3 分钟 get 大热的 PD-L1 免疫疗法

1992 年，日本京都大学 Tasuku Honjo 教授首次报道并克隆了 PD-1 基因[1]。

1999 年，华人学者陈列平教授报道了 B7 家族的第三个成员 B7-H1（即日后的 PD-L1）[2]。

2000 年，Tasuku Honjo 教授等人证明了 PD-L1 能与 PD-1 结合，进而抑制 T 细胞的增殖与细胞因子的分泌，负调控淋巴细胞的激活，从此，B7-H1 被正式命名为 PD-L1（陈列平教授则继续使用「B7-H1」命名）[3]。

2003年，陈列平教授第一次成功地使用 PD-L1 封闭抗体联合 T 细胞回输技术治愈了约 60% 的头颈癌小鼠[4]。

2014 年 12 月，首个应用于肿瘤治疗的抗 PD-1 抗体药 Keytruda（MSD）获 FDA 批准，三个月后，Opdivo （BMS）获 FDA 批准（Opdivo 也将成为首个在中国大陆上市的 PD-1 单抗药）。

2016 年 FDA 批准首个抗 PD-L1 的抗体药 Tecentrip（Roche）应用于肿瘤治疗（图 1）。

图 1：PD-1/PD-L1 发展历程中的部分关键节点

PD-1/PD-L1 免疫检查点抑制剂在癌症研究中倍受瞩目，而恶性肿瘤的十大重要标志之一就是免疫检查点参与的免疫逃避。

PD-1 与其配体 PD-L1 的结合会下调 T 细胞的活性，阻断体内免疫系统对肿瘤细胞的攻击。PD-1/PD-L1 单克隆抗体是目前临床研究与应用最广泛的免疫检查点抑制剂。

当阻断 PD-1 与 PD-L1 的结合时，负调控信号被阻断，T 细胞恢复活性，杀死肿瘤细胞，在多种癌症治疗过程中显示出卓越的疗效[5]。

图 2：PD-1/PD-L1 抑制剂的工作机理[6]

TCR, T cell receptor; MHC, major histocompatibility complex;

APC, antigen presenting cell

具体如图 2 所示，PD-1 的生理功能简单来说就是免疫刹车：

当免疫系统发现外来入侵者，启动免疫攻击时，为了不误伤自身，同时也启动免疫「刹车」。因此，T 细胞被激活时会表达 PD-1，而攻击性炎症因子 IFN-γ 会刺激细胞表达它的受体 PD-L1 和 PD-L2。

当 PD-1 与它的受体结合，就会抑制免疫反应。但是狡猾的肿瘤细胞在与免疫系统的战斗中，逐渐学会了这一招：通过大量表达 PD-L1 实现免疫逃逸。而 PD 抑制剂，包括 anti-PD-1 或者 anti-PD-L1 单抗药，就是通过阻断 PD-1 与其受体的结合，重新激活免疫系统来攻击肿瘤细胞[6]。

PD-L1 组成性低表达于抗原递呈细胞（APCs）、非造血细胞如血管内皮细胞、胰岛细胞以及免疫豁免部位（如胎盘、睾丸和眼睛）。炎性细胞因子如 I/II 型干扰素、TNF-α和 VEGF 等均可以诱导 PD-L1 的表达[7]。

大量研究表明，在癌症患者的样本中，PD-L1 在很多情况下呈现高表达趋势[8]。在肿瘤微环境中，免疫抑制分子如 PD-L1 的高表达意味着当 PD-1/PD-L1 的结合被阻断时，患者更可能从中获益。因此对于癌症患者而言，如果 PD-L1 的表达水平较高，则使用 PD 抑制剂的疗效更为显著。目前的临床结果也印证了这一推测（图 3,4）。正因为如此，PD 抑制剂药物的使用，大多需要伴随 / 补充诊断检测 PD-L1 的表达，而 PD-L1 的检测方法主要是基于蛋白水平的免疫组化。

那么为什么不选择检测 PD-1 呢？在使用抗 PD-1 抑制剂的条件下，PD-1 水平通常不会发生变化，此时检测 PD-L1 可以反映没有结合的 PD-L1 水平，从而反映药物的作用程度。而 PD-L1 在多种细胞表面表达，包括恶化的肿瘤细胞表面，所以高表达 PD-L1 的肿瘤细胞预示其免疫逃逸能力强，当使用 PD 抑制剂时可能更有效。当然也有报道，肿瘤浸润的 T 细胞中 PD-1 对于无进展生存期（PFS）也有一定的指示意义[10]。

关于 OPDIVO(nivolumab，PD-1 单抗药)，BMS 进行了将其应用于 NSCLC（非小细胞肺癌）的临床项目（图 3）。

数据表明：PD-L1 的表达与 OPDIVO 的疗效呈一定的正相关性。应用其伴随诊断抗体 28-8 (ab205921, Abcam) 的 IHC 染色信号越强，则使用 OPDIVO 所获得的总体生存率（OS）越高。PD-L1 阳性表达组（≥1%）的总体生存率较之 PD-L1 阴性表达组（＜1%）有显著提升。当 PD-L1 的表达水平更高时（≥5%，≥10%），相应患者的死亡风险分别降低 57% 和 60%。而对于 Docetaxel（化学抗癌药）的使用，PD-L1 的表达与总体生存率并无显著相关性[9]。

图 3：NSCLS 患者对 OPDIVO 药效（总生存期 OS）与 PD-L1 的表达呈正相关[9]

2017 年马里兰大学 Greenebaum 癌症中心进行了针对多发性骨髓瘤（MM）的三联免疫治疗研究[10]，即 PD-1 单抗药，pomalidomide（免疫调节药物）及低剂量地塞米松的联合用药。研究使用 PD-L1 抗体 28-8 (ab205921, Abcam) 对病人的组织样本进行 IHC 染色，根据信号强度分为阳性与阴性 / 弱阳性两组，并观察两组病人在联合用药下的治疗反应（sCR/CR，得到了严格的完全缓解 / 完全缓解；VGPR，有非常好的部分缓解）。PD-L1 阳性组 vs 阴性 / 弱阳性组的治疗反应（sCR/CR + VGPR）为 54% vs 20%。

同时，研究对骨髓浸润的淋巴细胞中 PD-1（ab52587，Abcam）的表达水平进行检测，发现其与客观缓解率（ORR）并无明显的相关性。目前，PD-L1 表达水平的检测已经写进了肺癌 NCCN 指南。此外，一些临床试验的研究显示，在其它肿瘤中，PD-L1 的表达水平与患者使用免疫检查点抑制剂的疗效亦存在相关性[8,10]。

4：PD-1 和 PD-L1 的免疫组化分析[10]

(A) MM 患者组织样本中 PD-L1 的表达水平检测 (DAB)，1% (i), 1% to 49% (ii), 50% (iii)，下方为相应的骨髓瘤细胞标志物 MUM1 的组织染色（ACE）(B) T 淋巴细胞中 CD3 染色 (i) 和 PD-1 染色 (ii)。

目前 FDA 批准了 2 款 PD-1 抑制剂（Opdivo 和 Keytruda）和 3 款 PD-L1 抑制剂（Tecentriq、Imfinzi、Bavencio）上市。同时，也分别批准了相应的伴随 / 补充诊断抗体：28-8、22C3、SP142、SP263（克隆号，其中 Bavencio 无指定 PD-L1 诊断抗体）这 4 个 PD-L1 单抗，用于 PD-L1 表达水平的 IHC 检测[11]。

目前在 NSCLC（非小细胞肺癌）治疗中，每个 PD 抑制剂都开发了相应的特异性 PD-L1 免疫组化（IHC）检测方法，以评估 NSCLC 中恶性肿瘤和 / 或免疫细胞上的 PD-L1 表达水平。前文已经提到 OPDIVO(nivolumab，BMS) 在 NSCLC 患者的治疗中获得了极大的成功，且疗效与 PD-L1 的表达水平呈现相关性，证明了补充诊断的重要性[9]。

下表列出了 FDA 以及在欧洲和日本批准的 PD-L1 单抗[12]：

bbreviations: IC, immune cells; IVD, in vitro diagnostic; NA, not applicable; NSCLC, non–small-cell lung cancer; NSQ, non-squamous; PD-L1, programmed death-ligand 1; SQ, squamous; TC, tumor cells.