循环肿瘤细胞PD-L1表达在实体肿瘤中的研究现状

张相成,李柏钧

(1.中山大学附属第一医院广西医院普外科,广西南宁530021;2.广西壮族自治区人民医院胸部外科,广西南宁530021)

实体肿瘤的发病率和病死率依然在逐年递增,复发和远处转移与肿瘤相关的高死亡率密切相关[1-2]。研究发现循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)在血液循环中逃逸机体免疫存活下来,是肿瘤复发转移的关键因素[3]。人体的自身免疫功能多依赖于淋巴T细胞的活化,活化后的T细胞常表达一种程序性死亡受体-1(programmed cell death 1,PD-1)。CTC 表面上表达的PD-L1是PD-1的配体,两者结合能使肿瘤细胞逃避T细胞免疫,PD-L1表达水平越高,肿瘤细胞逃逸机体细胞免疫能力越强,癌症患者预后越差[4]。应用针对PD-1/PD-L1免疫检查点的抑制剂,能显著延长CTC PD-L1阳性肿瘤患者的无进展生存期和总生存期[5-6]。通过动态监测CTC PD-L1表达状态,能够及时优化调整患者后续治疗方案,明显改善癌症患者的预后[7-9]。另外,WINOGRAD等[10]研究发现晚期肝癌患者外周血中的CTC表面上PD-L1的阳性表达率明显高于早期肝癌患者,这表明CTC PD-L1有潜力成为肝癌进展的诊断标志物。以上说明了检测CTC PD-L1的水平可为肿瘤患者治疗方案的制订、疗效评估和预后预测方面提供巨大的临床应用价值。

1 CTC PD-L1的概述

早在1869年ASWORTH等[11]在转移性癌症患者外周血中观察到与原发肿瘤细胞的体积和形态相似的细胞,但其繁殖能力极强,随后提出了CTC概念。近些年,CTC成为肿瘤复发转移机制的研究热点。随着研究的不断深入,有学者将CTC概念扩展为:因自发或外界因素从原发病灶或者转移灶脱落至外周血中的肿瘤细胞[12]。外周血中CTC对肿瘤的早期诊断[10]、远处转移及复发[13]、评估分期以及确定免疫治疗敏感性[14]和疗效性[15]等方面具有一定的临床意义。然而,仅对CTC进行计数存在一定的局限性。后来,有不少学者研究发现大部分CTC在血液循环中死亡,仅有少数的CTC在逃避氧化应激、机体自身免疫等作用后存活下来,并引起肿瘤转移复发[3, 16]。最近,越来越多的学者对CTC内的基因组学、转录谱及蛋白成分如PD-L1进行深入研究[17-18]。2015年MAZEL等[19]研究发现乳腺癌患者外周血中PD-L1多表达于CTC 细胞膜上,并且观察到 CTC PD-L1水平在一定程度上提示乳腺癌分期和对免疫治疗的反应情况。随后,越来越多的文献报道了在肺癌[20]、肝癌[21]、结直肠癌[22]等实体肿瘤患者循环血液CTC中检测到PD-L1的表达。在相关分析中发现CTC PD-L1水平与肿瘤早期诊断、免疫治疗疗效等都存在一定关联。因此,对CTC PD-L1临床应用价值的深入研究就显得尤为重要。

2 CTC PD-L1在实体肿瘤中的临床应用

2.1 CTC PD-L1在临床诊断中的应用对实体肿瘤患者的外周循环血中的肿瘤细胞上PD-L1的研究越来越深入。截至目前,CTC PD-L1表达能否应用于早期诊断尚无明确定论。WINOGRAD等[10]在87名肝癌患者外周血中检测CTC PD-L1阳性率,发现转移性肝癌CTC PD-L1阳性率高达93.8%,明显高于早期(8.2%)和晚期(54.5%),准确鉴别出早晚期和转移性肝癌患者(敏感度=71.1%,特异性=91.8%,AUC=0.807)。这说明CTC PD-L1有可能成为肿瘤早期诊断的新型标志物。然而,未见有其他学者针对CTC PD-L1在恶性高、转移早的实体肿瘤中可否作为肿瘤转移的参考证据进行深入分析。因此,还需进一步研究CTC PD-L1在实体肿瘤临床早期诊断的应用价值。

2.2 CTC PD-L1在指导治疗和评估疗效中的应用目前,研究发现使用针对PD-1/PD-L1检查点的免疫疗法能显著改善癌症患者的预后,并且无论是疗效方面还是副作用方面,免疫治疗都优于传统的放化疗[23]。然而,在接受PD-1/PD-L1检查点抑制剂治疗的非选择人群中产生客观应答者不足20%[24],因此筛选出免疫治疗潜在的获益人群十分重要。既往研究主要集中在观察组织样本的PD-L1水平来筛选免疫治疗的人群,这既不能消除转移性癌症的时空异质性,免疫应答率也未令人满意[25]。近年,有研究表明CTC同时具备原发灶和转移灶肿瘤细胞的特质,CTC PD-L1可用作分析患者肿瘤生物学特征的实时样本,实时反映肿瘤生物学变化,评估免疫治疗疗效[26]。DALL'OLIO等[5]发现接受PD-1/PD-L1检查点免疫治疗剂治疗的非小细胞肺癌(NSCLC)患者中,CTC PD-L1阳性患者的总生存周期明显延长。同样,HERBST等[27]和MULLER等[28]均观察到使用帕博利珠单抗免疫治疗能够显著提高CTC PD-L1阳性的局部晚期和转移性 NSCLC 的总生存周期及无进展生存期。另外,也有研究发现针对PD-1/PD-L1检查点的免疫治疗同样明显延长了CTC PD-L1阳性的肝癌[10]、乳腺癌[29]、胃癌[6]、结直肠癌[30]等实体肿瘤患者总生存周期并改善临床症状。此外,针对PD-1/PD-L1的免疫治疗有助于增加肿瘤细胞对放化疗治疗的敏感度[31]。所以,检测患者的CTC PD-L1阳性率,可以筛选出最佳的免疫治疗药物,制订最佳的治疗方案,提升患者生存期和改善预后。此前,临床上多依赖于临床症状的改变和影像学检查评估治疗的疗效,但影像学检查提示病灶扩大有可能是免疫治疗对清除肿瘤细胞的滞后性所造成的“假进展”。近年来,许多研究表明动态监测CTC PD-L1水平除了可以指导治疗方案外,还可以实时反映免疫治疗的效应。YUE等[30]对35例接受PD-1/PD-L1检查点免疫抑制剂IBI308治疗的晚期胃肠道肿瘤患者进行回顾性分析,发现基线CTC PD-L1高阳性率的患者疾病控制率更高。TAN等[32]对比实体肿瘤患者接受免疫治疗前后CTC PD-L1阳性率发现,免疫治疗前CTC PD-L1阳性的患者疾病控制率较高,而经免疫治疗后疾病客观缓解率和疾病控制率与CTC PD-L1阳性率降低幅度相关,说明CTC PD-L1可以反映使用PD-1/PD-L1抑制剂治疗的有益反应。另外,NICOLAZZO和其同事[20]动态检测24例4期肺癌患者基线以及接受纳武利尤单抗治疗3个月和6个月的CTC PD-L1水平,同时与临床治疗效应进行相关分析,肺癌患者基线和治疗3个月后 CTC PD-L1高阳性率与治疗良好效应相关,而免疫治疗6个月后CTC PD-L1阳性率仍较高的患者对免疫治疗获益差。以上研究说明实体肿瘤患者外周血CTC PD-L1 表达的动态变化能够成为评估治疗反应的有效标记物。随着免疫治疗在实体肿瘤领域的广泛推进,CTC PD-L1表达检测在评估免疫治疗疗效中必将发挥越来越重要的作用。但是,目前大部分研究所纳入的研究对象数量有限,缺乏多中心对照研究。因此,还需在多中心、大数据作为研究基础,进一步探讨CTC PD-L1作为实体肿瘤患者免疫治疗疗效评估指标的可靠性。

2.3 CTC PD-L1在预后预测中的应用目前,临床上多采用肿瘤分期、影像学检查、组织病理检查等因素来判断疾病的预后。临床分期预测预后的敏感性和特异性不足,而病理检查只能用于术后评估,不适用于肿瘤晚期患者。另外,影像学上病灶的扩大不易区分疾病上的“假进展”,还是患者对免疫治疗的无应答[33]。因此,亟需寻找更加简捷、准确的新型 “液体活检”标志物来辅助评估预后。近几年研究表明,CTC PD-L1 是评估肿瘤患者总生存期和疾病无进展生存期的独立危险因素,患者基线高水平的CTC PD-L1表达或免疫治疗后其水平下降不佳或仍持续上升预示着患者预后不良[34]。这结论在肺癌、肝癌、宫颈癌、乳腺癌等恶性肿瘤患者中得到进一步证实。因此,CTC PD-L1有望成为预测实体肿瘤患者预后的新型生物标志物。WANG等[35]发现基线 CTC PD-L1 阳性的非小细胞肺癌患者预后比阴性患者更差,并且观察到部分接受放化疗的患者中CTC PD-L1 表达有明显增加趋势,并且后来随访中发现该部分患者预后较差。同样,GUIBERT等[36]收集96名晚期非小细胞肺癌患者肿瘤组织及外周血,检测了肿瘤组织细胞和CTC上PD-L1的表达,CTC的PD-L1阳性率明显高于肿瘤组织,同时CTC PD-L1高阳性率与患者疾病进展和死亡风险显著相关,这说明PD-L1高阳性率的患者预后较差。WINOGRAD等[10]分析了肝癌患者CTC PD-L1与其预后相关性时,发现CTC PD-L1高阳性率的患者生存率明显较低,在控制了肿瘤分期、AFP和MELD评分后,CTC PD-L1仍然是患者生存的独立预测因子,支持了其作为预后生物标志物的实用性。另有研究[37]表明,乳腺癌患者CTC PD-L1表达状态与转移部位数量和疾病无进展生存期显著相关。LI等[38]对局部晚期宫颈癌患者外周血PD-L1进行检测,PD-L1表达阴性患者具有更长的总生存期和无进展生存期,这结果表明CTC PD-L1检测可协助评估宫颈癌患者预后。因此,CTC PD-L1对预测实体肿瘤患者预后状况具有非常重要的临床价值。

3 总结与展望

CTC PD-L1表达检测在临床上具有广阔的应用前景,尤其是动态监测CTC PD-L1在实体肿瘤的指导治疗方案、疗效评估以及预后评估展现出重要的临床价值。虽然CTC PD-L1在临床上已经得到初步应用,但其作用有限,联合临床其他指标和影像资料构建整体模式将会更加准确、全面地对肿瘤进行综合预测评估。目前对CTC PD-L1的检测方法多种多样,无法统一对其水平定量,暂不能依据CTC PD-L1的水平定性地指导治疗方案、疗效评估以及预后评估,进行多中心、大规模的临床研究将是未来肿瘤研究的重要方向。研究纳入的多数患者是接受放化疗、靶向治疗效果欠佳后才开始进行CTC PD-L1检测评估可否行免疫治疗,而先前治疗往往会影响PD-L1的表达,因此肿瘤组织PD-L1表达检测仍是评估肿瘤患者预后和指导治疗中重要的一环。另外,CTC PD-L1检测价格昂贵、结果分析时间长,在一定程度上阻碍了其临床应用,未来寻求简便、廉价的CTC PD-L1检测技术将提升其临床应用价值。