乳腺癌PD-1/PD-L1通路的作用

张明辉，王燕，张清媛

哈尔滨医科大学肿瘤医院

哈尔滨医科大学第三医院

黑龙江省中日友谊医院　

黑龙江省医院肿瘤内科　

　　编者按：肿瘤免疫疗法被认为是近几年来癌症治疗领域最成功的方法之一。肿瘤免疫疗法主要分为两种：细胞免疫疗法、免疫检查点抑制剂疗法。

• 细胞免疫疗法：把患者体内免疫细胞拿到体外进行改造，让这些细胞具备对癌细胞更有效、更精准的免疫能力，改造后的免疫细胞回输到患者体内后，会定向消灭癌细胞。

• 免疫检查点抑制剂疗法：通俗而言，免疫细胞会产生抑制自身的蛋白质小分子，肿瘤细胞利用这种机制，抑制免疫细胞，从人体免疫系统中逃脱存活下来。免疫检查点抑制剂可解除这种抑制作用，让免疫细胞重新激活工作，消灭癌细胞。

• 免疫检查点抑制剂分为CTLA-4单抗和PD-1/PD-L1单抗两种。

• 程序性死亡蛋白受体-1（PD-1）即CD279，CD28家族成员。主要表达于活化的T细胞，配体为PD-L1和PD-L2，可抑制T细胞增殖和细胞因子产生，抑制B细胞增殖、分化及免疫球蛋白转换。

• 程序性死亡蛋白配体-1（PD-L1）即CD274，B7家族成员。表达于单核细胞，活化后表达下降，受体为T细胞表面的PD-1，能抑制T细胞增殖和细胞因子产生，参与外周自身免疫耐受形成。

原文参见：中华医学杂志. 2017;97(8):635-638.

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　　乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，占女性恶性肿瘤死亡率的首位【1】。尽管乳腺癌发病率一直在增加，但由于近十几年来诊断和治疗的快速进展，目前乳腺癌相关死亡率在持续下降【2】。临床中治疗乳腺癌方式主要包括手术、放疗、化疗、靶向治疗和内分泌治疗。但由于耐药问题的广泛存在和缺乏有效的生物标志物，使得乳腺癌治疗仍不理想。在精准时代背景下，肿瘤免疫靶向治疗逐渐走入我们的视野，为肿瘤治疗带来了翻天覆地的变化。2016年美国临床肿瘤学会（ASCO）年会将肿瘤免疫治疗评为肿瘤治疗的最重要的进展，肿瘤免疫治疗正式开启了肿瘤治疗明星之路。在肿瘤免疫治疗中，程序性死亡蛋白受体1（PD1）/程序性死亡蛋白配体1（PD-L1）相关的治疗研究在肿瘤领域如火如荼开展着，已经成为目前全世界关注的焦点，在乳腺癌治疗领域也初露锋芒。本文将针对于免疫检查点PD1/PD-L1通路在乳腺癌中的应用进行详细阐述。

　　1、PD1/PD-L1生物学特性

　　程序性死亡蛋白受体1（PD1/CD279）最早是通过消减杂交技术从处于凋亡状态的小鼠细胞系克隆而获得，因与细胞凋亡相关，因此得名。PD1是免疫抑制受体，主要表达在活化的T细胞，B细胞，单核细胞和调节性T细胞【3】。PD-1是由288个氨基酸组成的Ⅰ型跨膜糖蛋白，由胞外区、疏水性跨膜区和胞质区组成。胞质区包含两个重要的酪氨酸残基，形成免疫受体酪氨酸抑制基序和免疫受体酪氨酸转换基序，免疫受体酪氨酸抑制基序主要通过酪氨酸的磷酸化拮抗抗原受体刺激信号，在免疫应答过程中起着负调控作用。与细胞毒T淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）主要调节T细胞活化的早期阶段不同，PD1仅仅表达于活化T细胞，所以PD1本身也是活化T细胞的一个标志。

　　PD1通过与PD-L1和（或）PD-L2结合，抑制T细胞活化，诱导T细胞凋亡，在肿瘤免疫逃逸中起着重要的作用【4】。其中PD-L1为最重要的配体。PD-L1（CD274、B7-H1）属于B7家族中的负性共刺激信号分子，1999年由梅奥医学中心的Dong等首次克隆发现【5】。PD-L1基因定位于人类染色体9p24，编码一个包含290个氨基酸的Ⅰ型跨膜糖蛋白，胞外段由IgV及IgC结构域和疏水性跨膜结构域构成，胞内段由30个氨基酸残基组成。PD-L1主要表达在肿瘤细胞、活化T细胞、B细胞、巨噬细胞和树突细胞【6】。正常生理状态下，组织细胞、内皮细胞、免疫细胞等表面表达PD-L1，它与活化T细胞表面PD1结合，抑制T细胞活化，诱导T细胞凋亡，使机体的免疫应答反应维持在一定动态平衡。

　　2、PD1/PD-L1在肿瘤免疫逃逸中的作用

　　PD1与PD-L1结合后可抑制CD4阳性T细胞和CD8阳性T细胞的增殖和活化，同时使白介素（IL）-2和干扰素（IFN）-γ分泌的下调，最终抑制T细胞免疫功能，从而形成免疫抑制肿瘤微环境，使肿瘤细胞逃避机体免疫系统的监视。通过阻断PD1/PD-L1信号传导通路可逆转免疫抑制肿瘤微环境，恢复T细胞的抗肿瘤活性，增强机体免疫系统抗肿瘤作用【7】。目前多项临床研究【8-10】已验证，阻断PD1/PD-L1通路具有良好的抗肿瘤效果。PD1/PD-L1通路在肿瘤免疫逃逸中的作用机制主要包括以下几个方面：（1）PD1/PD-L1通路可诱导肿瘤特异性T淋巴细胞凋亡：肿瘤细胞表达的PD-L1与活化T细胞表面的PD1结合诱导活化T细胞凋亡，阻断PD1/PD-L1信号通路能减少肿瘤特异性T细胞凋亡【11】；（2）PD1/PD-L1通路可制T淋巴细胞的增殖分化：PD1/PD-L1信号活化可以抑制RAS/MEK/ERK、PI3K/AKT等信号通路，从而抑制T细胞增殖【12】；（3）PD1通路可诱导效应性T细胞耗竭：在肿瘤微环境中，PD-L1表达可诱导浸润性T淋巴细胞衰竭，使浸润性淋巴细胞失去免疫监视功能【13】；（4）PD-L1诱导调节性T细胞（Treg）的产生，维持并强化其负性调节功能，抑制效应性T细胞的活性【14】。最新研究【15-16】还发现肿瘤细胞表达PD-L1与EGFR突变和ALK重排相关，提示PD-L1可能还通过其他途径参与了肿瘤的发生与进展。

　　3、PD-L1在乳腺癌中的表达及临床意义

　　研究【17-19】发现，在人类多种肿瘤组织中都有PD-L1蛋白的高表达。目前已在乳腺癌、肺癌、食管癌、胃癌、胰腺癌、结直肠癌、甲状腺癌等实体瘤中检测到PD-L1的表达。Velcheti等【20】研究发现PD-L1在非小细胞肺癌组织中表达阳性率为36%，与PD-L1阴性组织相比，PD-L1阳性的肿瘤组织中浸润淋巴细胞数量较少，预后更差。提示肿瘤细胞通过PD-L1阻止淋巴细胞在肿瘤内的浸润，或是诱导肿瘤浸润淋巴细胞的凋亡。Cierna等【21】报道，在140例睾丸癌组织中PD-L1表达阳性率为16.4%，其表达水平与肺转移和生存时间相关。PD-L1在肿瘤细胞的表达可能有两种机制【22-23】：一是由肿瘤基因调控的固有免疫抵抗，通过PI3K/AKT/mTOR、EGFR/RAS、ALK/STAT3等信号传导通路诱导肿瘤细胞持续性表达PD-L1蛋白，与肿瘤微环境无相关性；二是由肿瘤微环境中的T细胞调控的适应性免疫抵抗，通过肿瘤微环境拮抗肿瘤免疫效应产生的炎症因子诱导PD-L1表达，这种表达为非持续性表达。

　　2006年Ghebeh等【24】首次报道了乳腺癌中PD-L1表达情况。研究通过免疫组化方法评估44例乳腺患者肿瘤细胞和肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）中PD-L1表达情况，结果显示乳腺癌肿瘤细胞阳性率为50%（22/44），TIL阳性率为41%（18/44）。PD-L1表达阳性与更高的组织学分级，ER阴性和PR阴性相关，提示PD-L1表达可能是乳腺癌发病高风险因素。此外，应用免疫组化评估PD-L1在乳腺癌中的表达情况最大样本为Ali等【25】一项研究。该研究共纳入3916例乳腺癌患者。结果显示，PD-L1表达阳性率为（66/3916）1.7%。不同的分子亚型中，三阴性乳腺癌（TNBC）表达阳性率最高，阳性率为19%。TIL中PD-L1表达阳性率为6%，在TNBC中表达阳性率为39%。Qin等【26】研究同样发现TNBC表达阳性率55.9%（124/222）高于非TNBC10%（65/648）。一项包括5454例乳腺癌回顾分析【35】显示，PD-L1信使核糖核酸（mRNA）在乳腺癌患者中高表达，表达最常见的为TNBC，其次为HER2和管腔（luminal）亚型。不同研究中PD-L1表达阳性不同的原因可能由于应用不同抗体和判定PD-L1阳性的临界值不同。Sun等【27】应用3种不同抗体（克隆E1L3N、28-8和SP142）评估PD-L1在TNBC中的表达情况。结果发现，以5%为判定PD-L1表达阳性临界值，3种抗体的阳性率分别为PD-L1（E1L3N）（14.7%）、PD-L1（28-8）（12.4%）、PD-L1（SP142）（11%）。本研究进一步验证了应用不同抗体是引起PD-L1表达阳性不同的原因。

　　PD-L1表达与预后的关系目前尚未完全清楚。Muenst等【28】研究发现PD-L1高表达与ER阴性，淋巴结转移，Ki-67高表达和组织分级高相关，与更差的总生存（OS）率相关。另一项研究【29】同样显示PD-L1高表达与乳腺癌患者OS差相关，本研究共分析501例乳腺癌患者，PD-L1表达阳性率为46.1%，PD-L1高表达与组织学分级、淋巴结转移、ER状态、PR状态及分子分型相关。然而有研究【30】发现PD-L1表达阳性率为56.6%，PD-L1高表达与预后好相关。另一项来自Park等【31】研究同样显示了PD-L1高表达与预后好相关。研究结果不同的原因可能由于肿瘤的异质性和免疫组化应用的抗体及研究群体不同相关。我们课题组进行的一项荟萃分析【36】，共纳入5项研究，包含2546例患者。研究结果显示，总体人群中PD-L1表达与预后差相关（风险比：1.76，95%置信区间：1.09～2.82，P=0.02）。当根据纳入研究区域不同进行亚组分析时显示，在亚裔人群中PD-L1高表达与预后差相关，在非亚裔人群中PD-L1高表达与预后无关。

　　4、PD1/PD-L1通路抑制剂用于乳腺癌

　　乳腺癌为非免疫性疾病，因此很少有免疫治疗应用于乳腺癌。在转移性乳腺癌中，肿瘤疫苗已经显示出了良好的抗肿瘤活性【32】，但客观缓解率较低。目前针对于PD1/PD-L1通路抑制剂在不同肿瘤中显示了良好效果，为乳腺癌治疗提供了新的方向。潘布珠单抗（通用名：pembrolizumab，代号：MK-3475，商品名：Keytruda，美国默沙东公司）是人源化的抗PD1单克隆抗体，2014年9月美国食品药品监督管理局（FDA）批准潘布珠单抗用于治疗晚期或不可切除的恶性黑色素瘤。2015年10月2日，美国FDA加速批准潘布珠单抗用于治疗PD-L1表达阳性晚期转移性非小细胞肺癌二线治疗。最近美国《临床肿瘤学杂志》杂志公布了KEYNOTE-012研究结果【33】。KEYNOTE-012研究是一项多中心、非随机Ⅰb期研究，评估潘布珠单抗单药治疗晚期PD-L1阳性TNBC、晚期胃癌、晚期膀胱上皮癌、晚期头颈部癌症的抗肿瘤活性和安全性。此次公布的数据只是KEYNOTE-012研究中TNBC这一队列的数据。研究共纳入111例TNBC患者，PD-L1表达阳性率为58.6%。其中32例TNBC患者进入抗肿瘤活性和安全性的评估。评估患者平均接受潘布珠单抗治疗5个周期，治疗的常见不良反应包括关节疼肌肉痛，疲乏，恶心等，其中5例患者出现≥3级不良反应，1例出现治疗相关死亡。最终进入抗肿瘤活性评估的27例患者，治疗总缓解率为18.5%（5/27）。尽管该研究为Ⅰb期临床研究，但仍显示潘布珠单抗具有令人鼓舞的抗肿瘤活性，并且安全性可接受。目前Ⅱ期临床研究（潘布珠单抗每3周注射1次，剂量200mg）正在进行。

　　2016年ASCO公布了PD-L1抑制剂阿特珠单抗（atezolizumab）联合白蛋白紫杉醇治疗晚期TNBC的多中心Ⅰb期临床研究结果【34】。本研究主要目的是评估免疫靶向联合化疗安全性和有效性。共纳入32例患者，中位年龄为55.5岁，中位随访时间为5.2个月（范围：0.6～12.6个月）。结果显示，3～4级不良事件发生率为56%，主要包括白细胞减少（41%）、血小板减少（9%）和贫血（6%），无治疗相关死亡事件发生。疗效队列共纳入24例患者，随访时间＞3个月，9例患者接受阿特珠单抗联合白蛋白紫杉醇一线治疗，8例患者接受二线治疗，7例患者接受三线或以上治疗。结果显示，阿特珠单抗应用在乳腺癌一线治疗中的有效率高于应用于二线治疗中的有效率。一线治疗时，完全缓解率为11.1%，部分缓解率为77.8%，疾病稳定率为11.1%，没有患者出现疾病进展，总有效率为88.9%。阿特珠单抗联合白蛋白紫杉醇一线用于TNBC的Ⅲ期临床研究正在全球开展，希望Ⅲ期临床研究能够重复Ⅰb期研究的结果，为更多患者带来福音。此外，目前有多项PD1/PD-L1抑制剂临床研究正在进行中（表1），期待更多临床研究结果公布，为乳腺癌的治疗提供新的治疗策略。

　　5、结论

　　本文讨论了乳腺癌免疫检查点PD1/PD-L1在乳腺癌中的作用及治疗的最新进展，通过这些主要的研究，我们可以预见将来会出现更多有效的免疫治疗模式。精准免疫学的发展为寻找乳腺癌免疫治疗获益人群提供了理论基础。相信随着临床研究和基础研究的不断深入，乳腺癌肿瘤免疫治疗将会迎来自己硕果累累的秋天。

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