程序性死亡受體1及其配體抑制劑治療骨肉瘤的研究進展

胡越皓 鮑其遠 沈宇輝 張偉濱

骨肉瘤是惡性程度極高的骨原發(fā)性腫瘤［1］，發(fā)生部位以股骨遠端及脛骨近端最為常見，其次為肱骨近端，累及骨盆和椎體者較為少見［2］。目前骨肉瘤的主要治療方案為化學治療結合保肢手術，同時結合局部放射治療及最新的靶向治療，其5年總體生存率約達60%［3］。然而出現復發(fā)及轉移的骨肉瘤患者預后較差，其5年生存率約為20%［4］。因此，尋找新的治療方法以進一步提高患者生存率是目前骨肉瘤研究的重要任務。近年，腫瘤的免疫治療引起廣泛關注。免疫治療通過激活機體內的免疫細胞來殺死腫瘤細胞，重建患者的免疫微環(huán)境，并可調節(jié)機體的免疫耐受，發(fā)揮抗腫瘤作用［5］。最受關注的免疫治療藥物是針對程序性死亡受體1（PD-1）及其配體（PD-L1）的抗體，此類免疫檢查點抑制劑已在黑色素瘤、非小細胞肺癌、腎癌等惡性腫瘤的治療中獲得顯著療效［6-8］。隨著對骨肉瘤致病機制及免疫特征研究的不斷深入，PD-1／PD-L1抑制劑成為極有前景的骨肉瘤治療藥物。在此，我們對PD-1／PD-L1抑制劑治療骨肉瘤的研究現狀進行綜述。

1 PD-1／PD-L1概述

PD-1主要表達于CD8+的T細胞、B細胞、NK細胞等免疫細胞的細胞膜［9］。PD-L1和PD-L2是PD-1結合的主要配體，較多分布于腫瘤細胞與腫瘤微環(huán)境中的腫瘤浸潤性淋巴細胞（TIL）。與PD-L2相比，PD-L1在各種腫瘤中的表達更高［10］，因此成為PD-1抑制T細胞活化與增殖的主要配體，也是臨床研究的重點。

在人體免疫應答中，T細胞正常激活需要抗原及協同刺激分子的共同作用。PD-1是一種免疫抑制性受體，它可以與協同刺激分子一起提供負性調控信號，下調活化T細胞的數量。研究表明，PD-1在未活化T細胞呈低表達，而在活化T細胞為高表達［11］。PD-1與腫瘤細胞的PD-L1結合可抑制T細胞的增殖與分化，并誘導活化T細胞轉變?yōu)闊o效應T細胞或發(fā)生凋亡，從而介導腫瘤及其微環(huán)境中的免疫耐受機制［12］。

2 骨肉瘤相關的PD-1／PD-L1研究

2.1 PD-1／PD-L1在骨肉瘤中的表達

基于骨肉瘤細胞系的研究證實，在所有常規(guī)骨肉瘤細胞系中PD-L1 m RNA的表達均高于正常細胞。通過蛋白質印跡法對PD-L1蛋白表達的進一步檢測發(fā)現，40%的骨肉瘤細胞系有PD-L1蛋白的表達［13］。另一項研究則提示，不同骨肉瘤細胞系的PD-L1表達不同，耐藥性更強的細胞系較原代細胞系的PD-L1表達更高［14］。

基于人骨肉瘤組織樣本的研究則揭示了更多PD-1／PD-L1表達與患者臨床預后的關系。近期，一項涉及8個研究共413名患者的薈萃分析研究顯示，14%～75%患者的骨肉瘤組織中表達PD-1／PD-L1。進一步分析顯示，PD-1／PD-L1過表達與患者腫瘤轉移和腫瘤死亡率成正相關，但與患者的生存時間無顯著相關性［15］。另一些研究則顯示，PD-1／PD-L1在腫瘤組織中表達越高，患者發(fā)生腫瘤轉移的概率越大，預計生存時間越短［16-17］。此外，一些研究分析了PD-1／PD-L1表達與腫瘤特性的關系。研究結果顯示，PD-L1在13%的原發(fā)性腫瘤、25%的復發(fā)性腫瘤和48%的轉移性腫瘤中表達上調，而PD-L1的表達與腫瘤微環(huán)境中T細胞浸潤程度呈正相關，PD-L1和TIL在肺轉移病灶中的表達明顯高于其在骨與軟組織中的表達［14，18］。根據這些研究結果，不少學者認為PD-1／PD-L1可能是骨肉瘤免疫治療的潛在靶點和判斷臨床預后的生物標記物。

2.2 PD-1／PD-L1抗體應用于骨肉瘤動物模型的研究

基于動物模型的研究顯示，PD-1／PD-L1抗體對骨肉瘤具有一定療效。一項應用PD-1抗體Nivolumab治療小鼠骨肉瘤的研究顯示，Nivolumab通過上調CD4+淋巴細胞和CD8+淋巴細胞，抑制骨肉瘤肺轉移發(fā)生。但研究也發(fā)現，PD-1抗體對原位腫瘤的抑制作用不夠理想［19］。Shimizu等［20］探索了聯合使用 PD-L1抗體、PD-1抗體、OX-40抗體在人源性骨肉瘤小鼠模型的治療效果，發(fā)現實驗組（聯合使用PD-L1抗體、PD-1抗體、OX-40抗體）小鼠的生存期明顯高于對照組（使用安慰劑），同時實驗組小鼠中半數無肺轉移發(fā)生。該研究者另一項實驗研究探索了手術聯合免疫檢查點抑制劑治療骨肉瘤的療效。他們先將骨肉瘤細胞系種植于小鼠皮下，于種植后11 d行手術切除腫瘤并聯合免疫治療。研究發(fā)現，實驗組小鼠未見腫瘤肺轉移且其生存期明顯高于其他對照組（單用手術切除治療或免疫檢查點抑制劑治療）［21］。這些動物實驗研究的結果提示，PD-1／PD-L1抗體具有治療骨肉瘤肺轉移的可能，有望成為治療進展期骨肉瘤的靶點藥物。

3 PD-1／PD-L1抑制劑應用于骨肉瘤的臨床研究

Paoluzzi等［22］的回顧性研究納入28例使用Nivolumab聯合帕唑帕尼治療復發(fā)轉移性或者腫瘤不可切除的骨與軟組織肉瘤患者。研究發(fā)現，完成至少4個周期免疫治療的24例患者中，3例達到部分緩解，9例維持疾病穩(wěn)定，12例則發(fā)生疾病進展，但其總臨床獲益率可達50%。一項關于PD-1抗體Pembrolizumab治療進展期骨與軟組織肉瘤的多中心Ⅱ期臨床試驗（SARC028）顯示，納入研究的22例骨肉瘤患者中，1例達客觀緩解，6例維持疾病穩(wěn)定，15例發(fā)生疾病進展；同時發(fā)現，該治療常見的3～4級不良事件是貧血、淋巴細胞計數減少和血小板減少［23］。這些臨床研究結果表明，PD-1／PD-L1抑制劑在骨肉瘤的疾病進程中具有一定治療作用。PD-1／PD-L1抗體單藥治療骨肉瘤的部分臨床試驗見表1。

4 PD-1／PD-L1抗體聯合其他方式治療骨肉瘤的研究

4.1 聯合CTLA-4抗體治療

免疫檢查點抑制劑單藥治療控制疾病進展的長期作用有限，因此在可接受的治療不良反應范圍內聯合使用其他免疫治療不失為新的治療方案。Lussier等［24］在K7M2的轉移性骨肉瘤小鼠模型上驗證了聯合免疫治療的效果，他們發(fā)現，PD-1抗體聯合CTLA-4抗體治療的絕大部分小鼠的腫瘤得到控制，其生存時間也顯著高于其他對照組（單藥治療組及安慰劑治療組）。而在一項關于Nivolumab聯合CTLA-4抗體Ipilimumab治療轉移性肉瘤的Ⅱ期臨床試驗中，研究者發(fā)現聯合用藥組中16%的患者疾病得到控制，而對照組（Nivolumab單藥治療組）中該數字為5%。進一步分析顯示，聯合用藥組患者的中位無病進展期和總生存期分別為4.1個月和14.3個月，顯著高于對照組患者（分別為1.7個月 和 10.7 個 月 ）［25］。PD-1／PD-L1 抗 體 聯 合CTLA-4抗體治療骨肉瘤的部分臨床試驗見表1。

4.2 聯合放射治療

較早的研究表明，放射治療可以下調骨肉瘤免疫抑制基因的轉錄，增加主要組織相容性復合體Ⅰ類分子的表達以及T細胞浸潤［26］，這為免疫治療聯合放射治療的應用打開了新思路。一項PD-1抗體聯合放射治療應用于骨肉瘤腦轉移的臨床前研究表明，與任一種單獨治療相比聯合治療均具有更強的腫瘤控制效果［27］。不過，關于局部放射治療聯合免疫檢查點抑制劑治療骨肉瘤的臨床試驗還有待進一步開展。

4.3 聯合化學藥物治療及抗血管生成靶向治療

抗血管生成靶向治療可以降低腫瘤的血管密度，使腫瘤血管正?；?，從而改變腫瘤的免疫微環(huán)境［28］。一項采用免疫治療聯合靶向治療的回顧性分析研究發(fā)現，28例患者中1例上頜骨骨肉瘤患者在接受Nivolumab聯合帕唑帕尼治療后疾病得到部分緩解［22］。免疫治療可以提高腫瘤對化學治療的敏感性，而化學治療可以通過增強腫瘤細胞的免疫原性，殺傷免疫抑制細胞，起到調節(jié)腫瘤免疫的作用。目前，已有數項應用PD-1／PD-L1抗體聯合化學藥物治療或抗血管生成靶向治療的骨肉瘤臨床試驗正在進行中。其中一項PD-1抗體SHR1020聯合抗血管生成靶向藥物Apatinib治療進展期骨肉瘤的Ⅱ期臨床研究的早期結果顯示，納入研究的41例患者6個月的無進展生存（PFS）率為48.8%，至末次隨訪時腫瘤客觀緩解率為22%［29］。PD-1／PD-L1抗體聯合化學治療及抗血管生成靶向治療骨肉瘤的部分臨床試驗見表1。

表1 PD-1／PD-L1抗體治療骨肉瘤的相關臨床試驗

5 免疫治療未來發(fā)展方向

骨肉瘤尤其是有轉移、復發(fā)的進展期骨肉瘤，其治療方法正在從傳統(tǒng)的手術聯合化學治療向靶向治療和免疫治療轉變［32］。隨著研究的不斷深入，學者們已發(fā)現骨肉瘤基因組具有顯著的遺傳復雜性。大多數骨肉瘤可表現為p53基因和RB基因缺失，33%的原發(fā)性骨肉瘤顯示染色體碎裂（chromothripsis）現象，50%的骨肉瘤存在染色體局部區(qū)域超突變（hyper-mutation）及kataegis突變現象［13］。這些現象表明，骨肉瘤可能是具有免疫源性的腫瘤，同時免疫逃逸可能是骨肉瘤的發(fā)病機制之一。隨著免疫治療相關臨床研究不斷進展，免疫檢查點抑制劑有望用于骨肉瘤的臨床治療。

臨床研究表明，骨肉瘤中PD-1及PD-L1的表達在時間及空間上有很大差異，且其表達與患者的臨床預后呈負相關。然而，以PD-1及PD-L1表達預測患者對治療反應敏感性的可靠程度尚不足［33］。由于骨肉瘤患者PD-1及PD-L1表達存在差異性，以標準化方法篩選能夠判斷患者預后的生物標志物也是骨肉瘤研究的新興領域。此外，隨著液體活檢等新技術的發(fā)展，使個體化用藥在骨肉瘤治療中的創(chuàng)傷性大為減少，患者能夠以最小創(chuàng)傷接受最適的免疫檢查點抑制劑治療［34］。

目前的研究表明，多免疫靶點聯合治療較免疫檢查點單藥阻斷治療的臨床療效更好。因此，采用合適的免疫檢查點聯合阻斷治療方案可將免疫不良反應控制在一定范圍，同時能進一步提高療效維持時間。一些免疫檢查點靶點，如B7-H3、NKG2D／NKG2DL已被證實在骨肉瘤免疫應答中發(fā)揮重要作用，它們可能是潛在的治療靶點［35-36］。新免疫檢查點靶點，如LAG-3、TIM3和VISTA等在黑色素瘤、乳腺癌、腎癌等惡性腫瘤治療中已展現出良好效果［37］，但這些靶點在骨肉瘤中的作用機制尚未明確，相關臨床研究數據也較少，仍需要開展進一步的臨床前研究和臨床試驗。

6 結語

有關骨肉瘤免疫治療的臨床前研究及前瞻性臨床試驗均在進行中，研究主要涉及免疫檢查點阻斷對腫瘤及腫瘤微環(huán)境調控的機制，免疫檢查點抑制劑單藥或聯合治療骨肉瘤的療效，及探索免疫相關不良反應等。從遺傳學角度來看，骨肉瘤是一組異質性較高的惡性腫瘤，準確捕獲免疫檢查點的潛在靶點及有效預測其療效的生物標志物可能是將來的研究熱點。目前，免疫治療對骨肉瘤患者的療效仍很有限，但隨著研究的不斷深入，它將可能為骨肉瘤治療帶來新突破。