摘要:近年來,免疫療法在乳腺癌(BC)治療中顯示出鼓舞人心的結(jié)果。程序性細胞死亡配體1(PD-L1)跨膜蛋白被認為是免疫反應(yīng)中的共抑制因子,它與程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)合作,刺激凋亡,抑制PD-1陽性細胞釋放細胞因子,并限制PD-1陽性細胞的生長。此外,在許多惡性腫瘤中,PD-L1降低了免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的反應(yīng)。這些觀察結(jié)果表明,PD-1/PD-L1軸在癌癥治療和調(diào)節(jié)癌癥免疫逃逸機制中發(fā)揮著重要作用。本綜述旨在概述PD-1和PD-L1在BC癌癥治療中的功能。
方法:本研究設(shè)計為文獻綜述。風(fēng)格是關(guān)于PD-1/PD-L1通路相關(guān)主題或變量的傳統(tǒng)綜述。使用三個在線數(shù)據(jù)庫進行了文獻搜索。
結(jié)果:使用關(guān)鍵詞進行搜索,共得到248項研究。根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)再次篩選每個結(jié)果,最終共有4項研究納入文獻綜述。
結(jié)論:PD-1/PD-L1的結(jié)合對許多惡性腫瘤至關(guān)重要。根據(jù)所提供的證據(jù),這種結(jié)合在癌癥治療中既提供了機會也帶來了挑戰(zhàn)。由于許多實體癌癥,特別是乳腺癌,表達高水平的PD-1/PD-L1,癌癥治療主要涉及靶向療法。
1.引言
乳腺癌(BC)的治療取決于個體情況。腫瘤學(xué)研究(基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué))、設(shè)備開發(fā)(診斷和治療)以及藥物發(fā)現(xiàn)在BC治療中扮演著重要角色。手術(shù)仍然是主要的治療方式,并且已經(jīng)發(fā)展出許多創(chuàng)新的乳房切除技術(shù)。癌癥研究傳統(tǒng)上關(guān)注癌細胞和癌癥作為一種基因疾??;然而,對這種疾病作為系統(tǒng)性疾病的廣泛調(diào)查已經(jīng)確定癌癥是一種具有多種表現(xiàn)的復(fù)雜疾病。因此,研究已經(jīng)從關(guān)注癌細胞發(fā)展到基于宿主體內(nèi)的免疫系統(tǒng)功能及其起源環(huán)境的全面方法。與免疫系統(tǒng)相關(guān)的癌癥兩個特征是慢性炎癥,它鼓勵腫瘤發(fā)展,以及癌細胞逃避免疫系統(tǒng)破壞的能力。免疫系統(tǒng)可能無法抑制癌細胞的增殖并誘導(dǎo)這些細胞的進一步發(fā)展,這被稱為免疫編輯假說。逃避免疫系統(tǒng)的能力是Hanahan和Weinberg概述的癌細胞十個屬性中的一個重要組成部分(圖1)。近年來,免疫療法在乳腺癌(BC)治療中顯示出鼓舞人心的結(jié)果。程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)通過防止調(diào)節(jié)性T細胞的凋亡、觸發(fā)抗原特異性T細胞的凋亡和控制T細胞活性來促進自我耐受并抑制免疫反應(yīng)。程序性細胞死亡配體1(PD-L1)跨膜蛋白被認為是免疫反應(yīng)中的共抑制因子,它與PD-1合作,刺激凋亡,抑制PD-1陽性細胞釋放細胞因子,并限制PD-1陽性細胞的生長。此外,在許多惡性腫瘤中,PD-L1降低了免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的反應(yīng)。這些觀察結(jié)果表明,PD-1/PD-L1軸在癌癥治療和調(diào)節(jié)癌癥免疫逃逸機制中發(fā)揮著重要作用。本綜述旨在概述PD-1和PD-L1在BC中的功能,以增強癌癥治療。
圖1. 癌細胞的特征。使用Biorender.com創(chuàng)建。
2.方法
本研究設(shè)計為文獻綜述。風(fēng)格是關(guān)于PD-1/PD-L1通路相關(guān)主題或變量的傳統(tǒng)綜述。使用三個在線數(shù)據(jù)庫(PubMed、Crossref和Google Scholar)進行了文獻搜索。搜索詞包括主要關(guān)鍵詞“程序性細胞死亡1受體”和“程序性細胞死亡1配體1”,以及幾個輔助關(guān)鍵詞“乳腺癌”和“免疫系統(tǒng)”。包括的文章是那些有全文可用且用英語發(fā)表的文章。
3.結(jié)果
使用主要關(guān)鍵詞“程序性細胞死亡1受體”和“程序性細胞死亡1配體1”,以及之前描述的幾個輔助關(guān)鍵詞進行搜索,共得到248項研究。根據(jù)文章的標(biāo)題和摘要篩選每個結(jié)果,并根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)再次篩選,最終共有4項研究納入文獻綜述(圖2)。
圖2. 本研究中使用了PRISMA流程圖。
4.討論
4.1.癌癥免疫系統(tǒng)
為了有效地消除癌細胞,免疫反應(yīng)必須包括一系列連續(xù)和重復(fù)的過程,建立癌癥免疫的循環(huán)(圖3)。癌細胞最初產(chǎn)生新抗原,隨后釋放并被抗原呈遞細胞(APCs)捕獲。為了引發(fā)抗腫瘤反應(yīng)并減輕對產(chǎn)生的腫瘤抗原的外周抵抗,這一階段需要一個獨特的信號。這些免疫原性信號包括由凋亡腫瘤細胞釋放的炎癥細胞因子和化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)APCs附著在主要組織相容性復(fù)合體(MHC)分子上時,處理過的抗原被呈遞給T細胞。然后效應(yīng)T細胞識別癌癥特異性抗原作為潛在的有害入侵者,此時效應(yīng)和調(diào)節(jié)性(T reg)T細胞之間的比例決定了激活的免疫反應(yīng)類型。一旦激活,效應(yīng)T細胞就前往腫瘤部位并與腫瘤細胞上的抗原相互作用,之后它們綁定到這些細胞并殺死它們。隨著腫瘤細胞被破壞,反應(yīng)循環(huán)隨著更多腫瘤特異性抗原的增加而加強。這個過程并不理想,這個系統(tǒng)可能會出現(xiàn)幾個問題。例如,腫瘤抗原可能未被檢測到;APCs和T細胞可能將腫瘤抗原誤認為是自身抗原,導(dǎo)致T reg反應(yīng)而不是抗腫瘤反應(yīng);腫瘤微環(huán)境可能會抑制產(chǎn)生的效應(yīng)細胞。癌癥免疫循環(huán)需要多個組件的協(xié)調(diào)作用,包括激活免疫系統(tǒng)對抗癌細胞的免疫刺激因子和調(diào)節(jié)這種活動的抑制因子。這些因素在循環(huán)的每一步中協(xié)作。刺激因子促進免疫,而抑制因子監(jiān)控正在進行的過程,減少免疫反應(yīng)活動和/或防止自身免疫。像PD-L1這樣的檢查點蛋白,被稱為免疫調(diào)節(jié)劑,表現(xiàn)出抑制功能以調(diào)節(jié)腫瘤組織中活躍的免疫反應(yīng)。例如,當(dāng)T細胞表面的PD-1受體與癌細胞表達的PD-L1結(jié)合時,T細胞功能受到抑制。PD-L1的過表達在各種類型的癌癥中很常見,并因其對抗癌反應(yīng)的抑制作用而與預(yù)后不良相關(guān)。
圖3. 癌癥免疫系統(tǒng)。使用Biorender.com創(chuàng)建。
4.2.免疫編輯
免疫編輯過程闡明了免疫系統(tǒng)在乳腺癌的發(fā)展和演變中的作用。免疫系統(tǒng)有助于預(yù)防癌癥以及疾病的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移。目前,許多癌癥治療方法專注于如何更有效地利用免疫系統(tǒng),例如使用適應(yīng)性免疫療法和單克隆抗體來阻止T細胞接收到的抑制信號,如抗PD-1。免疫編輯的三個主要階段是消除、平衡和逃逸(圖4)。消除階段涉及適應(yīng)性免疫系統(tǒng)識別和根除癌細胞。細胞毒性免疫細胞釋放穿孔素以觸發(fā)癌細胞溶解。通過消除階段的癌細胞過渡到平衡階段,它們利用免疫系統(tǒng)的負向調(diào)節(jié)動態(tài)。在這個階段,免疫反應(yīng)有效地調(diào)節(jié)癌細胞的增殖、擴散和程序性細胞死亡(凋亡)。然而,癌細胞之間的異質(zhì)性和遺傳變異使它們能夠從這種平衡中逃逸,此時激活免疫抑制機制。
圖4. 免疫編輯過程的階段。使用Biorender.com創(chuàng)建。
4.3.免疫反應(yīng)對腫瘤發(fā)展的影響
循環(huán)腫瘤細胞(CTCs)的生長和轉(zhuǎn)移涉及癌細胞的釋放、逃避免疫系統(tǒng)以及通過粘附和滲出血管產(chǎn)生遠距離轉(zhuǎn)移。免疫系統(tǒng)與CTCs的相互作用對這些過程至關(guān)重要。原發(fā)腫瘤平均每天向血液中釋放數(shù)千個腫瘤細胞;然而,很少測量CTCs的數(shù)量。這是因為從原始免疫抑制微環(huán)境中釋放出來的腫瘤細胞變得容易受到免疫細胞的攻擊。圖5展示了CTCs免疫逃逸的圖示。
圖5. 基于免疫系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移級聯(lián)的主要階段。使用Biorender.com創(chuàng)建。
免疫反應(yīng)高度依賴于免疫系統(tǒng)識別觸發(fā)免疫反應(yīng)的抗原的能力。免疫反應(yīng)細胞源自多能干細胞,它們通過淋巴途徑分化,產(chǎn)生淋巴細胞及其亞群,或通過髓系途徑形成吞噬細胞和其他細胞。主要的免疫活性細胞是T淋巴細胞,而次要成分包括T輔助細胞、T細胞毒性細胞和T調(diào)節(jié)細胞,每種細胞都發(fā)揮不同的功能。
免疫編輯是腫瘤進展的重要組成部分。在平衡階段,通過產(chǎn)生抑制信號等方法,消除轉(zhuǎn)化細胞可以誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫原性低且對效應(yīng)T細胞更具抵抗力的腫瘤變體。此外,腫瘤衍生的可溶性因子(TDSF)可以誘導(dǎo)多種機制,允許在腫瘤微環(huán)境中逃避免疫細胞攻擊。
免疫細胞未能消除原發(fā)腫瘤細胞導(dǎo)致這些細胞增殖并進行有絲分裂。細胞增殖通常與快速腫瘤生長和更具侵略性的生物學(xué)和臨床行為相關(guān),這種活動可以通過計算有絲分裂指數(shù)來識別。有絲分裂指數(shù)是確定包括BC在內(nèi)的多種腫瘤的侵略性和分化程度的金標(biāo)準(zhǔn)。
由于免疫反應(yīng)失敗,腫瘤進展增加在觀察到腫瘤增大時變得明顯。腫瘤細胞的增殖和有絲分裂數(shù)量顯著增加,導(dǎo)致體積加速增長,這可以通過臨床檢查和成像評估。實體癌癥治療涉及移除原發(fā)腫瘤和消除轉(zhuǎn)移;因此,在臨床實踐中理解和控制轉(zhuǎn)移很重要。轉(zhuǎn)移從單個實體腫瘤開始,經(jīng)歷多個轉(zhuǎn)移階段,導(dǎo)致已經(jīng)擴散且難以治愈的癌癥。
在每個階段,宿主免疫系統(tǒng)可以識別癌細胞。在原發(fā)腫瘤階段,一些免疫細胞作為促轉(zhuǎn)移劑,如T調(diào)節(jié)細胞,通過分泌IL 10提供免疫抑制,從而抑制細胞毒性T細胞和NK細胞的反應(yīng)。其他免疫細胞,包括巨噬細胞,參與血管生成過程,其中M2腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAMs)產(chǎn)生CCL-2和IL-10以促進血管生成;通過表達精氨酸酶阻斷DCs、T細胞和NK細胞來增強免疫抑制;并使用基質(zhì)金屬蛋白酶通過改變基質(zhì)促進侵襲。一些免疫細胞作為抗轉(zhuǎn)移劑,如細胞毒性NK細胞、T細胞和M1 TAMs,它們殺死癌細胞。
在M2循環(huán)階段,TAMs和T調(diào)節(jié)細胞作為促轉(zhuǎn)移劑,其中T調(diào)節(jié)細胞減少并抑制循環(huán)中的NK細胞和T細胞,這允許轉(zhuǎn)移細胞存活。雖然細胞毒性T細胞和NK細胞識別并殺死癌細胞,M1 TAM細胞產(chǎn)生CXCL9、IL-6和IL-12來表達iNOS并通過產(chǎn)生一氧化氮直接破壞腫瘤細胞。在轉(zhuǎn)移生態(tài)位階段,成熟的NK細胞促進轉(zhuǎn)移生態(tài)位生長,當(dāng)這些細胞具有低免疫能力時。
相反,未成熟的NK細胞抑制轉(zhuǎn)移生態(tài)位形成。在這個階段,巨噬細胞(M2)通過誘導(dǎo)局部免疫抑制環(huán)境參與準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移生態(tài)位,而M1刺激局部免疫。此外,當(dāng)細胞毒性T細胞進入轉(zhuǎn)移生態(tài)位時,它們可以識別并殺死癌細胞。
5.PD-L1
5.1.PD-L1結(jié)構(gòu)
當(dāng)T淋巴細胞通過識別主要組織相容性復(fù)合體(MHC)在特定細胞上的抗原時,炎癥細胞因子被分泌到循環(huán)系統(tǒng)中。通過特定細胞因子的作用,T細胞上的程序性死亡-1(PD-1;CD279)蛋白激活促進組織中程序性死亡配體1(PD-L1)的產(chǎn)生。用戶包括了引用,建議包含引用或來源。
抑制性共受體PD-1存在于包括B淋巴細胞、CD8+和CD4+ T細胞、NK細胞以及其他亞型的腫瘤浸潤性淋巴細胞(TILs)在內(nèi)的幾種細胞類型表面。用戶提供的數(shù)字引用沒有文本描述。鑒于長期抗原暴露可能會誘導(dǎo)PD-1表達的選擇性增加,T細胞PD-1表達可能表明T細胞疲勞。由于缺乏信息,無法對用戶的材料進行學(xué)術(shù)改寫。類型1跨膜蛋白PD-1由程序性細胞死亡蛋白1(PDCD1)基因編碼。
PD-1分子由三個主要結(jié)構(gòu)元素組成:外部免疫球蛋白可變區(qū)(IgV)結(jié)構(gòu)域、一個疏水性跨膜區(qū)域,以及幾個細胞內(nèi)區(qū)域。細胞內(nèi)尾部組分包括免疫受體酪氨酸基開關(guān)基序(ITSM)和免疫受體酪氨酸基抑制基序(ITIM),兩者都有可能發(fā)生磷酸化。免疫受體PD-1的激活被認為需要活性免疫受體酪氨酸基開關(guān)基序(ITSMs)的存在以調(diào)節(jié)T細胞反應(yīng)。
PD-L2(也稱為B7-DC或CD273)和PD-L1(也稱為B7-H1或CD274)是作為共抑制因子并構(gòu)成PD-1受體的配體。PD-L1是由CD274基因編碼的蛋白質(zhì),包含290個氨基酸,分子量為40 kDa(圖6)。PD-L1是適應(yīng)性免疫反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,可能位于染色體9 p24。
圖6. PD-L1蛋白結(jié)構(gòu)域、mRNA和基因的圖解表示。使用Biorender.com創(chuàng)建。
CD274基因的啟動子區(qū)域包含許多對IFN-γ有反應(yīng)的成分;因此,CD274在IFN-γ誘導(dǎo)的PD-L1表達上調(diào)中起著關(guān)鍵作用。PD-L1作為一種跨膜蛋白運作,由兩個細胞外域(Ig-V和Ig-C)和一個單一的跨膜區(qū)域組成。PD-L1是一個簡短的細胞質(zhì)域,傳遞細胞內(nèi)信號;它由CD274基因編碼,由7個外顯子組成(圖7),每個外顯子都編碼蛋白質(zhì)的特定部分。
外顯子1編碼細胞內(nèi)和跨膜域、信號序列以及IgC樣和IgV樣域,而外顯子7編碼3' UTR和細胞內(nèi)域。PD-L1基因包含七個外顯子(圖7),PD-L1蛋白由一個跨膜域、兩個類似于免疫球蛋白C和免疫球蛋白V的細胞外域,以及一個單獨的細胞內(nèi)域組成。
圖7. PD-L1蛋白結(jié)構(gòu)、mRNA和基因。使用Biorender.com創(chuàng)建。
5.2.PD-L1調(diào)控
包括腫瘤細胞、巨噬細胞和T細胞和B淋巴細胞在內(nèi)的各種細胞表達CD40配體1(PD-L1)。然而,并非所有腫瘤或惡性細胞都表達PD-L1,盡管它存在于癌細胞的細胞質(zhì)和質(zhì)膜中。圖8A顯示了許多啟動PD-L1表達的促炎分子、VEGF、GM-CSF、LPS、TNF-α、I型和II型IFN-γ、IL-4和IL-10細胞因子。其中,活化的T細胞釋放最有效的觸發(fā)因子,即IFN-γ,而TGF-β、PTEN和p53抑制PD-L1表達(圖8B)。與PD-L1不同,PD-L2的表達僅限于APCs。研究表明,PD-L1表達受多種信號通路、轉(zhuǎn)錄因子和表觀遺傳因素的調(diào)控。
圖8. PD-L1調(diào)節(jié)信號通路。使用Biorender.com創(chuàng)建。
5.2.1.信號通路
A.MAPK通路
絲裂原激活蛋白激酶(MAPK)信號通路的激活可能導(dǎo)致PD-L1表達水平的增加。MAPK通路是非小細胞肺癌(NSCLC)中的一個致癌機制,通過激活表皮生長因子受體(EGFR)上調(diào)PD-L1?;熕幬镎T導(dǎo)的癌細胞PD-L1上調(diào)可能是由于MAPK通路的激活。例如,MEK抑制劑U0126消除了紫杉醇誘導(dǎo)的PD-L1表達,而順鉑濃度通過MAPK激活觸發(fā)PD-L1表達。
B.PI3K/Akt通路
磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/Akt通路已被涉及在癌細胞中PD-L1的調(diào)控,因為已確定PI3K抑制劑降低了BRAF抑制劑耐藥黑色素瘤細胞中的PD-L1表達。例如,Akt抑制消除了PTEN耗竭時發(fā)生的PD-L1增加。通過PI3K/Akt信號通路的PD-L1增加伴隨著轉(zhuǎn)錄上調(diào)以及翻譯后過程;在結(jié)腸癌細胞中,Akt的刺激導(dǎo)致PD-L1蛋白過表達,與PD-L1 mRNA表達水平無關(guān)。ePI3K/Akt通路的轉(zhuǎn)錄和翻譯后機制調(diào)節(jié)各種細胞和組織以控制PD-L1表達。盡管下游效應(yīng)子mTOR/S6尚未被證明介導(dǎo)Akt對PD-L1表達的作用,但Akt的抑制導(dǎo)致PD-L1表達減少。相比之下,PD-L1表達由Akt的下游靶標(biāo)核因子NF-B調(diào)節(jié),PD-L1的轉(zhuǎn)錄增加是由于Akt激活NF-B。
C.JAK-STAT信號通路
STAT通路被生長因子、IFNs、細胞因子和類似化學(xué)物質(zhì)激活,并被認為是一個進化上保守的過程。這種策略為細胞提供了一個控制基因表達的關(guān)鍵工具,并代表了細胞如何響應(yīng)其環(huán)境并解釋信號以調(diào)節(jié)增殖和分裂的基本示例。最近的研究表明,腫瘤通過JAK/STAT系統(tǒng)制造PD-L1,根據(jù)Doi等人的研究,PD-L1表達可能通過使用JAK2抑制劑AG490在蛋白和mRNA水平上被阻斷。這些結(jié)果支持JAK/STAT通路調(diào)節(jié)PD-L1表達的觀點。此外,成纖維細胞生長因子受體(FGFR)2信號通過JAK/STAT3信號通路的有效激活與體外PD-L1表達的升高相對應(yīng)。結(jié)直腸癌的異種移植模型揭示了FGFR2的過表達加速了腫瘤發(fā)展,并導(dǎo)致PD-L1表達激增。減輕這種影響的一種可能策略是使用JAK抑制劑來阻礙JAK/STAT3通路。
D.WNT信號通路
以前的研究表明,WNT信號的失調(diào)與腫瘤的發(fā)展、細胞從癌癥到惡性的轉(zhuǎn)變以及對傳統(tǒng)癌癥治療的抵抗密切相關(guān)。異常的WNT信號破壞了癌癥免疫監(jiān)測的過程,導(dǎo)致免疫逃逸和對免疫療法的敏感性降低,包括免疫檢查點抑制劑。例如,在缺乏WNT配體的情況下,非糖基化的PD-L1在乳腺癌小鼠模型中沿GSK3B-β-TrCP軸的活躍信號時顯示出加速的蛋白酶體降解。然而,GSK3阻斷劑通過降低動物黑色素瘤模型中PDCD1基因表達來增加腫瘤根除。WNT活性與PD-L1表達之間的功能相互作用允許使用特定的WNT抑制劑或激活劑來治療三陰性乳腺癌,以分別降低或提高PD-L1表達。
E.NF-κB信號通路
已經(jīng)提出,Toll樣受體(TLRs)或IFN-γ驅(qū)動的核因子(NF)-κB刺激PD-L1基因表達。姜黃素是一種NF-κB抑制劑,當(dāng)與抗CTLA-4檢查點抑制藥物聯(lián)合使用時,可以抑制黑色素瘤、乳腺癌和結(jié)腸癌細胞系的生長。抑制腫瘤細胞的生存和增殖,并針對腫瘤內(nèi)的免疫檢查點可能抑制NF-κB,這可能涉及LMP1誘導(dǎo)的PD-L1表達,因為咖啡酸苯乙酯(一種NF-κB抑制劑)減少了PD-L1誘導(dǎo)。除了INF-γ,轉(zhuǎn)錄因子NF-κB是PD-L1表達的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,已被證明成功減少IFN誘導(dǎo)的PD-L1表達,而STAT3、PI3K和MAPK抑制劑未能實現(xiàn)相同的結(jié)果。Peng等人發(fā)現(xiàn),化療導(dǎo)致卵巢癌患者PD-L1水平更高,這是由于NF-κB介導(dǎo)的局部免疫抑制。
5.2.2.Hedgehog信號通路
近期的治療進展集中在使用小分子抑制劑,如SMO和GLI,來修改Hedgehog(Hh)信號通路。該通路被認為對基質(zhì)細胞的增殖至關(guān)重要,其功能的偏差可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)展。此外,Hh信號可能在調(diào)節(jié)PD-L1生產(chǎn)中發(fā)揮作用,Hh信號的抑制可能在淋巴細胞中引起抗腫瘤活性。根據(jù)Chakrabarti等人的研究,特定患者應(yīng)該接受一種聯(lián)合治療方法,既針對Hh信號也針對免疫學(xué)檢查點,因為Hh信號參與了PD-1/PD-L1的抑制,這導(dǎo)致Gli2誘導(dǎo)的耐受性和胃癌中PD-L1表達的逆轉(zhuǎn)。
5.3.PD-1/PD-L1信號
許多研究報告稱,通過PD-L1和PD-1之間的相互作用傳遞免疫病理學(xué)和免疫耐受抑制信號。PD-1/PD-L1信號可以通過磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、T細胞受體(TCR)和磷酸酶-1(SHP-1)信號通路阻礙免疫反應(yīng)(圖9)。PD-L1對效應(yīng)T細胞的作用和PD-1抑制TCR信號傳導(dǎo),進而抑制T細胞的細胞毒性。當(dāng)SHP-1被抑制時,免疫受體酪氨酸基開關(guān)基序(ITSM)和酪氨酸基抑制基序(ITIM)的活動可能增強,由鈉鎢酸鹽控制的CD8+ T細胞活性。PD-1的ITSM基序可能被ITSM酪氨酸磷酸化,然后運送SHP-2和SHP-1到ITSM基序。在這種吸收之后,信號通路阻止樹突細胞和T細胞的相互作用,并抑制停止信號。最后,阻斷TCR信號傳輸抑制了MAPK和PI3K/Akt信號。此外,Akt的激活和PI3K的抑制減少了B細胞淋巴瘤超大(Bcl-xl)表達,進而增加了T細胞凋亡。
圖9. PD-1/PD-L1信號減少CD8+ T細胞的增殖、存活和細胞因子產(chǎn)生 。使用Biorender.com創(chuàng)建。
PD-L1阻斷了Ras/MEK/ERK和PI3K/Akt通路,這阻止了T細胞的激活和對T細胞存活至關(guān)重要的轉(zhuǎn)錄因子的運作。PD-1和PD-L1之間的相互作用可能抑制T-bet和GATA-3的表達。GATA-3轉(zhuǎn)錄因子參與Th2細胞的產(chǎn)生,而T-bet轉(zhuǎn)錄因子可能通過結(jié)合T盒區(qū)域增強T細胞增殖。
然而,目前尚不清楚所有類型的癌癥是否都使用PD-L1信號的確切機制,因為一些癌癥類型的預(yù)后不同,可能由于涉及不同的PD-L1機制。
6.PD-1/PD-L1在癌癥中的功能
6.1.乳腺癌
PD表達已與人類乳腺癌干細胞(BCSCs)中的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)相關(guān)聯(lián)。與細胞系相比,MCF-7和BT-549腫瘤球中PD-L1表達的增加可能部分歸因于PD-L1啟動子區(qū)域內(nèi)的去甲基化。此外,腫瘤中組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶的過表達可以加速PD-L1轉(zhuǎn)錄。與細胞系相比,PD-L1啟動子區(qū)域內(nèi)慢速組蛋白的分布不太明顯。這些結(jié)果表明PD-L1在BCSCs中具有重要功能。
最近的病理學(xué)調(diào)查確定,多種亞型的雌激素受體(ER)α陰性BC含有增加的PD-L1水平。劉等人發(fā)現(xiàn)ERα陰性和ERα陽性乳腺癌細胞系之間PD-L1 mRNA的平均表達存在顯著差異。因此,研究了ER陰性(MDA-MB-231和BT549)和ER陽性乳腺癌細胞系(MCF7和T47D)中PD-L1的表達。根據(jù)RT-qPCR和西方印跡研究,T47D和MCF7細胞中PD-L1的蛋白和mRNA水平顯著低于MDA-MB-231和BT549細胞)。最近的研究表明,PD-L1抑制癌細胞的發(fā)展,當(dāng)PD-L1被沉默時,BC細胞中阿霉素誘導(dǎo)的和自發(fā)的死亡增加。
7.癌癥中PD-1/PD-L1的抑制劑
使用PD-1/PD-L1靶向療法可能顯著減緩癌癥進展。圖10概述了一些關(guān)鍵方案,以增強癌癥治療。
圖10. 惡性腫瘤中的PD-1/PD-L1抑制劑 。使用Biorender.com創(chuàng)建。
1.Pembrolizumab
Joseph等人發(fā)現(xiàn),Pembrolizumab對肺轉(zhuǎn)移的治療有效性(62%)顯著高于其對肝轉(zhuǎn)移的治療效果(22%)。肺和肝轉(zhuǎn)移患者的一年總生存率分別為89%和53%。被診斷為轉(zhuǎn)移性鱗狀細胞癌(SCCHN)和/或頭頸部復(fù)發(fā)的患者總體生存率有限,通常不超過六個月。在頭頸部區(qū)域使用抗PD-1檢查點藥物進行免疫治療已增加了生存率和腫瘤反應(yīng)。在單臂II期KEYNOTE-055試驗和Ib期KEYNOTE-012試驗中,Pembrolizumab治療的轉(zhuǎn)移性和復(fù)發(fā)患者的反應(yīng)率為18%,中位OS為6至8個月。此外,HER2陽性、曲妥珠單抗耐藥和PD-L1陽性BC患者已用Pembrolizumab和曲妥珠單抗治療。
2.Nivolumab
完全人源單克隆抗體Nivolumab可以抑制PD-L1和PD-1之間的相互作用。趙等人描述了一個案例,一名晚期肝肉瘤患者在阿帕替尼和Nivolumab治療后部分緩解。然而,在治療過程中,3級氨基轉(zhuǎn)移酶水平顯著升高。因此,在考慮聯(lián)合治療時應(yīng)謹慎,并在批準(zhǔn)實施前進行全面評估潛在風(fēng)險。CheckMate 275 2期臨床試驗的結(jié)果表明,先前治療中對基于鉑的化療表現(xiàn)出耐藥性的晚期尿路上皮癌患者可能在使用Nivolumab后有良好結(jié)果。與基于鉑的化療后可用的少數(shù)化療選擇相比,免疫治療有許多優(yōu)勢之一是其治療效果的持久性增加。其他試驗的長期生存率證實了這一點,包括3期CheckMate 057(n=582)和CheckMate 017(n=272)試驗。這些研究比較了先前治療過的晚期非鱗狀NSCLC中多西他賽和Nivolumab的有效性。在CheckMate 057和017試驗組中,多西他賽的預(yù)測3年總生存率為8%,而非鱗狀NSCLC患者為17%,預(yù)測的2年OS率,多西他賽為8%,而鱗狀NSCLC分別為16%和29%,分別為多西他賽和Nivolumab。
3.JQ1
劉等人研究了JQ1對多種癌細胞系和從腎細胞癌衍生的原代培養(yǎng)細胞中PD-L1蛋白和mRNA表達的影響。這些癌細胞系包括多種惡性腫瘤,包括前列腺、肺和肝腫瘤。這些作者報告稱,JQ1對細胞生長有劑量依賴性的抑制作用。在用JQ1處理后,肺、肝、前列腺和腎癌細胞系的原代培養(yǎng)中觀察到PD-L1表達減少。此外,在用JQ1處理的細胞中還觀察到PD-L2水平的下降。因此,JQ1似乎有能力調(diào)節(jié)PD-1/PD-L1軸。
4.Cemiplimab
使用PD-1抑制劑在治療晚期皮膚鱗狀細胞癌(cSCC)方面取得了積極成果。Cemiplimab是一種單克隆抗體,能夠結(jié)合程序性死亡受體-1(PD-1),抑制其與PD-L2和PD-L1的相互作用。2018年9月,食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)Cemiplimab用于治療局部晚期轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者,這些患者不適合放射治療或手術(shù)。
5.Atezolizumab
Atezolizumab是一種經(jīng)過人源化設(shè)計的單克隆抗體,旨在選擇性地抑制PD-L1與其受體B7.1和PD-1之間的相互作用。這種化合物增強了T細胞對腫瘤狀況的免疫反應(yīng)。Atezolizumab單藥治療已成為轉(zhuǎn)移性NSCLC和UC的潛在治療選擇。最近,IMmotion 151 3期研究比較了舒尼替尼與貝伐珠單抗(抗VEGF)和Atezolizumab作為結(jié)直腸癌可能的一線治療。根據(jù)免疫組化,貝伐珠單抗/Atezolizumab實現(xiàn)了其共同主要目標(biāo)之一,即在與舒尼替尼相比,表達PD-L1的腫瘤浸潤免疫細胞≥1%的晚期結(jié)直腸癌患者中顯示出更好的研究者評估的PFS。
6.Avelumab
單克隆人IgG1抗體Avelumab抑制PD-L1受體。1b期研究(JAVELIN Solid Tumor)顯示,先前接受過治療的復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性NSCLC患者的腫瘤和免疫細胞中PD-L1表達減少。包括55名晚期腎細胞癌患者的1b期、非隨機試驗結(jié)果顯示,阿西替尼和Avelumab的聯(lián)合使用是有效的。具體來說,58%的患者有成功的反應(yīng),78%的患者病情得到控制。
8.結(jié)論
PD-1/PD-L1的結(jié)合對許多惡性腫瘤至關(guān)重要;因此,需要在這一領(lǐng)域進行更多的研究。根據(jù)所提供的證據(jù),這種結(jié)合在癌癥治療中既提供了機會也帶來了挑戰(zhàn)。由于許多實體癌癥,特別是乳腺癌,表達高水平的PD-1/PD-L1,癌癥治療主要涉及靶向療法。免疫療法的有希望的發(fā)現(xiàn)表明,這種治療可能會延長特定患者的生存期。PD-1/PD-L1免疫療法阻斷可能是各種癌癥類型的下一個合理的進展;然而,還有許多因素尚待確定,包括劑量、持久性、有效性和安全性。
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