PD-1/PD-L1，腫瘤研究小白必知靶點(diǎn)

日期：2019-08-29 11:48:14

近年來，腫瘤免疫治療（Immunology Oncology Therapy）已成為晚期惡性腫瘤治療的重要手段之一。腫瘤免疫治療并不直接攻擊癌細(xì)胞，而是通過激活人體自身免疫系統(tǒng)來抗擊腫瘤，具有良好的安全性及耐受性。PD-1/L1 抗體藥物作為腫瘤免疫治療的代表藥物，在晚期惡性腫瘤治療中取得了巨大的成功。

從2014年，全球首款PD-1抑制劑Opdivo問世開始，到2018年年底，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了6款PD-1/PD-L1單抗藥物，3款PD-1抑制劑。截止至2019年1月8日國家藥監(jiān)局?jǐn)?shù)據(jù)庫中，PD-1/PD-L1獲批了三個產(chǎn)品。為什么PD-1/PD-L1一直備受矚目，而且熱度不減呢？讀完本文你將會明白。本文主要從以下幾個方面著重介紹：

1. 什么是PD-1/PD-L1？

2. PD-1/PD-L1信號通路

3. PD-1/PD-L1與腫瘤免疫治療

4. PD-1/PD-L1藥物研究進(jìn)展

5. 關(guān)于PD-1/PD-L1腫瘤免疫治療常見問題

1. 什么是PD-1/PD-L1？

PD-1的全稱是程序性死亡受體-1，屬于CD28超家族成員，是由268個氨基酸組成的I型跨膜蛋白。它是在1992年由日本京都大學(xué)的Tasuku Honjo教授發(fā)現(xiàn)的，可在T細(xì)胞、B細(xì)胞等免疫細(xì)胞表面表達(dá)。不過在T細(xì)胞未活化時，幾乎不表達(dá)PD-1，僅在T細(xì)胞活化之后，PD-1才在T細(xì)胞表面表達(dá)。

PD-L1首次被發(fā)現(xiàn)是由華裔學(xué)者陳列平教授在1999年作為B7家族的第3個成員B7-H1。次年，Tasuku Honjo與哈佛醫(yī)學(xué)院的Gordon Freeman證實(shí)B7-H1能夠與PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞增殖以及細(xì)胞因子分泌，負(fù)調(diào)控淋巴細(xì)胞的激活。隨后，B7-H1也被更名為程序性死亡受體配體-1（PD-L1）^[1]。PD-L1除了會表達(dá)在腫瘤表面，參與免疫逃逸，還會在IFN-γ刺激下，表達(dá)在抗原提呈細(xì)胞（DC細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等），以及血管內(nèi)皮細(xì)胞的表面。

如前所述，PD-1可與PD-L1結(jié)合，二者互為受體與配體。但有研究表明，兩者并非一對一的關(guān)系。PD-1除了能與PD-L1結(jié)合，還可以和PD-L2結(jié)合。PD-L2也屬于B7家族，和PD-L1一樣，主要表達(dá)在抗原提呈細(xì)胞（DC細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等），與PD-1結(jié)合后，能夠抑制T細(xì)胞增殖及細(xì)胞因子的產(chǎn)生，與免疫耐受相關(guān)。同樣的，PD-L1也被發(fā)現(xiàn)，可以與其他受體結(jié)合，不過目前仍在探索中^[2]。

2. PD-1/PD-L1信號通路

T細(xì)胞活化依賴于“雙信號”系統(tǒng)，第一信號指T細(xì)胞受體與主要組織相容性復(fù)合物(MHC)的特異性結(jié)合，第二信號指抗原遞呈細(xì)胞(APCs)與T細(xì)胞表面的共刺激分子相互作用^[3]。負(fù)調(diào)控共刺激分子通常也被稱為免疫檢查點(diǎn)，主要用于限制免疫系統(tǒng)的過度激活。

PD-L1作為最重要的免疫檢查點(diǎn)之一，除了可組成型低表達(dá)于APCs和多種非造血細(xì)胞，也可被炎性細(xì)胞因子包括干擾素(IFN)、腫瘤壞死因子僅(TNF-α)和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等誘導(dǎo)表達(dá)。如圖所示，在腫瘤微環(huán)境中，腫瘤細(xì)胞和腫瘤相關(guān)APCs高表達(dá)PD-L1，腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞在腫瘤抗原長期刺激下高表達(dá)PD-1。PD-L1與PD-1結(jié)合后可誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡、失能、耗竭，進(jìn)而抑制腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞的激活、增殖和抗腫瘤功能，實(shí)現(xiàn)腫瘤免疫逃逸^{[4] [5]}。

Figure 1. The signaling pathway of PD-1/PD-L1

3. PD-1/PD-L1與腫瘤免疫治療

腫瘤免疫治療就是通過重新啟動并維持腫瘤-免疫循環(huán)，恢復(fù)機(jī)體正常的抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而控制與清除腫瘤的一種治療方法。包括單克隆抗體類免疫檢查點(diǎn)抑制劑、治療性抗體、癌癥疫苗、細(xì)胞治療和小分子抑制劑等。

近幾年，腫瘤免疫治療的好消息不斷，目前已在多種腫瘤如黑色素瘤，非小細(xì)胞肺癌、腎癌和前列腺癌等實(shí)體瘤的治療中展示出了強(qiáng)大的抗腫瘤活性，多個腫瘤免疫治療藥物已經(jīng)獲得美國FDA（Food and Drug Administration, FDA）批準(zhǔn)臨床應(yīng)用。腫瘤免疫治療由于其卓越的療效和創(chuàng)新性，在2013年被《科學(xué)》雜志評為年度最重要的科學(xué)突破。目前的腫瘤免疫治療主要是指anti?CTLA?4治療和anti?PD?1/PD?L1治療，這里我們具體了解下anti?PD?1/PD?L1治療。

目前，已在全球上市的6個 PD-1/PD-L1抑制劑均屬于大分子抗體類藥物。雖然都是利用的抗原抗體結(jié)合，但是PD-1和D-L1抗體的作用機(jī)制是有區(qū)別的。如下圖所示，PD-1單抗會與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，阻止PD-1與PD-L1或PD-L2結(jié)合，釋放被抑制的腫瘤特異的T細(xì)胞殺傷能力。而PD-L1抗體，只阻斷了PD-L1和PD-1的結(jié)合，而對PD-L2和PD-1的結(jié)合沒有影響 ^{[6] [7]}。

Figure 2. PD-1 vs. PD-L1 Blockade

4. PD-1/PD-L1藥物研究進(jìn)展

目前，已在全球范圍內(nèi)上市并應(yīng)用的PD-1/PD-L1抗體類藥物總共有六個，對應(yīng)的適應(yīng)癥表一所示，其中Cemiplimab作為全球第3款PD-1抑制劑Cemiplimab（商品名Libtayo）。主要用于治療轉(zhuǎn)移性皮膚鱗狀細(xì)胞癌（CSCC）或局部晚期不可切除的CSCC患者。這也是全球唯一一個治療皮膚鱗狀細(xì)胞癌的PD-1抑制劑。

Table 1. 已上市PD-1/PD-L1抗體類藥物一覽表

藥物名稱	公司	靶點(diǎn)	適應(yīng)癥	上市日期
Opdivo (Nivolum)	Bristol-Myers	PD-1	非小細(xì)胞肺癌、惡性黑色素瘤、腎細(xì)胞癌、頭頸部鱗癌、尿路上皮癌、結(jié)直腸癌、肝癌、經(jīng)典型霍奇金淋巴瘤	2014-06
Keytruda (Pembrolizumab)	Merck	PD-1	非小細(xì)胞肺癌、惡性黑色素瘤、腎細(xì)胞癌、頭頸部鱗癌、尿路上皮癌、結(jié)直腸癌、肝癌、經(jīng)典型霍奇金淋巴瘤	2014-09
Tecentriq (Atezolizu)	Roche	PD-L1	非小細(xì)胞肺癌、尿路上皮癌	2016-10
Bavencio (Avelumab)	Merck and Pfizer	PD-L1	梅克爾細(xì)胞癌、膀胱癌	2017-03
Imfinzi (Durvalumab)	AstraZeneca	PD-L1	尿路上皮癌、非小細(xì)胞肺癌	2017-05
Cemiplimab	Sanofi and Regeneron	PD-1	轉(zhuǎn)移性皮膚鱗狀細(xì)胞癌（CSCC）或局部晚期不可切除的CSCC患者	2018-09

5. 關(guān)于PD-1/PD-L1腫瘤免疫治療常見問題

結(jié)合臨床，我們歸納了關(guān)于PD-1/PD-L1腫瘤免疫治療常見的四大問題：

5.1 PD-1/PD-L1單抗是什么藥物？

PD-1/PD-L1單抗屬于免疫檢測點(diǎn)抑制劑，是一種抗體類的腫瘤免疫藥物。它的機(jī)制是增強(qiáng)體內(nèi)免疫細(xì)胞T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的識別，從而達(dá)到殺滅腫瘤的作用。可以說，該藥物是通過增強(qiáng)我們自身的免疫力去殺傷腫瘤細(xì)胞。目前國外批準(zhǔn)上市的藥物有六種，其中使用最普遍的有三種藥物：PD-1單抗opdivo和Keytruda以及PD-L1單抗Tecentriq。這三種藥物被廣泛用于多種癌種。目前美國FDA批準(zhǔn)的癌種覆蓋黑色素瘤、肺癟、腎瘦、霍奇金淋巴瘤、頭頸鱗癌和尿路上皮癌。此外，目前也在更多其他癌種開展了臨床試驗(yàn)，也取得了不錯療效。

5.2 PD-1/PD-L1單抗如何注射？

Opdivo、Keytruda和Tecentriq均為靜脈輸注，但具體輸注要求略有不同：

(1)Opdivo用0.9%氯化鈉注射液或5%葡萄糖稀釋，濃度不超過Img/mL-10mg/lmL。小心溶解,勿劇烈搖晃。輸液時間超過60min即可。

(2)Keytruda用0.9%氯化鈉注射液或5%葡萄糖稀釋，濃度不超過Img/mL-10mg/mL。小心溶解,勿劇烈搖晃。輸液時間超過30min即可。

(3)Tecentriq用250mL0.9%氯化鈉注射液。小心溶解，勿劇烈搖晃。第一次輸液時間超過60min，如果耐受，以后每次輸液時間超過30min即可。

在注射的過程中監(jiān)測生命體征，如有不適視具體情況減慢滴速或中斷注射。

5.3 PD-1/PD-L1單抗一般多長時間起效？如果有效，需要一直持續(xù)應(yīng)用嗎？能否停藥？

與問題一中描述的一樣，腫瘤免疫類藥物是通過增強(qiáng)免疫細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的間接作用治疾病的，與傳統(tǒng)的靶向藥相比起效慢些。鑒于免疫治療起效時間可能在首次用藥的3個月之后，因此一些免疫治療的臨床試驗(yàn)要求患者預(yù)計(jì)生存時間超過12周的條件下才考慮可以入組。NCCN指南里推薦PS評分2分的患者應(yīng)免疫治療。

依據(jù)目前已有的經(jīng)驗(yàn)，推薦患者如果治療有效則長期使用。直到疾病進(jìn)展，再更換其他治療方案。有部分患者，在治療一段時間后達(dá)到了CR (疾病完全緩解)，并且持續(xù)很長一段時間,醫(yī)生有的時候也會考慮停藥。

5.4 PD-1/PD-L1單抗會不會和其他靶向治療一樣產(chǎn)生耐藥性？

目前有限的臨床數(shù)據(jù)和隨訪資料表明，對PD-1/IPD-L1抗體有效的患者，有一部分患者的疾病最終還是會復(fù)發(fā)，這部分患者可以分為兩種：一種是患者用藥之后效果很好，停藥之后復(fù)發(fā)，但是再用PD-1抗體還是會有效。這類復(fù)發(fā)患者并不是真正的耐藥。另一種患者是指一類用藥還未停止，但是已經(jīng)消退的腫瘤(達(dá)到PR標(biāo)準(zhǔn))又生長起來的患者。這部分患者目前考慮可能是由于耐藥性而復(fù)發(fā)，患者應(yīng)及時考慮更換其他治療方案。

PD-1/PD-L1蛋白

● Recombinant Human Programmed cell death 1 ligand 1(CD274),partial (Active) (Code: CSB-MP878942HU1)

High Purity Validated by SDS-PAGE

(Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.

Excellent Bioactivity Validated by Functional ELISA

High Purity Validated of CSB-MP878942HU1

Immobilized PD-L1 at 2 μg/ml can bind Anti- PD-L1 mouse monoclonal antibody(CSB-MA878942A1m, antigen from E.coli), the EC₅₀ of human PD-L1 protein is 1.252-1.653 ng/mL

PD-1/PD-L1抗體

CD274 Recombinant Monoclonal Antibody (Code: CSB-RA977797A0HU)

Reference:

[1] Ribas A. Tumor immunotherapy directed at PD-1 [J]. N Engl J Med. 2012, 366(26):2517-9.

[2] Lieping Chen, et al. Defining and Understanding Adaptive Resistance in Cancer Immunotherapy [J]. Trends Immunol. 2018, 39(8):624-631.

[3] Keir Mary E, ButIe Manish J, et al. PD-l and its ligands in tolerance and immunity [J]．Annu Rev Immunol. 2008, 26:677-704.

[4] Boussiotis Vassiliki A. Molecular and biochemical aspects of the PD-l checkpoint pathway [J]．N Engl J Med. 2016, 375(18): 1767-1778.

[5] Gordon Sydney R, Maute Roy L, et al．PD-1 expression by tumor-associated macrophages inhibits phagocytosis and tumour immunity [J]．Nature. 2017, 545(7655):495-499.

[6] Pardoll DM. The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy [J]. Nature reviews. Cancer. 2012, 12:252–264.

[7] Weiping Zou, Jedd D. Wolchok, et al. PD-L1 (B7-H1) and PD-1 Pathway Blockade for Cancer Therapy: Mechanisms, Response Biomarkers and Combinations [J]. Sci Transl Med. 2016, 8(328): 328rv4.