《Cell》:PD-1靶点的境外战场-肿瘤外泌体与免疫治疗

近年来，免疫检查点抑制剂已经成为一种革命性癌症免疫治疗方法，然而该疗法只对10-30%患者有效果。为了探索背后的机理，来自旧金山加州大学Robert Blelloch的研究团队发现了一个颠覆当前癌症免疫治疗理论的答案，并发表在2019年4月4日Cell上。

Robert Blelloch认为免疫细胞在淋巴系统已经受到来自肿瘤细胞外泌体的免疫抑制。淋巴系统是免疫细胞激活的场所，肿瘤细胞分泌的外泌体可进入淋巴系统或从血液循环进入淋巴结。如果肿瘤细胞分泌的外泌体带有免疫抑制蛋白PD-L1，就可以使免疫细胞失活，并进一步阻止免疫细胞识别和杀伤肿瘤细胞。

关于该远端失活机理的研究结果发表在2019年4月4日Cell期刊上，论文标题为“Suppression of Exosomal PD-L1 Induces Systemic Anti-tumor Immunity and Memory。”该文章详述了外泌体PD-L1如何系统性的抑制抗肿瘤效果，也证明基因阻断远端失活机理可提高引流淋巴结中T细胞活性，并引起系统性抗肿瘤免疫和记忆。

对于该研究，作者提出了4个观点：

1. 阻断肿瘤细胞分泌带有PD-L1的外泌体能通过提高抗肿瘤免疫反应而延长生存期；

2. 外泌体PD-L1能够抑制引流淋巴结中T细胞的活性；

3. 外泌体缺陷肿瘤细胞能够引起系统性抗肿瘤免疫和记忆；

4. 外泌体的PD-L1对PD-L1抑制剂具有抵抗作用。

Robert Blelloch团队首先注意到一个奇怪的现象，该现象表明PD-L1呈递的标准模型可能是有瑕疵的。与其他研究人员的结果一致，他们也发现了抵抗性肿瘤细胞表达低水平的PD-L1蛋白。但是当他们研究PD-L1 mRNA时，发现了一个矛盾的现象：肿瘤细胞中PD-L1 mRNA的含量远大于检测到的PD-L1蛋白的含量。

为了弄明白mRNA和蛋白水平的差异的原因，Blelloch通过实验证明了PD-L1蛋白被翻译而且没有被降解，而这些多余的PD-L1蛋白存在于外泌体中。

在恶性组织中，PD-L1蛋白通过表达在肿瘤细胞表面而不被免疫细胞攻击，从而发挥“隐身衣”的功能。一些成功的免疫疗法通过封闭PD-L1或免疫细胞上的PD-1发挥作用。当PD-L1和PD-1之间的相互作用被阻断，肿瘤细胞面对抗肿瘤免疫反应时就失去了隐身能力。

一些肿瘤细胞不表达PD-L1，导致对这些疗法不敏感。研究人员发现胰腺癌患者肿瘤细胞低表达或不表达PD-L1，从而解释了这些患者对这些疗法的不敏感。

为了证明外泌体PD-L1导致免疫逃逸，研究人员构建了一个对免疫检查点抑制剂抵抗的鼠胰腺癌模型。他们分别将抵抗性肿瘤细胞和CRISPR基因编辑（敲除两个外泌体相关基因）的肿瘤细胞注射小鼠体内，发现尽管基因编辑和未编辑的肿瘤细胞均表达PD-L1，但阻断PD-L1后只有不能分泌外泌体的肿瘤细胞可被免疫系统识别和杀伤。

在一个补充实验中，将上述CRISPR编辑的肿瘤细胞接种健康小鼠后，立刻注入带有PD-L1的外泌体。尽管CRISPR编辑的肿瘤细胞不能分泌外泌体，注入的外泌体能够中和免疫反应，导致外泌体缺陷的肿瘤细胞能够形成肿瘤。

为了弄明白外泌体PD-L1如何干扰免疫系统，研究员检查了接种CRISPR编辑和未编辑肿瘤细胞小鼠的淋巴结，接种经过编辑的肿瘤细胞的小鼠淋巴结中免疫细胞数量和活性均更高。

在另一个单独的结肠癌小鼠模型中，研究人员鉴定出两种不同的PD-L1：一种在肿瘤细胞表面且对PD-L1抑制剂敏感，另一种存在外泌体中且对PD-L1抵抗。当采用能够阻断外泌体形成和PD-L1抑制剂的联合疗法时，小鼠的生存期相对单独的疗法更长。

来自两个不同的肿瘤模型的结果表明，抑制PD-L1外泌体的释放可克服很大一部分患者对免疫检查点抑制剂的不敏感。由于目前没有药物能够作用于外泌体PD-L1，因此理解外泌体PD-L1的生物学机理，是开发新的治疗方法的第一步。

这些结果表明即使暂时性的抑制外泌体PD-L1的释放，也能导致长期的、全身的肿瘤生长抑制。这也可能成为一种新的免疫治疗方法，即通过对患者肿瘤细胞的编辑和回输来激活患者的免疫系统，进而消灭免疫抵抗的癌细胞。或许，在不远的将来，抑制外泌体PD-L1的释放或接种由Blelloch团队设计的“肿瘤细胞疫苗”，将为一些现有治疗手段无效的患者带来希望。

参考文献：

Suppression of Exosomal PD-L1 Induces Systemic Anti-tumor Immunity and Memory，Cell(2019).

DOI: 10.1016/j.cell.2019.02.016（转化医学网360zhyx.com）