PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的研究進展

丁曉敏，胡海燕

(上海交通大學附屬第六人民醫院 腫瘤內科，上海 200233)

骨肉瘤是最常見的原發性骨腫瘤，好發于青少年，其侵襲性強，易發生局部轉移和肺轉移[1]。以往，骨肉瘤的治療采用手術方式，但預后很差，五年生存率很低。現在通過手術切除、化療、靶向治療和免疫治療等多途徑聯合治療后，骨肉瘤患者的五年生存率已經提高至70%[2]，但對于早期發生肺轉移的患者，目前沒有有效的治療手段。因此，探究骨肉瘤新的治療策略非常必要。

近年來，免疫治療已經成為腫瘤治療領域的新策略。與以往直接針對腫瘤細胞的治療手段不同，免疫治療是利用人體的自身免疫系統對腫瘤細胞進行殺傷。機體免疫細胞在被激活而產生一系列免疫應答的同時還接受著各種免疫相關信號的刺激，這些正性和負性刺激信號之間能夠相互制衡。當正性刺激信號占據優勢時，T細胞就會分化增殖，免疫活性便大大提高；而當負性刺激信號占據優勢時，免疫系統則會受到抑制。腫瘤的發生便是腫瘤細胞利用多種機制抑制了機體免疫系統，發生免疫逃逸的結果[3]。PD-1是T細胞主要表達的抑制性受體，阻斷這類抑制性靶點及其通路是抗腫瘤、阻止腫瘤細胞發生免疫逃逸的一種重要的治療方法[4]。本文就PD-1及其配體PD-L1在骨肉瘤中的研究進展作一綜述。

1 PD-1/PD-L1

1.1 PD-1及其配體(PD-L1和PD-L2)PD-1是CD28超家族成員[5]，主要表達在活化的T細胞、B細胞、單核細胞、NK細胞、DC以及間充質干細胞上。除此以外，還高表達于TIL和Treg上[6]。PD-L1(B7-H1)和PD-L2(B7-DC)均是PD-1的配體，二者都是B7家族成員。PD-L1主要表達于APC、B細胞、T細胞、上皮細胞、內皮細胞和腫瘤細胞上。在機體正常組織里，PD-L1表達量較低，但在肺癌、卵巢癌等多種惡性腫瘤中表達量很高[7-9]。相對于PD-L1而言，PD-L2的表達范圍比較局限，主要在DC和單核細胞等免疫細胞上表達[10]。PD-L1是PD-1的主要配體，這意味著PD-L1在腫瘤相關免疫應答中發揮著更重要的作用，也是研究的重點對象。

1.2 PD-1/PD-L1信號通路與腫瘤PD-1作為抑制性受體，當與其配體PD-L1結合后會分泌一系列細胞因子抑制T細胞的激活、分化和增殖。在正常的生理條件下，這一信號通路可有效平衡免疫系統對抗原的免疫反應，避免免疫過激而造成機體損傷。當腫瘤發生時，腫瘤細胞會表達大量的PD-L1，同時腫瘤微環境會激活免疫細胞上的PD-1受體。此時，PD1/PD-L1這一信號通路便會抑制T細胞，幫助腫瘤細胞建立免疫耐受以逃避T細胞的攻擊，造成腫瘤細胞的免疫逃逸，這為腫瘤細胞的生長營造了有利的微環境[11-12]。

2 PD-1/PD-L1在骨肉瘤中的表達及與預后的關系

已有大量研究表明，PD-1、PD-L1的過表達與惡性黑色素瘤、非小細胞肺癌、淋巴瘤等腫瘤的進展及預后具有相關性，但關于其與骨肉瘤關系的研究卻相對較少。目前已有研究證實，骨肉瘤細胞系中PD-L1的表達量明顯高于正常細胞系[13]。Zheng等[14]對比了56例骨肉瘤患者和42例正常人外周血T細胞中PD-1的表達情況，發現骨肉瘤患者PD-1的表達量明顯高于正常人；接著，研究者又對比了38例未發生轉移的骨肉瘤患者和18例發生轉移的骨肉瘤患者外周血T細胞中PD-1的表達情況，發現發生轉移或病理性骨折的患者PD-1表達量顯著上調；此外，他們還進一步指出Ⅱ期骨肉瘤患者CD8+T細胞的PD-1上調更多，而Ⅲ期骨肉瘤患者PD-1在CD4+T細胞上表達更多。這些研究均提示，PD-1的表達失調參與了骨肉瘤的發生和進展。在另一項研究中，Shen等[15]比較了5種骨肉瘤細胞株PD-L1的表達情況，發現耐藥性更強的骨肉瘤細胞株PD-L1的表達量更高；臨床樣本的分析結果顯示，骨肉瘤患者PD-L1的表達與TIL呈正相關；PD-L1表達量低的患者，中位生存期為89個月，而高表達患者的中位生存期為28個月，這意味著PD-L1的高表達患者其預后更差。另外一項涉及413例患者的薈萃分析結果顯示，PD-1/PD-L1的過表達與骨肉瘤轉移具有明顯的相關性，并且過表達PD-1/PD-L1的患者發生死亡的風險更高，但患者的總體存活率在該研究中并未明確[16]。還有一些研究揭示，PD-L1在不同個體間呈現出顯著差異，13%的原發腫瘤、25%的復發腫瘤及48%的轉移瘤患者會不同程度地表達PD-L1，同一患者，原發灶和轉移灶中的表達差異也很明顯[17]。從這些研究結果中可以看出，PD-1和PD-L1均有望成為骨肉瘤免疫治療的重要靶點和判斷骨肉瘤轉移及預后的重要標志物。

3 PD-1/PD-L1抑制劑在骨肉瘤中的應用

3.1 PD-1和PD-L1抑制劑PD-1/PD-L1信號通路介導了腫瘤的免疫逃逸，以PD-1和PD-L1為靶點的單克隆抗體可以有效阻斷PD-1/PD-L1信號通路，促使T細胞恢復免疫活性，提高其殺傷腫瘤細胞的能力。目前經美國FDA批準上市的抗體有6種，其中帕博利珠單克隆抗體(pembrolizumab)、納武利尤單克隆抗體(nivolumab)和西米普利單克隆抗體(cemiplimab)均是PD-1單克隆抗體，阿特珠單克隆抗體(atezolizumab)、阿維魯單克隆抗體(avelumab)和度伐魯單克隆抗體(durvalumab)均是PD-L1單克隆抗體。在我國獲批上市的抗體有5種，其中包括上述的帕博利珠單克隆抗體和納武利尤單克隆抗體，以及國產PD-1抗體——特瑞普利單克隆抗體、信迪利單克隆抗體和卡瑞利珠單克隆抗體。(1)帕博利珠單克隆抗體是第1個獲美國FDA批準上市的PD-1單克隆抗體，在美國批準用于黑色素瘤、非小細胞肺癌、頭頸鱗狀細胞癌、尿路上皮癌等13種腫瘤的治療。在我國帕博利珠單克隆抗體用于治療經系統治療后的晚期黑色素瘤[18]。(2)納武利尤單克隆抗體是第1個在我國獲批上市的PD-1藥物，用于治療非小細胞肺癌，在美國批準用于治療的腫瘤包括黑色素瘤、腎癌、淋巴瘤、肝癌等[19]。(3)西米普利單克隆抗體是第1個治療晚期皮膚鱗狀細胞癌的免疫藥物，轉移性或不能接受手術治療的局部晚期皮膚鱗狀細胞癌患者均可從中獲益[20]。(4)阿特珠單克隆抗體經美國FDA批準用于治療膀胱癌、靶向藥物治療及化療失敗的非小細胞肺癌、局部晚期或轉移性尿路上皮癌等[21]。(5)阿維魯單克隆抗體用于治療12歲以上的轉移性梅克爾細胞癌以及局部晚期或轉移性尿路上皮癌[22]。(6)度伐魯單克隆抗體目前獲準用于局部晚期或轉移性尿路上皮癌的二線治療以及Ⅲ期非小細胞肺癌的維持治療[23]。(7)特瑞普利單克隆抗體是一種抗PD-1的全人源單克隆抗體，是我國批準的首個國產PD-1單克隆抗體，主要用于治療既往標準治療失敗后的局部進展或轉移性黑色素瘤。(8)信迪利單克隆抗體適用于至少經過二線系統化療的復發或難治性經典型霍奇金淋巴瘤。(9)卡瑞利珠單克隆抗體于2019年5月獲批上市，用于復發或難治性霍奇金淋巴瘤的三線治療。

3.2 PD-1和PD-L1抑制劑在骨肉瘤中的研究情況相對于惡性黑色素瘤、非小細胞肺癌而言，針對骨肉瘤單克隆抗體的臨床試驗和適應證批準相對落后。Lussier等[24]通過動物模型研究發現，PD-L1在腫瘤轉移灶中高表達，并且PD-1與PD-L1的結合會削弱CTL的功能，在用PD-L1單克隆抗體治療小鼠后，小鼠腫瘤縮小，生存期也隨之延長。在另一項用PD-1抗體納武利尤單克隆抗體治療小鼠骨肉瘤的研究中，納武利尤單克隆抗體通過增加CD4+T細胞、CD8+T細胞和肺CD8+T細胞的細胞溶解活性來抑制小鼠骨肉瘤的轉移，但納武利尤單克隆抗體對小鼠的原發灶無有效抑制[25]。

PD-1或PD-L1抑制劑的單藥治療，對于長期控制骨肉瘤進展的作用較為有限，聯合治療不失為新的選擇。Lussier等[26]又構建了骨肉瘤轉移動物模型，發現PD-L1單克隆抗體結合CTLA-4單克隆抗體可以控制一半小鼠的腫瘤生長。Shimizu等[27]在骨肉瘤小鼠模型中聯用了PD-1抗體、PD-L1抗體和OX40抗體，結果顯示聯用組小鼠的生存期明顯高于安慰劑組，并且有效抑制了肺轉移的發生。另外，Jiang等[28]研究發現，基質細胞衍生因子1(stromal cell derived factor 1，SDF-1)及趨化因子受體4(chemokine receptor 4，CXCR4)軸可促進骨髓源性抑制細胞在骨肉瘤微環境中的聚集，從而抑制CTL活性，最終削弱PD-1抗體的治療效果；接著他們在小鼠骨肉瘤模型中聯合使用了PD-1抑制劑和CXCR4抑制劑(AMD3100)，發現聯合治療組比單藥治療組更明顯地抑制了腫瘤的生長。以上研究均提示，聯合應用2種抗體抑制劑在骨肉瘤小鼠模型中顯示出良好的協同作用。

PD-1/PD-L1抑制劑對骨肉瘤的有效性在體內、外試驗中已得到驗證，目前也有幾款抑制劑被陸續投入到臨床試驗的研究中。在一項帕博利珠單克隆抗體治療晚期肉瘤的Ⅱ期臨床試驗(SARC028)中，軟組織肉瘤患者經帕博利珠單克隆抗體治療可獲得18%的客觀緩解率，其中22例骨肉瘤患者出現5%的客觀緩解率，6例維持疾病穩定[29]。另外，阿維魯單克隆抗體治療復發性骨肉瘤的Ⅱ期臨床試驗(NCT03006848)、納武利尤單克隆抗體治療進展期骨與軟組織肉瘤的Ⅰ+Ⅱ期臨床試驗(NCT03277924)以及ZKAB001治療進展期骨肉瘤的Ⅰ+Ⅱ期臨床試驗(NCT03676985)均在進行中。除了單藥治療，PD-1/PD-L1抗體聯合CTLA-4抗體、化學藥物、靶向藥物的治療也被陸續投入到臨床試驗中，其結果值得期待。

4 結語

近年來，隨著精準醫學的介入，免疫治療在腫瘤中的研究越來越多。PD-1/PD-L1已被證實與腫瘤的免疫逃逸相關，因此，針對PD-1、PD-L1等免疫關卡的抑制劑無疑會在抗腫瘤中起重要作用。目前，已有幾種PD-1及PD-L1單克隆抗體在多種實體瘤和血液腫瘤的臨床治療中取得不錯的效果。PD-1、PD-L1在骨肉瘤的病灶中也有高表達，并且與患者的預后相關，但現在針對骨肉瘤的臨床試驗較少，并且已有的效果也不如其他腫瘤顯著。一方面，需要更多的臨床試驗來驗證單克隆抗體治療骨肉瘤的有效性；另一方面，單克隆抗體之間的聯合治療、免疫治療聯合其他治療、更精準的靶點篩選及療效評估機制都有待得到更大的突破。