陳聰 陳金明 李樂

摘 要：程序性死亡蛋白1（PD-1）是免疫系統(tǒng)中的膜結(jié)合型免疫檢查點，可雙重抑制T細胞的活化，在治療感染、癌癥和自身免疫性疾病中發(fā)揮了關鍵作用?？扇苄訮D-1（sPD-1）是以可溶性形式存在的檢查點，作為內(nèi)源性分子，不僅不會引起人體發(fā)生免疫排斥反應，彌補單克隆抗體的不足，并且存在于外周血，具有易于獲得的特點。另外sPD-1能夠競爭性阻斷PD-1/PD-L1通路、促進樹突狀細胞（DC）成熟、增強T細胞的功能、具有腫瘤生物標志物及預測預后的潛能，還與癌性疼痛有關。因此，越來越需要研究sPD-1的功能及開發(fā)相關治療方法。本文將從可溶性免疫檢查點sPD-1的產(chǎn)生機制和功能及其在生物標志物、治療方法等方面的相關研究進展做以簡要綜述。

關鍵詞：可溶性免疫檢查點;sPD-1;免疫治療;腫瘤

中圖分類號：R730.3? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2020）09-0066-05

程序性死亡蛋白1（programmed death-1，PD-1）可通過雙重抑制T細胞活化，在免疫反應調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用，是重要的免疫檢查點。近年來，相關抗PD-1等單克隆抗體發(fā)展迅速，但由于制備成本過高及存在大部分患者發(fā)生了治療后未經(jīng)歷完全反應或根本無反應的治療效果等原因，使得抗PD-1抗體發(fā)展受到了限制?？扇苄猿绦蛐运劳龅鞍?（soluble programmed death-1， sPD-1）是一種可溶性免疫檢查點，可競爭性阻斷PD-1與配體PD-L1（programmed death ligand-1）形成的PD-1/PD-L1通路進而能夠提高抗腫瘤免疫力。sPD-1是以可溶性形式存在的檢查點，作為內(nèi)源性分子，不僅不會引起人體發(fā)生免疫排斥反應，彌補單克隆抗體的不足，并且存在于外周血，具有易于獲得的特點，已成為新的研究熱點，并被認為是可用于治療腫瘤的一種新的生物標志物及有效的潛在免疫治療靶點。已有研究表明，在胰腺癌、三陰性乳腺癌及晚期食管癌等癌癥中可檢測到sPD-1的存在，并且其外周血水平與癌癥的嚴重程度及預后有關[1-3]。然而，至目前為止，針對可溶性免疫檢查點對免疫調(diào)節(jié)及癌癥治療的研究卻依舊較少，因此，越來越需要研究sPD-1的功能及開發(fā)相關治療方法。本文對sPD-1的產(chǎn)生機制和功能及其在生物標志物、治療方法等方面的生物學意義以及研究進展進行綜述。

1 sPD-1概述

可溶性免疫檢查點即可溶性受體和配體，是包括全長受體和配體在內(nèi)的一個家族的一部分，通過mRNA表達或膜結(jié)合蛋白的裂解產(chǎn)生，不同于一般的膜結(jié)合型免疫檢查點，在外周血中以游離的可溶性蛋白形式存在。這些實體可能通過可溶性受體與全長配體之間或可溶性配體與全長受體之間的相互作用而在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。在免疫調(diào)節(jié)中，一些共刺激分子分別以膜結(jié)合型蛋白以及可溶性蛋白這兩種表達形式存在。其中，可溶性蛋白的產(chǎn)生一般有兩種方式，一種方式是通過膜結(jié)合型蛋白的水解得到;另一種是通過對mRNA進行選擇性剪切翻譯得到[4]。而sPD-1即由第二種方式得以產(chǎn)生。已有研究者通過對活化T細胞進行克隆等步驟得到了幾種PD-1mRNA剪接變異體，其中一種剪接變異體由于缺失外顯子3而被稱為PD-1Deltaex3，負責對PD-1蛋白的跨膜區(qū)進行編碼并可能參與編碼sPD-1[5]。研究認為sPD-1通過促炎癥刺激因子作用于免疫細胞而產(chǎn)生，并已被證明與重癥肌無力及類風濕性關節(jié)炎等自身免疫性疾病有關[4]。隨著近年來sPD-1與腫瘤相關關系的研究逐漸成為熱點，已有研究證實sPD-1具有成為腫瘤標志物的潛能，故可通過對血液中sPD-1含量的測定進而對腫瘤患者的治療效果、臨床病理特征以及預后進行預測[4]。

2 sPD-1的來源

根據(jù)Christian Nielsen等人的研究，描述了人外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMC）克隆的PD-1mRNA轉(zhuǎn)錄本的五個剪接變體：FLPD-1，PD-1 Deltaex2，PD-1 Deltaex3，PD-1 Deltaex2，3和PD-1 Deltaex2，3，4。其中的PD-1 Deltaex3變異體編碼產(chǎn)生了sPD-1這種單體蛋白。由于sPD-1存在胞外結(jié)構(gòu)域使得其具有結(jié)合PD-L1/PD-L2（programmed death ligand-2）配體的能力。研究表明健康人體內(nèi)無法直接檢測到PD-1 Deltaex3，而在臨床前研究中，sPD-1在健康人中可檢測到，其水平低于自身免疫性疾病和癌癥患者[6]，但其水平可在PBMC的激活作用下呈正比例升高，該現(xiàn)象表明sPD-1與PD-1在免疫反應中可能相互作用進而起到共同平衡免疫系統(tǒng)的作用。

3 sPD-1的生物學機制

3.1 sPD-1與PD-1競爭進而阻礙PD-1/PD-L通路

目前，檢查點PD-1/PD-L1通路在T細胞無能及免疫抑制中的重要性已得到了證實[7]。在PD-1/PD-L通路中存在三種起到抑制T細胞免疫反應的受體和配體，sPD-1能夠與體內(nèi)的PD-1競爭，能夠阻礙PD-1與PD-L通路中全部三種配體相結(jié)合，進而促進腫瘤免疫。三種受體配體組合包括：PD-L1/PD-1，PD-L2/PD-1和PD-L1/B7-1（CD80）（圖1）。

3.2 sPD-1與樹突狀細胞相互作用

sPD-1能夠促進樹突狀細胞（dentritic cells，DC）的成熟，根據(jù)Song MY等的研究，DC能在共轉(zhuǎn)染sPD-1DNA后促進其表面成熟標志物上調(diào)，如主要組織相容性復合體II（major histocompatibility complex Ⅱ，MHC II），進一步促進DC成熟[7]。由于DC的成熟是由活化的T淋巴細胞介導的，所以有研究推測DC成熟物的上調(diào)與T細胞功能活性增強有關[7]。由于T細胞釋放的細胞因子強烈地決定了它們在體內(nèi)的功能活性，因此，在癌癥和傳染病中，產(chǎn)生多種細胞因子的能力與有益的免疫反應有關，而它們的進行性喪失則與T細胞耗盡、衰老和無能有關，故而免疫治療的重中之重是增強T細胞的多功能狀態(tài)。PD-1作為T細胞活性的關鍵負性調(diào)節(jié)因子，在T細胞被激活后通過表達PD-1進而與DC表面表達的PD-L1配體結(jié)合。在一項關于DC的研究中，通過mRNA電穿孔在人單核細胞來源的DC中瞬時表達sPD-1的可溶性胞外部分的策略可以提高共刺激分子如CD80的表達水平，并使細胞因子譜得到明顯改變，具有分別以分泌IL-10和TNF-α的特征，同時在不誘導Treg細胞的情況下誘導多功能T細胞，進而改進基于mRNA的DC疫苗用于癌癥或感染性疾病的治療[8]。并且，PD-1-Fc可以增強細胞促炎因子的表達，可以增加1型輔助性T（T helper type 1，Th1）細胞和Th17細胞的產(chǎn)生，故使得sPD-1能夠增強T細胞的功能進而提升T細胞對腫瘤的殺傷作用的能力得到了進一步的證實。但是，根據(jù)Harmjan Kuipers等人的研究，將DC和T細胞與sPD-1共培養(yǎng)時他們觀察到T細胞增殖和IL-2的產(chǎn)生受到抑制，據(jù)此他們推測，當sPD-1與DC上的PD-L1結(jié)合時，可能會發(fā)出反向信號（見圖2）[9]。

3.3 sPD-1與癌癥患者疼痛有關

目前已有研究表明sPD-1與癌癥患者疼痛有關。相關研究表明PD-L1通過與PD-1受體結(jié)合進而抑制傷害性感受器神經(jīng)元的活動，減輕急、慢性疼痛。外源性PD-L1作用于正常小鼠產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用，而阻斷內(nèi)源性PD-L1和PD-1則引起疼痛[10]。研究發(fā)現(xiàn)癌痛患者sPD-1和PD-1的陽性表達率高于正常人，并且PD-1/PD-L1通路的激活率受sPD-1和PD-1陽性表達、年齡、腫瘤類型和分化程度的影響。盡管具體機制尚不清楚，但結(jié)果表明，隨著癌痛程度的增加，T細胞表面PD-1的表達減少，外周sPD-1含量增加[10]。

4 sPD-1與腫瘤患者預后的關系

4.1 sPD-1與各種癌癥之間不存在一致的預后或預測模式

有一項在小鼠身上展開的關于sPD-1的研究發(fā)現(xiàn)：sPD-1的存在促進了腫瘤特異性免疫，被認為與延長生存期有關，之后幾年的有關sPD-1的研究中均有得出sPD-1與腫瘤患者的預后相關的結(jié)論。例如，在一項與胰腺癌相關的研究中，發(fā)現(xiàn)晚期胰腺癌患者sPD-1和可溶性 PD-1配體1（soluble programmed death 1 ligand 1，sPD-L1）水平與總生存率（overall survival，OS）呈負相關，并指出sPD-1與其他可溶性免疫檢查點可作為不能切除胰腺癌患者的不良預后指標[3]。有一項研究：在38名接受突變表皮生長因子受體抑制劑厄洛替尼治療的非小細胞肺癌患者中，sPD-1水平較高與較長的無進展生存期和OS有關[11]。在120例接受根治性切除的肝癌患者的隊列中，sPD-1是有利的獨立預后因素，并且是預測肝細胞癌（hepatocellular carcinoma， HCC）患者DFS和OS的獨立預后因子[14]。值得注意的是，在乙肝病毒患者中，sPD-1升高的患者發(fā)生肝細胞癌的風險更高[11];在120例肝細胞癌患者中，sPD-1水平高的患者預后較差[11];在41例晚期胰腺癌患者中，sPD-1水平與預后無關[11]。

通過上述列舉的報告及其他檢測sPD-1在各種癌癥中的水平，目前尚未發(fā)現(xiàn)sPD-1與各種癌癥之間存在一致的預后或預測模式[11]。

4.2 sPD-1能夠作為接受疫苗治療的癌癥患者的預后生物標記物或預測性生物標記物

由于sPD-1作為免疫檢查點的作用，其水平可以作為接受疫苗治療的癌癥患者的預后生物標記物或預測性生物標記物，因為它在Th1免疫反應期間被干擾素γ上調(diào)到激活的淋巴細胞上[11]。在癌癥患者中，sPD-1水平的兩個極端值代表著不同的意義，即非常低的sPD-1可能表明缺乏現(xiàn)有的抗癌免疫反應，而非常高的水平則可能表明主動免疫反應被抑制。在一項將sPD-1作為腫瘤患者特異性自體疫苗治療預后和預測生物標志物的研究中[11]，研究者認為在兩個極端水平之間，注射抗癌疫苗后PD-1的下降可能表明免疫反應增強，但并未受到抑制。結(jié)果表明sPD-1的基線水平和接種三周疫苗后sPD-1水平的變化相結(jié)合，似乎可以預測接受自體樹突狀細胞疫苗（dendritic cell vaccine，DCV）治療的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的長期存活率。

5 sPD-1的相關治療方法

5.1 sPD-1與腫瘤疫苗聯(lián)合治療癌癥

目前，sPD-1與腫瘤疫苗聯(lián)合治療癌癥中顯示出了令人振奮的結(jié)果。由于傳統(tǒng)疫苗誘導的抗腫瘤免疫一直很不理想[12]，但疫苗治療方法一直被廣泛認為是產(chǎn)生適應性腫瘤特異性T細胞的重要途徑[12]。研究者推測疫苗接種失敗的一個可能原因是缺乏細胞因子作為T細胞對腫瘤反應后改善抗原提呈的關鍵因素。然而，腫瘤細胞表達PD-L1的水平在經(jīng)疫苗治療后得到了升高進而引起免疫抵抗。有趣的是，sPD-1能阻斷PD-1/PD-L1、2途徑，從而使T細胞免疫活性增強進而促進腫瘤免疫。最近，研究者將衰老腫瘤細胞疫苗（senescent tumor cell vaccine，STCV）聯(lián)合sPD-1形成的新型STCV/sPD-1疫苗治療乳腺癌，研究結(jié)果證實了STCV/sPD-1是一種更安全的疫苗。STCV/SPD-1不僅促進DC成熟，挽救耗盡的PD-1+T細胞，并且sPD-1的表達增強了STCV的療效[12]。

5.2 sPD-1與基因聯(lián)合治療癌癥

sPD-1可與基因聯(lián)合治療，協(xié)同抑制腫瘤生長。目前，已有研究者將sPD-1與miR-206基因聯(lián)合作用于小鼠肝癌皮下移植瘤的試驗中。miR-206可作為抑癌基因或致癌基因，調(diào)控惡性腫瘤細胞的增殖、侵襲、遷移和凋亡，可靶向下調(diào)c-met、PD-L1等癌基因。肝癌組織中miR-206表達減少，與腫瘤形成、轉(zhuǎn)移及預后相關[16]。該研究結(jié)果顯示，sPD-1及靶向PD-L1的miR-206聯(lián)合治療可有效阻斷PD-1與PD-L1結(jié)合，促進腫瘤微環(huán)境IFN-7上調(diào)及PD-L1下調(diào)，逆轉(zhuǎn)被抑制的T細胞，提高NK細胞及T細胞活性，進而提高細胞毒性T淋巴細胞（cytotoxic T lymphocyte， CTL）的抗腫瘤作用[16]。

5.3 sPD-1具有輔助其他腫瘤藥物及腫瘤疫苗的功能

目前為止，雖然使用sPD-1的治療方法應用于人類身上的研究還未有報道，但基于已有一些將sPD-1應用于小鼠模型的研究已經(jīng)顯示sPD-1具有輔助其他腫瘤藥物及腫瘤疫苗的功能[9]。近期，研究者將PD-1胞外區(qū)與IgG4中的CH3組成的融合蛋白導入Glypican-3（GPC3）特異性嵌合抗原受體修飾的T細胞（CAR-T），組合成GPC3-28Z，以阻斷PD-1/PD-L1通路。該研究表明共表達sPD-1的CAR-T細胞可以增強抗腫瘤活性，攜帶sPD-1的GPC3特異性CAR-T細胞有望作為肝癌患者的治療手段[13]。Chenlu等研究者將sPD-1構(gòu)建成MUC1和Survivin靶向DNA疫苗（sPD-1/MS）用于小鼠結(jié)直腸癌模型和肺癌模型中，并檢測了sPD-1/MS疫苗在兩種癌癥模型中的抗腫瘤作用[15]。結(jié)果顯示在兩組模型中sPD-1/MS疫苗均表現(xiàn)出較好的抗腫瘤作用?？傊?，sPD-1/MS能有效激活淋巴細胞，增強免疫原性和抗腫瘤效應[15]，該研究結(jié)果可能為應用治療性DNA疫苗治療癌癥提供一種方法。

綜上所述，sPD-1能夠為治療癌癥提供新的方法。

6 結(jié)語

目前關于sPD-1的生物機制研究已經(jīng)達到了新的高度，但是，其與腫瘤及PD-1之間的作用仍然十分復雜，并且現(xiàn)有的研究仍未存在一致的預后模式，因此未來應該更注重其機制的研究。通過對腫瘤患者sPD-1的動態(tài)監(jiān)測與腫瘤臨床病理特征的相結(jié)合的方法，有助于實現(xiàn)通過測定sPD-1發(fā)現(xiàn)腫瘤患者的一致的預測模式。同時，可通過降低患者體內(nèi)sPD-1含量減輕癌性疼痛進而更好彌補單純生物治療的不足。另外，由于sPD-1與腫瘤相關基因、其他腫瘤藥物及腫瘤疫苗聯(lián)合使用能提升殺傷腫瘤效果，故應探尋更好的藥物及疫苗來為腫瘤治療提供新的指導。

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