PD-1/PD-L1抑制劑在晚期結直腸癌中應用的研究進展

彭強，李利發，周何，周彤

1 川北醫學院附屬醫院胃腸外二科，四川南充637000；2 川北醫學院肝膽胰腸研究所

近年來，結直腸癌(CRC)的發病率不斷上升，其發病人群逐漸趨于年輕化[1]。目前，手術切除仍然是CRC的首選治療方法。但CRC早期癥狀隱匿，大多數患者在就診時已處于晚期，錯過了最佳手術時機。而針對晚期結直腸癌(mCRC)的治療方式主要有放療、化療、分子靶向治療等[2]，但往往隨著治療日久而出現大量并發癥或耐藥現象。因此，探索mCRC更有效的治療方法迫在眉睫。免疫逃逸是腫瘤的一大特征。有研究報道，通過提高免疫應答抑制腫瘤細胞免疫逃逸能夠改善患者預后[3]。近年來，免疫療法在腎細胞癌、非小細胞肺癌、黑色素瘤等實體腫瘤治療中取得了巨大進步。細胞程序性死亡受體1(PD-1)和細胞程序性死亡受體—配體1(PD-L1)是導致腫瘤免疫逃逸的重要免疫檢查點分子，阻斷PD-1/PD-L1可重新激活細胞毒性T細胞對腫瘤細胞的殺傷作用。目前，PD-1/PD-L1抑制劑已經獲得美國食品藥品監督管理局(FDA)批準用于治療多種實體腫瘤。有研究認為，CRC的發生、發展與PD-1/PD-L1信號通路介導的免疫逃逸密切相關，故PD-1、PD-L1成為免疫療法中最熱門的分子靶點[4]。YU等[5]研究表明，PD-1/PD-L1抑制劑能夠顯著改善部分mCRC患者預后，并且PD-1/PD-L1抑制劑聯合放療、化療或分子靶向治療等可進一步提高治療效果。本文結合文獻就PD-1/PD-L1抑制劑在mCRC中應用的研究進展作一綜述。

1 PD-1/PD-L1抑制劑概述

PD-1屬于CD28家族，是一種表達于活化T細胞表面的免疫抑制性受體[5]。正常情況下，PD-1能夠將抑制信號傳遞給活化的T細胞，通過下調酪蛋白激酶2，引起10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源物蛋白調節域磷酸化，終止磷脂酰肌醇3-激酶活性，從而抑制細胞周期蛋白依賴性激酶活性，使CD8+T細胞失去效應，同時控制T細胞表面受體表達。因此，以PD-1為靶點的免疫治療能夠在抗感染、抗腫瘤和抗自身免疫性疾病方面發揮重要作用[6]。

PD-L1是PD-1的配體，是一種大小約40 kDa的Ⅰ型跨膜蛋白，主要表達于腫瘤細胞和活化的T、B細胞以及巨噬細胞等[7]。正常情況下，PD-1/PD-L1信號通路可以誘導和維持外周組織的免疫耐受，從而防止自身免疫系統過度反應；而在腫瘤微環境中，PD-1/PD-L1信號通路則被異常活化，抑制了免疫系統對腫瘤細胞的免疫反應，從而使腫瘤細胞逃避免疫系統的攻擊[8]。

2 PD-1/PD-L1抑制劑在mCRC治療中的應用進展

隨著腫瘤生物學不斷發展，腫瘤免疫逃逸機制在腫瘤的發生、發展過程中備受關注。由于腫瘤細胞具有不同尋常的基因表達特征和分子標記，在機體自我保護過程中，免疫系統可識別并殺傷腫瘤細胞。但在腫瘤微環境中，T細胞通常會因過度抑制而產生免疫逃逸或免疫耐受現象，從而使腫瘤細胞逃脫免疫系統監視[9]。因此，通過抑制免疫系統中的負向調控來提高免疫應答，能夠抑制腫瘤的發生、發展。與mCRC傳統治療方式相比，PD-1/PD-L1抑制劑通過提高人體自身免疫系統對腫瘤細胞的敏感性，不但能夠提高自身免疫系統對腫瘤細胞的殺傷作用，而且不會對機體產生毒性作用[10]。LE等[11]研究發現，無論是在CRC中還是在非CRC中，DNA錯配修復缺陷(dMMR)患者比無DNA錯配修復缺陷(pMMR)患者具有更高的總體免疫應答率。類似的研究結論推動了針對dMMR或高頻微衛星不穩定(MSI-H)mCRC免疫檢查點治療藥物的進一步探索，其代表藥物有Pembrolizumab、Nivolumab，已被批準用于PD-L1陽性mCRC的三線甚至二線治療，并且Pembrolizumab已被納入2017年國家綜合癌癥網絡臨床實踐指南[12]。

然而，PD-1/PD-L1抑制劑對于pMMR或微衛星穩定(MSS)mCRC的治療效果并不理想，表現出治療無反應或反應有限，這類患者約占mCRC總數的15%，這可能與腫瘤微環境中較低的腫瘤突變負荷(TMB)有關。有研究表明，錯配修復基因主要用于修復微衛星環境中插入或缺失的重復DNA片段，其主要表達產物有MLH1、MSH2、MSH6和PMS2，其功能障礙可導致高頻微衛星突變的積累，稱之為MSI-H，反之則稱之為MSS[13]。GELSOMINO等[14]研究發現，PD-1/PD-L1抑制劑聯合其他治療方案針對pMMR/MSS的CRC患者可能會因改變腫瘤微環境而取得一定療效，而同時針對dMMR/MSI-H的CRC患者則可能因提高TMB而提升免疫治療效果。

3 PD-1/PD-L1抑制劑聯合其他方案在mCRC治療中的應用進展

3.1 PD-1/PD-L1抑制劑聯合其他免疫檢查點阻斷劑 隨著對腫瘤免疫調節、腫瘤微環境、TMB等機制進一步研究，學者們發現了與PD-1、PD-L1類似的分子，并稱之為免疫檢查點分子，如CTLA-4、TIGIT、LAG3、NKG2A、TIM-3和OX40等，其中大部分可作為免疫治療的靶點[15]。這些分子可能在調節不同的免疫細胞浸潤中發揮重要作用。根據腫瘤組織中浸潤性免疫細胞的特點，采取相應的免疫檢查點阻斷劑治療將會有更好的應用前景。

有研究報道，在dMMR/MSI-H的mCRC患者中，Nivolumab聯合Ipilimumab比單用Nivolumab具有更高的客觀緩解率[16]，提示PD-1/PD-L1抑制劑聯合其他免疫檢查點阻斷劑可能會提高此類患者的治療效果。BRUNET等[17]通過篩選小鼠溶瘤細胞T細胞來源的cDNA文庫，發現了一種存在于活化T細胞表面的受體——CTLA-4。CTLA-4能夠在T細胞活化過程中，通過與其表面受體CD28競爭性結合抗原提呈細胞上的B7配體，阻斷T細胞上第二激活信號傳導，從而導致T細胞失能[18]。目前，Pembrolizumab和Nivolumab單獨或與CTLA-4阻斷劑(如Ipilimumab)聯合治療dMMR/MSI-H的mCRC已被美國FDA批準用于臨床。有研究發現，通過阻斷免疫循環中CD73表達可提高PD-1抑制劑聯合CTLA-4抑制劑的治療效果，其機制可能與CD73過表達能夠抑制T細胞活化有關，但相關聯合方案的治療效果有待于進一步驗證[19]。

3.2 PD-1/PD-L1抑制劑聯合細胞毒性藥物化療 5-氟尿嘧啶是治療食管癌和mCRC的首選化療藥物，但隨著化療療程增加，部分患者可出現耐藥情況。VAN DER KRAAK等[20]研究發現，5-氟尿嘧啶治療后mCRC患者產生化療耐藥的現象可能與化療后PD-L1表達增加所致的免疫抑制有關。環磷酰胺及鉑類或紫杉烷類藥物能夠使腫瘤微環境中調節性T細胞減少和CD8+T細胞表面受體PD-1表達增加，從而造成免疫抑制[21]。目前，美國FDA已在審查Pembrolizumab聯合鉑類或5-氟尿嘧啶用于轉移性或復發性頭頸鱗癌的一線治療。有研究還發現，細胞毒性化療藥物可激活免疫系統，其機制可能與增強腫瘤細胞免疫原性有關[22]。針對mCRC的研究表明，奧沙利鉑、5-氟尿嘧啶聯合PD-1/PD-L1抑制劑可逆轉pMMR/MSS的CRC免疫治療無應答和耐藥情況，這可能與聯合治療能夠引起腫瘤細胞免疫原性死亡，促進CD8+T淋巴細胞抗腫瘤效應有關[23]。LIMAGNE等[24]比較了單一療法與聯合療法對小鼠結腸癌CT26細胞(MSS和KRAS突變株)和人類MSS的CRC細胞系(KRAS野生型Caco-2、Colo-320以及KRAS突變體SW620)的影響，結果顯示聯合療法具有更高的免疫原性死亡率和更低的細胞存活率。

3.3 PD-1/PD-L1抑制劑聯合放療 放療是一種傳統的腫瘤治療手段。放療不僅可造成局部腫瘤細胞死亡，還可引起腫瘤微環境改變，引起大量腫瘤免疫原性抗原釋放，從而導致免疫原性死亡和局部免疫反應[25]。SHAVERDIAN等[26]研究發現，放療聯合PD-1抑制劑能夠明顯延長非小細胞肺癌患者總生存期和無疾病進展生存期，其原因可能是放療破壞了腫瘤細胞，觸發了腫瘤細胞抗原特異性免疫反應，刺激T細胞活化，而聯合PD-1抑制劑能夠增強抗腫瘤效應。但一項針對22例mCRC患者的研究發現，Pembrolizumab聯合放療僅有1例患者治療有效，其余21例治療無應答[27]。因此，需要更多研究來評估免疫治療聯合放療對mCRC的治療效果。

3.4 PD-1/PD-L1抑制劑聯合分子靶向藥物 RAS-MAPK是細胞內的重要信號通路之一，除了能促進腫瘤細胞增殖外，還能減少免疫循環中T細胞對腫瘤細胞的浸潤。MEK是MAPK下游的重要效應因子，若抑制或阻斷其向下傳遞信號，可能會增加免疫治療效果。究其原因，MEK抑制劑阻礙了M2巨噬細胞的抗腫瘤免疫效應，從而誘導效應T細胞在腫瘤微環境聚集[28]。OX40是一種Ⅰ型跨膜糖蛋白，屬于腫瘤壞死因子受體超家族成員，主要短暫表達于NK細胞、APC細胞、中性粒細胞等表面，OX40L是其唯一配體。當OX40L或OX40激動性抗體與其結合時，可提高腫瘤微環境中CD4+、CD8+T細胞的存活率，提高免疫應答水平，是目前針對晚期實體腫瘤免疫治療的潛在靶點[29]。有研究發現，針對某些免疫原性較差的腫瘤，單用OX40激動劑效果并不理想，但當與PD-1/PD-L1抑制劑聯合應用時可提高療效。REDMOND等[30]研究發現，OX40激動劑聯合CTLA-4抑制劑抑制小鼠移植瘤生長和侵襲的效果要優于單獨使用OX40激動劑或CTLA-4抑制劑，其機制可能是聯合治療能夠增強腫瘤微環境中CD4+、CD8+T細胞的增殖和分化能力，降低T細胞對自身抗原的耐受性。針對pMMR/MSS的CRC，PD-1/PD-L1抑制劑的治療效果較差，而聯合OX40激動劑可明顯改善療效，其原因可能是增強了活化效應T細胞的敏感性，提高了T細胞對低親和力抗原的應答能力。

3.5 PD-1/PD-L1抑制劑聯合中藥治療 近年來，中藥在腫瘤治療方面越來越受到重視，如以金線蓮、姜黃素為代表的中藥在腫瘤免疫治療中取得了重要成果。金線蓮是一種原產于中國臺灣的蘭科草本植物，主要作用是治療蛇咬傷或外傷，同時還具有除濕解毒的功效。近年發現，金線蓮還能抑制腫瘤細胞中PD-L1表達。HO等[31]用金線蓮處理口腔癌SCC-25細胞后發現，SCC-25細胞PD-L1表達下降，并進一步提出了聯合應用PD-1/PD-L1抑制劑的治療方案。姜黃素是從姜科植物姜黃的根莖中提取出來的一種化學成分。在mCRC中，姜黃素可通過調節腫瘤微環境中免疫細胞功能而達到治療腫瘤的效果。LIM等[32]研究表明，姜黃素可通過抑制腫瘤細胞內COP9信號體5表達，降低免疫循環中PD-L1表達，并且聯合CTLA-4抑制劑能夠明顯提高免疫治療效果。DENT等[33]進一步研究發現，姜黃素聯合西地那非、PD-1抑制劑能夠顯著抑制CRC細胞增殖。

3.6 PD-1/PD-L1抑制劑聯合腸道菌群治療 腸道菌群可通過調節炎癥反應、免疫微環境以及局部新陳代謝等維持腸道內環境穩定。腸道菌群失調可導致腸道炎癥反應，而慢性腸道炎癥反應是CRC發生的重要原因，其機制可能是當腸道微生物中Toll樣受體受到細胞因子的刺激后，激發免疫反應而趨化淋巴細胞聚集，產生局部炎癥反應，從而消除有害病原體，維持內環境穩定，但若刺激持久存在，慢性炎癥反應可導致細胞異型增生，從而導致腫瘤形成[34]。CRC患者腸道菌群數量和代謝與健康人群有明顯不同，并且其腫瘤組織中的微生物區系多樣性降低。CHENG等[35]研究發現，腸道微生物區系類桿菌目中脆弱芽孢桿菌可增強CTLA-4抑制劑的抗腫瘤作用。PI等[36]研究表明，通過調節腸道菌群代謝可抑制PD-1/PD-L1途徑的信號傳遞，從而降低CRC免疫逃逸的發生。GLOWACKI等[37]研究報道，PD-L1抑制劑聯合共生雙歧桿菌可提高免疫治療效果。因此，PD-1/PD-L1抑制劑聯合腸道菌群可能為mCRC治療提供了一種新的思路。

目前，免疫療法逐漸成為腫瘤治療的研究熱點，其中以PD-1/PD-L1抑制劑為代表的免疫檢查點抑制劑在mCRC治療中被認為具有巨大的潛力。PD-1/PD-L1抑制劑及其聯合治療策略能夠提高mCRC的總體應答率。但目前大多數研究仍處于Ⅰ期或Ⅱ期臨床試驗階段，仍需進一步研究。