三阴性乳腺癌程序性死亡研究进展

杨芳，陈晓品

重庆医科大学附属第一医院

　　三阴性乳腺癌（TNBC）特指雌激素受体、孕激素受体及人表皮生长因子受体2均阴性的乳腺癌患者，由于其对内分泌治疗无效，使其临床预后极差，因此，探索新的治疗方法尤为重要。近年来，肿瘤的免疫治疗已成为继放疗、化疗和手术治疗之后的第4种有效的治疗方法。研究表明，大约20%的TNBC表达程序性死亡蛋白配体-1（PD-L1），在介导肿瘤细胞免疫逃逸中起重要作用。本文就程序性死亡蛋白-1（PD-1）及其配体PD-L1在TNBC中的表达、表达机制及其运用作一综述。

通讯作者：陈晓品（[e-mail]）

原文参见：现代肿瘤医学.2017;(15):2511-2514.

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　　乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤之一，已成为全球范围内女性恶性肿瘤死亡的主要原因，且发病率呈逐年上升的趋势【1,2】。程序性死亡蛋白-1（PD-1）/程序性死亡蛋白配体-1（PD-L1）是表达于多种肿瘤表面的共抑制分子，它在介导乳腺肿瘤细胞免疫逃逸中起重要作用。近年来，PD-1/PD-L1在临床肿瘤治疗中取得了重要进展，PD-1拮抗剂潘布珠单抗（pembrolizumab）和纳武单抗（nivolumab）已被FDA批准用于治疗晚期黑色素瘤，其中纳武单抗还被批准用于转移性非小细胞肺癌【3】。本文就PD-1及其配体PD-L1的表达、表达机制及其运用作一综述，并对其应用前景进行展望。

　　1　三阴性乳腺癌（TNBC）的发病现状

　　TNBC作为乳腺癌的一种独立临床病理类型，特指雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）及人表皮生长因子受体2（HER2）均阴性的乳腺癌患者，占所有乳腺癌的10%～20%【4,5】，与其他乳腺癌类型相比，TNBC具有高组织学分级、侵袭力强、高远处转移率及总生存期短等特点【4,6】，由于其独特的生物学特性，对内分泌治疗无效，使其预后差的现状无法得到进一步改善，因此，探索新的方法来治疗三阴型乳腺癌患者迫在眉睫。免疫卡控点是指免疫系统中维持机体免疫自稳、调节免疫应答时长和范围的众多抑制性通路，可避免过强的免疫反应造成机体组织损伤。肿瘤利用特定的免疫控卡点通路作为抵抗机体免疫反应的主要机制，尤其是抵抗特异性识别肿瘤抗原的T细胞。许多免疫控卡点需要与相应配体结合才能激活，基于PD-1/PD-L1的免疫治疗就是阻断受体与相应配体的结合，从而打破肿瘤免疫抑制。

　　2　PD-1/PD-L1的生物学特性

　　PD-1属于Ⅰ型跨膜蛋白，表达在活化的T细胞、B细胞、单核细胞和树突状细胞表面，由细胞外区、疏水性跨膜区和细胞质区组成【7】。其胞外区由一个单一的IgV样域组成，胞内区保留有一个免疫受体酪氨酸依赖抑制基序（ITIM）和一个免疫受体酪氨酸转换基序（ITSM）【8】。ITIM是许多免疫抑制性受体的共有结构，因此推测PD-1的免疫抑制功能应主要由ITIM来发挥。PD-1的配体已被证明有两个，分别为PD-L1和PD-L2【9】。其中PD-L1是其主要配体，在多种实体瘤中表达上调，消弱肿瘤局部浸润CD4＋及CD8＋T细胞的功能，减少细胞因子产生。PD-L1是一种B7超家族成员，曾命名为B7-H1、CD274，也属于Ⅰ型跨膜糖蛋白，PD-L1表达在活化的T细胞、B细胞、巨噬细胞、树突状细胞表面，血管内皮细胞、多种间质细胞、心脏、肺、胰腺、胎盘组织均可被诱导表达。许多肿瘤类型也可表达PD-L1，如尿路上皮肿瘤、卵巢癌、乳腺癌、宫颈癌、结直肠癌、胰腺癌、胃癌、黑色素瘤、恶性胶质瘤、非小细胞肺癌等，提示该途径可能参与多种肿瘤的免疫逃避。对PD-L2的了解较少，其表达于树突状细胞、巨噬细胞、肥大细胞、B细胞及一些肿瘤细胞上，包括原发性纵隔B细胞淋巴瘤、滤泡性B细胞淋巴瘤和霍奇金淋巴瘤【10】。PD-1/PD-Ls发挥着负性免疫调节作用，肿瘤微环境中的肿瘤细胞表面PD-L1增高，同时与活化的T细胞上的PD-1结合，导致肿瘤抗原特异性T细胞的凋亡或免疫无能，从而抑制免疫反应，进而促使肿瘤细胞的逃逸。

　　3　PD-L1在TNBC中的表达及其可能的机制

　　研究表明，大约20%的TNBC表达PD-L1，且与非TNBC患者相比，TNBC患者的组织标本中有更高的PD-L1mRNA表达（P＜0.001）【11】。该研究对105例未接受新辅助化疗的早期TNBC患者组织进行免疫组织化学染色，大于5%的细胞膜染色定义为PD-L1表达，有20%的组织表达PD-L1，且在17例PD-L1阳性患者的肿瘤组织中有9例患者肿瘤组织为PTEN阴性，提示PTEN缺失与PD-L1表达相关。对本来有PTEN表达且细胞表面低水平表达PD-L1的TNBC细胞系，通过处理使其PTEN缺失，结果其细胞表面PD-L1表达增加，进一步证实PTEN缺失与PD-L1表达相关。进一步提取细胞的RNAs，通过qRT-PCR证实了PD-L1mRNR转录物的增加，提示PTEN调控PD-L1的表达可能在转录水平。说明肿瘤通过致瘤的信号通路驱动PD-L1的表达，而这一发现最早由Parsa等提出在恶性胶质瘤中PTEN缺失与PD-L1表达增加有关而得到证实【12】。

　　PTEN调控PD-L1的表达通过PI3K信号转导，肿瘤细胞缺乏PTEN导致PI3K活化水平增高。Mittendorf等用AKT抑制剂MK-2206或mTOR抑制剂雷帕霉素抑制PI3K途径导致细胞表面PD-L1表达减少【11】。PD-L1是T细胞抑制性受体PD-1的配体，PD-1/PD-L1途径的激活将减少T细胞的增殖、存活和细胞因子的产生【13】。为了证实增加细胞表面PD-L1表达的功能性结果是通过PTEN缺失介导，研究者首先提取健康捐赠者的外周血单个核细胞（PBMC），从中测量活化的CD4＋和CD8＋T细胞增殖，将PBMC分别与通过处理使其PTEN缺失结果细胞表面PD-L1表达增加的乳腺癌细胞和亲代细胞株共培养，结果与乳腺癌细胞共培养的PBMC里面活化的CD4＋T细胞增殖明显减少（P＜0.0001），同样的CD8＋T细胞增殖也明显减少（P＜0.005）。

　　肿瘤细胞逃避适应性免疫的另一调控机制是凭借肿瘤微环境中的炎性细胞产生炎性因子引起肿瘤细胞表面PDL1表达增加【14】。IFN-γ诱导肿瘤细胞表面PD-L1表达【11】。Spranger等在老鼠模型上也提示PD-L1表达上调依赖INF-γ【15】。其他的研究评估抗原提呈细胞上PD-L1的调控表明IL-6、IL-10、IL-2、IL-7、IL-15上调PD-L1在肿瘤细胞的表达，提示在肿瘤微环境中除了IFN-γ还有多种因素可能促进PD-L1表达增加【16,17】。

　　4　靶向PD-1/PD-L1单克隆抗体的运用及人群筛选

　　当细胞表面的受体PD-1与其配体PD-L1或PD-L2结合，通过PD-1途径的信号通路被激活【14】。PD-L1在肿瘤的免疫应答过程中对肿瘤细胞的增殖具有重要影响，同时在相当程度上弱化了肿瘤的免疫原性，从而促进肿瘤细胞的免疫逃逸，在肿瘤的侵袭和转移中发挥至关重要的正刺激作用【18】。阻断PD-1/PD-L1相互作用能减除对固有免疫反应的抑制，促使肿瘤特异性T细胞激活，代替了以前使用肿瘤疫苗或重组细胞因子激活免疫系统，这是一种思考模式的转移【10】。

　　4.1　单药PD-1/PD-L1阻滞剂在TNBC中的应用

　　靶向阻断PD-1信号通路的药物在许多晚期实体肿瘤中被证实有持久的临床活性【19】。用单克隆抗体BMS-936559封锁PD-L1在I期临床研究阶段纳入160例晚期实体肿瘤患者，显示出6～17%的客观缓解率【20】。用单克隆抗体纳武单抗封锁PD-1在晚期非小细胞肺癌、黑色素瘤、肾细胞癌的客观缓解率分别为18%、28%、27%【21】。KEYNOTE-028研究评估潘布珠单抗在转移性ER阳性乳腺癌中的安全性和疗效，受试者PD-L1阳性率为19%，对25例可评估患者行疗效分析，总有效率为12%【22】。Nanda等评价了潘布珠单抗用于32例PD-L1阳性的晚期TNBC患者的安全性和疗效，大多数患者在接受潘布珠单抗治疗前已经接受了1～3个化疗方案，21.9%已经接受过5个或更多，对27例可评估患者行疗效分析，总有效率为18.5%，包括1例完全缓解患者及2例部分缓解患者，不良反应大多为1-2级，包括关节痛、疲劳、肌肉痛、恶心等【3】。测试抗PD-L1抗体阿特珠单抗（atezolizumab）用于转移性TNBC有效性和安全性的I期临床研究，受试者PD-L1阳性率为69%，对21例可评估患者行疗效分析，客观有效率为19%，24周无病生存率为27%，不良反应大多≤2级。JAVELIN研究测试抗PD-L1抗体阿维鲁单抗（avelumab）的疗效，该研究包括了所有的乳腺癌类型，不管PD-L1的水平，在TNBC组（58例）反应率为8.6%，在ER阳性/HER2阴性（72例）和HER2阳性（26例）组，反应率分别为2.8%和3.8%，初步结果表明PD-L1阳性的肿瘤有更高的反应率【22】。

　　4.2　PD-1/PD-L1阻滞剂与药物联合

　　研究表明肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）在初治的TNBC患者中对改善总体生存率是一个独立的预后因素，能减少远处复发，增加无转移生存率【23】。几家大型临床研究的回顾性分析已经证实肿瘤中高水平的TIL对新辅助化疗能否达到pCR有预测作用，或在随机的辅助研究中增加无病生存率和总生存率，此外，最近的一项回顾性分析证实在新辅助化疗后有残留病灶的TNBC患者，TIL的存在能进一步预测患者的结局。研究证实Ras-MAPK信号途径的激活与TNBC患者低水平TIL有显著的相关性，而MEK激活可以抑制IFN-γ诱导的抗原提呈，可能的机制是Ras/MAPK途径激活促使免疫逃避，抑制MEK信号途径能上调TNBC细胞表面PD-L1的表达，此外，将MEK抑制剂与PD-L1/PD-1抑制剂联合在小鼠的乳腺癌模型中能增强抗肿瘤免疫反应【24】。Sagiv-Barfi等将依鲁替尼与抗PD-L1抗体结合用于治疗对依鲁替尼没有内在敏感性的TNBC小鼠，结果发现相对于单独用药，联合用药显著推迟了肿瘤生长并改善了生存【25】。

　　4.3　运用PD-1/L1阻断剂的同时接种疫苗

　　对于转移性乳腺癌患者，单药治疗包括接种疫苗或针对免疫检查点的单克隆抗体比如抗PD-1或PD-L1治疗可能不足以根除病灶。将两者联合，疫苗会刺激抗原特异性T细胞，免疫检查点的单克隆抗体将会起到解除刹车的作用使抗原特异性T细胞得到播散，这种方式可能增强抗肿瘤免疫反应从而增加肿瘤细胞死亡和改善患者预后【26】。

　　对42例患者的活检标本进行免疫组织化学检查评价肿瘤细胞表面PD-L1的表达，有趣的是在17例PD-L1阴性的患者中，没有1位对抗PD-1治疗有客观反映。尽管病例数很少，但这一数据提示肿瘤细胞表面PD-L1表达也许是评估抗PD-1治疗是否有效的肿瘤生物标志物【21】。在2013年的美国临床肿瘤学会年会上展示了101例黑色素瘤患者接受了纳武单抗治疗，其中PD-L1阳性的肿瘤患者展示出更高的客观缓解率、更长的无进展时间和更好的存活率，这一数据支持了上面的假设。进行中的研究纳武单抗和其他抗PD-1/PD-L1药物的临床研究将进一步证实PD-L1是否可以作为预测抗PD-1/PD-L1治疗有效的肿瘤生物标志物【26】。而Chatterjee等研究发现的无创检测PD-L1在肿瘤微环境中的表达将对靶向PD-1/PD-L1单克隆抗体的运用起进一步指导作用【27】。

　　5　展望

　　逃避抗肿瘤免疫是癌症发展和进展的标志【28】。肿瘤寻找多种机制来避免被机体免疫系统识别，包括表达负性T细胞调节分子PD-L1。大约20%的TNBC表达PD-L1，提示抗PD-L1/抗PD-1治疗在这些患者中可能有效，而PTEN缺失上调PD-L1的表达，提示针对PI3K途径的治疗方法可能增强抗TNBC的适应性免疫【11】。未来需要进一步的研究来充分阐明TNBC中PD-L1表达的调控机制，针对这些机制有针对性的用药将进一步提升TNBC患者的生存率。

参考文献

1. Guo P, Huang ZL, Yu P, et al. Trends in cancer mortality in China: an update. Ann Oncol. 2012;23(10):2755-2762.

2. Benson JR, Jatoi I. The global breast cancer burden. Future Oncol. 2012;8(6):697-702.

3. Cimino-Mathews A, Foote JB, Emens LA. Immune targeting in breast cancer. Oncology. 2015;29(5):375-385.

4. Dent R, Trudeau M, Pritchard KI, et al. Triple-negative breast cancer: clinical features and patterns of recurrence. Clin Cancer. 2007;13(15 Pt 1):4429-4434.

5. Lehmann BD, Bauer JA, Chen X, et al. Identification of human triple-negative breast cancer subtypes and preclinical models for selection of targeted therapies. J Clin Invest. 2011;121(7):2750-2767.

6. Haffty BG, Yang Q, Reiss M, et al. Locoregional relapse and distant metastasis in conservatively managed triple negative early-stage breast cancer. J Clin Oncol. 2006;24(36):5652-5657.

7. Okazaki T, Honjo T. The PD-1-PD-L pathway in immunological tolerance. Trends Immunol. 2006;27(4):195-201.

8. Sun H, Sun C, Xiao W. Expression regulation of co-inhibitory molecules on human natural killer cells in response to cytokine stimulations. Cytokine. 2014;65(1):33-41.

9. Pedoeem A, Azoulay-Alfaguter I, Strazza M, et al. Programmed death-1 pathway in cancer and autoimmunity. Clin Immunol. 2014;153(1):145-152.

10. Homet Moreno B, Ribas A. Anti-programmed cell death protein-1/ligand-1 therapy in different cancers. Br J Cancer. 2015;112(9):1421-1427.

11. Mittendorf EA, Philips AV, Meric-Bernstam F, et al. PD-L1 expression in triple-negative breast cancer. Cancer Immunol. 2014;2(4):361-370.

12. Parsa at. Waldron JS, Panner A, et al. Loss of tumor suppressor PTEN function increases B7-H1 expression and immunoresistance in glioma. Nat Med. 2007;13(1):84-88.

13. Patsoukis N, Sari D, Boussiotis VA. PD-1 inhibits T cell proliferation by upregulating p27 and p15 and suppressing Cdc25A. Cell Cycle. 2012;11(23):4305-4309.

14. Pardoll DM. The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2012;12(4):252-264.

15. Spranger S, Spaapen RM, Zha Y, et al. Up-regulation of PD-L1;IDO, and T(regs) in the melanoma tumor microenvironment is driven by CD8(+) T cells. Sci Transl Med. 2013;5(200):200ra116.

16. Kinter AL, Godbout EJ, Mcnally JP, et al. The common gamma-chain cytokines IL-2, IL-7, IL-15, and IL-21 induce the expression of programmed death-1 and its ligands. J Immunol. 2008;181(10):6738-6746.

17. Wolfle SJ, Strebovsky J, Bartz H, et al. PD-L1 expression on tolerogenic APCs is controlled by STAT-3. Eur J Immunol. 2011;41(2):413-424.

18. Hasan A, Ghebeh H, Lehe C, et al. Therapeutic targeting of B7-H1 in breast cancer. Expert Opin Ther Targets. 2011;15(10):1211-1225.

19. Lipson EJ, Forde PM, Hammers HJ, et al. Antagonists of PD-1 and PD-L1 in Cancer Treatment. Semin Oncol. 2015;42(4):587-600.

20. Brahmer JR, Tykodi SS, Chow LQ, et al. Safety and activity of anti-PD-L1 antibody in patients with advanced cancer. N Engl J Med. 2012;366(26):2455-2465.

21. Topalian SL, Hodi FS, Brahmer JR, et al. Safety, activity, and immune correlates of anti-PD-1 antibody in cancer. N Engl J Med. 2012;366(26):2443-2454.

22. Pusztai L, Karn T, Safonov A, et al. New strategies in breast cancer: Immunotherapy. Clin Cancer Res. 2016;22(9):2105-2110.

23. Emens LA. Breast cancer immunobiology driving immunotherapy: vaccines and immune checkpoint blockade. Expert Rev Anticancer Ther. 2012;12(12):1597-1611.

24. Loi S, Dushyanthen S, Beavis PA, et al. RAS/MAPK activation is associated with reduced tumor-infiltrating lymphocytes in triple-negative breast cancer: Therapeutic cooperation between MEK and PD-1/PD-L1 immune checkpoint inhibitors. Clin Cancer. 2016;22(6):1499-1509.

25. Sagiv-Barfi I, Kohrt HE, Czerwinski DK, et al. Therapeutic antitumor immunity by checkpoint blockade is enhanced by ibrutinib, an inhibitor of both BTK and ITK. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(9):E966-E972.

26. Chawla A, Philips AV, Alatrash G, et al. Immune checkpoints: A therapeutic target in triple negative breast cancer. Oncoimmunology. 2014;3(3):e28325.

27. Chatterjee S, Lesniak WG, Gabrielson M, et al. A humanized antibody for imaging immune checkpoint ligand PD-L1 expression in tumors. Oncotarget. 2016;7(9):10215-10227.

28. Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: The next generation. Cell. 2011;144(5):646-674.

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