外泌体PD-L1在肿瘤免疫逃逸的预测性

2020
05/09

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PD-1或PD-L1抑制剂通过阻断PD-1/PD-L1通路,在多种恶性肿瘤中发挥抗肿瘤作用。

作者   筱诗     

审校   VIP说

PD-1或PD-L1抑制剂通过阻断PD-1/PD-L1通路,在多种恶性肿瘤中发挥抗肿瘤作用。PD-L1的表达水平在部分瘤种可作为预测免疫治疗疗效的生物标记物,而PD-L1表达量主要通过取活检组织检测所得,但是检测结果受到多方面的影响,比如取样方法、染色技术以及病理评价标准等。

近期哈佛医学院Dhouha Daassi等人在《nature reviews immunology》上发表的一篇研究阐述了外泌体及游离PD-L1的作用及是否具有生物标记物的价值,为检测PD-L1的方法也带来了新思路。

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《nature reviews immunology》是《Nature》旗下子刊,IF高达44.019

01 除了细胞膜PD-L1,还有哪些形式的PD-L1?

PD-L1是PD-1的配体,两者相互作用可一定程度上抑制机体的细胞免疫反应,这是人体中本就存在的信号通路,避免免疫反应的过度激活。而这条信号通路一旦被肿瘤细胞利用,则会造成肿瘤细胞逃脱免疫系统的监视和杀伤,也就是免疫逃逸。

大多研究认为PD-L1是一种跨膜蛋白,主要表达在细胞膜上,但深入研究发现,PD-L1不仅表达在细胞膜,还可能存在于外泌体和细胞微泡表面,甚至部分以游离形式存在,非细胞膜上的PD-L1统称为可溶性PD-L1。

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1 外泌体PD-L1

外泌体表面可表达PD-L1和MHCⅠ型分子,这些都与T细胞活化信号通路相关,推测外泌体PD-L1比其他可溶性的PD-L1,在免疫抑制方面具有更重要的作用,近年多个体内外研究已经证实外泌体PD-L1与抗肿瘤免疫活性有关。

肿瘤的免疫逃逸不仅与细胞膜PD-L1相关,还可能有外泌体PD-L1相关,阻断外泌体PD-L1与PD-1结合,可发挥免疫治疗作用。

2 游离PD-L1

除外泌体PD-L1,游离的PD-L1单体或二聚体在肿瘤免疫治疗中也具有重要作用,但与外泌体PD-L1不同的是,游离PD-L1可能与PD-L1抑制剂原发耐药相关。分析某研究NSCLC患者队列发现,PD-L1抑制剂耐药的患者外周血可溶性PD-L1含量很高,进一步分析显示是游离PD-L1消耗了PD-L1抑制剂从而降低PD-L1抑制剂的疗效。在动物实验中也证实了这一点,即使只有少量游离PD-L1,也可观察到抵抗PD-L1抑制剂的作用,而PD-1抑制剂可克服游离PD-L1的抵抗作用。

从PD-1和PD-L1抑制剂的区别来说,游离PD-L1的存在可消耗PD-L1抑制剂,是否导致PD-L1抑制剂需要用更大的剂量来达到与PD-1抑制剂相同的疗效呢?

02 外泌体PD-L1和游离PD-L1可以作为生物标记物吗?

PD-L1已经被FDA批准作为指导PD-1抑制剂治疗NSCLC的生物标记物,但这里的PD-L1是指细胞膜(肿瘤细胞)表达的PD-L1,那么外泌体和游离的PD-L1是否发挥生物标记物的作用呢?

1 可能是潜在的免疫治疗相关生物标记物

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2 可能是肿瘤患者免疫抑制或免疫激活的生物标记物

大部分情况下可溶性PD-L1是在非肿瘤环境中被检测到的,所以与肿瘤PD-L1的相关性难以确定,与肿瘤患者预后的关系也尚不明确。

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但有研究表明使用PD-1抑制剂后,可溶性PD-L1的增加,疗效更好,推测可溶性PD-L1的动态变化可能是使用免疫检查点抑制剂后机体免疫活化的一个指标。

然而这些研究没有对可溶性PD-L1的类型进行严格的区分,尚不清楚起作用的具体是外泌体PD-L1还是游离PD-L1或其他PD-L1。

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03 外泌体PD-L1和游离PD-L1的临床意义是什么  ?

随着PD-1/L1抑制剂临床使用越来越多,无论是作为单一药物还是联合治疗,为使患者获益最大化,预测疗效的生物标志物变得越来越重要。

本研究的临床意义有以下几点可供参考:

外泌体PD-L1可能是黑色素瘤临床疗效的早期指标。

连续监测外周血中可溶性PD-L1和外泌体PD-L1的变化可能比活检更有助于指导患者的治疗。

外泌体PD-L1如果参与免疫逃逸,或许可联合使用抑制外泌体释放的小分子药物和免疫检查点抑制剂来提高疗效。

可溶性PDL1消耗PD-L1抑制剂可能有助于我们理解PD-L1抑制剂的耐药机制。

严格区分不同的可溶性PD-L1类型及其功能有利于深入研究哪些可作为生物标记物。

04   如何分离得到外泌体PD-L1和游离PD-L1?  

分离外泌体的金标准:连续离心,首先分离细胞和细胞碎片,然后分离微囊泡,最后通过100,000 g的高速离心,沉淀的即为外泌体,上清液则是游离PD-L1。

但该方法太耗时,其他可用方法包括:柱层析法、超滤法、差别沉淀法、微流体法或纳米流式细胞术等。

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参考文献  

1.  Dhouha Daassi , Kathleen M. Mahoney and Gordon J. Freeman. The Importance of Exosomal PDL1 in Tumour Immune Evasion. Nat Rev Immunol, Apr 2020, 20 (4), 209-215

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