(广东医科大学附属医院;广东湛江524000)
摘要 鼻咽癌(NPC)是我国头颈部鳞状细胞癌最常见的肿瘤。EB病毒感染是NPC的高危因素,与NPC密切相关。虽然鼻咽癌对放化疗敏感,但是局部晚期的鼻咽癌患者,在局控率和总生存上仍不满意。对鼻咽癌组织程序性死亡因子PD-1和程序性死亡因子配体PD-L1的相关临床研究,有望在鼻咽癌治疗带来新希望。
关键词:鼻咽癌 ;程序性死亡因子(PD-1);EB病毒;程序性死亡因子配体(PD-L1)
鼻咽癌是一种特殊类型的头颈部鳞状细胞癌。主要流行病区在亚洲和北非。在中国好发于广东、广西、福建、海南、湖南等地。此外EB病毒感染与鼻咽癌病因和组织类型相关。全球超过90%以上是的成年人均有不同程度的感染[1]。其感染多数发生在儿童时期,以无症状的临床感染最为常见,而鼻咽癌是与EB病毒联系最为密切的恶性肿瘤之一。鼻咽癌好发于鼻炎膜,组织学上可分为与EBV相关的非角质化型和吸烟有关的角质化型[2, 3]。在中国的华南流行地区鼻咽癌的发病率是30-80/1000人。鼻咽癌是对放化疗高度敏感的肿瘤[4]。随着适型调强技术和影像技术的发展,鼻咽癌的局部控制率和总生存期得到极大的提高。然而,对于T4的病人局部控制率仍不满意,有接近25%病人发生远处转移。局部复发和远处转移仍是临床上的关键挑战。对于这样的一类病人,一个更有效的系统的一线治疗仍是缺乏的,考虑到特异性人类免疫细胞抗原表型和免疫基因证实与肿瘤的发生有关,这样的病人可能从肿瘤的免疫治疗获益[5]。近年来,基于PD-1/PD-L1信号通路的免疫疗法在实体肿瘤或血液系统恶性肿瘤中显示出令人振奋的抗肿瘤作用。因此,鼻咽癌能否从免疫治疗方面获得治疗上的突破,通过对鼻咽癌组织PD-1/PD-L1表达情况与预后相关性的研究,给我们带来新希望。
1鼻咽癌的肿瘤微环境
鼻咽癌好发于鼻腔粘膜,鼻腔粘膜是一个富含淋巴的组织器官[6] 。EVB感染细胞后大多是潜伏的,因为这种感染形式既不能杀死肿瘤细胞并且允许病毒编码的癌基因表达。EB病毒通过唾液进入咽部,主要感染B淋巴细胞及上皮细胞,其中以B淋巴细胞更易感染,上皮细胞则可通过感染后的B淋巴细胞及自身已感染细胞直接传递而来病毒颗粒等被感染[7]。EB病毒在细胞内存在着至少有三种不同类型的EBV潜伏期,其中两种(I型和II型)在EBV感染的上皮细胞肿瘤中发现。 在I型潜伏期(最受限制的形式)中,除了病毒编码的小核RNA(EBER),长的非编码RNA和病毒编码的微RNA之外,仅表达一种病毒蛋白EBNA1。在II型潜伏期中,除表达EBNA1外,还表达病毒编码的膜蛋白(LMP1,LMP2A和LMP2B)。EBV常常在NPC肿瘤中表现出II型潜伏期,但是在EBV阳性胃癌中通常具有I型潜伏期[8]。NPC的肿瘤组织中有T细胞,B细胞,树突细胞,单核细胞和嗜酸性粒细胞组成的原发性肿瘤中的大量免疫浸润。肿瘤细胞产生的炎性细胞因子有可能促进原发性肿瘤的大量免疫细胞浸润[9]。评估TIL在NPC中的浸润情况以确定其对鼻咽癌患者预后意义,并从而也评估免疫治疗的潜力。肿瘤细胞免疫的重要的标记是CD8+T的浸润情况,其代表着杀伤病毒感染细胞及肿瘤细胞得到能力。
2.PD-1/PD-L1的作用机制
PD-1即CD279,由PDCD1基因编码,是CD28/CTLA-4家族成员[10]。最初是在凋亡的T细胞杂交瘤中得到,因其和细胞凋亡相关而被命名为程序性死亡因子1[11]。由268个氨基酸组成I型跨膜蛋白,其结构包括胞外区、跨膜区和胞浆区[12]。胞浆区含有2个酪氨酸残基,靠近N端的免疫受体酪氨酸转换序列(immunoreceptor tyrosine-based switch motif,ITSM)和靠近C端的免疫受体酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif ,ITIM),其中ITIM是传递抑制信号不可或缺的基序[13, 14]。当TCR刺激并与PD-L1或PD-L2连接时,ITSM和ITIM发生磷酸化,导致src同源磷酸化酪氨酸磷酸酶(SHP)-1和SHP-2的募集,继而导致下游去磷酸化信号分子的去磷酸化,从而抑制磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)的作用。PD-1在其正常选择所需的胸腺T细胞子集上组成型表达。 PD-L1和PD-L2均在造血细胞上表达,包括树突细胞,肥大细胞,巨噬细胞以及T和B细胞。另外,PD-L1还在非造血组织上表达,包括内皮和上皮细胞以及各种上皮癌。在妊娠期间,PD-L1在胎盘合体滋养层细胞上表达,通过阻止胎盘中的T细胞浸润和细胞因子产生来维持胎儿母体耐受。因此,PD-L1似乎抑制效应T细胞功能主要在非淋巴器官中,在保护免疫豁免位点如胎盘或眼睛免受T细胞免疫应答中的作用,而PD-L2主要在淋巴器官 [1,6].它在活化的T细胞,B细胞,单核细胞,自然杀伤细胞和树突状细胞中上调,并在CD4滤泡辅助性T细胞上特别高表达。 它与属于B7蛋白家族的称为PD-L1(B7-H1,CD274)和PD-L2(B7-DC,CD273)的两种配体结合。这些配体交叉竞争并且对PD-1具有不同的亲和力结合[13],其中PD-L2具有高达6倍的结合亲和力[9]。 由于这些不同的结合亲和力,PD-L2与PD-L1竞争PD-1结合; 然而,通常较低的PD-L2表达水平仍然有利于PD-L1作为PD-1的主要结合配体。 通过分泌炎性细胞因子,两种配体的表达水平响应于组织损伤或炎症而升高[14]。多项研究提供PD-1与PD-1结合优先抑制Th2反应的证据,这一事实可以解释针对PD-L1的抗体的临床活性和毒性特征的潜在差异,与针对PD-1的抗体 因为与抗PD-1阻断相比,抗PD-L1的肺毒性降低[15, 16]。最近的研究结果表明除了它们的膜结合形式之外,PD-1,PD-L1和PD-L2的可溶形式也存在,虽然它们在调节PD-1 / PD-L途径中的作用仍然不清楚。另外, PD-L1还可以结合T细胞上的B7-1(CD80),导致双向抑制应答[12]。
3 PD-1/PD-L1在鼻咽癌治疗中的临床前研究
成功的癌症治疗需要了解宿主对肿瘤细胞的免疫应答[17]。表达PD-L1的肿瘤细胞可以与抑制性受体PD-1结合使CTL失活或不起作用。 T细胞的表面表达的PD-1激活后,PD-L1与PD-1的结合能够传递抑制信号,减少T细胞的细胞因子产生和增殖。 以这种方式,细胞的PD-L1表达可以反抗CTL杀伤,并且很大程度在病毒感染期间参与了慢性免疫应答的形成。 癌症,作为一种慢性的,往往是炎症引起的疾病,可能在疾病进展期间通过上调PD-L1的表达来逃避免疫杀伤。PD-L1在许多人类癌症类型中高度表达,通过激活关键致癌途径[例如磷酸肌醇3-激酶(PI3K)和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK))或在肿瘤微环境中由IFN-g最强烈地在肿瘤中上调 活跃的抗肿瘤T细胞反应[18]。在针对鼻咽癌组织中PD-1及其配体表达情况的研究中,Zhou等对99名鼻咽癌患者肿瘤标本进行免疫组化染色,发现PD-1多集中在免疫细胞浸润区域。PD-1和PD-L1分散或局部地表达于44/99(44.4%)和96/99(97.0%)例标本中。且在多因素分析中,高表达PD-L1是独立的影响预后不良的因素,而PD-1未显示与生存期的相关性[19]。在Fang等分析了139例鼻咽癌患者PD-L1在鼻咽癌组织中的表达情况和EVB病毒感染的关系。结果显示,鼻咽癌组织中低表达PD-L1提示更好的生存预后,并且低表达的PD-L1能后带来更好的局部控制率[20]。
然而,在Chan等分析了161鼻咽癌患者肿瘤标本肿瘤细胞和肿瘤浸润免疫细胞的PD-L1表达情况,结果显示大多数的肿瘤组织标本中免疫浸润细胞PD-L1表达≥1%,少部分肿瘤细胞表达PD-L1。并且PD-L1的表达情况与预后无关[21]。相反的,在Lee等研究中,鼻咽癌患者肿瘤组织中肿瘤细胞PD-L1表达较少,高表达PD-L1能带来更好的局控率和无进展生存期[22]。
PD-1/PD-L1在鼻咽癌组织的的表达情况对鼻咽癌患者预后的情况影响不确切。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而在一些肿瘤中,PD-L1的地位在临床的意义已经得到确认。在卵巢癌患者中,肿瘤细胞表达PD-L1是独立的影响无进展生存期和总生存期的不良因素。其他肿瘤包括肾癌、胃癌、胰腺癌同样证实肿瘤组织表达PD-L1作为一个预后不良的因素。然而更多新的研究显示PD-L1在黑色素瘤、结肠癌、非小细胞肺癌中是一个好的预后因素。肿瘤细胞表达PD-L1是肿瘤细胞免疫逃避机制之一,阻断PD-1/PD-L1结合是恢复肿瘤特异性T淋巴细胞免疫功能的有效措施[23]。
目前,尚未见PD-1/PD-L1抗体应用于鼻咽癌的临床研究。PD-1/PD-L1在鼻咽癌组织的表达,对预后的影响还不明确。
展望
随着对肿瘤免疫治疗研究的深入,PD-1/PD-L1阻断能否成为鼻咽癌有效的免疫治疗手段,需要通过进一步的临床研究加以证明。未来,抗PD-1/PD-L1治疗应当与化疗、放疗、靶向治疗等传统的治疗策略以及其他免疫治疗方法相结合,在利用综合治疗协同作用的同时减少传统治疗手段带来
References:
1.Wu, C.C., et al., EBV reactivation as a target of luteolin to repress NPC tumorigenesis. Oncotarget, 2016. 7(14): p. 18999-9017.
2.Ooft, M.L., et al., Prognostic role of tumor infiltrating lymphocytes in EBV positive and EBV negative nasopharyngeal carcinoma. Oral Oncology, 2017. 71: p. 16-25.
3.Cao, S.M., M.J. Simons and C.N. Qian, The prevalence and prevention of nasopharyngeal carcinoma in China. Chin J Cancer, 2011. 30(2): p. 114-9.
4.Zhou, Y., et al., PD-L1 predicts poor prognosis for nasopharyngeal carcinoma irrespective of PD-1 and EBV-DNA load..
5.Chan, O.S., et al., Characterization of PD-L1 expression and immune cell infiltration in nasopharyngeal cancer..
6.Ooft, M.L., et al., Prognostic role of tumor infiltrating lymphocytes in EBV positive and EBV negative nasopharyngeal carcinoma. Oral Oncology, 2017. 71: p. 16-25.
7.Tsao, S.W., et al., The biology of EBV infection in human epithelial cells. Seminars in Cancer Biology, 2012. 22(2): p. 137-143.
8.Nawandar, D.M., et al., Differentiation-Dependent LMP1 Expression Is Required for Efficient Lytic Epstein-Barr Virus Reactivation in Epithelial Cells. Journal of Virology, 2017. 91(8): p. e02438-16.
9.Jain, A., W.K. Chia and H.C. Toh, Immunotherapy for nasopharyngeal cancer-a review..
10.Goltz, D., et al., PDCD1 (PD-1) promoter methylation predicts outcome in head and neck squamous cell carcinoma patients. Oncotarget, 2017. 8(25): p. 41011-41020.
11.Ishida, Y., et al., Induced expression of PD-1, a novel member of the immunoglobulin gene superfamily, upon programmed cell death. EMBO J, 1992. 11(11): p. 3887-95.
12.Muenst, S., et al., The PD-1/PD-L1 pathway: biological background and clinical relevance of an emerging treatment target in immunotherapy. Expert Opinion on Therapeutic Targets, 2014. 19(2): p. 201-211.
13.Dai, S., et al., The PD-1/PD-Ls pathway and autoimmune diseases. Cellular Immunology, 2014. 290(1): p. 72-79.
14.Li, B., et al., Anti-Programmed Death-1 Synergizes with Granulocyte Macrophage Colony-Stimulating Factor-Secreting Tumor Cell Immunotherapy Providing Therapeutic Benefit to Mice with Established Tumors. Clinical Cancer Research, 2009. 15(5): p. 1623-1634.
15.Sznol, M. and L. Chen, Antagonist Antibodies to PD-1 and B7-H1 (PD-L1) in the Treatment of Advanced Human Cancer. Clinical Cancer Research, 2013. 19(5): p. 1021-1034.
16.Ishiwata, K., et al., Costimulator B7-DC Attenuates Strong Th2 Responses Induced byNippostrongylus brasiliensis. The Journal of Immunology, 2010. 184(4): p. 2086-2094.
17.Chikuma, S., Basics of PD-1 in self-tolerance, infection, and cancer immunity. International Journal of Clinical Oncology, 2016. 21(3): p. 448-455.
18.Chen, D.S., B.A. Irving and F.S. Hodi, Molecular Pathways: Next-Generation Immunotherapy--Inhibiting Programmed Death-Ligand 1 and Programmed Death-1. Clinical Cancer Research, 2012. 18(24): p. 6580-6587.
19.Zhou, Y., et al., PD-L1 predicts poor prognosis for nasopharyngeal carcinoma irrespective of PD-1 and EBV-DNA load. Scientific Reports, 2017. 7: p. 43627.
20.Fang, W., et al., EBV-driven LMP1 and IFN-γ up-regulate PD-L1 in nasopharyngeal carcinoma: Implications for oncotargeted therapy. Oncotarget, 2014. 5(23): p. 12189.
21.Chan, O.S.H., et al., Characterization of PD-L1 expression and immune cell infiltration in nasopharyngeal cancer. Oral Oncology, 2017. 67: p. 52-60.
22.Lee, V.H.F., et al., Correlation of PD-L1 Expression of Tumor Cells with Survival Outcomes after Radical Intensity-Modulated Radiation Therapy for Non-Metastatic Nasopharyngeal Carcinoma. PLOS ONE, 2016. 11(6): p. e0157969.
23.Zhang, J., et al., Co-expression of PD-1 and PD-L1 predicts poor outcome in nasopharyngeal carcinoma. Medical Oncology, 2015. 32(3).
论文作者:乐炜
论文发表刊物:《医师在线》2018年4月下第8期
论文发表时间:2018/7/8
标签:鼻咽癌论文; 细胞论文; 肿瘤论文; 免疫论文; 组织论文; 酪氨酸论文; 病毒论文; 《医师在线》2018年4月下第8期论文;