PD-1/PD-L1，腫瘤研究小白必知靶點

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胞，而是通過激活人體自身免疫系統來抗擊腫瘤，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，FDA批準了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日國家藥監局數據庫中，PD-1/PD-L1獲批了三個產品。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：

5. 關于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年由日本京都大學的Tasuku Honjo教授發現的，可在T細胞、B細胞等免疫細胞表面表達。不過在T細胞未活化時，幾乎不表達PD-1，僅在T細胞活化之后，PD-1才在T細胞表面表達。

PD-L1首次被發現是由華裔學者陳列平教授在1999年作為B7家族的第3個成員B7-H1。次年，Tasuku Honjo與哈佛醫學院的Gordon Freeman證實B7-H1能夠與PD-1結合，抑制T細胞增殖以及細胞因子分泌，負調控淋巴細胞的激活。隨后，B7-H1也被更名為程序性死亡受體配體-1（PD-L1）^[1]。PD-L1除了會表達在腫瘤表面，參與免疫逃逸，還會在IFN-γ刺激下，表達在抗原提呈細胞（DC細胞、巨噬細胞等），以及血管內皮細胞的表面。

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

2. PD-1/PD-L1信號通路

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

PD-L1作為最重要的免疫檢查點之一，除了可組成型低表達于APCs和多種非造血細胞，也可被炎性細胞因子包括干擾素(IFN)、腫瘤壞死因子僅(TNF-α)和血管內皮生長因子(VEGF)等誘導表達。如圖所示，在腫瘤微環境中，腫瘤細胞和腫瘤相關APCs高表達PD-L1，腫瘤浸潤性淋巴細胞在腫瘤抗原長期刺激下高表達PD-1。PD-L1與PD-1結合后可誘導T細胞凋亡、失能、耗竭，進而抑制腫瘤抗原特異性CD8+T細胞的激活、增殖和抗腫瘤功能，實現腫瘤免疫逃逸^{[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，恢復機體正常的抗腫瘤免疫反應，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抑制劑、治療性抗體、癌癥疫苗、細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，非小細胞肺癌、腎癌和前列腺癌等實體瘤的治療中展示出了強大的抗腫瘤活性，多個腫瘤免疫治療藥物已經獲得美國FDA（Food and Drug Administration, FDA）批準臨床應用。腫瘤免疫治療由于其卓越的療效和創新性，在2013年被《科學》雜志評為年度最重要的科學突破。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合，但是PD-1和D-L1抗體的作用機制是有區別的。如下圖所示，PD-1單抗會與T細胞表面的PD-1結合，阻止PD-1與PD-L1或PD-L2結合，釋放被抑制的腫瘤特異的T細胞殺傷能力。而PD-L1抗體，只阻斷了PD-L1和PD-1的結合，而對PD-L2和PD-1的結合沒有影響 ^{[6] [7]}。

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

4. PD-1/PD-L1藥物研究進展

目前，已在全球范圍內上市并應用的PD-1/PD-L1抗體類藥物總共有六個，對應的適應癥表一所示，其中Cemiplimab作為全球第3款PD-1抑制劑Cemiplimab（商品名Libtayo）。主要用于治療轉移性皮膚鱗狀細胞癌（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	適應癥	上市日期
Opdivo (Nivolum)	Bristol-Myers	PD-1	非小細胞肺癌、惡性黑色素瘤、腎細胞癌、頭頸部鱗癌、尿路上皮癌、結直腸癌、肝癌、經典型霍奇金淋巴瘤	2014-06
Keytruda (Pembrolizumab)	Merck	PD-1	非小細胞肺癌、惡性黑色素瘤、腎細胞癌、頭頸部鱗癌、尿路上皮癌、結直腸癌、肝癌、經典型霍奇金淋巴瘤	2014-09
Tecentriq (Atezolizu)	Roche	PD-L1	非小細胞肺癌、尿路上皮癌	2016-10
Bavencio (Avelumab)	Merck and Pfizer	PD-L1	梅克爾細胞癌、膀胱癌	2017-03
Imfinzi (Durvalumab)	AstraZeneca	PD-L1	尿路上皮癌、非小細胞肺癌	2017-05
Cemiplimab	Sanofi and Regeneron	PD-1	轉移性皮膚鱗狀細胞癌（CSCC）或局部晚期不可切除的CSCC患者	2018-09

5. 關于PD-1/PD-L1腫瘤免疫治療常見問題

結合臨床，我們歸納了關于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抑制劑，是一種抗體類的腫瘤免疫藥物。它的機制是增強體內免疫細胞T細胞對腫瘤細胞的識別，從而達到殺滅腫瘤的作用。可以說，該藥物是通過增強我們自身的免疫力去殺傷腫瘤細胞。目前國外批準上市的藥物有六種，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，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，需要一直持續應用嗎？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免疫細胞殺傷腫瘤細胞的間接作用治疾病的，與傳統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要求患者預計生存時間超過12周的條件下才考慮可以入組。NCCN指南里推薦PS評分2分的患者應免疫治療。

依據目前已有的經驗，推薦患者如果治療有效則長期使用。直到疾病進展，再更換其他治療方案。有部分患者，在治療一段時間后達到了CR (疾病完全緩解)，并且持續很長一段時間,醫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生耐藥性？

目前有限的臨床數據和隨訪資料表明，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發，這部分患者可以分為兩種：一種是患者用藥之后效果很好，停藥之后復發，但是再用PD-1抗體還是會有效。這類復發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，但是已經消退的腫瘤(達到PR標準)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發，患者應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.