现在被大家所接受的事,PD-L1在实体瘤中表达上调,可以提供直接的肿瘤保护,并降低表达PD-1的肿瘤浸润效应CD4+和CD8+T细胞的活性。并且,PD-L1的过度表达已在包括头颈部癌在内的多种癌症中被发现。PD-L1在OSCC肿瘤细胞上的表达可预测接受免疫疗法治疗的患者的总生存期和复发率,并且免疫组织化学结果显示具有更高PD-L1表达的SCC肿瘤显示出更强的抗肿瘤活性[13]。此外Naruse等[14]确定PD-1和PD-L1的联合表达显着降低了OSCC患者的5年生存率。Maruse等[15]随访了OSCC患者的5年生存率,发现PD-L1阳性与PD-L1阴性患者的生存率相比降低了约20%;Ngamphaiboon等[16]表明高表达PD-L1(50%)是抗PD-1/PD-L1未治疗OSCC患者总体生存率低的独立预后因素。Lin等[17]也发现,较高的PD-L1表达水平与一些临床病理因素,例如远处转移有关。在其他癌种中也有相关研究,Thompson等[18]发现在胃癌中PD-L1表达与不良临床预后有统计学意义的关联。这些结果表明,PD-L1和可能的PD-1的表达是疾病对免疫治疗反应的有用预测生物标志物,并且是不良预后和疾病进展和转移的潜在有用的预后生物标志物。但确定PD-L1的表达是OSCC患者预后的独立因素还需大样本的基础研究及更深层次的机制探索。

2 TAICs在OSCC发生发展中的作用

除了免疫检查点TAICs、肿瘤浸润淋巴细胞TILs与肿瘤进展、治疗效果和生存高度相关[19]。其中,T细胞、巨噬细胞和骨髓源性抑制细胞是近年来研究的热点。CD8+T细胞是抗肿瘤免疫的主要效应细胞,各种CD8+T细胞浸润较高的肿瘤实体(包括NSCLC、黑色素瘤等)对免疫治疗有更好的反应[20]。CD3+或CD8+TILs的浸润被认为是HNSCC生存结果的阳性预测标志物[21]。但是,它在OSCC中的作用尚未确定。最近的一项荟萃分析也显示,在OSCC中CD8+T的浸润与生存之间没有关联[22]。也学者得出与之相反的结论。一些研究表明,高水平的CD8+TILs显示OSCC患者具有良好的预后。在一项根据随访后的分组的回顾性研究中发现,预后较好的OSCC患者中的CD8+细胞的数量明显高于预后较差的OSCC患者组。Zhu等[23]在乳腺癌也观察到乳腺癌患者的生存与浸润淋巴细胞中CD8+细胞毒性T细胞频率更高有关。来自临床研究的其他新证据也强调了CD8+T细胞在控制肿瘤生长和延长患者生存中的作用[24]。

相反,与CD8+T相比,CD4+T表达与OSCC的不良预后更紧密相关,后者具有更多的研究证据和结果支持。肿瘤来源的CD4+T细胞已在许多不同类型的癌症中进行了广泛研究。证据显示肿瘤部位的抗原特异性CD4+T细胞可以显着抑制免疫反应,从而导致肿瘤细胞的免疫耐受。在各种CD4+T细胞组分中,具有CD4+CD25+Foxp3+调节性体细胞(regulatory T cells,Treg)表达的特定子集先前被描述为调节性T细胞,并显示出介导抑制作用[25]。在一组实验中观察到,与对照组相比,两组OSCC组中均观察到CD4+细胞数量增加以及Foxp3+和CD4+细胞数量之间呈正相关。并且发现预后较差的OSCC组中肿瘤内CD4+细胞显著增加。这项实验中CD4+细胞在肿瘤内高度浸润与较差预后之间的关联与其他研究的发现一致[26]。在乳腺癌的研究中发现,CD4+CD25+Foxp3+Treg的频率与临床呈现的结果呈负相关。并且在乳腺癌的小鼠模型中研究到,耗竭CD4+CD25+T细胞可减少CD4+CD25+T细胞介导的抑制作用,提高免疫力,并增强肿瘤消退[27]。就现阶段的研究证据来看,CD4+T细胞的浸润增加与OSCC的预后较差相关这一观点似乎更能站住脚。同样的,Foxp3 Treg浸润增加与许多癌症的临床预后差和各种不良预后因素有关。Foxp3+细胞的高肿瘤内密度与较差的临床预后之间的关联可能表明Foxp3+细胞的存在可能在OSCC进展中起作用。即便如此,Foxp3 Treg表达的关联及其对整体生存的影响也仍然存在争议[28]。

关于TAICs在OSCC中的表达与疾病的发生发展及预后之间的争议,有学者表示作为OSCC中的生物标志物的作用的相互矛盾的结果可能归因于每项研究中评估位点的差异。并提出通过分别计算肿瘤所占总区域、瘤内区域和间质区域中TAIC的数量来评估TAIC作为生物标志物的作用。结论得出是一致的,单独的TAIC不能作为独立预测OSCC预后的生物标志物[29]。但是TAICs与OSCC发生发展的密切关系,值得更多关注。

3 PD-L1与TAICs的在OSCC中的相互作用

PD-L1在肿瘤细胞和(或)TAICs和TILs中的表达可能反映了HNSCCs的肿瘤生物学[30]。然而,它们在OSCC中作为预后因素的作用尚未确定。但是,可以确定的是肿瘤发生是TILs与肿瘤细胞相互作用的过程。因此,OSCC中PD-L1的表达水平和不同水平的TAICs的表达在OSCC的发生发展以及是否可以作为预测生存的生物标志物是密不可分的。

OSCC的TME可通过特定抗原维持的适应性免疫反应。OSCC中的PD-1/PD-L1表达也与TILs增加有关[31]。有一组随访病例研究中,预后较差的OSCC组别中,PD-L1与CD4+细胞数量之间存在显着正相关,这一结果类似于黑素瘤[32]。有学者表示,癌细胞上PD-L1的免疫表达与Treg浸润有关,并且PD-L1可能是由涉及TIL的炎性微环境诱导的并且经过实验发现,在两组的OSCC患者中PD-L1在癌细胞上的表达和浸润的与CD8+细胞数量呈明显负相关[26]。但是这一结果也存在争议,在其他癌种的研究中有与之相反的结果。一项实验的研究表明,具有较高CD8+T细胞浸润的胃癌患者也具有较高的PD-L1表达,呈正相关,他指出这表明可能正在发生适应性免疫抵抗机制[12]。同样的,其他学者也通过定量RT-PCR的实验方法发现,与口咽癌相比,PD-L1+中CD8mRNA的表达显着增加,呈正相关,与之前的的研究结果一致[18]。另一方面,Tokito等[33]观察到,缺乏PD-L1免疫表达并伴有CD8+细胞密度增加,与非小细胞肺癌的良好生存率显着相关。还有一些在口腔潜在恶性病变中关于TAICs的研究表示,口腔白斑中PD-L1的表达与疾病进展和CD8+淋巴细胞密切相关[34]。在OSCC中,CD4+和CD8+T细胞表达PD-1的频率高于光化性唇炎[35]。

但至此,PD-L1与TAICs在OSCC中的作用依然无法定性,有许多学者提出这一现象的原因。其中有学者表示作为OSCC中的生物标志物的作用的相互矛盾的结果可能归因于每项研究中评估位点的差异。有学者通过在每个患者中选择一个具有最大肿瘤直径的代表性区域来对每个免疫标记阳性TAIC进行定量分析的方法来减少判读带来的异质性,使结果更为可信。也有学者提出通过分别计算肿瘤所占总区域、瘤内区域和间质区域中TAIC的数量来评估TAIC作为生物标志物的作用。结果显示,不同部位肿瘤浸润T细胞(CD3+/CD4+/CD8+)与生存预后无关,但大量t-PD-1+TAICs的存在被认为是多因素分析后总生存期预后的独立阳性预测因素[29,36]。还有研究提出了侵袭性前缘的概念。侵袭前缘是指肿瘤和宿主组织之间的连接,是代表癌性组织在相邻的非癌性组织中生长的最深边缘[37]。其他有关侵袭前缘与TAICs的研究发现,侵袭前缘高度浸润的CD8+T细胞可以有效延长HPV[-]OSCC患者的总生存期。此外,在侵袭前缘的CD8+T细胞区域的30 μm范围内,Foxp3+Tregs和PD-L1+细胞的比例是使总生存期恶化的重要预后标志物。因此,他们推测侵袭前缘可能是检查肿瘤组织中TAICs程度以评估宿主抗肿瘤免疫的重要区域[38]。但是也有一些学者对侵袭前缘这一定义提出质疑,Shimizu等[39]在研究时并未特定划分这一区域,并且他们提出,不标定特定的侵袭前缘等区域是以避免在TAIC评估中包括在远离主要瘤床和相邻正常组织的远处发现的免疫细胞。因为这些肿瘤边界外的免疫细胞没有总是与侵入前沿的TAIC明显区分开来,它们可以被记录为“侵入前缘的TAIC”,所以一旦计入这些就会导致TAIC的数量被高估。此外,侵袭前缘的定义目前还未明确,并且可能因研究而异。因此,还需要进一步研究来验证计数TAICs细胞的适当区域,以准确评估免疫细胞的表型及其作用。但这一争议也进一步明确了PD-L1在OSCC中的作用以及与TAICs在OSCC发生发展中的协同作用。

4 总结与展望

本综述分别从三方面展开,分别写出了现在PD-L1及TAICs作为预测OSCC预后的生物标志物的可能性,及两者在OSCC发生发展中的共同作用,并也强调了除此之外性别、临床病理学特征以及免疫组织化学判读的位点及范围选择对其的影响,为之后学者的进一步探究提供研究方向及理论基础。及早发现与OSCC高度相关的独立预后因素及生物标志物。同时也存在一定的局限性,纳入的实验多为临床实验,缺少了其他PD-L1及TAICs与OSCC相关机制的研究,还需进一步研究。