宋曉旭,趙光輝,齊衛(wèi)衛(wèi),趙淑芬,邱文生
青島大學(xué)附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科,山東 青島 266001
胃癌是消化道常見(jiàn)的惡性腫瘤之一,2018年全球有約1 033 701例新發(fā)病例,約782 685例死亡病例[1]。中國(guó)屬于胃癌高發(fā)國(guó)家,病死率居第2位,占全部腫瘤死亡患者的17.7%,患者的5年生存率約30%[2]。胃癌起病隱匿,大多數(shù)胃癌患者確診時(shí)已屬晚期。鉑類(lèi)藥物聯(lián)合氟尿嘧啶類(lèi)藥物的化療方案作為晚期胃癌的一線治療方案,盡管相較于最佳支持治療能夠延長(zhǎng)患者的生存期,但中位總生存期(overall survival,OS)仍較短[3];曲妥珠單抗已應(yīng)用于人表皮生長(zhǎng)因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)陽(yáng)性表達(dá)胃癌患者的一線治療中[4],但目前尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的靶向治療方案適用于HER2陰性表達(dá)的胃癌患者。盡管血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)靶向藥物雷莫蘆單抗(Ramucirumab)被批準(zhǔn)用于一線標(biāo)準(zhǔn)方案治療失敗的晚期胃癌患者,但患者的總生存率仍僅約20%[5-6]。晚期胃癌的治療策略有限,且患者預(yù)后較差,亟需新的、有效的治療手段。當(dāng)前,免疫檢查點(diǎn)抑制劑以其應(yīng)答持久、長(zhǎng)期生存的優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到腫瘤界學(xué)者的關(guān)注,尤其針對(duì)免疫檢查點(diǎn)程序性死亡受體1(programmed cell death 1,PDCD1,也稱(chēng) PD-1)/程序性死亡受體配體1(programmed cell death 1 ligand 1,PDCD1LG1,也稱(chēng)PD-L1)的抑制劑在肺癌、腎癌、黑色素瘤等惡性腫瘤的治療中已獲得較為明顯的臨床效應(yīng)[7],而在胃癌方面,也僅在三線治療中被證實(shí)安全、有效[8]。晚期胃癌的免疫治療起步相對(duì)較晚,免疫檢查點(diǎn)抑制劑僅被批準(zhǔn)用于胃癌三線治療,因此,完全適用于胃癌的免疫檢查點(diǎn)抑制劑仍處于不斷探索中。已有研究發(fā)現(xiàn),PD-L1高表達(dá)與胃癌免疫逃逸有關(guān),腫瘤微環(huán)境與PD-L1的相互作用能夠促進(jìn)胃癌的免疫逃逸,且越來(lái)越多針對(duì)PD-L1抑制劑的胃癌臨床前或臨床研究已相繼開(kāi)展。本文總結(jié)了PD-L1與腫瘤微環(huán)境相互作用介導(dǎo)胃癌免疫逃逸及PD-L1抑制劑在胃癌治療中應(yīng)用的研究進(jìn)展,旨在拓寬胃癌免疫治療之路,為改善晚期胃癌患者的預(yù)后提供參考。
正常免疫狀態(tài)下,免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別并清除腫瘤細(xì)胞,從而抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,但腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)免疫逃逸機(jī)制躲避免疫系統(tǒng)的識(shí)別和殺傷,進(jìn)而惡性增殖[9]。在腫瘤的發(fā)生階段,腫瘤細(xì)胞通過(guò)改變抗原表型逃避免疫監(jiān)視;在腫瘤的進(jìn)展、轉(zhuǎn)移階段,腫瘤微環(huán)境中的多種免疫抑制因子和免疫抑制細(xì)胞[如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)]發(fā)揮著抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)的作用[10]。T淋巴細(xì)胞在腫瘤免疫過(guò)程中發(fā)揮核心作用,受眾多協(xié)同刺激分子和抑制性分子共同調(diào)節(jié),這些抑制性分子即為免疫檢查點(diǎn),T淋巴細(xì)胞表面的抑制性分子主要包括細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原 4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)、PD-1等[11-12]。惡性腫瘤細(xì)胞可通過(guò)PD-1/PD-L1等通路抑制T淋巴細(xì)胞的免疫功能,以減弱免疫系統(tǒng)對(duì)其的識(shí)別作用,逃避免疫監(jiān)視,從而實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。
PD-L1是B7家族成員之一,也稱(chēng)B7-H1,即PD-1的配體[13]。PD-L1屬于I型跨膜蛋白,全長(zhǎng)共290個(gè)氨基酸,包含1個(gè)免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)Ⅴ樣區(qū)、1個(gè)IgC樣區(qū)、1個(gè)跨膜疏水區(qū)和1個(gè)由30個(gè)氨基酸組成的胞內(nèi)區(qū)。PD-L1在腫瘤浸潤(rùn)性樹(shù)突狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞中均表達(dá),提示PD-L1與腫瘤免疫關(guān)系密切[14]。PD-L1作為PD-1的主要配體,能與PD-1相互作用,在免疫應(yīng)答的負(fù)性調(diào)控方面發(fā)揮著重要作用[15]。腫瘤微環(huán)境異??烧T導(dǎo)腫瘤細(xì)胞PD-L1表達(dá),PD-L1表達(dá)的上調(diào)可受γ干擾素的調(diào)節(jié)[16]。已在細(xì)胞及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)PD-L1的高表達(dá)能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,誘導(dǎo)抗腫瘤T淋巴細(xì)胞的凋亡[17],從而實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。
研究表明,在包括惡性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎細(xì)胞癌、乳腺癌等多種惡性腫瘤患者的腫瘤組織中可以檢測(cè)到PD-L1蛋白的表達(dá),并且PD-L1在腫瘤組織的表達(dá)水平較正常組織中明顯上調(diào)[18]。在中國(guó),Ⅱ期和Ⅲ期胃癌患者中均發(fā)現(xiàn)PD-L1呈高表達(dá)[19]。Sun等[20]檢測(cè)了102例胃癌患者的胃癌組織和正常胃組織中的PD-L1表達(dá)水平,結(jié)果顯示,胃癌組織中PD-L1陽(yáng)性表達(dá)率為40%~63%,正常胃組織中卻幾乎未檢測(cè)到PD-L1的表達(dá)。Zhang等[21]對(duì)涉及1901例胃癌患者的10個(gè)臨床研究進(jìn)行薈萃分析,同樣發(fā)現(xiàn)胃癌組織中PD-L1的陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于正常胃組織,并提出PD-L1陽(yáng)性胃癌患者能夠獲得更好的免疫治療效果。由此可見(jiàn),胃癌組織中的PD-L1呈高表達(dá),可誘導(dǎo)抗腫瘤T淋巴細(xì)胞的凋亡,實(shí)現(xiàn)胃癌細(xì)胞的免疫逃逸,從而促進(jìn)胃癌的發(fā)生與發(fā)展。
腫瘤微環(huán)境是一個(gè)由腫瘤細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子等共同構(gòu)成的區(qū)域性病理環(huán)境,具有組織缺氧、酸中毒、間質(zhì)高壓等特點(diǎn),在多種惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中扮演著重要的角色[22]。其中,巨噬細(xì)胞是固有免疫系統(tǒng)中重要的組成部分[23],在缺氧、高乳酸的腫瘤微環(huán)境中,在白細(xì)胞介素-10(interleukin-10,IL-10)的誘導(dǎo)下,原始的巨噬細(xì)胞可分化形成具有獨(dú)特表型和免疫功能的巨噬細(xì)胞,即腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor associated macrophage,TAM),TAM能通過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)介導(dǎo)腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移和免疫逃逸,從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[24]。在腫瘤的的進(jìn)展、轉(zhuǎn)移階段,通過(guò)阻斷PD-1/PD-L1信號(hào)通路和抑制Treg的活性等抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)[25]。
研究顯示,腫瘤細(xì)胞外的微環(huán)境不同于正常細(xì)胞,腫瘤細(xì)胞外pH(pHe:6.5~6.9)小于腫瘤細(xì)胞內(nèi)pH(pHi:7.2~7.4),即腫瘤細(xì)胞外微環(huán)境是酸性的[26]。腫瘤細(xì)胞具有多種離子轉(zhuǎn)運(yùn)體,主要包括鈉氫交換體(Na+/H+exchanger,NHE)、空泡質(zhì)子泵(vacuolar H+-ATPase,V-ATPase)等,并通過(guò)細(xì)胞膜上大量激活的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的酸性物質(zhì)持續(xù)排至細(xì)胞外,使腫瘤細(xì)胞外微環(huán)境中異常的pH梯度得以維持[27]。同時(shí),腫瘤細(xì)胞的糖酵解過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較多的乳酸,使微環(huán)境的pH值降低,這種酸性環(huán)境可抑制效應(yīng)T細(xì)胞的應(yīng)答并干擾細(xì)胞因子的分泌[28]。腫瘤微環(huán)境中聚集了大量的抑制性免疫細(xì)胞群,包括Treg、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和細(xì)胞因子。細(xì)胞因子是免疫逃逸機(jī)制中確保腫瘤微環(huán)境免疫抑制特征的重要調(diào)節(jié)因子,不僅可直接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)或抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡,還可間接通過(guò)影響血管生成和招募免疫細(xì)胞等方式維持有利于腫瘤生長(zhǎng)的免疫抑制性腫瘤微環(huán)境[29]。有研究顯示,激活PD-1/PD-L1信號(hào)通路可間接促進(jìn)免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的形成,使腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視,而阻斷PD-1/PD-L1信號(hào)通路則可以逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境的形成,增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫能力[30]。此外,腫瘤細(xì)胞也會(huì)維持一段時(shí)間的缺氧狀態(tài),研究發(fā)現(xiàn),缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)能依賴(lài)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子A(vascular endothelial growth factor A,VEGFA)激活蛋白激酶B(protein kinase B,PKB,也稱(chēng)AKT)和胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)途徑,最終使腫瘤細(xì)胞能夠抵抗細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)對(duì)其的裂解作用[31]。腫瘤細(xì)胞中吲哚胺2,3-雙加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)含量的增加使細(xì)胞內(nèi)色氨酸更多地被代謝成犬尿氨酸代謝物,而色氨酸的缺乏和犬尿氨酸代謝物往往會(huì)終止有效的T細(xì)胞反應(yīng)。此外,線粒體活動(dòng)的減弱會(huì)減少腫瘤細(xì)胞表面主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ(major histocompatibility complexⅠ,MHCⅠ)分子的表達(dá),從而減弱腫瘤細(xì)胞向CTL的呈遞[32]。上述研究結(jié)果均表明,PD-L1可與腫瘤微環(huán)境相互作用,使胃癌細(xì)胞處于免疫抑制性的腫瘤微環(huán)境中,從而使胃癌細(xì)胞獲得免疫逃逸。
在現(xiàn)代精準(zhǔn)醫(yī)療指導(dǎo)下,阿維魯單抗(Avelumab)、度伐魯單抗(Durvalumab)和阿特朱單抗(Atezolizumab)為代表的多種PD-L1抑制劑被研發(fā),PD-L1抑制劑應(yīng)用于胃癌的相關(guān)臨床前及臨床試驗(yàn)亦隨之開(kāi)展。
阿維魯單抗是一種靶向PD-L1等IgG1型單克隆抗體,其具有潛在誘發(fā)免疫應(yīng)答從而破壞腫瘤細(xì)胞的能力。阿維魯單抗正在國(guó)際性JAVELIN臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評(píng)估,該臨床試驗(yàn)涉及16個(gè)以上腫瘤類(lèi)型,其中也包括胃癌。正在進(jìn)行的Ⅰb期JAVELIN研究(NCT01772004)[33]將阿維魯單抗用于晚期胃癌、胃食管交界癌患者的一線維持治療或二線治療,中期研究結(jié)果提示具有較高的安全性和有效性,并且提示PD-L1表達(dá)陽(yáng)性的患者臨床反應(yīng)性更好。另有兩項(xiàng)關(guān)于阿維魯單抗在晚期胃癌中的隨機(jī)Ⅲ期臨床試驗(yàn)(NCT02625623、NCT02625610)[34-35]正在進(jìn)行中。
度伐魯單抗是一種以PD-L1為靶點(diǎn)的IgG1型單克隆抗體,其與PD-L1結(jié)合后可阻止PD-L1與PD-1、CD80結(jié)合。在一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)中,包括胃癌在內(nèi)的實(shí)體瘤患者經(jīng)過(guò)12個(gè)月的度伐魯單抗治療后,初步數(shù)據(jù)顯示部分胃癌患者的客觀緩解率(objective response rate,ORR)為25%;2例經(jīng)過(guò)預(yù)處理的胃癌患者在24周內(nèi)維持疾病穩(wěn)定,中位無(wú)進(jìn)展生存期較長(zhǎng),從目前的研究結(jié)果看,PD-L1陽(yáng)性表達(dá)胃癌患者獲益更多[36]。
阿特朱單抗是一種以PD-L1為靶點(diǎn)的IgG1型人源化單克隆抗體,其與PD-L1結(jié)合后可阻止PDL1與PD-1結(jié)合,從而激發(fā)免疫應(yīng)答破壞腫瘤細(xì)胞。正在進(jìn)行中的一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)共納入171例晚期胃癌患者,患者均接受阿特珠單抗治療,目前結(jié)果顯示僅有1例患者獲得部分緩解[37]。
隨著PD-L1與腫瘤微環(huán)境相互作用可介導(dǎo)胃癌免疫逃逸的發(fā)現(xiàn),多種PD-L1抑制劑隨之研發(fā),相關(guān)臨床前或臨床試驗(yàn)亦隨之開(kāi)展,上述研究的初步結(jié)果提示PD-L1抑制劑可使胃癌患者具有較可觀的臨床效益。面對(duì)異質(zhì)性較高且腫瘤微環(huán)境復(fù)雜的胃癌,PD-L1抑制劑等免疫檢查點(diǎn)抑制劑的研究無(wú)疑為胃癌的治療提供了更加廣闊的空間,與其他治療方法相比,其具有應(yīng)答持久、不良反應(yīng)小、相對(duì)安全等優(yōu)勢(shì)。特別是隨著對(duì)PD-L1介導(dǎo)胃癌免疫逃逸機(jī)制更加深入的研究,更有價(jià)值的免疫檢查點(diǎn)以及評(píng)估胃癌患者對(duì)PD-L1抑制劑的反應(yīng)性和篩選對(duì)PD-L1抑制劑敏感的胃癌患者的可靠標(biāo)志物均有可能被發(fā)現(xiàn)。隨著PD-L1抑制劑基礎(chǔ)與臨床研究的逐漸成熟,相信PD-L1抑制劑將會(huì)被廣泛應(yīng)用于晚期胃癌的治療中,為更多晚期胃癌患者帶來(lái)更好的生存獲益。