徐 苗，張?zhí)煲唬锓品?/p>

(西南交通大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610031)

宮頸癌是常見(jiàn)的女性惡性腫瘤之一，調(diào)查顯示其發(fā)病率逐年攀升且發(fā)病年齡趨于年輕化，其發(fā)病率在女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中排位第2，僅次于卵巢癌。大量研究表明高危型人乳頭瘤病毒(humanpapillomavirus，HPV)持續(xù)感染與宮頸局部微環(huán)境免疫水平低下是宮頸癌發(fā)生發(fā)展的重要因素[1]。目前，已研制出二價(jià)、四價(jià)、九價(jià)HPV疫苗用于預(yù)防宮頸癌，九價(jià)HPV疫苗可針對(duì)HPV6、11、16、18、31、33、45、52、58九種亞型，但依然不能預(yù)防所有高危HPV類(lèi)型[2]。而且疫苗作用有效，僅僅能夠起到預(yù)防作用，對(duì)于已經(jīng)感染HPV病毒的患者則療效甚微。針對(duì)宮頸癌患者，傳統(tǒng)療法有較大的副作用，比如廣泛性全子宮切除術(shù)以及放療化療等，并且晚期宮頸癌患者的預(yù)后不良。因此，尋找能夠有效預(yù)防和治療宮頸癌的方法非常重要。程序性死亡受體1(programmeddeath1，PD-1)和程序性死亡配體1(PD-1ligand，PD-L1)是一對(duì)免疫抑制性共刺激分子，在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中具有重要意義[3]，多種惡性腫瘤如黑色素瘤、腎細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌、三陰性乳腺癌等癌癥中均大量表達(dá)PD-L1分子，該分子通過(guò)與腫瘤浸潤(rùn)T淋巴細(xì)胞表面的PD-1受體結(jié)合，抑制T細(xì)胞的分化和增殖，誘導(dǎo)T細(xì)胞失活或凋亡，從而使腫瘤細(xì)胞逃避宿主的抗腫瘤免疫[4]。PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑以高親和力與PD-1或PD-L1結(jié)合，阻斷PD-1與其配體PD-L1的結(jié)合來(lái)提高機(jī)體的抗腫瘤免疫能力。近年來(lái)，通過(guò)激活免疫系統(tǒng)來(lái)抗癌的免疫療法逐漸成為了科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)，PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑作為免疫檢查點(diǎn)抑制劑中的重要組成部分，已被美國(guó)FDA正式批準(zhǔn)用于非小細(xì)胞肺癌、肝癌、惡性黑色素瘤、胃癌、膀胱癌等癌癥，并取得了良好的效果。在此背景下，亦有多篇研究報(bào)道指出PD-1/PD-L1信號(hào)通路與宮頸癌發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，本文對(duì)PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑在宮頸癌治療中的研究進(jìn)行綜述。

1 PD-1/PD-L1的分子結(jié)構(gòu)與功能

程序性死亡受體1(PD-1)屬于CD28/CTLA-4受體亞家族，由日本免疫學(xué)家本庶佑于1992年在發(fā)生程序性死亡的細(xì)胞株中發(fā)現(xiàn)[5]。PD-1是一個(gè)約55kD的I型跨膜糖蛋白，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是胞外區(qū)含有一個(gè)可變區(qū)結(jié)構(gòu)，胞質(zhì)區(qū)的尾部含有兩個(gè)酪氨酸殘基[6]。PD-1主要表達(dá)于T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等免疫細(xì)胞[7]。PD-1的配體為PD-L1(B7H1)和PD-L2(B7H2)，屬于B7家族成員。其結(jié)構(gòu)與PD-1相似，含有可變區(qū)和恒定區(qū)結(jié)構(gòu)。PD-L1廣泛表達(dá)于多種惡性腫瘤細(xì)胞、淋巴組織和實(shí)體器官。

我們查閱了蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)(ProteinDataBank，PDB)中PD-1/PD-L1復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)(登錄號(hào)3BIK)，發(fā)現(xiàn)PD-1/PD-L1的分子識(shí)別主要由疏水及氫鍵作用介導(dǎo)。觀察晶體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，PD-1與PD-L1二聚體之間形成了4對(duì)氫鍵，包括PD-1的Gln75與PD-L1的Asp26、Arg125形成的3對(duì)氫鍵和PD-1的Thr76與PD-L1的Tyr123形成的1對(duì)氫鍵[8](圖1)。

2 PD-1/PD-L1信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸

圖1 人源單體PD-1與人源單體PD-L1的聚合物結(jié)構(gòu)[8]

腫瘤細(xì)胞通過(guò)多種機(jī)制來(lái)逃避免疫系統(tǒng)攻擊與監(jiān)視的過(guò)程稱(chēng)為免疫逃逸，在免疫應(yīng)答過(guò)程中，T細(xì)胞啟動(dòng)、活化需識(shí)別雙信號(hào)系統(tǒng)，第一信號(hào)來(lái)自于抗原肽-主要組織相容性復(fù)合體(majorhistocompatibilitycomplex，MHC)與T細(xì)胞表面受體(T cellantigenreceptor，TCR)的結(jié)合，第二信號(hào)由抗原遞呈細(xì)胞與T細(xì)胞表面共刺激分子相互作用而產(chǎn)生[9-10]。共刺激分子有正性分子與負(fù)性分子之分，其中PD-1/PD-L1是重要的負(fù)性共刺激分子，即免疫抑制性共刺激分子[11]。通常情況下，免疫系統(tǒng)可以識(shí)別表達(dá)PD-L1的正常人體細(xì)胞，殺傷不表達(dá)PD-L1的病毒細(xì)菌以及腫瘤細(xì)胞等抗原，然而當(dāng)腫瘤細(xì)胞大量表達(dá)PD-L1，PD-1/PD-L1信號(hào)通路持續(xù)激活時(shí)，免疫系統(tǒng)持續(xù)處于抑制狀態(tài)，可以使腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸[12]。

PD-1/PD-L1信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸的作用機(jī)制如圖2所示，首先，PD-1與配體結(jié)合將蛋白酪氨酸磷酸酶1(proteintyrosine phosphatase，SHP1)和蛋白酪氨酸磷酸酶2(proteintyrosine phosphatase，SHP2)募集到T細(xì)胞受體周?chē)种屏字＜〈?激酶-蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3 kinaseprotein kinase，PI3K-AKT)的磷酸化，從而抑制PI3K-AktmTOR途徑的激活，阻礙了活化T細(xì)胞的形成。同時(shí)，SHP1，SHP2的募集會(huì)抑制T細(xì)胞受體近端激酶的激活，阻礙Zeta鏈相關(guān)蛋白-70(ZAP-70)的磷酸化以及下游Ras-MEK-ERK途徑激活。在T細(xì)胞活化的過(guò)程中，T細(xì)胞與樹(shù)突細(xì)胞會(huì)進(jìn)行8～20 h的穩(wěn)定接觸。而這些信號(hào)通路的改變會(huì)阻斷T細(xì)胞與遞呈抗原的樹(shù)突細(xì)胞形成穩(wěn)定接觸，從而中止T細(xì)胞的激活[13]。

圖2 PD-1對(duì)T細(xì)胞中主要信號(hào)傳導(dǎo)途徑的影響[13]

3 PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑及其在宮頸癌治療中的研究進(jìn)展

3.1 PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑

PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑分為單克隆抗體和小分子抑制劑兩種類(lèi)型。目前已有5種抗體型抑制劑在歐美幾十個(gè)國(guó)家上市，包括PD-1抗體Keytruda(Pembrolizuma)、Opdivo(Nivolumab)及 PD-L1 抗 體 Tecentriq(Atezolizumab)、Bavencio(Avelumab)、Im finzi(durvalumab)，這些抑制劑被美國(guó)FDA正式批準(zhǔn)用于非小細(xì)胞肺癌、肝癌、惡性黑色素瘤、胃癌、膀胱癌等癌癥，取得了較好的療效，能夠明顯延長(zhǎng)患者的總生存期(OS)，且不良反應(yīng)相對(duì)化療藥物較小[14]。PD-1/PD-L1單抗類(lèi)藥物在晚期宮頸癌中的臨床研究也正在進(jìn)行之中，I期試驗(yàn)初步結(jié)果顯示PD-1抗體pembrolizumab在PD-L1陽(yáng)性復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性宮頸癌患者中具有良好的抗腫瘤活性。但是PD-1/PD-L1抗體類(lèi)藥物也存在部分患者不響應(yīng)的問(wèn)題，甚至出現(xiàn)小部分癌癥患者用藥后癌癥爆發(fā)性進(jìn)展的研究報(bào)道，Kato等[15]研究結(jié)果顯示MDM2/MDM4基因擴(kuò)增以及EGFR基因畸變的癌癥患者應(yīng)用PD-1/PD-L1單抗類(lèi)藥物后有更高的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生腫瘤爆發(fā)性進(jìn)展，具體原因還有待進(jìn)一步研究。同時(shí)PD-1/PD-L1單抗類(lèi)藥物也存在如研發(fā)成本昂貴，運(yùn)輸儲(chǔ)存不便以及不能口服等問(wèn)題。

與PD-1/PD-L1抗體類(lèi)藥物的快速發(fā)展相比，PD-1/PD-L1小分子抑制劑的研究進(jìn)展稍顯緩慢。分子設(shè)計(jì)的困難以及活性位點(diǎn)的位置難以確定是急需解決的問(wèn)題，現(xiàn)有報(bào)道的小分子抑制劑包括印度Aurigene公司合作開(kāi)發(fā)的擬肽類(lèi)分子以及朱毅敏團(tuán)隊(duì)鑒定的靶向PD-L1肽TPP-1等都是基于活性篩選而不是從頭合成等計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)方法得到。印度的Aurigene公司與Laboratoires Pierre Fabre的研究人員宣布共同開(kāi)發(fā)化合物AUNP-12。該化合物是首個(gè)多肽類(lèi)PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑，相比于PD-1/PD-L1抗體藥物，AUNP-12具有更短的半衰期，能顯著降低免疫相關(guān)副作用的發(fā)生率。國(guó)內(nèi)關(guān)于PD-1抑制劑的研究也取得了一定的成果。清華大學(xué)的劉磊教授及其課題組[16]通過(guò)鏡像噬菌體展示技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一組能夠特異性拮抗PD-L1的抗蛋白水解D-肽。該D肽與PD-L1親和力強(qiáng)，可以有效阻斷PD-1與PD-L1的結(jié)合，將其應(yīng)用于臨床前治療也顯示出了抑制癌癥發(fā)生發(fā)展的效果。中科院的朱毅敏團(tuán)隊(duì)[17]首次運(yùn)用細(xì)胞表面展示技術(shù)，通過(guò)對(duì)任意多肽庫(kù)和偏向多肽庫(kù)的篩選，鑒定了以高親和力與PD-L1特異性結(jié)合的靶向PD-L1肽TPP-1。經(jīng)試驗(yàn)推測(cè)TPP-1可以作為腫瘤免疫治療抗體的替代物。不過(guò)以上研究成果均需要大量臨床前試驗(yàn)和研究來(lái)檢驗(yàn)其療效，應(yīng)用于臨床治療還有很長(zhǎng)一段路要走。

3.2 PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑在宮頸癌治療中的研究現(xiàn)狀

目前宮頸癌的有效療法包括手術(shù)治療，放化療以及分子靶向治療等方法[18-19]，這些療法針對(duì)早期宮頸癌效果良好，但廣泛性子宮切除術(shù)由于手術(shù)創(chuàng)面大易發(fā)生如尿潴留，盆腔膿腫等并發(fā)癥；放化療特異性差，易產(chǎn)生惡心、嘔吐，肝腎功能損傷等毒副作用。分子靶向治療雖然增強(qiáng)了治療特異性，但靶點(diǎn)陰性的患者遠(yuǎn)期生存率依然不理想?；加袕?fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性癌癥的中晚期宮頸癌患者治療方法與選擇更加有限，據(jù)報(bào)道，使用基于順鉑的化療方案是晚期宮頸癌一線治療中最主要的選擇，盡管如此，該患者人群的中位總生存期僅略超過(guò)1年，治療給晚期宮頸癌患者帶來(lái)極大痛苦且效果不盡人意。因此，通過(guò)激活免疫系統(tǒng)來(lái)抗癌的免疫療法逐漸成為了科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。如下我們將分別從PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑在宮頸癌治療中的細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)及臨床應(yīng)用情況進(jìn)行綜述。

3.2.1 細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)進(jìn)展 Saglam等[20]通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)分型和免疫細(xì)胞亞群計(jì)數(shù)發(fā)現(xiàn)，與子宮內(nèi)膜癌和卵巢腺癌相比，宮頸癌中腫瘤浸潤(rùn)性炎癥細(xì)胞中PD-1/PD-L1的表達(dá)更高。在宮頸鱗狀細(xì)胞癌中，與腫瘤和基質(zhì)之間界面上的邊緣PD-L1表達(dá)相比，彌散性PD-L1表達(dá)是無(wú)疾病和疾病特異性存活率差的風(fēng)險(xiǎn)因素。該結(jié)論與Heeren等[21]的發(fā)現(xiàn)較為相似，說(shuō)明PD-1/PD-L1信號(hào)通路在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。Meng等[22]研究發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比，宮頸癌組織中PD-L1，PD-1更為常見(jiàn)，尤其是那些HPV被強(qiáng)烈染色的宮頸癌組織。Yang等[23]分別檢測(cè)了40名HR-HPV陰性(或HR-HPV陽(yáng)性)女性的宮頸T細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞(DCs)上PD-1和PD-L1的表達(dá)。宮頸上皮內(nèi)瘤變(CIN)等級(jí)分別為0，I和II-III，其中CIN1代表低度不典型增生，CINII代表中度不典型增生，CINIII代表高度不典型增生和原位癌。結(jié)果顯示PD-1和PD-L1在宮頸T細(xì)胞和DC上的表達(dá)與HR-HPV陽(yáng)性相關(guān)，并且隨著PD-1和PD-L1表達(dá)增加CIN等級(jí)隨之增加。上述宮頸癌細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)均說(shuō)明PD-1/PD-L1信號(hào)通路與宮頸癌之間有著密不可分的關(guān)系，PD-1/PD-L1信號(hào)通路的上調(diào)可能促進(jìn)CIN及宮頸癌的進(jìn)展。

3.2.2 動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)進(jìn)展 HPV致癌基因E7對(duì)于宮頸癌細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化和維持至關(guān)重要，是疫苗開(kāi)發(fā)的理想腫瘤特異性抗原。然而，由于E7蛋白的免疫原性差，治療性E7疫苗普遍效果不佳。Liu等[24]使用靶向HPV16E7的新型樹(shù)突細(xì)胞合成疫苗與PD-1/PD-L1通路抑制劑聯(lián)合在小鼠中引發(fā)治療性抗腫瘤免疫，有效改善了E7疫苗的治療效果。與Liu的研究結(jié)果相似，Moeini等[25]使用HPV16E7疫苗與次級(jí)淋巴組織趨化因子(SLC，也稱(chēng)為CCL21佐劑)和PD-1抑制劑聯(lián)合應(yīng)用于小鼠宮頸癌模型中，可大大增強(qiáng)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生和淋巴細(xì)胞增殖速度，并抑制腫瘤的進(jìn)展。魏潔等[26]應(yīng)用PD-1抗體阻斷PD-1/PD-L1信號(hào)通路聯(lián)合順鉑處理小鼠宮頸腫瘤，有效抑制了抗癌藥物順鉑引起的PD-1過(guò)表達(dá)，拮抗了PD-1過(guò)表達(dá)所引起的T淋巴細(xì)胞的失活與凋亡，激活了免疫系統(tǒng)的功能，從而增強(qiáng)了順鉑在宮頸癌治療中的作用。由以上研究結(jié)果推測(cè)，HPV16E7通過(guò)上調(diào)PD-L1表達(dá)來(lái)進(jìn)行免疫逃逸，過(guò)量表達(dá)的PD-L1一方面激活PD-1/PD-L1信號(hào)通路來(lái)抑制T細(xì)胞活性，另一方面激活I(lǐng)TGB4/SNAI1/SIRT3信號(hào)通路促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。說(shuō)明將PD-L1/PD-1信號(hào)通路抑制劑作為抗宮頸癌免疫治療的靶點(diǎn)可抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展。同時(shí)，將PD-1/PD-L1抑制劑聯(lián)合應(yīng)用于抗宮頸癌藥物的輔助治療也有很好的發(fā)展前景，可能成為宮頸癌治療的新策略。

3.2.3 PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑的臨床研究 目前多種PD-1/PD-L1信號(hào)通路抗體類(lèi)抑制劑例如Keytruda(Pembrolizuma)、Opdivo(Nivolumab)，已經(jīng)在多種癌癥例如非小細(xì)胞肺癌，胃癌，三陰性乳腺癌，惡性黑色素瘤中進(jìn)行了臨床研究，均取得了較好療效，并已批準(zhǔn)上市。多項(xiàng)免疫抑制劑在宮頸癌中的臨床研究也正在進(jìn)行中，Ib KEYNOTE-028研究的初步結(jié)果評(píng)估了PD-1抗體pembrolizumab在晚期宮頸癌患者中的安全性和有效性[27]，該項(xiàng)研究中I期試驗(yàn)招募的24位患者均患有不可切除或轉(zhuǎn)移性宮頸癌，并且先前接受全身治療和標(biāo)準(zhǔn)治療失敗。結(jié)果顯示患者中位總生存期達(dá)到9個(gè)月，在預(yù)先治療嚴(yán)重不良的患者群體中效果顯著，這表明pembrolizumab具有良好的耐受性，并且在PD-L1陽(yáng)性復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性宮頸癌患者中顯示出較好的抗腫瘤活性，pembrolizumab在晚期宮頸癌中的臨床試驗(yàn)正在II期KEYNOTE-158試驗(yàn)中進(jìn)一步研究。另一項(xiàng)研究是將抗血管生成劑與免疫療法聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行宮頸癌治療，貝伐單抗(Bevacizumab)目前與PD-L1抗體atezolizumab在II期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行聯(lián)合治療[28]。貝伐單抗可通過(guò)靶向血管生成關(guān)鍵介質(zhì)VEGF從而抑制新生血管形成，從而增強(qiáng)抗腫瘤作用。有臨床研究報(bào)道晚期黑色素瘤中，CTLA-4抗體ipilimumab與PD-1抗體nivolumab聯(lián)合治療，在總生存期方面比單獨(dú)使用ipilimumab效果更好，最近，PD-L1抗體藥物durvalumab與CTLA-4抗體藥物tremelimumab聯(lián)合治療也已經(jīng)進(jìn)入晚期宮頸癌I期臨床試驗(yàn)研究階段[29]。上述臨床研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明在由于高危型 HPV感染而導(dǎo)致的宮頸癌患者(尤其對(duì)于中晚期宮頸癌)的治療中，與療效十分有限的傳統(tǒng)療法相比，開(kāi)發(fā)PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑將成為治療晚期宮頸癌的有希望的替代性選擇。

4 總結(jié)與展望

宮頸癌成為困擾全世界女性的重要癌癥之一，有調(diào)查顯示，發(fā)展中國(guó)家每年死于宮頸癌的女性在23.5萬(wàn)人以上[30]。PD-1/PD-L1免疫治療是當(dāng)前備受關(guān)注的一種抗癌免疫療法，關(guān)于宮頸癌中PD-L1表達(dá)的臨床意義的研究也逐漸增多。過(guò)去幾年，抗體類(lèi)PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑在腫瘤免疫治療領(lǐng)域已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，免疫檢測(cè)點(diǎn)PD-1單抗類(lèi)藥物也已經(jīng)進(jìn)入晚期宮頸癌臨床試驗(yàn)研究，且初步結(jié)果顯示PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑有希望成為治療晚期宮頸癌的治療藥物。但仍存在一些問(wèn)題需要解決，例如用藥前需篩選生物標(biāo)志物，符合標(biāo)準(zhǔn)的患者才能進(jìn)行注射，若進(jìn)行無(wú)差別治療，則抗體類(lèi)PD-1/PD-L1信號(hào)通路抑制劑響應(yīng)率不高。并且在用藥后會(huì)出現(xiàn)皮膚毒性，肺炎，肝炎及內(nèi)分泌問(wèn)題等不良反應(yīng)。因此尋找有效的生物標(biāo)志物去篩選適合免疫治療的患者也是目前需要解決的問(wèn)題，聯(lián)合治療也是未來(lái)免疫療法發(fā)展的一個(gè)方向。如何降低免疫藥物治療中的不良反應(yīng)，選擇更合適的給藥方式與用量，仍需要進(jìn)一步探索。PD-1/PD-L1信號(hào)通路在宮頸癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的具體作用機(jī)制也有待于深入研究。