PD-1/PD-L1在肝细胞癌中的研究进展

史明，郭利君

(1.甘肃中医药大学 临床学院，甘肃 兰州；2.甘肃省人民医院泌尿科，甘肃 兰州)

0 引言

原发性肝癌(primary liver cancer, PLC)是一组组织学特征各异、预后不良的高异质性恶性肿瘤。目前常见的肝脏肿瘤包括肝细胞癌(hepatocellularcarcinoma, HCC)、肝内胆管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,iCCA)、肝母细胞瘤、肝细胞腺瘤和小儿肿瘤，HCC是最常见的PLC，iCCA是第二常见的PLC[1,2]。HCC约占所有PLC的80%～90%[1,2]。近几十年来，HCC的发病率和死亡率一直在上升，每年约有80万新病例发生。

HCC通常是在慢性乙型肝炎病毒(HBV)或丙型肝炎病毒(HCV)感染、代谢紊乱或酒精性肝病的背景下发生，可促进肝脏T细胞衰竭的免疫抑制状态[3]。随着医药科学的进步，治疗方式的不断更新，但只有不足一半的HCC患者在早期得以诊治，后期由于严重的肝功能损坏以及全身器官的衰竭，生存率极低[4]。而HCC的发生机制错综复杂且尚不清楚，其多与肿瘤细胞的多基因突变、免疫逃逸、细胞内外改变等均有关[5-7]， 近来，随着对免疫检查点的不断认识，免疫治疗给HCC患者带来了新的曙光[8]。其中以PD-1/PD-L1免疫新疗法取得突破性进展[9,10]。打破肿瘤免疫抑制，恢复免疫系统抗肿瘤细胞以及维持正常细胞微环境的能力，疫检查点抑制剂的单一治疗、还是联合疗法，以及与局部治疗策略联合，如动脉栓塞、射频消融联合免疫检查点抑制剂，有效地延长了肿瘤进展时间及总生存期[11]。PD-1/PD-L1抑制剂治疗成为最有前景的免疫治疗方案。

1 免疫检查点及PD-1/PD-L1

免疫检查点是表达在各种免疫细胞(B细胞、T细胞、自然杀伤细胞、骨髓源性抑制细胞等)上的膜结合分子，调节免疫反应的强度，生理条件下，这些检查点起到了一种抑制的作用，阻止了T细胞的持续激活，限制对正常组织损伤[12]。在肿瘤发生时，它为T或自然杀伤细胞激活传递抑制信号，诱导肿瘤免疫耐受和维持至关重要[13]。PD-1分子于1992年Ishida等[14]在京都大学生化实验室被发现，主要表达于T淋巴细胞，也表达于单核细胞、B细胞、NK细胞、树突状细胞、调节性T细胞、以及骨髓源性抑制细胞[15]。Dong等[16]发现了PD-1的配体PD-L1，其表达会促进活化T细胞的凋亡，进而抑制体内活性肿瘤免疫。PD-L1主要表达于抗原提呈细胞、活化的T细胞、B细胞、巨噬细胞、胎盘滋养层细胞、心脏内皮细胞和胸腺皮质上皮细胞[17]，并且其表达依靠两种机制，即组成型机制和诱导机制，两者均依赖于干扰素调节因子1[18]。

2 PD-1/PD-L1介导肿瘤逃逸

PD-1/PD-L1作为一种重要的免疫负性调控因子，PD-L1表达在肿瘤细胞表面，与肿瘤微环境中浸润的T细胞表面PD-1结合，抑制肿瘤特异性T细胞活性，或灭活T细胞，阻断免疫应答，使肿瘤细胞产生免疫逃逸，以致于机体免疫功能减弱甚至不能对肿瘤细胞进行攻击和杀伤[19-21]，PD-1/PD-L1激活被认为是宿主肿瘤抗原特异性T细胞免疫逃避肿瘤的机制，其阻断剂作为一种潜在的癌症免疫治疗形式提供了理论依据[22]。PD-L1参与免疫逃避机制，在肿瘤组织中表达增加[23]。据报道，PD-L1的表达与HCC的进展和预后呈负相关，与HCC术后复发密切相关[24-26]。在HCC患者中巨噬细胞数目增加，包括一些不成熟的巨噬细胞，从而PD-L1的表达也随之上增加，增加的PD-L1会抑制T细胞的免疫功能，导致肝细胞癌患者的预后不佳[27]。此外，不成熟的树突状细胞在肿瘤组织中产生，诱导形成FcgRII(IgG-FC受体Ⅱ)低表达的活化B细胞，进而通过IL-10抑制特异性的细胞毒性T淋巴细胞在肿瘤的作用[28]，介导免疫逃逸。

3 PD-1/PD-L1分子信号通路

PD-1与配体PD-L1的结合，PD-1胞质区免疫受体酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine switch motifs，ITSM)被激活，募集含两个SH 结构的蛋白酪氨酸磷酸酶( SH2 domain-containingprotein-tyrosine phosphatase-2，SHP-2)[18]并抑制磷脂酰肌醇-3-激酶和蛋白激酶B活化，最终削弱T淋巴细胞的活化和增殖，抑制细胞因子分泌，使T淋巴细胞阻滞在 G0/G1期，阻碍其分化为浆细胞，从而引起T淋巴细胞发生凋亡，激活肿瘤细胞的免疫逃逸，诱导T淋巴细胞凋亡[18,29]，导致肿瘤的发生和发展。在炎症反应过程中，PD-1的主要作用是抑制T细胞活性并限制自身免疫，减轻T细胞对附近组织的破坏[18]。肿瘤利用PD-1对组织保护的天然生理特性，减少免疫刺激因子(如肿瘤坏死因子α、γ干扰素等)产生，促使PD-L1表达上调，以保护肿瘤自身免受免疫系统监视及杀害[18,30]，此效应称为“适应性免疫抵抗”。有多项研究证实PD-1/PD-L1信号通路与肿瘤患者不良预后有密切关联[18,31-33]。以上研究充分说明，PD-1/PD-L1信号通路与肿瘤的发生、发展及患者预后密切相关，临床上通过阻断此信号途径已经证实其作为癌症免疫疗靶点，今后有望成为具有潜力的治疗措施[18]。

4 PD-1/PD-L1在HCC中的表达及其预后的作用

PD-1/PD-L1免疫检查点是HCC逃避免疫监视的重要机制之一[34]。在针对HCC中PD-1及其配体表达情况的研究中[35]，Wang等对26例中国肝癌患者肿瘤标本进行免疫组化染色，发现PD-1多集中于免疫细胞浸润区域。PD-L1和PD-L2分散或局部地表达于24/26(92.3%)和23/26(88.5%)例标本中。法国的Calderaro等分析了217例肝癌患者PD-L1在肝癌组织中的表达与临床病理学特征和免疫组化标志物的关系。结果显示，肝癌组织中PD-L1的高表达与肿瘤侵袭性呈正相关。同时，肿瘤局部浸润的炎症细胞高表达的PD-L1与血清AFP水平、血管侵犯、分化程度成正相关。来自韩国的一项研究[26]将85例肝癌手术切除肿瘤组织中PD-L1和PD-L2的表达分别进行预后分析，二者的表达均与肝癌患者的预后成负相关。Ma等[36]在578例肝癌患者中采用原位荧光杂交法测定PD-Ls基因的改变、qPCR免疫荧光法测定PD-Ls的mRNA和蛋白水平，研究基因改变的临床相关性和预后价值，结果提示PD-L1表达的增加预示较差的生存率，与此同时，PD-1+免疫细胞的高浸润率也提示肝癌存活率低。

综上所述，PD-1/PD-L1表达增加是肝癌患者独立的危险预后因素。

目前PD-1/PD-L1、CTLA-4等免疫抑制检查点机制认识的加深，在抗PD-1/PD-L1临床试验中，肝癌患者的抗肿瘤活性有了显著提高[37]。另外，由于肝脏的特殊免疫环境以及HCC肿瘤负担与肝细胞功能不全的影响，在这种情况下，必须对这些新疗法的安全性和有效性进行适当的研究。因此，II期和III期的多项研究正在进行，包括免疫检查点抑制剂的单方治疗、不同免疫疗法的联合治疗或局部策略。5 抗PD-1/PD-L1在HCC中的应用。

如动脉化疗栓塞联合免疫检查点抑制剂[38],批准的免疫检查点抗PD-1抗体抑制剂包括nivolumab和pembrolizumab以及抗CTLA-4抗体ipilimumab。其他正在开发的药物包括tremelimumab(抗CTLA-4抗体)和durvalumab、avelumab和atezolizumab(抗PD-L1抗体)[39,40]，其中Nivolumab在晚期肝癌的临床研究中最为常见。Nivolumab是由美国百时美施贵宝(BMS)公司研发生产世界上第1个抗PD-1的全人源化IgG4型单克隆抗体，能恢复T细胞抗肿瘤免疫应答的活性[41]，在转移性黑色素瘤的两项III期临床试验中，作为单一治疗或与ipilimumab联合使用，Nivolumab改善了PFS和OS水平[42]。治疗晚期肝癌的Ⅰ/Ⅱ期临床试验(Checkmate-040)结果显示，Nivolumab在剂量递增组和剂量扩大组均显示出可管理的安全性和持久的客观反应[43]，具有20%的客观缓解率(包括2例完全缓解)和67%的疾病控制率，而且表现出一旦有效，疗效长久持续的特点，这一特征也是其他化疗和靶向药物治疗HCC所不具备而Nivolumab所独有的[44]。

5 展望

肝脏是一个单一的免疫器官，大量抗原的暴露使其具有多种免疫机制。这些机制在各种慢性肝病中破坏，导致免疫监视缺陷，导致HCC的出现。免疫能力恢复是免疫治疗反应的一个关键因素。早期抗PD-1临床试验取得了满意的结果。随着抗PD-1/PD-L1治疗在肝癌中的临床研究越来越多，其安全性和有效性已得到较为充分地证实，并表现出了疗效持久、不良反应小、耐受性良好等优势；但其在晚期肝癌治疗中的作用，特别是与其他治疗手段联用的效果还有待更多临床试验探索。值得期待的是，PD-1/PD-L1免疫治疗将会在肝癌的治疗中发挥越来越重要的作用。