IL-8與PD-1/PD-L1在腫瘤免疫逃逸中的相關性研究進展

朱曉麗，王鑫，王淋，李云芬，聶建云*

（1.昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院/云南省腫瘤醫(yī)院 乳腺外三科，云南 昆明 650118；2.云南博亞醫(yī)院 放射治療科，云南 昆明 650299）

0 引言

隨著精準醫(yī)療理念的提出及人們對腫瘤治療后生活質(zhì)量的更高要求，免疫療法成為時下腫瘤治療中的研究熱點。免疫治療通過恢復機體免疫系統(tǒng)對癌細胞的識別及攻擊，在盡量減少機體組織細胞損傷的前提下，有效地攻擊癌細胞。程序性細胞死亡蛋白1（programmed death-1,PD-1）及其配體PD-L1是免疫應答中一個主要的負調(diào)控性位點，在腫瘤細胞免疫逃逸中發(fā)揮著重要的作用。最近研究發(fā)現(xiàn)，IL-8與腫瘤細胞免疫逃逸相關的免疫檢查點PD-L1表達有關[1]，并且在檢測了多種惡性腫瘤的IL-8水平后發(fā)現(xiàn)，高水平的IL-8往往預示著對靶向PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑（Immune checkpoint inhibitors,ICIs）治療的低反應性及較差的預后?，F(xiàn)就IL-8與PD-1/PD-L1表達的相關性及其作為ICIs治療生物標志物的潛能方面來進行綜述，旨在指出IL-8在腫瘤免疫逃逸及免疫治療中的作用及地位，為提高腫瘤ICIs治療的療效提供新的思考。

1 白細胞介素-8

白細胞介素-8（interleukin 8，IL-8）隸屬于趨化因子(chemokines) CXC-α亞家族，因此又稱為CXCL8，由單核細胞、淋巴細胞、成纖維細胞、上皮細胞等多種細胞分泌[2]。其有兩類受體，即白細胞介素-8受體α(IL8Rα,又稱CXCR1)和白細胞介素-8受體β(IL8Rβ,又稱CXCR2)[3]。當IL-8與其受體結(jié)合后，可對機體的免疫細胞白細胞產(chǎn)生趨化作用，進而參與組織損傷修復、免疫反應及炎癥反應。

在腫瘤賴以生存的環(huán)境——腫瘤微環(huán)境（Tumor microen-vironment，TME）中，IL-8也起到了重要的作用[4,5]。它由腫瘤細胞分泌，也能由TME中的成纖維細胞、腫瘤相關巨噬細胞等產(chǎn)生，并通過誘導腫瘤細胞上皮-間充質(zhì)的轉(zhuǎn)化[6]、促進腫瘤附近血管的形成、抑制腫瘤細胞凋亡、招募免疫抑制細胞[7]等方式來加速腫瘤細胞的生長增殖和增強腫瘤細胞的遷移能力[8]。

2 腫瘤免疫逃逸

2.1 腫瘤免疫逃逸機制

機體免疫系統(tǒng)正常情況下能夠識別像腫瘤細胞這樣的“異己”細胞，通過非特異性免疫或特異性免疫來識別和殺傷它們，從而達到免疫監(jiān)視的作用。而腫瘤細胞為了維持在體內(nèi)的生長增殖，就會采取一系列的措施來規(guī)避機體免疫系統(tǒng)對其造成的傷害，這一過程就稱為“腫瘤免疫逃逸”。

其機理錯綜復雜，主要涉及兩大方面：一方面，臨床腫瘤診斷的標志物--腫瘤相關抗原和主要組織相容性復合體[9]等在癌細胞表面通常呈現(xiàn)出低表達甚至是缺失，從而達到抑制免疫應答中T細胞活化的作用。其次，腫瘤細胞通過低表達正向共刺激分子和高表達負向共刺激分子來減弱第二信使對T細胞的激活[10]，從而阻斷機體免疫系統(tǒng)對癌細胞的攻擊。另一方面，癌細胞可誘導TME中各種免疫抑制因子的產(chǎn)生（TGF-β、IL-4、IL-6、IL-10等）[11]，而且在這些因子的作用下，可誘導TME產(chǎn)生具有免疫負調(diào)控作用的腫瘤相關巨噬細胞、髓源性抑制細胞、調(diào)節(jié)性T細胞[12]等來抑制機體的免疫應答。

2.2 PD-1/PD-L1介導的腫瘤免疫逃逸

在腫瘤免疫逃所涉及的機制中，表達于腫瘤細胞表面或免疫細胞表面的負向共刺激分子即所謂的免疫檢查點（checkpoint）。它是指在免疫系統(tǒng)中具有抑制作用的分子或信號通路，對免疫應答起到負調(diào)節(jié)的作用，在腫瘤中可被腫瘤細胞利用而協(xié)助其躲避機體免疫反應的殺傷[13]。免疫檢查點主要包括：協(xié)同抗原提呈細胞負向共刺激分子的細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4（CTLA-4）、隸屬于CTLA-4受體家族的程序性細胞死亡蛋白1（PD-1）及其配體（PD-L1）、表達于調(diào)節(jié)性T細胞表面對機體免疫反應起到“剎車”作用的淋巴細胞活化基因-3(LAG-3)、表達于腫瘤浸潤淋巴T細胞表面并與癌癥患者預后不良有關的免疫球蛋白黏蛋白3（TIM-3）等[14]。

PD-1及PD-L1作為機體免疫系統(tǒng)中重要的負向共刺激分子，成為近年來腫瘤免疫治療炙手可熱的靶點之一。PD-1主要表達于與免疫防御有關的輔助性T細胞和細胞毒性T細胞表面，也表達于自然殺傷細胞、巨噬細胞等免疫細胞表面，在腫瘤患者中，也能在腫瘤細胞中檢測到其表達水平[15]。值得注意的是，其有兩類配體，即PD-L1和PD-L2，兩類配體均表達于腫瘤細胞表面，并可借助于TME中的各種細胞因子來升高自身的表達水平[16]，當免疫細胞表面的PD-1與腫瘤細胞表面的配體相結(jié)合后，抑制免疫反應的信號通路被激活，免疫應答細胞無法活化、并且還會被誘導凋亡，機體免疫反應的整個過程被迫終止，腫瘤細胞就此趁機躲避機體免疫系統(tǒng)的攻擊。此外，兩類配體的不同之處在于，PD-L1不僅能與PD-1相結(jié)合，還能與活化T淋巴細胞的刺激因子CD80相結(jié)合來降低免疫應答，而且PD-L1不僅在各種癌細胞中表達，還表達于遷移至癌細胞附近并與良好預后有關的淋巴細胞--腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)表面，所以PD-1/PD-L1通路在腫瘤免疫治療中的研究價值要較高于PD-1/PD-L2。

3 IL-8與PD-1/PD-L1

3.1 IL-8與PD-1/PD-L1表達的相關性

Sun等發(fā)現(xiàn)[1]，來源于胃癌間充質(zhì)干細胞的IL-8能通過STAT3和mTOR信號通路來誘導胃癌細胞中PD-L1的表達，從而使胃癌細胞免受免疫細胞的攻擊。并且另外一項研究也指出[17]，胃癌中巨噬細胞來源的IL-8也能誘導腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）表面的PD-L1過表達。從這一角度上看，阻斷胃癌間充質(zhì)干細胞或巨噬細胞來源的IL-8可以有效加強機體免疫系統(tǒng)對胃癌細胞的殺傷作用。與此同時，PD-L1也能調(diào)控IL-8的分泌來進一步抑制腫瘤細胞免疫反應，在間變性大細胞淋巴瘤(ALCL)及B細胞激活的彌漫性大B細胞淋巴瘤(DLBCL)中表達的PD-L1能通過阻斷炎性因子IFN-g、包括IL-8在內(nèi)的多種白細胞介素、TNF-α和巨噬細胞炎性蛋白-1a的分泌來抑制非霍奇金淋巴瘤的免疫反應[18]。

除外腫瘤這種特殊疾病狀態(tài)，在一些免疫缺陷疾病中，高IL-8水平及高表達PD-L1常表現(xiàn)為伴隨狀態(tài)，HIV感染患者與健康患者相比較，PD-L1及IL-8水平升高，HBV患者也是如此[19]。并且，這種免疫抑制作用發(fā)揮的時間很早，一項研究就顯示[20]，在鼠和人蛻膜組織中檢測到的第3組天然淋巴樣細胞(Innate Lymphoid Cells，ILCs)在懷孕的頭三個月就表達PD-1、T細胞免疫球蛋白及TIM-3，其配體則由中間絨毛外滋養(yǎng)細胞表達，由此通過受體與配體相結(jié)合來調(diào)節(jié)ILCs的免疫功能。由此可見，IL-8與PD-1/PD-L1的聯(lián)系頗為緊密。

3.2 IL-8作為以PD-1/PD-L1為靶點的ICIs治療標志物的潛力

3.2.1 PD-1/PD-L1抑制劑

為了阻止checkpoint介導的腫瘤細胞免疫逃逸，ICIs治療應運而生。到目前為止，美國食品藥品監(jiān)督管理局共批準了9種針對PD-1/PD-L1的ICIs治療，以PD-1/PD-L1為靶點的有：PD-1抑制劑派姆單抗（pembrolizumab）和納武單抗(Nivolumab）,這兩種藥物在非小細胞肺癌（nonsmall cell lung cancer,NSCLC）、小細胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)、轉(zhuǎn)移性 尿路上皮癌（metastatic urothelial carcinoma,mUC）、腎細胞癌(renal cell carcinoma,RCC)、肝細胞癌（hepatocellularcarcinoma,HCC）、經(jīng)典型霍奇金淋巴瘤(classical Hodgkinlymphoma，CHL)、頭頸部鱗狀細胞癌（head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC）和黑色素瘤中都得到了廣泛應用[21-23]。以PD-L1為靶點的阿替利珠單抗（atezolizumab）[24]除了在mUC、NSCLC治療中取得良好效果，還能應用于乳腺癌患者。而且，這一類以PD-1/PD-L1為靶點的ICIs治療無論是在單藥還是與其他類別ICIs聯(lián)合使用或者與其他免疫療法相結(jié)合都能獲得良好的療效。

3.2.2 PD-1/PD-L1抑制劑治療生物標志物

盡管以PD-1/PD-L1為靶點的ICIs治療在絕大多數(shù)腫瘤患者治療中都取得喜人的效果，但是，仍有部分患者對這種治療方式反應性較差，并且ICIs的治療通常伴隨著嚴重的不良事件[25]，而且還會出現(xiàn)由影像學證實為假性進展的腫瘤增大及新病變的出現(xiàn)[26,27]?，F(xiàn)階段預測ICIs治療療效的生物標志物主要有PD-L1[28]、腫瘤基因突變負荷、基因表達譜和腫瘤浸潤淋巴細胞[29]，但是這些預測指標無論在性價比、可及性和操作性方面都存在一定的局限性。目前PD-L1是臨床實踐中唯一可用于鑒定NSCLC患者對抗PD-1治療有效的生物標志物[30]，但是在某些患者中卻出現(xiàn)了相反的情況，PD-L1水平雖高但靶向PD-1/PD-L1的治療效果卻不盡人意，并且在某些PD-L1低水平患者中這一治療并非都是無效的[22,31,32]，而且對TMB和基因表達譜等檢測的復雜性和高成本也成為了臨床應用上巨大的挑戰(zhàn)，尋找新的生物標志物成為了當下急需要解決的問題。

3.2.3 IL-8多方面監(jiān)測 PD-1/PD-L1抑制劑治療

研究顯示，在前文所提及的多種適用于PD-1/PD-L1抑制劑治療的腫瘤中，IL-8水平與治療的反應性、療效和預后有關，并且其水平還能有效反映以上多種腫瘤的腫瘤負荷改變情況[33]。

在一項NSCLC和晚期黑色素瘤患者采用抗PD-1 藥物（單藥使用或與抗CTLA-4 藥物聯(lián)合）治療的前瞻性研究中，治療前低水平的血清IL-8往往預示著對ICIs治療的良好反應以及較高的總生存時間，并且在腫瘤表現(xiàn)出進展時，IL-8水平穩(wěn)定增加預示著疾病的真實進展，而IL-8水平降低則預示著假性進展[27,33]。Oyanagi等[34]監(jiān)測了38例先前至少接受過一種無效化療方案的NSCLC患者在接受納武單抗治療期間的血清蛋白水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在50多種血清蛋白中，卵泡抑素，IL-8，IP-10和TNF-α水平在持久性臨床獲益（Distanced clinical benefit,DCB）患者中明顯降低，雖然統(tǒng)計學結(jié)果顯示只有卵泡抑素和IP-10具有統(tǒng)計學意義，但是并不排除由于小樣本量對統(tǒng)計學結(jié)果的影響。另一項研究也顯示，外周血中干擾素-γ（IFN-γ）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和和包括IL-8在內(nèi)的一組白介素（ILs）水平高的NSCLC患者在接受ICIs治療時療效往往更佳[35]。

另外，一項研究轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌和轉(zhuǎn)移性腎細胞癌患者的多個隨機試驗中顯示[36]，血漿、外周血單核細胞和腫瘤細胞中高水平的IL-8與atezolizumab治療的療效降低有關，并且基因測序得出，IL-8主要表達于循環(huán)和腫瘤內(nèi)的髓樣細胞，通過下調(diào)抗原呈遞機制來介導腫瘤細胞的免疫逃逸。也就是說，逆轉(zhuǎn)IL-8介導的髓系炎癥反應，就能夠改善mUC及轉(zhuǎn)移性腎細胞癌患者的ICIs療效。有文獻報道[37]，復發(fā)性HNSCC患者接受納武單抗治療后，其CD8 +T細胞中的PD-1表達與治療前相比降低了15倍，并且IL-8及IL-6在疾病進展時表達水平升高。而且前文所述的IL-8對腫瘤生長增殖的影響還體現(xiàn)在其與腫瘤負荷的正相關性方面，在正常細胞中，IL-8水平通常保持在較低水平，而在前面所提及的NSCLC、HCC、RCC、及黑色素瘤等多種對PD1/PD L1免疫抑制劑治療適用的腫瘤中，高水平的IL-8往往可以作為早期診斷腫瘤的標志物，并且其水平還與腫瘤負荷呈正相關，高水平的IL-8腫瘤分期往往較晚，切除腫瘤后，其水平又可迅速下降[33]。

4 展望與小結(jié)

腫瘤細胞在面對機體免疫系統(tǒng)攻擊時，不斷通過各種措施延緩、改變甚至阻止抗腫瘤的免疫反應，達到免疫逃逸效果，其中第一個也是研究得最成熟的免疫逃避機制是PD-1/PD-L1軸。而IL-8不僅在這一免疫逃逸軸中發(fā)揮著重要的促進作用，還在靶向PD-1/PD-L1的ICIs治療中表現(xiàn)出對治療反應性、療效及預后的潛在預測作用。這對今后臨床工作中的ICIs治療起到了指示性作用：靶向IL-8藥物不僅能在一定程度上直接抑制腫瘤細胞的存活及生長，還能進一步加強機體免疫反應對腫瘤的攻擊，可以達到單一靶點，雙重作用的效果。而且，其作為ICIs治療的生物標志物可識別出對治療無反應的患者，從而提示臨床醫(yī)生盡快更改治療方式，避免對患者病情的耽誤，在可適用患者的治療過程中及時并真實的反映腫瘤的進展情況，避免過早地停止治療而導致腫瘤復發(fā)及不良預后。