PD-L1與腫瘤相關免疫細胞的表達在口腔鱗狀細胞癌發生發展中的作用

張珂欣(綜述),劉 健(審校)

(河北醫科大學第四醫院口腔科,河北 石家莊 050011)

頭頸部鱗狀細胞癌(head and neck squamous cell carcinomas,HNSCC)是上呼吸消化道的上皮來源的惡性腫瘤,包括口腔、咽部和喉部。頭頸鱗癌的風險因素包括吸煙、飲酒和感染高危型人乳頭瘤病毒 (human papillomavirus,HPV)[1]頭頸部的惡性腫瘤最常見的發生部位是口腔,而鱗狀細胞癌是其最常見的組織學亞型。根據 GLOBOCAN 2018 年全球癌癥統計,每年診斷出超過 80 萬例HNSCC 新病例[2]。然而,除了HPV[+]之外,尚未開發出可以可靠預測頭頸鱗癌預后或對治療反映的生物標志物[3]。因此,對于HNSCCs,尤其是OSCC患者,有必要開發一種新的生物標志物來預測生存預后或指導治療選擇。程序性死亡配體1(programmed cell death-ligand,PD-L1)在腫瘤細胞和(或)腫瘤相關免疫細胞(tumor-associated immune cells,TAICs)和腫瘤微環境中的腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs)中的表達可能反映了HNSCCs的腫瘤生物學[4];然而,它們在OSCC中是否可以作為預后因素的作用尚未確定。因此,本篇就PD-L1及一些腫瘤相關免疫細胞在OSCC發生發展中的作用及一些免疫標志物的表達是否可以用作預測生存的生物標志物作一綜述。

1 PD-L1的表達在OSCC中的作用

PD-L1的表達已被證明與乳腺癌、肺癌、胰腺癌,腎細胞癌和胃癌等幾種癌癥的不良預后相關。然而,在OSCC患者中,PD-L1水平不一致,往往顯示著不同的預后結果。2017年,一項在HNSCC中對Pembrolizumab進行的Ⅱ期研究所得出的總緩解率(overall response rate,ORR),這表明并非所有類型的患者都可以從這種免疫療法中受益[5]。導致此種結果的原因有眾多。

其中,關于腫瘤細胞中PD-L1表達與臨床病理特征及預后之間關聯的結果紛說不一。有研究顯示性別對PD-L1的表達有所影響,其中女性與OSCC中PD-L1高表達水平有關[6]。關于性別與PD-L1的相關報道,還有學者在一項NSCLC的研究中表示,女性NSCLC患者中PD-L1的表達往往較高[7]。Gainor等[8]也觀察到,在NSCLC的研究中,與間變性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase,ALK)陽性隊列相比,ALK陰性患者可能是女性。同樣的,在Kujan等[9]的報道中顯示,在具有相關炎癥表型的女性OSCC患者中,PD-L1的表達率較高。除外性別,最近的一項研究表明,與年長的患者相比,年輕的OSCC患者使用PD-1阻斷的結果更有利[10]。這提示在今后的研究中要注重臨床病理參數對PD-L1表達的影響并展開更多的研究加以探討性別對預后的影響及重要性。

據Rasmussen等[11]報道,PD-L1在腫瘤內的可變性表達限制了其作為生物標志物的效用,確定區分對特定藥物有反應者和無反應者的最佳突破點是確定其對治療效果的有用機制。近年來,也有越來越多的研究關注于PD-L1的表達機制上。許多研究已經證實癌細胞可以通過表達某些配體來逃避宿主免疫系統,這些配體通過通常由配體-受體相互作用引發的抑制途徑來下調細胞毒性T淋巴細胞。Lyford-Pike等[12]提出在正常組織中,PD-L1是對炎性細胞因子如IFN-γ的誘導而誘導的,該系統代表了在T細胞介導的炎癥中組織保護的主要機制?，F在被大家所接受的事,PD-L1在實體瘤中表達上調,可以提供直接的腫瘤保護,并降低表達PD-1的腫瘤浸潤效應CD4+和CD8+T細胞的活性。并且,PD-L1的過度表達已在包括頭頸部癌在內的多種癌癥中被發現。PD-L1在OSCC腫瘤細胞上的表達可預測接受免疫療法治療的患者的總生存期和復發率,并且免疫組織化學結果顯示具有更高PD-L1表達的SCC腫瘤顯示出更強的抗腫瘤活性[13]。此外Naruse等[14]確定PD-1和PD-L1的聯合表達顯著降低了OSCC患者的5年生存率。Maruse等[15]隨訪了OSCC患者的5年生存率,發現PD-L1陽性與PD-L1陰性患者的生存率相比降低了約20%;Ngamphaiboon等[16]表明高表達PD-L1(50%)是抗PD-1/PD-L1未治療OSCC患者總體生存率低的獨立預后因素。Lin等[17]也發現,較高的PD-L1表達水平與一些臨床病理因素,例如遠處轉移有關。在其他癌種中也有相關研究,Thompson等[18]發現在胃癌中PD-L1表達與不良臨床預后有統計學意義的關聯。這些結果表明,PD-L1和可能的PD-1的表達是疾病對免疫治療反應的有用預測生物標志物,并且是不良預后和疾病進展和轉移的潛在有用的預后生物標志物。但確定PD-L1的表達是OSCC患者預后的獨立因素還需大樣本的基礎研究及更深層次的機制探索。

2 TAICs在OSCC發生發展中的作用

除了免疫檢查點TAICs、腫瘤浸潤淋巴細胞TILs與腫瘤進展、治療效果和生存高度相關[19]。其中,T細胞、巨噬細胞和骨髓源性抑制細胞是近年來研究的熱點。CD8+T細胞是抗腫瘤免疫的主要效應細胞,各種CD8+T細胞浸潤較高的腫瘤實體(包括NSCLC、黑色素瘤等)對免疫治療有更好的反應[20]。CD3+或CD8+TILs的浸潤被認為是HNSCC生存結果的陽性預測標志物[21]。但是,它在OSCC中的作用尚未確定。最近的一項薈萃分析也顯示,在OSCC中CD8+T的浸潤與生存之間沒有關聯[22]。也學者得出與之相反的結論。一些研究表明,高水平的CD8+TILs顯示OSCC患者具有良好的預后。在一項根據隨訪后的分組的回顧性研究中發現,預后較好的OSCC患者中的CD8+細胞的數量明顯高于預后較差的OSCC患者組。Zhu等[23]在乳腺癌也觀察到乳腺癌患者的生存與浸潤淋巴細胞中CD8+細胞毒性T細胞頻率更高有關。來自臨床研究的其他新證據也強調了CD8+T細胞在控制腫瘤生長和延長患者生存中的作用[24]。

相反,與CD8+T相比,CD4+T表達與OSCC的不良預后更緊密相關,后者具有更多的研究證據和結果支持。腫瘤來源的CD4+T細胞已在許多不同類型的癌癥中進行了廣泛研究。證據顯示腫瘤部位的抗原特異性CD4+T細胞可以顯著抑制免疫反應,從而導致腫瘤細胞的免疫耐受。在各種CD4+T細胞組分中,具有CD4+CD25+Foxp3+調節性體細胞(regulatory T cells,Treg)表達的特定子集先前被描述為調節性T細胞,并顯示出介導抑制作用[25]。在一組實驗中觀察到,與對照組相比,兩組OSCC組中均觀察到CD4+細胞數量增加以及Foxp3+和CD4+細胞數量之間呈正相關。并且發現預后較差的OSCC組中腫瘤內CD4+細胞顯著增加。這項實驗中CD4+細胞在腫瘤內高度浸潤與較差預后之間的關聯與其他研究的發現一致[26]。在乳腺癌的研究中發現,CD4+CD25+Foxp3+Treg的頻率與臨床呈現的結果呈負相關。并且在乳腺癌的小鼠模型中研究到,耗竭CD4+CD25+T細胞可減少CD4+CD25+T細胞介導的抑制作用,提高免疫力,并增強腫瘤消退[27]。就現階段的研究證據來看,CD4+T細胞的浸潤增加與OSCC的預后較差相關這一觀點似乎更能站住腳。同樣的,Foxp3 Treg浸潤增加與許多癌癥的臨床預后差和各種不良預后因素有關。Foxp3+細胞的高腫瘤內密度與較差的臨床預后之間的關聯可能表明Foxp3+細胞的存在可能在OSCC進展中起作用。即便如此,Foxp3 Treg表達的關聯及其對整體生存的影響也仍然存在爭議[28]。

關于TAICs在OSCC中的表達與疾病的發生發展及預后之間的爭議,有學者表示作為OSCC中的生物標志物的作用的相互矛盾的結果可能歸因于每項研究中評估位點的差異。并提出通過分別計算腫瘤所占總區域、瘤內區域和間質區域中TAIC的數量來評估TAIC作為生物標志物的作用。結論得出是一致的,單獨的TAIC不能作為獨立預測OSCC預后的生物標志物[29]。但是TAICs與OSCC發生發展的密切關系,值得更多關注。

3 PD-L1與TAICs的在OSCC中的相互作用

PD-L1在腫瘤細胞和(或)TAICs和TILs中的表達可能反映了HNSCCs的腫瘤生物學[30]。然而,它們在OSCC中作為預后因素的作用尚未確定。但是,可以確定的是腫瘤發生是TILs與腫瘤細胞相互作用的過程。因此,OSCC中PD-L1的表達水平和不同水平的TAICs的表達在OSCC的發生發展以及是否可以作為預測生存的生物標志物是密不可分的。

OSCC的TME可通過特定抗原維持的適應性免疫反應。OSCC中的PD-1/PD-L1表達也與TILs增加有關[31]。有一組隨訪病例研究中,預后較差的OSCC組別中,PD-L1與CD4+細胞數量之間存在顯著正相關,這一結果類似于黑素瘤[32]。有學者表示,癌細胞上PD-L1的免疫表達與Treg浸潤有關,并且PD-L1可能是由涉及TIL的炎性微環境誘導的并且經過實驗發現,在兩組的OSCC患者中PD-L1在癌細胞上的表達和浸潤的與CD8+細胞數量呈明顯負相關[26]。但是這一結果也存在爭議,在其他癌種的研究中有與之相反的結果。一項實驗的研究表明,具有較高CD8+T細胞浸潤的胃癌患者也具有較高的PD-L1表達,呈正相關,他指出這表明可能正在發生適應性免疫抵抗機制[12]。同樣的,其他學者也通過定量RT-PCR的實驗方法發現,與口咽癌相比,PD-L1+中CD8mRNA的表達顯著增加,呈正相關,與之前的的研究結果一致[18]。另一方面,Tokito等[33]觀察到,缺乏PD-L1免疫表達并伴有CD8+細胞密度增加,與非小細胞肺癌的良好生存率顯著相關。還有一些在口腔潛在惡性病變中關于TAICs的研究表示,口腔白斑中PD-L1的表達與疾病進展和CD8+淋巴細胞密切相關[34]。在OSCC中,CD4+和CD8+T細胞表達PD-1的頻率高于光化性唇炎[35]。

但至此,PD-L1與TAICs在OSCC中的作用依然無法定性,有許多學者提出這一現象的原因。其中有學者表示作為OSCC中的生物標志物的作用的相互矛盾的結果可能歸因于每項研究中評估位點的差異。有學者通過在每個患者中選擇一個具有最大腫瘤直徑的代表性區域來對每個免疫標記陽性TAIC進行定量分析的方法來減少判讀帶來的異質性,使結果更為可信。也有學者提出通過分別計算腫瘤所占總區域、瘤內區域和間質區域中TAIC的數量來評估TAIC作為生物標志物的作用。結果顯示,不同部位腫瘤浸潤T細胞(CD3+/CD4+/CD8+)與生存預后無關,但大量t-PD-1+TAICs的存在被認為是多因素分析后總生存期預后的獨立陽性預測因素[29,36]。還有研究提出了侵襲性前緣的概念。侵襲前緣是指腫瘤和宿主組織之間的連接,是代表癌性組織在相鄰的非癌性組織中生長的最深邊緣[37]。其他有關侵襲前緣與TAICs的研究發現,侵襲前緣高度浸潤的CD8+T細胞可以有效延長HPV[-]OSCC患者的總生存期。此外,在侵襲前緣的CD8+T細胞區域的30 μm范圍內,Foxp3+Tregs和PD-L1+細胞的比例是使總生存期惡化的重要預后標志物。因此,他們推測侵襲前緣可能是檢查腫瘤組織中TAICs程度以評估宿主抗腫瘤免疫的重要區域[38]。但是也有一些學者對侵襲前緣這一定義提出質疑,Shimizu等[39]在研究時并未特定劃分這一區域,并且他們提出,不標定特定的侵襲前緣等區域是以避免在TAIC評估中包括在遠離主要瘤床和相鄰正常組織的遠處發現的免疫細胞。因為這些腫瘤邊界外的免疫細胞沒有總是與侵入前沿的TAIC明顯區分開來,它們可以被記錄為“侵入前緣的TAIC”,所以一旦計入這些就會導致TAIC的數量被高估。此外,侵襲前緣的定義目前還未明確,并且可能因研究而異。因此,還需要進一步研究來驗證計數TAICs細胞的適當區域,以準確評估免疫細胞的表型及其作用。但這一爭議也進一步明確了PD-L1在OSCC中的作用以及與TAICs在OSCC發生發展中的協同作用。

4 總結與展望

本綜述分別從三方面展開,分別寫出了現在PD-L1及TAICs作為預測OSCC預后的生物標志物的可能性,及兩者在OSCC發生發展中的共同作用,并也強調了除此之外性別、臨床病理學特征以及免疫組織化學判讀的位點及范圍選擇對其的影響,為之后學者的進一步探究提供研究方向及理論基礎。及早發現與OSCC高度相關的獨立預后因素及生物標志物。同時也存在一定的局限性,納入的實驗多為臨床實驗,缺少了其他PD-L1及TAICs與OSCC相關機制的研究,還需進一步研究。