综述:胃癌中 PD-L1 表达机制的最新进展

【字体: 时间:2025年03月18日 来源:Biological Research 4.3

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  本文全面综述胃癌中 PD-L1 表达的相关因素与机制,为免疫治疗提供新思路。

  ### 胃癌现状与 PD-L1 免疫治疗
胃癌(Gastric Cancer,GC)在全球范围内是常见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率较高,尤其在东亚、东欧和南美等地区更为显著。虽然发达国家的胃癌发病率有所下降,但人口老龄化可能导致未来胃癌患病率上升。幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H. pylori)感染是引发非贲门部胃癌的重要风险因素,采取减少盐和腌制食品摄入、增加果蔬摄入等预防措施,可降低胃癌发病风险。
目前,手术仍是胃癌治疗的主要手段,但对于晚期或存在手术禁忌的患者,肿瘤免疫治疗展现出良好前景。程序性死亡配体 1(Programmed Death Ligand 1,PD-L1)和程序性死亡受体 1(Programmed Death 1,PD-1)抑制剂在免疫治疗中表现出显著的抗肿瘤免疫效果。多项临床试验表明,PD-1 免疫检查点抑制剂联合化疗可显著提高晚期胃癌患者的总生存率,成为新的一线治疗标准。因此,深入了解胃癌中 PD-L1 表达的调控机制,对于开发更有效的免疫治疗策略至关重要。

病原体对胃癌 PD-L1 表达的影响


  • Epstein-Barr 病毒(EBV):EBV 属于疱疹病毒家族,与胃癌的发生相关,约 10% 的胃癌为 EBV 相关胃癌(EBVaGC)。在 EBVaGC 中,PD-L1/L2 表达较高,且对 pembrolizumab 的总体缓解率可达 100%。EBV 编码的多种 miRNAs,如 EBV-miR-BART11、EBV-miR-BART17-3p 和 EBV-miR-BART5-5p,可分别通过靶向 FOXP1、PBRM1 和 PIAS3,影响 PD-L1 的转录和表达。EBV 核抗原 1(EBNA1)能与 IFN-γ 协同激活 JAK2/STAT1/IRF-1 信号通路,促进 PD-L1 转录;EBV 编码的 circBART2.2 则可通过促进 IRF3 和 NF-κB 与 PD-L1 启动子结合,上调 PD-L1 表达,这些复杂的机制共同促进了肿瘤的免疫逃逸。
  • 幽门螺杆菌(H. pylori):H. pylori 是革兰氏阴性微需氧菌,是胃癌尤其是非贲门部胃癌的主要致病因素。H. pylori 感染与胃癌组织中 PD-L1 的高表达密切相关,其毒力因子细胞毒素相关基因 A(CagA)可通过激活 AKT 和 ERK,磷酸化人双微体 2(HDM2),导致 p53 蛋白降解,进而抑制 miR-34a 的表达,促进携带 PD-L1 的胃癌细胞外泌体(GC-Ex)分泌,抑制 CD8+ T 细胞的增殖和细胞因子分泌,实现免疫逃逸。此外,H. pylori 感染还可通过脲酶(Urease)的关键成分 UreB 与巨噬细胞膜上的 Myh9 相互作用,激活 mTORC1 信号通路,上调巨噬细胞上的 PD-L1 表达;感染引发的炎症会激活 STAT1,诱导胃上皮细胞表达 PD-L1,同时影响树突状细胞(DCs)的功能,促进调节性 T 细胞(Tregs)的转化,营造免疫抑制微环境,利于肿瘤的发生发展。

肿瘤微环境(TME)对胃癌 PD-L1 表达的影响


肿瘤微环境是一个复杂的生态系统,由多种细胞和细胞外成分组成,在肿瘤的生长、侵袭和转移过程中发挥着关键作用。根据免疫细胞的浸润情况,TME 可分为免疫炎症型、免疫排斥型和免疫荒漠型三种表型,免疫炎症型患者对 anti-PD-L1/PD-1 治疗的临床反应较好,肿瘤细胞和多种免疫细胞表达的 PD-L1 在该表型中共同构建了免疫抑制微环境。

  • 间充质干细胞(MSCs):MSCs 具有免疫调节、自我更新和多向分化潜能,可促进胃癌细胞的增殖、迁移、侵袭和化疗耐药性。GC 来源的 MSCs(GCMSCs)分泌的 IL-8 可通过结合 GC 细胞表面的 CXCR1/2,激活 STAT3 和 mTOR 信号通路,上调 c-Myc 水平;同时,GCMSCs 分泌的肝细胞生长因子(HGF)与 GC 细胞表面的 c-Met 结合,激活 Ras-Raf-MAPK 和 PI3K/AKT/mTOR 通路,也能上调 c-Myc 表达。c-Myc 作为转录因子,可与缺氧诱导因子 1α(HIF-1α)结合,增强 HIF-1α 与 PD-L1 启动子的结合,从而上调 PD-L1 表达。此外,GC 细胞代谢产生的乳酸可激活 MSCs 中的 NF-κB 信号通路,促进 HGF 分泌,进一步上调 GC 细胞的 c-Myc 和 PD-L1 表达。MSCs 诱导的 PD-L1 表达还会增加 Rad51 的表达,降低顺铂的治疗效果,为胃癌免疫治疗和联合治疗提供了新的靶点和挑战。
  • 肿瘤相关中性粒细胞(TANs):中性粒细胞在肿瘤微环境中被称为 TANs,具有抗肿瘤(N1 表型)和促肿瘤(N2 表型)两种功能。在胃癌中,GC-Ex 可通过 TLR4/NF-κB 信号转导将 HMGB1 转运至中性粒细胞,诱导其向 N2 表型极化;同时,GC 细胞释放的粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)可通过 JAK/STAT3 信号通路激活中性粒细胞,诱导 PD-L1 表达。高表达 PD-L1 的 N2-TANs 与 T 细胞表面的 PD-1 结合,抑制 T 细胞免疫,促进肿瘤进展。此外,肿瘤激活的中性粒细胞还可通过 PD-L1 依赖的细胞间相互作用机制,调节自然杀伤(NK)细胞的抗肿瘤免疫反应。靶向 PD-L1 的治疗可能有助于调节 N1 和 N2 型细胞的比例,但仍需进一步实验验证。
  • 肿瘤相关巨噬细胞(TAMs):TAMs 可分化为具有抗肿瘤作用的 M1 样 TAMs 和具有免疫抑制和促肿瘤作用的 M2 样 TAMs。在胃癌中,PD-L1 的表达与巨噬细胞密度相关。M1 样 TAMs 可通过 CXCL9、CXCL10、CXCL11/CXCR3 轴招募 CD8+ T 细胞杀伤 GC 细胞,但同时这些趋化因子也会上调 GC 细胞的 PD-L1 表达,使其逃避 CD8+ T 细胞的杀伤;M1 样 TAMs 分泌的 IL-6 和 TNF-α 可激活 NF-κB 和 STAT3 信号通路,诱导 GC 细胞表达 PD-L1,且 IL-6 和 TNF-α 水平与胃癌患者预后不良相关。M2 样 TAMs 具有免疫抑制和促肿瘤特性,高浸润的 PD-L1+和 M2 样 TAMs 与胃癌患者的不良预后相关。GC 细胞分泌的脂质可被 TAMs 摄取,通过激活 PI3K-γ 通路,促使 TAMs 向 M2 样 TAMs 极化,并上调 PD-L1 表达,抑制抗肿瘤 T 细胞反应。PI3K-γ 的选择性抑制剂有望用于胃癌的临床治疗。
  • 髓源性抑制细胞(MDSCs):MDSCs 是髓系细胞的一个亚群,在肿瘤等病理状态下异常活化,可促进免疫抑制、肿瘤血管生成、转移和耐药。在胃癌中,MDSCs 的增加是预后不良的独立危险因素。GC-Ex 携带的 PD-L1 可通过激活 IL-6/STAT3 通路促进 MDSCs 的增殖,GC 细胞高表达的 PD-L1 还会触发 CXCL1 和骨桥蛋白(Spp1)等趋化因子的上调,促进 MDSCs 的招募和免疫抑制活性。MDSCs 通过 S100A8/A9-TLR4/AKT/mTOR 信号通路导致 CD8+ T 细胞耗竭,同时 GC 患者血清中的 IL-6 和 IL-8 可激活 MDSCs,使其表达精氨酸酶 I,抑制 CD8+ T 细胞的活性,共同促进肿瘤的进展。
  • 肥大细胞:肥大细胞来源于骨髓中的 CD34+和 CD117+多能干细胞,广泛分布于多种组织中。在胃癌中,肿瘤微环境中的 CXCL12-CXCR4 相互作用可招募肥大细胞至肿瘤部位,肿瘤来源的 TNF-α 激活 NF-κB 通路,诱导肥大细胞表达 PD-L1。肥大细胞通过 PD-L1 依赖的方式抑制 T 细胞的增殖和功能,促进胃癌的进展,其在肿瘤内的积累与胃癌的进展和不良临床结局呈正相关。
  • 肿瘤相关成纤维细胞(TAFs):TAFs 存在于原发性和转移性肿瘤附近,可产生细胞外基质成分和重塑酶,促进肿瘤生长和转移。TAFs 中脂肪瘤偏好伴侣(LPP)蛋白的高表达与胃癌患者的不良预后相关,且 LPP 蛋白水平升高的患者 PD-L1 表达也较高。癌症相关成纤维细胞(CAFs)分泌的 IL-8 可通过激活 P38、JNK 和 NF-κB 通路,增强 GC 细胞中 PD-L1 的表达。此外,TAFs 中 Glypican-3 的高表达与不良预后相关,并会降低 PD-1/PD-L1 免疫治疗的疗效。

其他影响胃癌 PD-L1 表达的因素


  • 自噬:自噬是细胞维持内稳态的重要分解代谢过程。在胃癌中,自噬过程受阻会导致 p62/SQSTM1 积累,激活 NF-κB 通路,显著上调 PD-L1 的表达,从而影响肿瘤的免疫逃逸和进展。
  • 赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶 1(LSD1):LSD1 是一种转录共抑制因子,可促进胃癌细胞的增殖和转移,其表达与 CD8+ T 细胞的招募和激活呈负相关,导致抗肿瘤免疫受损。在胃癌中,LSD1 缺失可降低细胞总 PD-L1 表达,减少携带 PD-L1 的外泌体分泌,从而恢复 T 细胞的反应。开发的 LSD1 抑制剂在实验室研究中显示出增强 T 细胞介导的肿瘤杀伤和抑制肿瘤生长的潜力。
  • 上皮 - 间质转化(EMT):EMT 是上皮细胞在多种因素作用下失去极性、紧密连接和黏附能力,转化为间质样细胞的过程,可增强癌细胞的转移能力。在 TGF-β1 诱导的 EMT 组织中,TGF-β1 通过激活 NF-κB 转录上调 PD-L1 表达,EMT 高表达的细胞系中 PD-L1 表达显著高于 EMT 低表达的细胞系。利用 EMT 与 PD-L1 之间的相互作用机制,有望提高免疫治疗的效果,改善胃癌患者的治疗结局。
  • 褪黑素:褪黑素是一种重要的吲哚胺激素,具有调节昼夜节律、抗肿瘤和免疫调节等功能。在胃癌中,褪黑素可通过调节 miR-16-5p - 抗肌萎缩蛋白 3(Smad3)通路抑制 GC 细胞的增殖。近期研究发现,褪黑素可抑制 GC 细胞和 TAMs 中 PD-L1 的表达,其机制可能与增加 GC 细胞来源的细胞外囊泡中 miR-20b-5p、miR-17-5p 和 miR-93-5p 的水平,从而下调 PD-L1 表达有关,但这一机制仍需进一步验证。在头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)实验中,褪黑素预处理在 PD-1/PD-L1 信号被阻断时,未进一步增强 T 细胞活性,提示其抗肿瘤作用主要通过降低 PD-L1 表达介导,但在胃癌中尚未有类似实验证据。

结论与展望


肿瘤微环境是一个复杂的生态系统,胃癌中多种细胞类型的 PD-L1 表达上调是其重要特征,这一现象严重损害了 T 细胞功能,促进了肿瘤的免疫逃逸。病原体感染(如 EBV 和 H. pylori)以及肿瘤微环境中细胞间的相互作用是导致 PD-L1 表达增加的主要原因。针对病原体诱导的 PD-L1 表达,根除病原体可能是最有效的策略;而对于肿瘤微环境中细胞间相互作用导致的 PD-L1 表达变化,深入了解其复杂的调控机制,有助于发现新的治疗靶点,开发更有效的免疫治疗方法。未来的研究应进一步探索这些机制,为胃癌的免疫治疗提供更坚实的理论基础和更有效的治疗方案,从而提高胃癌患者的生存率和生活质量。
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