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PD-L2知多少

NO.2

2021-10-19 来源 : VIP说

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在免疫治疗时代，随着对免疫微环境研究的不断深入，基质细胞在免疫微环境中所扮演的角色成为了当前新的研究焦点之一。众所周知，肿瘤的形成通常伴随着瘤床的形成及周围结缔组织和基质的深度改变，最终形成适合肿瘤细胞生存的微环境(TME)。

大量证据表明，肿瘤微环境中基质的关键组份不仅有利于肿瘤细胞的生长与转移，而且也阻碍免疫细胞浸润，影响抗肿瘤的免疫反应。

图1. 免疫细胞浸润的调节：免疫细胞浸润肿瘤微环境；A、肿瘤脉管系统的结构和分子表达的异常是免疫细胞浸润的主要障碍，周细胞成熟度降低及异常的分布导致脉管系统不严密，不利于淋巴细胞归巢。B、肿瘤相关的成纤维细胞分泌的细胞因子调节基质的结构。

图2. 抗肿瘤免疫反应的调节：血管内皮细胞抑制T细胞的功能：BEC可以发挥抗原呈递功能展示多肽-MHC复合体，表达免疫调节共受体，同样的过程发生在肿瘤，肿瘤BEC表达PD1配体PD-L1和PD-L2及其他CD28-CTLA4家族的受体，引起CD8+T细胞耐受，导致肿瘤患者预后差；同时从淋巴瘤患者淋巴结分离出的BECs表达共抑制分子和TIM3，通过抑制TH1细胞极化促进淋巴瘤的生长和扩散。

基质细胞中，癌症相关的成纤维细胞（CAF）和肿瘤相关的巨噬细胞（TAM）被证明表达PD-L1和PD-L2，并调控肿瘤微环境（TME）中固有免疫和适应性免疫细胞的活性。此外，CAF能够通过诱导其表面上多种免疫检查点分子（如PD-1，CTLA-4，TIM3和LAG3）的表达来诱导免疫逃逸，从而抑制免疫应答。虽然已对PD-1的主要配体PD-L1的临床意义进行了诸多研究，但是，其另一重要配体PD-L2的作用受到的关注却较少。

PD-L2: 生物学

在免疫治疗方面，PD-L2的功能主要表现在以下三方面：

（1）PD-L2可与PD-1结合，通过下游信号通路，特别是酪氨酸磷酸酶-2（SHP-2），抑制包括淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶（LcK）、磷脂酰肌醇3 （PI3K）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）以及钙离子信号通路，抑制T细胞的免疫活化。

（2）PD-L2可与排斥性导向分子b（RGMb）结合，活化骨形成蛋白受体通路，促进T细胞的功能活化。

（3）PD-L1和PD-L2与PD-1竞争结合，相比PD-L1，PD-L2与PD-1的结合亲和力更高（两倍至六倍），当PD-L2和PD-L1共存时，PD-1优先与PD-L2结合。

▼ 图3 PD-L2通路

PD-L2的表达

PD-L2可以在免疫细胞，基质细胞和肿瘤细胞中表达。即使在PD-L1不表达的情况下，在多种肿瘤类型中也可以发现PD-L2的表达。最近的一项研究表明，PD-L2特异性T淋巴细胞能够识别肿瘤或免疫细胞表达的靶标，并能够诱导Th1细胞因子的释放，例如IFN-γ和TNF-α。PD-L2可以在免疫细胞上表达，包括B淋巴细胞（可以与滤泡辅助性T细胞上的PD-1结合，导致长寿命浆细胞数量减少），以及树突状细胞以及其他类型的造血和非造血细胞。

从生理上讲，PD-L2与PD-L1在结肠成肌纤维细胞（MHC-II+细胞群）表达时，发挥了调节粘膜CD4+ T细胞应答的作用。这些PD-L2+细胞通过抑制IL-2而抑制CD4+ Th细胞的增殖，在PD-1/PD-L1或PD-1/PD-L2阻断后，IL -2的产生增加。

此外，PD-L2可以在巨噬细胞，骨髓肥大细胞，腹膜B1淋巴细胞和肠基质细胞上表达（在免疫耐受中起作用）。IL-4和粒细胞单核细胞集落刺激因子（GM-CSF）诱导树突状细胞上PD-L2表达。恒河猴脾脏中可见人样B1细胞(CD11b+B1)，能表达PD-L2和具有免疫抑制作用的IL-10。这些细胞诱导CD4+T细胞上PD-1表达，进而促进T细胞耗竭。

图4. PD-L2在肿瘤微环境中各细胞亚群的表达。在TME中，PD-L2表达可在DC，肿瘤细胞，TAM，基质细胞和TIL上诱导。多种细胞因子（例如，IL-4，GM-CSF，IFN-γ和IFN-β）调节其表达。

▼ 表1 PD-L2在多种肿瘤类型中表达的临床意义

PD-L2在免疫细胞上的表达

PD-L2在肿瘤细胞上的表达

临床前研究显示，表达PD-L2的肿瘤通过抑制CD8+ T细胞的活性而在TME中具有促癌的作用，并可能参与了PD-1耐药的产生。

最近的一项研究发现了一种关键的超级增强子PD-L1L2-SE，它位于PD-L1和PD-L2的编码区域之间。可以通过同步诱导PD-L1和PD-L2的表达来诱导免疫逃逸。

在人体内，肿瘤细胞的PD-L2表达可能与由IL-4和IL-13介导的Th2应答有关。在黑素瘤细胞中，PD-L2对IFN-β和IFN- γ有响应，并通过与PD-L2启动子结合的转录因子IRF1和STAT3进行调控。

结直肠癌：PD-L2的存在与克罗恩样淋巴反应呈负相关，可能抑制了第三级淋巴组织的发展。
小肠和胰腺神经内分泌肿瘤：PD-1或PD-L1的表达低，但PD-L2的表达很常见。
胆囊癌：PD-L2比PD-L1的表达更常见。
子宫内膜癌：PD-L2阳性率在肿瘤细胞中为64.4％，在免疫细胞中为93.2％。
膀胱癌：肿瘤细胞上PD-L2阳性率为67％。
肺腺癌：在一系列包括早期或转移性肺腺癌患者的回顾性研究中，根据IHC评估PD-L2的表达。肿瘤细胞PD-L2阳性率为50%，其中30%为PD-L2高表达（>50%阳性细胞），并与EGFR突变和较早的肿瘤分期有关。在PD-L2 +（> 1％阳性细胞）的患者中观察到更长的无进展生存期。但是，在另一项纳入患者更为均一的回顾性研究中（仅包括已手术的肺腺癌患者）观察到了相反的结果，肿瘤细胞的PD-L2表达（>1％）与较差的预后相关（DFS短），可能与评估的不同患者群体有关。
肺鳞癌：在接受手术的鳞癌患者中，PD-L2在肿瘤细胞的表达（>5%和>10%阳性细胞）预示着更好的预后。
肾癌：相对于转移灶（24%），肿瘤细胞上的PD-L2 (以及PD-1和PD-L1)在原发灶中表达稍低(16%)。在伴有肉瘤样转化的组织类型中，检测到JAK2/PD-L1/PD-L2基因扩增。
乳腺癌：通过IHC检测的病例中约有29％发现了肿瘤细胞PD-L2表达，但PD-L2的表达与乳腺癌预后无关。
此外，肿瘤细胞PD-L2的表达与口咽鳞状细胞癌和黑色素瘤预后更好相关，而与肝细胞癌、食管癌、结直肠癌、恶性唾液腺肿瘤和嗜铬肾细胞癌预后更差相关。我们之前的文章中也对此进行过部分解读，参见“PD-L2对免疫治疗的意义可以忽略吗”。

▼ 图5 PD-L2在不同瘤种及细胞上的表达

PD-L2在基质细胞中的表达

胰腺癌：CAFs同时过表达PD-L2或PD-L1，对TILs的活性起抑制作用。且PD-L2表达水平高于PD-L1，通过使用抗PD-L1和抗PD-L2免疫检查点阻断，可以恢复CD4+ T细胞的增殖。在小鼠模型中，CAFs通过免疫检查点通路如FAS/FASL和PD-1/PD-L2的相互作用抑制T淋巴细胞功能。
肺癌：基质区富集了FASL和PD-L2，揭示了CAFs在人TME中的潜在相关性，并可能解释了由基质细胞介导的某些免疫逃逸机制。
头颈癌：成纤维细胞中也发现了PD-L1和PD-L2，它们对T淋巴细胞有抑制作用。肥大细胞也可以表达PD-L2，具有免疫抑制作用。
在转录组水平上，PD-L2基因(PDCD1LG2)的高表达与非小细胞肺癌和甲状腺癌中的CDKN2A缺失相关。肺癌中PDCD1LG2的检测是PDCD1LG1 mRNA表达的最佳预测因子之一，反之亦然。
腺癌和鳞状细胞癌：与PD-L1相比，PD-L2与IFN信号转导之间的相关性更强。
病毒相关肿瘤如人类乳头状瘤病毒，头颈部鳞状细胞癌和EBV +胃癌：PD-L1和PD-L2的表达均升高，同时T和B淋巴细胞信号上调，表明病毒感染募集免疫效应细胞, 并上调免疫抑制途径。

PD-L2表达与预后的相关性

从表1的总结可以发现，在不同瘤种中，PD-L2的表达与预后的关系存在非常大的异质性，可能是由于PD-L2在不同的恶性肿瘤中发挥独特的免疫抑制作用，例如：

PD-L2表达与某些遗传特征相关，例如JAK / STAT途径扩增和CDKN2A丢失。
尚不清楚PD-L2的上调是否与肿瘤的解剖学起源有关。
表达PD-L2的细胞类型不同可能会与不同的预后有关，例如免疫细胞上表达PD-L2似乎与更佳的预后相关，而肿瘤细胞和基质细胞表达PD-L2与不良预后相关。

PD-L2能否成为PD-1/PD-L1抑制剂疗效的预测标志物？

目前已有一些研究提示PD-L2在预测ICI疗效方面的潜力，但是还需要更多的前瞻性研究需要进一步的确认和验证：

2017年Yearley等人发现，在富含PD-L2的头颈鳞癌中，应用抗PD-1药物可以获得更高的ORR（PD-L1+PD-L2+：27.5% vs PD-L1+PD-L2-：11.4%），PFS和OS，提示PD-L2可能是独立的预测因子。
Takamori等人报道的首个在NSCLC患者中评估PD-L2表达与PD-1抑制剂疗效相关性的研究中显示，10例接受过帕博利珠单抗或纳武利尤单抗治疗的NSCLC患者，其中7例为PD-L2阳性，PD-L2阳性和阴性患者的ORR分别为28.6% (2/7) 和33.3% (1/3) ，有两例PD-L1阴性，PD-L2 ≥1%的患者获得SD。提示PD-L2可能是PD-L1阴性NSCLC患者免疫治疗的一个靶点。PD-L2单独或与PD-L1共同表达作为免疫治疗的预测生物标志物值得在未来的前瞻性研究中进行探索。
George等人报道了一例尿路上皮癌患者，PD-L1-, TMB-L, MSS, PD-L2扩增，接受帕博利珠单抗治疗，20个月肿瘤未见复发，提示PD-L2可能是PD-1/PD-L1抑制剂疗效预测的标志物。
2020年3月Kazuo教授团队发表在British J Cancer上的，首次阐释PD-L2表达对食管癌预后的影响的大样本回顾性研究，发现PD-L2表达同不良预后相关，且PD-L1和PD-L2表达具有异质性以及不同的时效性，提示PD-L2的表达水平也可以作为补充信息，和PD-L1的表达水平一起作为预测食管癌anti-PD1疗法临床疗效的检测指标。

基于PD-L2的肿瘤临床研究

表2总结了正在进行的，基于PD-L2的肿瘤临床试验，大多数目前尚处于I或II期试验，并且正在进行中。

NCT03381768，NCT03939234和NCT02528682研究了阻断PD-L1和PD-L2的肽或树突状细胞疫苗治疗血液系统恶性肿瘤（例如淋巴瘤或急性和慢性白血病）患者的安全性和免疫学作用。这种治疗策略是基于TME和免疫逃逸机制，其中最重要的逃逸机制之一是TME中表达的PD-L1和PD-L2抑制T淋巴细胞。通过阻止PD-1+ T淋巴细胞与PD-L1+/PD-L2+细胞的相互作用，有望实现改善免疫抑制性TME，激活免疫应答以杀伤肿瘤。

NCT02812875是一项多中心、开放标签、I期试验，入组人群为标准治疗失败或无标准治疗的晚期实体瘤或淋巴瘤成人患者。研究药物CA-170是一种口服靶向PD-L1、PD-L2和VISTA的小分子，可诱导T淋巴细胞增殖和细胞因子的产生。这项早期试验的主要目的是研究CA-170的毒性、药代动力学和初步的抗肿瘤活性。

到目前为止，NCT00658892是唯一已完成的研究。该研究探索了rHIgM12B在治疗IV期黑色素瘤患者中的副作用和最佳剂量。PD-L2交联抗体rHIgM12B是从Waldenstrom巨球蛋白血症患者分离的重组单克隆IgM抗体M12，它与树突状细胞和抗原呈递细胞上的PD-L2结合并发生交联，从而增强了树突状细胞的激活以及抗原呈递活性和免疫调节细胞因子（尤其是IL-12）的产生增加。期待这些试验的结果能为PD-L2通路阻断带来更多的证据。