程序性死亡受体1在消化系统肿瘤中的研究进展△

马文娟，郭军雄，王贞香

河西学院医学院医学技术系，甘肃 张掖 734000

程序性死亡受体1（programmed cell death 1，PDCD1，也称PD-1）是50～55 kD的Ⅰ型跨膜免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）超家族糖蛋白，具有细胞外结构，与细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4）、CD28和诱导共刺激分子（inducible costimulator molecule，ICOS）的序列一致性为21%～33%，但功能和配体特异性却不同。有研究证明，PD-1主要表达于细胞表面（膜），尤其是在活化的T细胞表面表达，可抑制细胞活化、细胞因子分泌；PD-1还可表达于活化的髓系细胞表面，如单核细胞、树突状细胞和自然杀伤（natural killer，NK）细胞等；也可以在T细胞和B细胞的细胞质中表达。PD-1有两种配体，即程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）和程序性死亡受体配体2（programmed cell death 1 ligand 2，PDCD1LG2，也称PD-L2）。PD-L1可广泛表达于免疫细胞、非造血细胞（如血管内皮细胞）和各种肿瘤细胞内，

PD-L1

mRNA和PD-L1蛋白可在胎盘、脾脏、心脏、淋巴结和肝脏等正常组织和细胞中表达，但需要注意的是，正常组织中很少见组成型PD-L1蛋白。PD-1与PD-L1的相互作用可抑制T淋巴细胞存活、增殖和免疫效应，诱导抗原特异性T细胞凋亡，并促进CD4T细胞进入叉头框蛋白P3（forkhead box P3，FOXP3）调节性 T细胞中，同时抑制g干扰素（interferon-g，IFN-g）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）的产生，减少T细胞存活。组成型PD-L1可以在多种恶性肿瘤中表达上调，如肺癌、胃癌、宫颈癌、黑色素瘤等。研究显示，多数器官系统存在潜在的免疫检查点阻断抗体，可抑制免疫相关毒性靶点的作用，表明阻断PD-1和PD-L1间的相互作用与其他治疗方法具有协同作用，可能增强内源性抗肿瘤免疫能力。越来越多的证据表明，肿瘤免疫微环境在消化系统肿瘤的发生发展中必不可少。肿瘤微环境主要是由肿瘤浸润性免疫细胞（包括嗜中性粒细胞、树突状细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和淋巴细胞）发挥主要作用。因此，PD-1将肿瘤微环境的异质性特别是与之相关的免疫细胞表型作为治疗目标，可以为恶性肿瘤的治疗提供新的线索。本文对近年来PD-1在消化系统恶性肿瘤中的研究进展进行综述。

1 PD- 1与消化系统肿瘤的关系

1.1 PD- 1与肝癌

PD-1在3'-非翻译区（3'-untranslated region，3'-UTR）中的单核苷酸多态性（single nucletide polymorphism，SNP）基因已被证明与慢性乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）的易感性和相关疾病有关。慢性HBV感染患者中，T细胞PD-1表达上调已被证实与高病毒血症和T细胞功能障碍有关，因为CD4和CD8T细胞PD-1的表达情况与HBV DNA病毒载量呈正相关，且与T细胞反应强度呈负相关，HBV特异性CD8T细胞与PD-1/PD-L1相互作用，与慢性HBV感染中T细胞功能异常和衰竭有关。PD-1表达上调、临床和病毒谱的多态性，可能被用于疾病监测及对慢性HBV感染患者的预后评估。此外，PD-1通路可阻断HBV中T细胞的抗病毒反应。PD-1表达与HBV相关肝癌的严重程度有关，PD-1表达上调与HBV相关肝癌患者的预后不良和门静脉癌栓形成有关。肝癌患者外周血肿瘤细胞的

PD-1

mRNA也被上调，进一步证实了PD-1表达上调可促进HBV相关肝癌的发生。肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常见的恶性肿瘤之一，病死率居全球第二位，5年生存率为10%～20%。目前，手术和微创治疗（射频消融、经导管动脉化疗栓塞）提高了HCC患者的生存率，其中细胞因子诱导杀伤（cytokine-induced killer，CIK）疗法是最有应用前景的治疗方法之一。但CIK细胞的杀伤力不强，CIK细胞也无法持久地在体内存在，限制了CIK细胞的抗肿瘤疗效，也限制了其临床应用。有研究表明，

PD-1

敲除可以减轻PD-1的负性影响并显著增强CIK细胞的抗肿瘤疗效，且对表型没有影响，在增强CIK细胞的抗肿瘤疗效方面有潜在的应用前景。

但对于肝癌晚期患者，全身治疗仍是不可避免的。目前，索拉非尼是唯一可以有效延长肝癌患者生存期的分子靶向药物，已获得美国食品药品管理局（FDA）的批准，但索拉非尼延长晚期肝癌患者的平均生存期仅有3个月，且效率很低。经过数十年的研究，免疫疗法逐渐用于临床抗肿瘤治疗，这很大程度上是基于免疫检查点抑制剂的研究成果。PD-1/PD-L1通路阻滞剂可促进CD8T细胞增殖，同时促进肝内淋巴细胞分泌γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）和 IL-2，从而诱导肝内功能性 T细胞修复。抗PD-1抗体（如尼古单抗）甚至可以有效抑制HBV感染，更加令人惊喜的是，抗PD-1治疗晚期肝癌也安全和有效。

1.2 PD- 1与胃癌

胃癌病死率较高，多数患者首次确诊时多已处于晚期，失去了最佳的治疗时机，因此，探索提高患者生存率和免疫功能的方法至关重要，但标准治疗方案仍是化疗。由于最初化疗效果不佳，多数胃癌的治疗过程中会存在复发和全身转移风险，晚期预后也不理想，因为PD-1/PD-L1的表达及其与浸润性免疫细胞在不同微环境状态下的相关性，免疫检查点抑制剂被作为胃癌的主要治疗方法。胃癌中，PD-1/PD-L1的表达与CD8/CD68升高密切相关，尤其是在肿瘤细胞侵袭前。通过癌症基因组图谱（the Cancer Genome Atlas，TCGA）发现，胃癌细胞中T细胞和巨噬细胞高密度浸润，其中30%～50%的T细胞、70%的巨噬细胞表达PD-L1。此外，胃癌活跃的免疫微环境可明显上调PD-1/PD-L1免疫检查点蛋白的表达，这些结果可能提供有关胃癌中PD-1/PD-L1免疫治疗目标人群的准确分层信息。

胃癌传统治疗的不良反应发生率较高，如甲状腺功能低下、甲状腺功能亢进、肺炎、结肠炎、肝炎等，因此，临床应特别关注上述不良反应的发生情况，有研究发现，抗PD-1/PD-L1治疗晚期胃癌患者可以在一定程度上避免这些不良反应的发生并保证治疗的安全性。放射疗法对胃癌的治疗也至关重要，但不同分型的胃癌对放疗疗效的表现不同。在MFC小鼠模型中，放疗未能使肿瘤明显消退。放疗可激活免疫蛋白、促进干扰素反应[CXC趋化因子配体 9（C-X-C chemokine ligand 9，CXCL9）]、增强 T 细胞（CD4、CD8、IFN-γ、颗粒酶 B）浸润和功能、降低免疫抑制因子（IL-10）的表达，上调PD-1/PD-L1的表达。有研究表明，胃癌细胞可明显降低免疫细胞的抗肿瘤作用，这是因为上调PD-1/PD-L1的表达，可使该通路产生的免疫激活蛋白、干扰素等的表达上调，从而增加了免疫细胞的抗胃癌作用，使放疗结合免疫治疗成为潜在的治疗新方法，如抗PD-1抗体比单纯放疗的效果更好，同时减少了放疗剂量并减轻了放疗不良反应。放疗联合免疫疗法可以明显改善对放疗不敏感的胃癌模型的抗肿瘤活性。由此可见，放疗联合PD-L1免疫治疗成为一种有前途的抗胃癌治疗方法。

1.3 PD- 1与大肠癌

不良的饮食和生活习惯明显提高了大肠癌的发病率，有研究表明，大肠癌的晚期诊断、不良预后与肿瘤相关抗原黏蛋白1（mucin 1，MUC1）的表达上调有关，MUC1通过抑制淋巴细胞的毒性作用有效裂解T细胞增殖，有助于逃避免疫监视并促进肿瘤生长。MUC1阳性结肠癌可使骨髓源性的调节性T细胞、髓源性抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）和肿瘤相关的巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）更容易进入肿瘤组织。PD-L1在MUC1阳性结肠癌中表达上调，阻断PD-1/PD-L1信号通路可降低大肠癌调节性T细胞、MDSC和TAM的百分比，增强了T细胞的毒性并抑制肿瘤生长，延长MUC1阳性肿瘤患者的生存期。还有研究发现，以PD-L1为治疗靶点，MUC1阳性大肠癌小鼠的生长受到抑制，且接受的抗肿瘤作用比MUC1阴性小鼠更强。

根治性切除术是临床首选的大肠癌治疗方法，但术后复发率较高、生存率较低，且多数大肠癌患者确诊时均已处于晚期，不适合手术治疗。猕猴桃根多糖是中国传统中药，具有抗肿瘤作用，可阻断WNT信号通路、减少肿瘤细胞增殖并诱导其凋亡。研究表明，猕猴桃根多糖联合PD-1的抗肿瘤作用通过抑制内皮糖蛋白mRNA的表达来实现，这种联合治疗可明显抑制Ki-67、N-钙黏蛋白、Kruppel样因子 4（Kruppel like factor 4，KLF4）、八聚体结合转录因子4（octamer-binding transcription factor 4，OCT4）的表达。猕猴桃根多糖联合PD-1可使大肠癌患者脾脏明显增大、脾淋巴细胞增殖和浸润肿瘤的CD8T细胞明显增加、免疫调节细胞因子TNF-α和IFN-γ的表达明显上调，表明猕猴桃根多糖联合PD-1可通过调节激活核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、IL-12β，下调 p53、B 细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）和增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）的表达来抑制大肠癌细胞增殖并诱导其凋亡，从而抑制肿瘤组织的生长。因此，治疗大肠癌的药物可以与PD-1抑制剂结合以增加药物的抗肿瘤作用，这也是临床治疗大肠癌的新的思路。

2 小结与展望

免疫靶点在有效的抗肿瘤免疫反应中发挥着重要作用，作为一种新型调节免疫反应方法，可抑制消化道肿瘤的发生发展。因此，PD-1/PD-L1可作为消化道肿瘤治疗的新方向：①PD-L1在消化道肿瘤中的表达存在异质性，细胞免疫定位和分析具有多变性，PD-1免疫组化阳性与阴性表达的标准没有明确，表达水平的临界值也没有统一，患者分类也尚不明确。②在PD-1/PD-L1治疗对消化道肿瘤预后和预测的作用有待进一步确定，以更好地对患者进行分层并选择最可能受益于针对PD-1/PD-L1通路疗法的患者。③早期临床试验已经证实了抗PD-1/PD-L1抗体的活性，但国内外的进一步临床研究较少。目前，关于PD-1在消化道肿瘤的诊断和治疗的研究报道较少，因此，尚需对其进行更为深入的基础和临床研究。