PD-1/PD-L1抑制剂在晚期结直肠癌中应用的研究进展

彭强，李利发，周何，周彤

1 川北医学院附属医院胃肠外二科，四川南充637000；2 川北医学院肝胆胰肠研究所

近年来，结直肠癌(CRC)的发病率不断上升，其发病人群逐渐趋于年轻化[1]。目前，手术切除仍然是CRC的首选治疗方法。但CRC早期症状隐匿，大多数患者在就诊时已处于晚期，错过了最佳手术时机。而针对晚期结直肠癌(mCRC)的治疗方式主要有放疗、化疗、分子靶向治疗等[2]，但往往随着治疗日久而出现大量并发症或耐药现象。因此，探索mCRC更有效的治疗方法迫在眉睫。免疫逃逸是肿瘤的一大特征。有研究报道，通过提高免疫应答抑制肿瘤细胞免疫逃逸能够改善患者预后[3]。近年来，免疫疗法在肾细胞癌、非小细胞肺癌、黑色素瘤等实体肿瘤治疗中取得了巨大进步。细胞程序性死亡受体1(PD-1)和细胞程序性死亡受体—配体1(PD-L1)是导致肿瘤免疫逃逸的重要免疫检查点分子，阻断PD-1/PD-L1可重新激活细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。目前，PD-1/PD-L1抑制剂已经获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于治疗多种实体肿瘤。有研究认为，CRC的发生、发展与PD-1/PD-L1信号通路介导的免疫逃逸密切相关，故PD-1、PD-L1成为免疫疗法中最热门的分子靶点[4]。YU等[5]研究表明，PD-1/PD-L1抑制剂能够显著改善部分mCRC患者预后，并且PD-1/PD-L1抑制剂联合放疗、化疗或分子靶向治疗等可进一步提高治疗效果。本文结合文献就PD-1/PD-L1抑制剂在mCRC中应用的研究进展作一综述。

1 PD-1/PD-L1抑制剂概述

PD-1属于CD28家族，是一种表达于活化T细胞表面的免疫抑制性受体[5]。正常情况下，PD-1能够将抑制信号传递给活化的T细胞，通过下调酪蛋白激酶2，引起10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源物蛋白调节域磷酸化，终止磷脂酰肌醇3-激酶活性，从而抑制细胞周期蛋白依赖性激酶活性，使CD8+T细胞失去效应，同时控制T细胞表面受体表达。因此，以PD-1为靶点的免疫治疗能够在抗感染、抗肿瘤和抗自身免疫性疾病方面发挥重要作用[6]。

PD-L1是PD-1的配体，是一种大小约40 kDa的Ⅰ型跨膜蛋白，主要表达于肿瘤细胞和活化的T、B细胞以及巨噬细胞等[7]。正常情况下，PD-1/PD-L1信号通路可以诱导和维持外周组织的免疫耐受，从而防止自身免疫系统过度反应；而在肿瘤微环境中，PD-1/PD-L1信号通路则被异常活化，抑制了免疫系统对肿瘤细胞的免疫反应，从而使肿瘤细胞逃避免疫系统的攻击[8]。

2 PD-1/PD-L1抑制剂在mCRC治疗中的应用进展

随着肿瘤生物学不断发展，肿瘤免疫逃逸机制在肿瘤的发生、发展过程中备受关注。由于肿瘤细胞具有不同寻常的基因表达特征和分子标记，在机体自我保护过程中，免疫系统可识别并杀伤肿瘤细胞。但在肿瘤微环境中，T细胞通常会因过度抑制而产生免疫逃逸或免疫耐受现象，从而使肿瘤细胞逃脱免疫系统监视[9]。因此，通过抑制免疫系统中的负向调控来提高免疫应答，能够抑制肿瘤的发生、发展。与mCRC传统治疗方式相比，PD-1/PD-L1抑制剂通过提高人体自身免疫系统对肿瘤细胞的敏感性，不但能够提高自身免疫系统对肿瘤细胞的杀伤作用，而且不会对机体产生毒性作用[10]。LE等[11]研究发现，无论是在CRC中还是在非CRC中，DNA错配修复缺陷(dMMR)患者比无DNA错配修复缺陷(pMMR)患者具有更高的总体免疫应答率。类似的研究结论推动了针对dMMR或高频微卫星不稳定(MSI-H)mCRC免疫检查点治疗药物的进一步探索，其代表药物有Pembrolizumab、Nivolumab，已被批准用于PD-L1阳性mCRC的三线甚至二线治疗，并且Pembrolizumab已被纳入2017年国家综合癌症网络临床实践指南[12]。

然而，PD-1/PD-L1抑制剂对于pMMR或微卫星稳定(MSS)mCRC的治疗效果并不理想，表现出治疗无反应或反应有限，这类患者约占mCRC总数的15%，这可能与肿瘤微环境中较低的肿瘤突变负荷(TMB)有关。有研究表明，错配修复基因主要用于修复微卫星环境中插入或缺失的重复DNA片段，其主要表达产物有MLH1、MSH2、MSH6和PMS2，其功能障碍可导致高频微卫星突变的积累，称之为MSI-H，反之则称之为MSS[13]。GELSOMINO等[14]研究发现，PD-1/PD-L1抑制剂联合其他治疗方案针对pMMR/MSS的CRC患者可能会因改变肿瘤微环境而取得一定疗效，而同时针对dMMR/MSI-H的CRC患者则可能因提高TMB而提升免疫治疗效果。

3 PD-1/PD-L1抑制剂联合其他方案在mCRC治疗中的应用进展

3.1 PD-1/PD-L1抑制剂联合其他免疫检查点阻断剂 随着对肿瘤免疫调节、肿瘤微环境、TMB等机制进一步研究，学者们发现了与PD-1、PD-L1类似的分子，并称之为免疫检查点分子，如CTLA-4、TIGIT、LAG3、NKG2A、TIM-3和OX40等，其中大部分可作为免疫治疗的靶点[15]。这些分子可能在调节不同的免疫细胞浸润中发挥重要作用。根据肿瘤组织中浸润性免疫细胞的特点，采取相应的免疫检查点阻断剂治疗将会有更好的应用前景。

有研究报道，在dMMR/MSI-H的mCRC患者中，Nivolumab联合Ipilimumab比单用Nivolumab具有更高的客观缓解率[16]，提示PD-1/PD-L1抑制剂联合其他免疫检查点阻断剂可能会提高此类患者的治疗效果。BRUNET等[17]通过筛选小鼠溶瘤细胞T细胞来源的cDNA文库，发现了一种存在于活化T细胞表面的受体——CTLA-4。CTLA-4能够在T细胞活化过程中，通过与其表面受体CD28竞争性结合抗原提呈细胞上的B7配体，阻断T细胞上第二激活信号传导，从而导致T细胞失能[18]。目前，Pembrolizumab和Nivolumab单独或与CTLA-4阻断剂(如Ipilimumab)联合治疗dMMR/MSI-H的mCRC已被美国FDA批准用于临床。有研究发现，通过阻断免疫循环中CD73表达可提高PD-1抑制剂联合CTLA-4抑制剂的治疗效果，其机制可能与CD73过表达能够抑制T细胞活化有关，但相关联合方案的治疗效果有待于进一步验证[19]。

3.2 PD-1/PD-L1抑制剂联合细胞毒性药物化疗 5-氟尿嘧啶是治疗食管癌和mCRC的首选化疗药物，但随着化疗疗程增加，部分患者可出现耐药情况。VAN DER KRAAK等[20]研究发现，5-氟尿嘧啶治疗后mCRC患者产生化疗耐药的现象可能与化疗后PD-L1表达增加所致的免疫抑制有关。环磷酰胺及铂类或紫杉烷类药物能够使肿瘤微环境中调节性T细胞减少和CD8+T细胞表面受体PD-1表达增加，从而造成免疫抑制[21]。目前，美国FDA已在审查Pembrolizumab联合铂类或5-氟尿嘧啶用于转移性或复发性头颈鳞癌的一线治疗。有研究还发现，细胞毒性化疗药物可激活免疫系统，其机制可能与增强肿瘤细胞免疫原性有关[22]。针对mCRC的研究表明，奥沙利铂、5-氟尿嘧啶联合PD-1/PD-L1抑制剂可逆转pMMR/MSS的CRC免疫治疗无应答和耐药情况，这可能与联合治疗能够引起肿瘤细胞免疫原性死亡，促进CD8+T淋巴细胞抗肿瘤效应有关[23]。LIMAGNE等[24]比较了单一疗法与联合疗法对小鼠结肠癌CT26细胞(MSS和KRAS突变株)和人类MSS的CRC细胞系(KRAS野生型Caco-2、Colo-320以及KRAS突变体SW620)的影响，结果显示联合疗法具有更高的免疫原性死亡率和更低的细胞存活率。

3.3 PD-1/PD-L1抑制剂联合放疗 放疗是一种传统的肿瘤治疗手段。放疗不仅可造成局部肿瘤细胞死亡，还可引起肿瘤微环境改变，引起大量肿瘤免疫原性抗原释放，从而导致免疫原性死亡和局部免疫反应[25]。SHAVERDIAN等[26]研究发现，放疗联合PD-1抑制剂能够明显延长非小细胞肺癌患者总生存期和无疾病进展生存期，其原因可能是放疗破坏了肿瘤细胞，触发了肿瘤细胞抗原特异性免疫反应，刺激T细胞活化，而联合PD-1抑制剂能够增强抗肿瘤效应。但一项针对22例mCRC患者的研究发现，Pembrolizumab联合放疗仅有1例患者治疗有效，其余21例治疗无应答[27]。因此，需要更多研究来评估免疫治疗联合放疗对mCRC的治疗效果。

3.4 PD-1/PD-L1抑制剂联合分子靶向药物 RAS-MAPK是细胞内的重要信号通路之一，除了能促进肿瘤细胞增殖外，还能减少免疫循环中T细胞对肿瘤细胞的浸润。MEK是MAPK下游的重要效应因子，若抑制或阻断其向下传递信号，可能会增加免疫治疗效果。究其原因，MEK抑制剂阻碍了M2巨噬细胞的抗肿瘤免疫效应，从而诱导效应T细胞在肿瘤微环境聚集[28]。OX40是一种Ⅰ型跨膜糖蛋白，属于肿瘤坏死因子受体超家族成员，主要短暂表达于NK细胞、APC细胞、中性粒细胞等表面，OX40L是其唯一配体。当OX40L或OX40激动性抗体与其结合时，可提高肿瘤微环境中CD4+、CD8+T细胞的存活率，提高免疫应答水平，是目前针对晚期实体肿瘤免疫治疗的潜在靶点[29]。有研究发现，针对某些免疫原性较差的肿瘤，单用OX40激动剂效果并不理想，但当与PD-1/PD-L1抑制剂联合应用时可提高疗效。REDMOND等[30]研究发现，OX40激动剂联合CTLA-4抑制剂抑制小鼠移植瘤生长和侵袭的效果要优于单独使用OX40激动剂或CTLA-4抑制剂，其机制可能是联合治疗能够增强肿瘤微环境中CD4+、CD8+T细胞的增殖和分化能力，降低T细胞对自身抗原的耐受性。针对pMMR/MSS的CRC，PD-1/PD-L1抑制剂的治疗效果较差，而联合OX40激动剂可明显改善疗效，其原因可能是增强了活化效应T细胞的敏感性，提高了T细胞对低亲和力抗原的应答能力。

3.5 PD-1/PD-L1抑制剂联合中药治疗 近年来，中药在肿瘤治疗方面越来越受到重视，如以金线莲、姜黄素为代表的中药在肿瘤免疫治疗中取得了重要成果。金线莲是一种原产于中国台湾的兰科草本植物，主要作用是治疗蛇咬伤或外伤，同时还具有除湿解毒的功效。近年发现，金线莲还能抑制肿瘤细胞中PD-L1表达。HO等[31]用金线莲处理口腔癌SCC-25细胞后发现，SCC-25细胞PD-L1表达下降，并进一步提出了联合应用PD-1/PD-L1抑制剂的治疗方案。姜黄素是从姜科植物姜黄的根茎中提取出来的一种化学成分。在mCRC中，姜黄素可通过调节肿瘤微环境中免疫细胞功能而达到治疗肿瘤的效果。LIM等[32]研究表明，姜黄素可通过抑制肿瘤细胞内COP9信号体5表达，降低免疫循环中PD-L1表达，并且联合CTLA-4抑制剂能够明显提高免疫治疗效果。DENT等[33]进一步研究发现，姜黄素联合西地那非、PD-1抑制剂能够显著抑制CRC细胞增殖。

3.6 PD-1/PD-L1抑制剂联合肠道菌群治疗 肠道菌群可通过调节炎症反应、免疫微环境以及局部新陈代谢等维持肠道内环境稳定。肠道菌群失调可导致肠道炎症反应，而慢性肠道炎症反应是CRC发生的重要原因，其机制可能是当肠道微生物中Toll样受体受到细胞因子的刺激后，激发免疫反应而趋化淋巴细胞聚集，产生局部炎症反应，从而消除有害病原体，维持内环境稳定，但若刺激持久存在，慢性炎症反应可导致细胞异型增生，从而导致肿瘤形成[34]。CRC患者肠道菌群数量和代谢与健康人群有明显不同，并且其肿瘤组织中的微生物区系多样性降低。CHENG等[35]研究发现，肠道微生物区系类杆菌目中脆弱芽孢杆菌可增强CTLA-4抑制剂的抗肿瘤作用。PI等[36]研究表明，通过调节肠道菌群代谢可抑制PD-1/PD-L1途径的信号传递，从而降低CRC免疫逃逸的发生。GLOWACKI等[37]研究报道，PD-L1抑制剂联合共生双歧杆菌可提高免疫治疗效果。因此，PD-1/PD-L1抑制剂联合肠道菌群可能为mCRC治疗提供了一种新的思路。

目前，免疫疗法逐渐成为肿瘤治疗的研究热点，其中以PD-1/PD-L1抑制剂为代表的免疫检查点抑制剂在mCRC治疗中被认为具有巨大的潜力。PD-1/PD-L1抑制剂及其联合治疗策略能够提高mCRC的总体应答率。但目前大多数研究仍处于Ⅰ期或Ⅱ期临床试验阶段，仍需进一步研究。