PD- 1/PD-L 1免疫检查点抑制剂抗肿瘤治疗现状及其疗效预测标志物的研究进展

姜玉勃，刘昱辰，黄勇，徐建明

1军事医学科学院附属医院消化肿瘤科，北京100071

2解放军第520医院特诊科，四川 绵阳6210000

近年来，靶向程序性死亡受体1（programmed cell death 1，PDCD1，也称PD-1）/程序性死亡受体配体 1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）通路的免疫检查点抑制剂成为肿瘤治疗领域的一大热点，由于其抗肿瘤的疗效持久、适用性广，目前已成为最有发展前景和治疗价值的肿瘤免疫治疗策略。PD-1/PD-L1单抗已成为包括恶性黑色素瘤、非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）、霍奇金淋巴瘤、头颈部鳞状细胞癌、肾细胞癌等在内的多种恶性肿瘤的标准治疗方法。虽然PD-1/PD-L1单抗在临床抗肿瘤应用中取得了可喜的成果，但并非所有患者均可从治疗中获益，接受免疫检查点抑制剂单药治疗的患者总体客观缓解率（objective response rate，ORR）为 20%～40%[1]，还有部分患者（9%～29%）在接受PD-1单抗治疗后出现了疾病超进展（hyperprogressive disease，HPD），即患者在接受PD-1/PD-L1单抗单药治疗后2个月内肿瘤体积增加＞50%，肿瘤生长速度是治疗前的2倍以上[2-3]。另外，PD-1/PD-L1单抗的不良反应不容忽视，有些不良反应是致命的，如免疫相关肺炎和免疫相关肝炎[4]。因此在临床应用中，也亟需探讨高敏感性和高特异性的生物标志物来预测免疫检查点抑制剂的疗效并选择潜在的临床获益人群。本文对PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂抗肿瘤治疗研究现状进行了综述，并讨论了目前PD-1/PD-L1抑制剂治疗中比较热门的生物标志物。

1 PD- 1/PD-L 1通路的免疫学机制

根据共刺激分子结构分类，PD-1/PD-L1属于免疫球蛋白超家族（immunoglobulin superfamily，ⅠgSF）中的CD28/B7家族。根据功能分类，其属于负性共刺激分子。PD-1/PD-L1通路作用的免疫学基础是T细胞活化需要“双信号”[5]。以肿瘤抗原为例，抗原呈递细胞（antigen presenting cell，APC）将肿瘤抗原以pMHC的形式呈递给T细胞，T细胞表面的T细胞受体（T cell receptor，TCR）可以特异性识别和结合抗原肽，启动T细胞激活的分子级联反应，提供T细胞活化的第一信号，即抗原特异性信号。第二信号则是共刺激信号，主要通过T细胞表面的共刺激分子和APC表面的共刺激分子受体结合来传递介导。根据共刺激分子对T细胞活化信号的调节功能，分为正性共刺激分子（如CD28、CD80、CD86、OX40、OX40L等）和负性共刺激分子[如PD-1、PD-L1、细胞毒性T细胞相关抗原-4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）、CD80、CD86、Tim-3、Galectin-9等]，这些共刺激分子也称为免疫检查点[5]。这些共刺激分子通过受体与配体相互作用的形式在免疫应答的不同阶段发挥启动、激发、增强的作用，并通过负性免疫调控信号精确调节免疫应答的程度和持续时间，避免因T细胞过度扩增而导致免疫损伤或自身免疫疾病，有利于维持免疫内环境稳态。

根据“双信号假说”，在共刺激信号和抗原特异性信号同时存在的情况下，T细胞才可被有效激活，仅有抗原特异性信号而缺失共刺激信号则会导致特异性T细胞失能。“双信号”强调了共刺激信号在T细胞活化增殖过程中的重要作用，也一定程度上解释了肿瘤免疫耐受的发生机制。

2 PD- 1/PD-L 1通路与肿瘤免疫逃逸

PD-1主要表达于活化的T细胞、B细胞及巨噬细胞表面，PD-1有两个主要配体，即PD-L1和PDL2，PD-L1主要在APC及多种组织的上皮细胞、内皮细胞表面表达，正常情况下可传递抑制性信号，防止T细胞活化，进而避免免疫损伤；PD-L2主要表达于APC细胞[6]。

根据肿瘤免疫编辑学说，免疫系统与肿瘤发生之间的博弈是一个动态的过程[5]。在肿瘤微环境诱导下，肿瘤细胞为逃避免疫攻击会通过固有机制[7]或适应性机制[8]异常表达一系列负性共刺激分子如PD-L1，与免疫细胞表面的PD-1结合，形成独特的免疫逃逸微环境，抑制抗肿瘤免疫，特别是抑制肿瘤抗原特异性T细胞增殖活化，这是肿瘤免疫逃逸的主要机制[9]。目前，在多种不同组织来源的实体瘤的肿瘤细胞中均可检测到PD-L1表达，如黑色素瘤[10-11]、肾细胞癌[12-13]、NSCLC[10]、膀胱癌[14]、乳腺癌[15]以及肝细胞癌[16]等。Konishi等[17]的研究检测到PD-L1在NSCLC中呈现高表达，并且证实PD-L1表达与NSCLC抗肿瘤免疫反应的负调控有关。Gao等[16]报道了240例肝细胞癌患者的手术标本中PD-L1和PD-L2的表达情况，结果显示PD-L1高表达患者的预后明显差于低表达患者，且肿瘤细胞PD-L1的表达是肝细胞癌患者术后复发的独立影响因素。在乳腺癌患者中，PD-L1的表达水平与肿瘤的组织学分型、雌孕激素受体表达水平显著相关，且肿瘤细胞PD-L1的表达水平与患者预后呈负相关[15]。PD-1/PD-L1通路介导的肿瘤免疫逃逸在胰腺癌中表现更为明显，在正常的腺泡细胞和导管上皮细胞中检测不到PD-L1表达或仅检测到其低表达，但在胰腺癌的肿瘤细胞中却可以检测到PD-L1高表达，且表达水平与患者预后密切相关[18]。上述研究结果证实，PD-1/PD-L1通路介导的肿瘤免疫逃逸主要是通过与PD-1相互作用诱导T细胞凋亡实现的。

3 PD- 1/PD-L 1抗体在肿瘤免疫治疗中的现状

PD-1抗体或PD-L1抗体的作用机制是通过阻断PD-1和PD-L1结合，使耗竭的T细胞重新恢复活性，从而发挥免疫杀伤作用。目前美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准的靶向PD-1/PD-L1通路的免疫检查点抑制剂主要有5种，包括2种PD-1单抗（Pembrolizumab和Nivolumab）和3种PD-L1单抗（Atezolizumab、Avelumab和Durvalumab）。目前在实体瘤研究中比较深入的为Pembrolizumab、Nivolumab和Atezolizumab，下面将主要针对这三种单抗进行阐述。

3.1 Pembrolizumab

Pembrolizumab的临床抗肿瘤疗效首先在黑色素瘤中得到验证，这是一个具有里程碑意义的探索。在PN002研究中，540例经Ⅰpilimumab治疗耐药或BRAF/MEK抑制剂治疗无效的晚期黑色素瘤患者随机接受Pembrolizumab治疗和化疗，结果显示Pembrolizumab治疗组患者的中位无进展生存期（progression free survival，PFS）明显短于化疗组，患者预后明显改善[19]。另外，在与Ⅰpililumab对比的Ⅲ期临床PN006研究中，接受Pembrolizumab治疗的两组患者PFS为5.5、4.0个月，总生存率为67%、70%，均明显优于Ⅰpililumab治疗组的2.8个月和60%[20]。Pembrolizumab首先被美国FDA批准用于治疗晚期黑色素瘤[20]。

除黑色素瘤外，在其他实体瘤的临床研究中也发现了Pembrolizumab具有较好的抗肿瘤活性。在国际大型的Ⅰ期临床KEYNOTE-001研究中，495例晚期NSCLC患者接受了Pembrolizumab治疗，总体ORR为19.4%，中位持续缓解时间为12.5个月，中位PFS为3.7个月，中位总生存期（overall survival，OS）为 12.0个月[21]。后续的 KEYNOTE-010研究中继续比较了Pembrolizumab与多西他赛二线及以上治疗PD-L1表达阳性（≥1%）的NSCLC患者的疗效。该研究纳入1034例患者，分别接受Pembrolizumab标准剂量2 mg/kg、高剂量10 mg/kg或多西他赛75 mg/m2，所有治疗方案均每3周1次。结果显示，无论是标准剂量还是高剂量，Pembrolizumab组与多西他赛组患者的总生存情况均得到了改善[22]。FDA批准Pembrolizumab用于二线及以上治疗PD-L1阳性（≥1%）的NSCLC[22]。而KEYNOTE-024研究则探讨了Pembrolizumab用于一线治疗NSCLC的可能性。该研究共纳入305例初治的PD-L1高表达（≥50%）的NSCLC患者，均无表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）和间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）基因突变，以1∶1的比例随机接受Pembrolizumab治疗或铂类为基础的化疗，结果显示，两组患者的中位PFS分别是10.3个月和6.0个月，Pembrolizumab治疗组患者6个月总生存率明显提高[23]。FDA批准Pembrolizumab用于一线治疗PD-L1高表达（≥50%）的NSCLC[23]。KEYNOTE-021研究进一步探索了在标准一线化疗（卡铂+培美曲塞）的基础上增加Pembrolizumab治疗晚期非鳞状NSCLC的疗效。该研究纳入123例患者，随机接受卡铂+培美曲塞联合或不联合Pembrolizumab治疗，ORR作为主要终点。结果显示，联合Pembrolizumab治疗组和化疗组患者的ORR分别为55%和29%（P＜0.01）；联合Pembrolizumab治疗组患者的中位PFS明显长于化疗组（13.0个月vs8.9个月），6个月无进展生存率达77%[24]。正是基于此研究数据，FDA批准Pembrolizumab联合培美曲塞/卡铂化疗方案用于一线治疗转移性非鳞状NSCLC。此外，Pembrolizumab在治疗霍奇金淋巴瘤和胃癌等其他肿瘤中也具有较好的疗效[25-26]，并已被FDA批准用于霍奇金淋巴瘤和胃癌的治疗。

Pembrolizumab抗肿瘤治疗的另一个具有里程碑意义的探索是2015年Le等[27]报道的基于错配修复（mismatch repair，MMR）状态使用Pembrolizumab治疗晚期肿瘤效果的NCT01876511研究。该研究共纳入41例患者，其中错配修复缺陷（mismatch repair deficient，dMMR）肠癌患者11例、dMMR其他肿瘤患者9例、错配修复正常（mismatch repair proficient，pMMR）肠癌患者 21例，患者均接受Pembrolizumab 10 mg/kg治疗。研究结果显示，3组患者的ORR和疾病控制率（disease control rate，DCR）：dMMR肠癌组40%和90%，dMMR其他肿瘤组71%和71%，pMMR肠癌组0和11%；dMMR肠癌组患者的中位PFS和OS均明显长于pMMR肠癌组。2017年5月，FDA批准Pembrolizumab用于治疗微卫星高度不稳定性（microsatellite instabilityhigh，MSⅠ-H）或dMMR的实体瘤，这是第一次基于特定生物标志物而非肿瘤来源的获批，是“异病同治”的重大突破。

3.2 Nivolumab

与Pembrolizumab类似，Nivolumab也首先被FDA批准用于治疗恶性黑色素瘤。在大型的Ⅲ期临床试验CheckMate066研究中，纳入了418例BRAF野生型的初治黑色素瘤患者，随机接受Nivolumab治疗或达卡巴嗪化疗，结果显示Nivolumab治疗组患者的1年总生存率明显高于达卡巴嗪化疗组患者（72.7%vs42.1%）；Nivolumab治疗组与达卡巴嗪化疗组患者的中位PFS分别为5.1个月和2.2个月，ORR分别为40.0%和13.9%[28]。另一项CheckMate037研究纳入的是既往接受过Ⅰpilimumab治疗的405例晚期黑色素瘤患者，患者随机接受Nivolumab治疗或化疗（达卡巴嗪1000 mg/m2，每3周1次；或紫杉醇175 mg/m2，每3周1次），Nivolumab治疗组患者的ORR达31.7%，是化疗组（10.0%）的3倍[29]。基于此两项临床研究的数据，Nivolumab被FDA批准用于黑色素瘤治疗。2013年，Wolchok等[30]最早报道了Nivolumab联合Ⅰpilimumab治疗晚期黑色素瘤的Ⅰ期临床研究结果，联合治疗显示出较好的抗肿瘤效果。后Postow等[31]进一步报道了Nivolumab联合Ⅰpilimumab方案对比Ⅰpilimumab单药治疗黑色素瘤的Ⅲ期临床研究结果，数据显示联合治疗组患者的ORR明显高于Ⅰpilimumab单药治疗组患者（61%vs11%）。Nivolumab联合Ⅰpilimumab被FDA批准用于不可切除性或转移性黑色素瘤患者的治疗[31]。

Nivolumab同样是NSCLC治疗的热门话题。在Nivolumab用于NSCLC治疗的探索中，Check-Mate017和CheckMate057是两项非常重要的研究。CheckMate017是一项针对一线化疗失败后的转移性鳞状NSCLC的Ⅲ期临床研究，共纳入272例NSCLC患者，随机接受Nivolumab和多西他赛治疗，主要研究终点为总生存。结果显示，Nivolumab治疗组患者的中位OS为9.2个月，多西他赛化疗组患者的中位OS为6.0个月，Nivolumab治疗组延长了约3个月；两组患者的1年生存率分别为42%和24%[32]。另一项Ⅲ期临床试验Check-Mate057研究则比较了二线采用Nivolumab或多西他赛治疗非鳞状NSCLC患者的疗效，主要研究终点仍是总生存。该研究纳入582例患者，其中292例患者接受Nivolumab治疗，290例患者接受多西他赛治疗，两组患者的中位OS分别为12.2个月和9.4个月，1年总体生存率分别为51%和39%[33]。基于这两项临床试验中Nivolumab表现出的显著的临床疗效，FDA批准了Nivolumab用于二线治疗含铂化疗方案化疗后疾病进展的转移性NSCLC患者的治疗。另外，Nivolumab联合Ⅰpilimumab在晚期NSCLC治疗中也表现出相当不错的效果，Check-Mate012研究是探索Nivolumab联合Ⅰpilimumab一线治疗NSCLC的Ⅰ期研究，该研究纳入78例NSCLC患者，ORR可达57%，且不良反应可控[34]。该探索为NSCLC的免疫检查点抑制剂联合治疗提供了一个新的方向，更大样本的Ⅲ期临床研究尚在进行。

Nivolumab除在黑色素瘤及NSCLC治疗中表现出令人满意的疗效外，其他恶性肿瘤的治疗研究数据同样精彩。在CheckMate275研究中，Nivolumab治疗晚期尿路上皮癌患者的ORR可达28.4%[35]。另一项大型的多中心Ⅲ期临床Check-Mate025研究在821例既往接受过一线治疗的晚期转移肾细胞癌患者中比较了Nivolumab与依维莫司的治疗结果，结果显示，Nivolumab治疗组患者的中位OS可达25.5个月，ORR为22%[36]。同样，在头颈部鳞状细胞癌治疗中，Nivolumab同样表现出较好的抗肿瘤疗效[37]。FDA均批准了上述肿瘤的Nivolumab治疗。

3.3 Atezolizumab

Atezolizumab是首个获批的PD-L1单抗，目前获批的适应证主要有两个，分别是铂类方案化疗后疾病进展的转移性尿路上皮细胞癌和铂类方案化疗后疾病进展的转移性NSCLC。

Atezolizumab首先在尿路上皮细胞癌治疗中表现出较好的抗肿瘤活性。Powles等[14]报道了310例局部晚期或转移性尿路上皮细胞癌患者接受Atezolizumab治疗的单臂Ⅱ期临床ⅠMvigor210研究的结果，结果显示ORR达23.5%，7%的患者达到完全缓解（complete response，CR），中位CR持续时间为14.4个月。正是基于该研究结果，FDA批准Atezolizumab用于局部晚期或转移性尿路上皮细胞癌治疗。

Atezolizumab经FDA批准的另一个适应证是NSCLC。治疗NSCLC的数据支持主要来源于POPLAR临床研究和OAK临床研究。POPLAR临床研究是一项Ⅱ期研究，比较了Atezolizumab和多西他赛二线及以上治疗NSCLC的疗效。该研究共纳入286例患者，随机接受Atezolizumab治疗或多西他赛化疗。结果显示，两组患者的中位OS分别是12.6个月和9.7个月，Atezolizumab组患者的中位OS明显长于多西他赛化疗组患者[38]。OAK临床研究是一项大型的Ⅲ期临床研究，同样比较了Atezolizumab和多西他赛治疗NSCLC的疗效。该研究招募了1225例患者，随机分配至Atezolizumab治疗组和多西他赛化疗组，接受相应治疗直至肿瘤进展。结果显示，Atezolizumab治疗组患者的中位OS明显长于多西他赛化疗组患者（13.8个月vs9.6个月）[39]。基于这两项研究数据，FDA批准Atezolizumab用于NSCLC的二线治疗。Atezolizumab用于其他实体瘤如黑色素瘤、肾细胞癌、乳腺癌等的临床研究也正在进行中。

4 PD- 1/PD-L 1抑制剂抗肿瘤治疗的生物标志物

虽然PD-1/PD-L1抑制剂在很多实体瘤中表现出理想的抗肿瘤效果，但并非所有患者均可从该治疗中获益。选择合适的生物标志物，筛选最佳的获益人群，是十分必要的。以下将介绍目前比较热门的生物标志物的研究。

4.1 PD-L 1的表达

肿瘤细胞可以通过PD-L1表达抑制细胞毒性T细胞参与的抗肿瘤免疫[40]，因此PD-L1表达是最早被认为可以预测PD-1/PD-L1抑制剂的临床生物标志物[41]。在很多肿瘤类型中，如黑色素瘤[10,19,42-43]、NSCLC[10,42]、肾细胞癌[42]、卵巢癌[44]等，均观察到PD-L1过表达与PD-1/PD-L1抑制剂疗效有显著相关性。一项针对20项临床研究共1475例NSCLC、黑色素瘤及泌尿生殖系统肿瘤患者的荟萃分析结果显示，肿瘤PD-L1表达情况与ORR显著相关，PD-L1阳性组患者的ORR为34.1%，PD-L1阴性组患者的ORR仅为19.9%；在Nivolumab和Pembrolizumab治疗的患者中，PD-L1阳性患者的ORR也明显高于PD-L1阴性患者，分别为19.5%和16.4%[45]。

Taube等[42]报道了41例晚期肿瘤患者（包括16例黑色素瘤、12例NSCLC、6例肾细胞癌、5例结直肠癌、2例前列腺癌）接受Nivolumab治疗的疗效与PD-L1表达的相关性。41例患者中肿瘤细胞PD-L1阳性表达患者23例，ORR为39%，临床获益率为48%，均明显高于PD-L1阴性表达患者的1%、1%。在Nivolumab治疗非鳞状NSCLC的Check-Mate057研究中，也观察到类似的趋势。PD-L1阳性表达患者的ORR和中位OS分别是31%和17.2个月，而PD-L1阴性表达患者仅为9%和10.4个月[33]。但是在肺鳞状细胞癌中并未发现Nivolumab的治疗效果与PD-L1表达状态有关[32]。肾细胞癌也是如此，PD-L1阳性表达≥1%的肾细胞癌患者的中位OS为21.8个月，而PD-L1阳性表达＜1%的肾细胞癌患者的OS达27.4个月[36]。上述研究结果的不一致提示以PD-L1表达作为疗效预测的生物标志物的适用性仍需进一步讨论和分析。

目前，PD-L1作为疗效预测的生物标志物主要面临如下4个挑战。

4.1.1 最佳cut off值的确定 不同临床研究报道的cut off值不一致，目前常用的cut off值主要有1%、5%、10%、25%、50%等。在最初的临床研究中，大多选择将免疫组织化学（immunohistochemistry，ⅠHC）条件下超过5%的肿瘤细胞染色定义为PD-L1阳性表达[19,46]，如在接受Nivolumab治疗的黑色素瘤患者中，以5%作为cut off值时，PD-L1阳性表达组患者的ORR为67%，PD-L1阴性表达组为19%。当cut off值为5%时，PD-L1表达与ORR显著相关，但当cut off值为1%时，未观察到PD-L1阳性表达的带来的客观缓解优势，PD-L1阳性表达组和阴性组患者ORR分别是39%和23%[19]。在Nivolumab联合Ⅰpilimumab治疗肾细胞癌患者的研究中同样发现了这种趋势，当cut off值为5%时，PD-L1阳性表达组患者的ORR为56%，明显高于PD-L1阴性表达组的25%，差异有统计学意义（P＜0.01）；但当cut off值为1%时，ORR分别为50%和55%，差异无统计学意义（P＞0.05）[46]。

但在备受关注的CheckMate026研究中，选择PD-L1阳性表达＞5%的NSCLC患者的PFS为主要研究终点的研究却以失败告终。该研究比较了NSCLC患者接受一线Nivolumab治疗与含铂双药化疗的效果，结果显示，在PD-L1阳性表达＞5%的NSCLC患者中Nivolumab治疗患者与联合治疗患者的PFS和OS均无统计学意义（P＞0.05）（PFS：4.2个月vs5.9个月；OS：14.4个月vs13.2个月）[4]。而一些其他研究则显示了1%作为临界值的合理性。CheckMate057研究选择的PD-L1表达的cut off值为1%，PD-L1阳性表达组患者有更高的ORR和OS[33]。同样的研究结论还出现在了针对Atezolizumab的POPLAR研究和OAK研究中[38-39]。而KEYNOTE-024研究则显示，对于PD-L1高表达（≥50%）的NSCLC患者，Pembrolizumab治疗可以明显改善患者的预后[23]。当然，所有种类的肿瘤临床研究采用相同的cut off值可能不合理，而且同一种类的肿瘤中肿瘤类型繁多，生物学特征各异，分别确定cut off值可能非常困难。

此外，目前ⅠHC是鉴定PD-L1表达的主要方法，但目前采用的PD-L1抗体尚未统一，常用的ⅠHC单抗主要包括兔来源单抗28-8，鼠来源单抗5H1、22C3、SP142和E1L3N等。ⅠHC使用不同的一抗会导致检测的PD-L1阳性率不同。目前，只有鼠来源的22C3获得FDA批准，用于NSCLC的辅助诊断，筛选Pembrolizumab治疗的可能获益人群。总体上，目前尚无PD-L1定量检测的金标准，规范的、普遍适用的检测方法尚需更多的临床数据分析和积累。

4.1.2 PD-L 1的表达模式PD-L1除在肿瘤细胞表面表达外，也可以在免疫细胞表面表达。在POPLAR研究和OAK研究中发现，肿瘤细胞和免疫细胞同时存在PD-L1表达，这也许可以预测PD-L1抑制剂的治疗效果[38-39]。但并非所有肿瘤的肿瘤细胞和免疫细胞均同时存在PD-L1阳性表达。在一项膀胱癌的研究中，68例膀胱癌患者仅有1例患者的肿瘤细胞和免疫细胞同时存在PD-L1阳性表达（ⅠHC评分：2～3分）[14]。那么，肿瘤细胞PD-L1表达和免疫细胞PD-L1表达哪个预测价值更大呢？目前，大多数研究显示肿瘤细胞PD-L1表达对PD-1单抗疗效的预测价值更大。但在膀胱癌组织中发现，随着肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infiltrating lymphocyte，TⅠL）中PD-L1表达水平的升高，ORR也明显 升 高（ⅠHC 3：50.0% ，ⅠHC 2：40.0% ，ⅠHC 1：13.0%，ⅠHC 0：8.3%）[14]。另外，在MSⅠ-H的结直肠癌组织中，肿瘤细胞几乎无PD-L1表达，大多数PD-L1表达存在于免疫细胞[47]。在胃癌患者的研究中同样发现，TⅠL高PD-1表达（≥10%）和高PD-L1表达（≥50%）与OS显著相关。因此，免疫细胞PD-L1表达可能也是肿瘤微环境中不能忽视的一个重要因素，其对PD-1/PD-L1抑制剂疗效的预测价值尚需进一步研究。

4.1.3 PD-L 1表达的动态性 在肿瘤细胞中PD-L1表达主要分为组成型表达和适应性表达，PD-L1表达的动态过程主要是指PD-L1的适应性表达。Taube等[48]的研究显示，在黑色素瘤组织中，原发性肿瘤PD-L1阳性表达率为100%的同时伴随至少轻度的淋巴细胞浸润，在转移灶中该比例是96%；另外，在PD-L1阳性表达肿瘤组织中，利用实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative real-time polymerase chain reaction，qRT-PCR）方法均检测到了γ-干扰素（interferon-gamma，ⅠFN-γ）的存在。这也说明活化的肿瘤抗原特异性T细胞可以通过分泌ⅠFN-γ诱导肿瘤微环境中PD-L1表达。这与食管鳞状细胞癌的研究数据一致[49]，此外，PD-L1的表达水平还受患者既往治疗（主要包括化疗、放疗）的影响[49]。靶向药物治疗同样会影响PD-L1的表达水平，这也在EGFR突变ALK阳性表达的NSCLC患者的研究中得到证实，患者接受酪氨酸激酶抑制药（tyrosine kinase inhibitor，TKⅠ）治疗前后的PD-L1表达水平也发生了变化[50]。此外，在Atezolizumab（MPDL3280A）治疗期间，连续肿瘤活检的检测结果显示，随着肿瘤长径缩小，PD-L1表达水平升高[51]。因此，考虑PD-L1表达的动态变化，单一时间点的PD-L1表达的评估可能不能预测PD-1/PD-L1抑制剂的治疗效果。

4.1.4 PD-L 1表达的异质性 不仅在原发肿瘤组织中可以检测到PD-L1表达，在转移瘤中也可以检测到PD-L1表达，但多项研究显示二者的表达水平不一致。Madore等[52]报道了58例黑色素瘤患者的共139例肿瘤组织中PD-L1表达的情况，选择cut off值为1%，原发肿瘤组织中PD-L1表达的阳性率是51%，局部转移组织中PD-L1表达的阳性率是57%，远处转移组织中PD-L1表达的阳性率是42%，一致性分析结果显示，原发肿瘤组织与局部转移组织、原发肿瘤组织与远处转移组织的PD-L1表达的阳性率无显著一致性；在24例患者中发现同一患者的原发肿瘤组织和转移组织中PD-L1表达水平不同。在一项53例肾透明细胞癌的研究中，原发肿瘤组织中PD-L1的阳性率为32%，转移灶组织中PD-L1的阳性率为23%；有11例患者的原发肿瘤组织中和转移灶组织中的PD-L1表达水平不一致[53]。在28例NSCLC的类似研究中也发现，11%的患者的原发肿瘤组织中PD-L1阴性表达，但转移灶组织中PD-L1阳性表达；12%的患者的原发肿瘤组织中PD-L1阳性表达，但转移灶组织中PD-L1阴性表达[54]。目前针对PD-L1表达的异质性机制，尚缺乏进一步的研究，但考虑PD-L1表达的异质性，单个肿瘤部位的活检可能不能准确地反映PD-L1表达的整体情况。针对该种情况，未来可以开发一种影像学扫描技术，类似用于检测神经内分泌肿瘤检查的Ga68-正电子发射断层显像术（positron emission tomography，PET）/计算机体层摄影（computerized tomography，CT），可以通过特异性结合肿瘤组织中PD-L1的放射性显影剂来明确PD-L1表达的总体水平，有助于更好地选择适用于接受PD-1/PD-L1抑制剂治疗的患者。

4.2 dMMR与MSI-H

MMR的主要功能是纠正DNA复制过程中出现的错误，确保复制过程的保真性，但在DNA甲基化或基因突变导致MMR功能异常或缺失的情况下会导致微卫星重复序列核酸数量增多或减少，该现象称为微卫星不稳定性（microsatellite instability，MSⅠ），约15%的结直肠癌经该途径发生[55]。研究显示，dMMR结直肠癌患者的体细胞突变率是pMMR结直肠癌患者的10～100倍[56]。其他肿瘤如胆管癌、胃癌、小肠癌、子宫内膜癌等实体瘤组织中也可以检测到dMMR。2015年Le等[27]报道的基于MMR状态使用Pembrolizumab治疗晚期肿瘤效果的NCT01876511研究显示，MMR状态可以预测Pembrolizumab的临床疗效。关于MSⅠ-H的结直肠癌还有一项特别著名的研究，即CheckMate142研究。该Ⅱ期研究共纳入84例转移性结直肠癌患者，评估Nivolumab单药与Nivolumab联合Ⅰpilimumab治疗的效果，主要研究终点是ORR。在MSⅠ-H结直肠癌患者中，单药治疗组和联合治疗组患者的ORR分别为25.5%和33%，而微卫星稳定性患者的ORR仅为5%[57]。基于上述研究的结果，MMR状态可能可以用于预测PD-1/PD-L1抑制剂的疗效。但在实体瘤中，MSⅠ-H患者仅为少数。2017年发表在《科学》杂志上的一项研究使用下一代测序（next-generation sequencing，NGS）法评估了 32种不同肿瘤类型的共计12 019例患者的MMR情况，结果显示，dMMR患者比例＞5%的肿瘤主要包括子宫内膜腺癌、胃癌、小肠癌、结肠癌、直肠癌、宫颈癌、前列腺癌、胆管癌、肝癌、神经内分泌肿瘤、非上皮性卵巢癌和子宫肉瘤。在这些肿瘤类型中，Ⅰ～Ⅲ期患者中dMMR患者占8%，Ⅳ期dMMR患者仅占4%[58]。潜在获益人群可能仅占肿瘤患者的小部分，仅应用MSⅠ-H筛选可能获益的患者，可能会忽略其他对PD-1/PD-L1单抗治疗敏感的患者。

4.3 TIL

研究显示，PD-L1表达与肿瘤微环境中的TⅠL存在有关[48]。肿瘤内TⅠL的存在是许多实体瘤的有利预后因素[49,59]。通过对接受Pembrolizumab治疗的晚期黑色素瘤患者治疗前和治疗期间的肿瘤活检样本检测，Tumeh等[60]的研究建立了基于CD8+T细胞浸润的PD-1单抗疗效预测模型。该研究显示，与治疗无效患者相比，治疗有效患者的肿瘤侵袭边缘有更高密度的CD8+T细胞浸润。治疗有效患者在治疗过程中的连续肿瘤活检标本检测结果显示，在肿瘤侵袭边缘和肿瘤内部CD8+T细胞数量平行增加，且肿瘤内部CD8+T细胞的增殖与肿瘤退缩直接相关，而治疗无效患者则无此现象。研究认为，肿瘤细胞PD-L1的表达水平联合TⅠL有望更有效地筛选潜在的PD-1/PD-L1单抗治疗获益人群[43,49,52]。根据PD-L1和TⅠL情况，可以将肿瘤微环境分为4种类型。Ⅰ型是PD-L1阳性和TⅠL阳性，这种类型被称为适应性抵抗，也被称为“热”肿瘤，即炎性免疫环境。该种类型在黑色素瘤中约占38%[61]，该类型的患者被认为是最可能从PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂的治疗中获益，其机制在于阻断PD-1/PD-L1信号后，可以使癌巢内预先存在的肿瘤特异性T细胞重新激活，发挥杀伤肿瘤的功能，尤其是对以高CD8+T细胞密度或强ⅠFN-γ细胞毒性T细胞为特征的肿瘤患者最有效，已在相关研究中得到证实[60,62]。Ⅱ型为PD-L1阴性和TⅠL阴性，这种类型也被称为“免疫荒漠”型，缺乏免疫反应。对于这部分患者，单药免疫检查点抑制剂治疗可能无效，可以采用联合治疗诱导免疫细胞浸润至肿瘤，但同时又要避免免疫细胞被耗竭，如Ⅰpilimumab（anti-CTLA-4）和Pembrolizumab/Nivolumab联用。Ⅰpilimumab可以诱导T细胞抗肿瘤免疫反应[63]，在其与Nivolumab联合治疗晚期黑色素瘤的研究中，ORR可达45%～50%，2年总生存率可达70%，与单药治疗相比，联合治疗明显提高了疗效[30]。Ⅲ型是PD-L1阳性和TⅠL阴性，该种类型也被称为“冷”肿瘤，形成原因可能是因为PD-L1通过致癌信号通路组成型表达而非诱导性表达于肿瘤细胞，这种肿瘤仅有PD-L1表达，而无TⅠL存在，直接应用PD-1/PD-L1抑制剂可能疗效不佳。对于该种类型的肿瘤，T细胞浸润到肿瘤微环境是发生有效的抗肿瘤应答所必须克服的关键障碍。该种类型肿瘤的治疗模式需要内源性诱导，即序贯应用化（放）疗和PD-1/PD-L1抑制剂，先通过放疗或化疗使肿瘤细胞死亡，释放肿瘤特异性抗原（tumor specific antigen，TSA）至肿瘤微环境，诱导免疫细胞浸润至肿瘤，通过招募抗肿瘤T细胞使“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤；再应用PD-1/PD-L1抑制剂，可能会产生较好的疗效[64]。Ⅳ型为PD-L1阴性和TⅠL阳性。该种类型肿瘤的微环境中无PD-L1表达，但TⅠL仍不能发挥杀伤肿瘤的作用，说明可能受其他非PD-1/PD-L1免疫检查点抑制通路的影响，该种类型肿瘤的免疫逃逸机制目前尚在探索中。

4.4 肿瘤突变负荷

肿瘤突变负荷（tumor mutation burden，TMB）涉及两个重要概念，即体细胞突变和胚系突变。TMB主要指体细胞突变，体细胞突变是获得性突变，即在诱变剂影响下发生的RNA或蛋白质突变，从而产生新抗原，被机体免疫系统识别为“非我（non-self）”，激活T细胞，产生免疫反应。TMB主要以1 Mb碱基的突变数量表示。理论上，TMB越高，可被免疫细胞识别的突变新抗原越多，越容易激活免疫反应。越来越多的证据表明，TMB可能是PD-1/PD-L1抑制剂治疗的疗效预测标志物。Rizvi等[65]发表在《科学》杂志上的一项研究显示，使用全外显子组测序（whole exome sequencing，WES），发现高突变负荷NSCLC患者更容易从PD-1单抗治疗中获益，持续临床获益患者的肿瘤样本内的中位非同义突变数量高于无获益患者（302vs148，P=0.02）。TMB较高的黑色素瘤患者接受CTLA-4单抗治疗，更容易临床获益，也已得到证实[66]。一项包括多种肿瘤类型的临床研究数据表明，接受PD-1/PD-L1抑制剂治疗的患者，ORR与TMB呈显著正相关[67]。另外，还有一项有趣的临床研究即CheckMate026研究，该研究比较了应用一线Nivolumab治疗方案与含铂双药化疗方案治疗NSCLC患者的效果，选择PD-L1阳性表达＞5%的NSCLC患者的PFS为主要研究终点，但以失败告终[4]。在2017年4月美国癌症研究协会（American Association for Cancer Research，AACR）年会上，该研究报告了采用TMB作为疗效预测标志物的回顾性分析结果，根据WES肿瘤体细胞错义突变数量将312例NSCLC患者分为3组：低TMB组（0～99）及中TMB组（100～242）205例、高TMB组（≥243）107例。分析结果显示，接受Nivolumab治疗和化疗的高TMB患者的ORR分别为48%和28%，PFS分别为9.7个月和5.8个月，高TMB组患者从Nivolumab治疗中明显获益。这说明TMB可能是独立于PD-L1表达水平的新的疗效预测因子。2017年11月，FDA批准了首个基于二代测序技术的肿瘤基因检测分析平台MSK-ⅠMPACTTM，其适用于任何肿瘤类型，可以一次性了解几百个基因的全面信息，使MSⅠ和TMB的检测简便可行，可以筛选出哪部分患者可能从免疫检查点抑制剂治疗中获益。

除上述生物标志物外，包括循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA，ctDNA）[68]、循环肿瘤细胞（circulating tumor cell，CTC）上的PD-L1表达[69]在内的其他免疫治疗的疗效标志物也在积极地探索中。

5 小结

PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂已经成为肿瘤治疗领域不可或缺的重要治疗方法，在许多实体瘤研究中均表现出持久的临床获益。但目前这种新的治疗模式仍面临许多问题，如预测疗效的高敏感性和特异性的生物标志物、最佳联合治疗模式、规范化PD-L1检测流程、量化评分指标等。相信在不远的未来，随着临床研究的不断开展和实验技术的不断完善，这些问题会相继得到解决，靶向PD-1/PD-L1免疫治疗在抗肿瘤治疗中会发挥越来越大的价值。