程序性死亡受体-1及其配体在口腔鳞状细胞癌中的研究进展

2021-4-1 16:04  来源:华西口腔医学杂志
作者:陈志红 吴亚东 阅读量:1654

    口腔鳞状细胞癌(oral squamous cells carcinoma,OSCC)是一种常见的口腔颌面部恶性肿瘤。目前对于OSCC的治疗主要是以手术为主的综合序列治疗,尤其是手术与放疗、化疗相结合的三联疗法,但其总体5年生存率仅为60%左右。因此,对OSCC发病机制及治疗的研究就显得极其重要。

    免疫检查点程序性死亡受体-1(programmed death receptor-1,PD-1)和程序性死亡受体-1配体(programmed death receptor-1 ligand,PD-L1)是近年来的研究热点,其在多种肿瘤微环境中高表达。OSCC微环境中肿瘤细胞可以通过PD-L1与肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes,TILs)PD-1相结合激活PD-1/PD-L1信号通路,从而实现肿瘤免疫逃逸。因此,特异性地阻断TILs PD-1与肿瘤细胞PD-L1相结合的免疫治疗逐渐成为肿瘤治疗的热点。本文就PD-1/PD-L1信号通路在OSCC中的研究进展作一综述。

    1. PD-1/PD-L1信号通路及免疫应答机制

    PD-1又称CD279,属于CD28/CTLA-4/ICOS协同刺激分子受体家族中一员,参与细胞凋亡过程。PD-1广泛表达于活化的T细胞、B细胞以及单核细胞等。PD-1配体包括PD-L1(CD274或B7-H1)和PD-L2(CD273或B7-DC),均属于B7超家族成员。PD-L1主要表达在肿瘤细胞、活化T细胞、B细胞、巨噬细胞和树突状细胞,而PD-L2则只表达在活化的巨噬细胞、树突状细胞以及少许肿瘤细胞。因此,在肿瘤的免疫逃逸中主要涉及PD-1/PD-L1信号通路。

    PD-1与PD-L1相互结合后,促使PD-1胞质内免疫受体酪氨酸转换基序(immunoreceptor tyrosine based switch motif,ITSM)结构域中的酪氨酸磷酸化,引起其下游蛋白激酶Syk和PI3K去磷酸化,抑制AKT和ERK通道的激活,从而抑制T细胞活化相关基因和细胞因子的转录及翻译。

    在正常生理条件下,机体可以通过PD-1/PD-L1通路传递负性调节信号,不致过度免疫反应。而在肿瘤微环境中,肿瘤细胞通过高表达PD-L1与TILs PD-1结合,异常激活该通路,避免免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤。目前认为PD-1/PD-L1促进肿瘤细胞免疫逃逸的机制主要有以下几个方面:1)PD-1和PD-L1相结合后导致T细胞功能紊乱,促使T细胞的中和及耗竭,并且抑制T细胞介导的肿瘤细胞杀伤作用;2)PD-L1与PD-1相结合后负向调控效应T细胞的激活;3)PD-1促进Treg细胞的形成,并且通过Treg细胞持续表达PD-1,形成肿瘤免疫抑制环境;4)PD-L1与上皮细胞间质化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)密切相关,PD-L1+/EMT+患者的生存率低于PD-L1-/EMT-患者;5)PD-L1与肿瘤耐药有关,还能促进T细胞凋亡。

    2. PD-1/PD-L1在OSCC进展中的作用

    自从PD-1及PD-L1分别于1992年及1999年被发现以来,越来越多对OSCC的研究逐渐聚焦于免疫检查点PD-1/PD-L1,同样在多数OSCC微环境中PD-1/PD-L1的表达异常增高。Tsushima等培养数种OSCC细胞株,应用流式细胞仪检测B7共刺激分子PD-L1、B7-DC的表达,结果大多数OSCC细胞株表达不同水平的PD-L1和 B7-DC,干扰素-γ刺激后二者的表达可明显上调。

    接着,Tsushima等又对4例人舌癌标本行免疫组织化学染色,结果4例标本中只有PD-L1均呈阳性染色。为了进一步研究PD-L1在肿瘤生长中的作用,Tsushima等将NR-S1肿瘤接种到C3H小鼠后,用抗PD-L1或抗PD-1单抗治疗,结果抗PD-L1或抗PD-1单抗对肿瘤生长有明显的抑制作用。因此,Tsushima等认为,OSCC主要诱导B7家族分子中PD-L1的产生,阻断PD-1/PD-L1通路可能是OSCC免疫治疗的新途径。

    Naruse等对121例舌癌标本进行免疫组织化学染色,结果显示PD-1、PD-L1的阳性率分别为54.5%、57.9%,而在正常口腔上皮中PD-1和PD-L1则无表达。虽然PD-1/PD-L1在多数OSCC中表达上升,但其能否作为OSCC预后的独立预测因素,目前尚有争议。Cho等研究认为,OSCC中PD-L1的表达与临床病理特征无明显相关性。

    Troiano等Meta分析研究表明,OSCC患者PD-L1高表达与预后不良无关,现有文献结果不支持通过免疫组织化学检测PD-L1的表达作为临床中预后的预测。但Weber等报道OSCC肿瘤组织中PD-L1 mRNA表达升高,导致肿瘤微环境的免疫抑制,外周血中PD-L1在OSCC中的表达可作为判断OSCC淋巴结转移的指标之一。

    Maruse等应用免疫组织化学检测97例OSCC组织中PD-L1和PD-1的表达,分析其表达模式与临床病理特征的关系,结果PD-L1表达增加的OSCC患者占64.9%,PD-1表达增加的OSCC患者占61.9%,单因素和多因素分析显示PD-L1和PD-1的表达增加与颈淋巴结转移呈正相关,CD25(活化T细胞标志物)的表达与PD-L1和PD-1呈负相关,PD-L1阳性组和PD-1阳性组表达的预后较PD-L1阴性组和PD-1阴性组差。这些研究结果提示PD-L1和PD-1的表达增加可能通过减弱免疫应答而参与癌症的进展,可预测淋巴结转移和不良预后。

    Maruse等分析认为能否将PD-L1作为OSCC预后的独立预测因素各研究结果之间差异的原因主要在于:1)以往对头颈鳞状细胞癌的预后研究大多是通过免疫组织化学检测PD-L1的表达,而准确评价PD-L1/PD-1信号在肿瘤进展中的作用,需要检测PD-L1及癌巢周围浸润炎性细胞中PD-1的表达;2)本研究的样本量较少,尤其是晚期OSCC患者;3)肿瘤发生的位点不一样。这些关于PD-1和PD-L1表达的预后意义的相互矛盾的结果在其他实体肿瘤中也有被报道。

    de Vicente等收集了125例OSCC患者的组织标本,其中男性82例,女性43例,中位年龄57岁,33%为不吸烟患者,50%以上为Ⅲ、Ⅳ期患者,辅助放疗75例(60%),辅助化疗14例(11.2%);选取组织芯片后应用2种PD-L1单抗进行免疫组织化学染色,结果提示分别有24%和35%的肿瘤细胞中表达PD-L1。最后得出结论:PD-L1在超过10%的肿瘤细胞中的表达是OSCC不良预后的一个重要且独立的因素。

    Naruse等将121例分别接受新辅助化疗+手术和单纯手术的舌癌组织标本行免疫组织化学染色,发现PD-1和PD-L1的表达与舌癌患者局部复发显著相关,PD-1/PD-L1阳性者5年疾病特异性生存率明显降低;进一步将新辅助化疗+手术组和单纯手术组中局部复发病例进行亚组分析,发现前者明显高表达PD-1和PD-L1,这些结果均提示,PD-1和PD-L1在预测舌癌局部复发、5年疾病特异性生存率及新辅助化疗疗效中具有重要作用。

    Naruse等不推荐对舌癌患者进行新辅助化疗,而抑制PD-1/PD-L1通路可能是改善新辅助化疗后复发舌癌患者预后的一种策略。Oliveira-Costa等认为PD-L1表达降低预示HNSCC患者预后不良。近10年来,我国学者也开始关注PD-1/PD-L1在OSCC发生发展及诊治中的作用。

    张鹏等检测口腔癌患者外周血中PD-1/PD-L1的表达水平,发现CD4+和CD8+T细胞表面PD-1、PD-L1及血清可溶性PD-L1表达显著升高,认为口腔癌患者外周血T细胞亚群存在免疫抑制,异常升高的可溶性PD-L1可能与口腔鳞癌的发生发展有关。王晓宁等通过临床标本证实PD-L1在OSCC组织中高表达,并通过对OSCC细胞系HN4、HN6和CAL27细胞中PD-L1基因进行敲减,评价细胞增殖、克隆形成、迁移及侵袭能力,结果提示PD-L1敲减细胞的增殖、克隆形成、迁移和侵袭能力都减弱,因此他们认为PD-L1可能在OSCC的进展中发挥作用。

    Jiang等将Ⅱ期和Ⅲ期OSCC患者切除肿瘤中的肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)和肿瘤细胞进行培养,发现TAMs中PD-L1上调,诱导T细胞凋亡的能力增强。外周血单核细胞与OSCC肿瘤细胞共同孵育后,PDL1表达上调,并获得诱导T细胞凋亡的能力。这些结果提示OSCC可通过上调TAMs的PD-L1表达直接抑制肿瘤T细胞免疫。

    邹波等通过Meta分析研究认为PD-L1的表达不能作为预测OSCC预后的独立因素,其表达与患者性别、肿瘤分化程度、人乳头状瘤病毒(human papilloma virus,HPV)感染显著相关。

    3. PD-1/PD-L1抑制剂及其不良反应

    免疫治疗是目前肿瘤治疗的一个热点,PD-1/PD-L1是促进肿瘤发生和发展的重要路径,因此,通过阻断该信号通路的免疫治疗是目前的研究方向。PD-1/PD-L1抑制剂在药理学上可阻止PD-1/PD-L1相互作用,从而增强抗肿瘤免疫,杀伤肿瘤细胞。目前对于OSCC的治疗主要是以手术为主的综合序列治疗,5年生存率均不高。由于多数OSCC微环境中PD-1/PD-L1是异常增高的,因此从理论上来讲,将PD-1/PD-L1抑制剂应用于OSCC是可行的。

    目前已有多种针对PD-1/PD-L1免疫检查点的药物通过了美国食品及药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)的批准而进入临床。如PD-1靶向药物Pembrolizumab、Nivolumab等,PD-L1靶向药物Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab等,这些药物也被应用于多种恶性肿瘤。目前,PD-1/PD-L1抑制剂已广泛应用头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)。Pembrolizumab于2016年被FDA批准应用于HNSCC中,其与多种实体肿瘤的持久抗肿瘤活性有关,并且多个研究证明其在HNSCC的治疗中是有效的。

    近来,Cohen等在20个国家的97个医疗中心进行了1项随机的临床Ⅲ期试验,研究结果显示Pembrolizumab能显著延长晚期头颈癌患者的生存期,其中部分患者可以存活3年甚至更长时间。Nivolumab是继Pembrolizumab第二个被FDA批准用于HNSCC的PD-1抑制剂,Nivolumab在较早的研究中就被证实具有良好的耐受性和抗肿瘤活性。Ferris等的研究表明,Nivolumab组HNSCC患者的总生存期明显长于对照组,并且Nivolumab组的1年生存率比对照组高约19个百分点,同时并发症较对照组低。

    在对HNSCC患者进行的一项随机临床试验中,Nivolumab较传统治疗明显更有生存优势。Nivolumab联合其他抑制剂比单独使用Nivolumab有更好的疗效。PD-L1抑制剂Durvalumab于2017年被FDA批准上市,最开始主要用于局部晚期或转移性尿路上皮癌。研究表明,Durvalumab在HNSCC治疗中也是有效的,而且在PD-L1高表达的HNSCC中效果更好。在这些免疫检查点抑制剂取得显著疗效的同时,也同样产生了免疫相关不良反应(immue-related adverse events,irAEs)。常见的irAEs有皮疹、瘙痒、恶心、腹泻、甲状腺功能减退等。对于irAEs的治疗以糖皮质激素为主,严重时需更换免疫抑制剂甚至血浆置换。目前学者也开始致力于研究持续靶向给药的方法,以期提高疗效,减少毒副作用。

    4.结语

    近年来,随着越来越多的研究聚焦于免疫检查点PD-1/PD-L1,对PD-1/PD-L1与肿瘤环境之间关系的理解也越来越深。PD-1/PD-L1在OSCC的发生、发展、治疗及预后中具有重要作用,但相关研究仍相对较少,缺乏系统性研究,例如,PD-1/PD-L1在OSCC发生发展中的作用机制,PD-1/PD-L1对OSCC淋巴结转移及远处转移的影响,PD-1/PD-L1抑制剂在OSCC中临床治疗效果及如何减少抑制剂所导致的irAEs,OSCC疗效预测及评估中PD-1/PD-L1的作用等。随着研究的进一步深入,相信PD-1/PD-L1及其抑制剂将在OSCC的诊治中发挥更大作用。

编辑: 陆美凤

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