外泌體PD-L1:在腫瘤進展和免疫治療中的作用

        2020年7月，《Trends Cancer 》雜志發(fā)表“Exosomal PD-L1: Roles in Tumor Progression and Immunotherapy.”文章，此報道總結(jié)了外泌體PD-L1和外泌體誘導(dǎo)的PD-L1在抑制抗腫瘤免疫中的作用，并討論其對當前癌癥免疫治療的意義。
        PD-L1是PD-1的配體，兩者相互作用可一定程度上抑制機體的細胞免疫反應(yīng)，這是人體中本就存在的信號通路，避免免疫反應(yīng)的過度激活。而這條信號通路一旦被腫瘤細胞利用，則會造成腫瘤細胞逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和殺傷，也就是免疫逃逸。
        大多研究認為PD-L1是一種跨膜蛋白，主要表達在細胞膜上，但深入研究發(fā)現(xiàn)，PD-L1不僅表達在細胞膜，還可能存在于外泌體和細胞微泡表面，甚至部分以游離形式存在，非細胞膜上的PD-L1統(tǒng)稱為可溶性PD-L1。

結(jié) 論：
1.PD-L1在外泌體的表達
        外泌體起源于核內(nèi)體晚期小泡的向內(nèi)出芽，形成多泡體(MVB)。人乳腺癌組織的免疫組化染色表明外泌體標志物CD63和PD-L1在MVB中共定位。MVB與質(zhì)膜融合釋放外泌體到細胞外。細胞表面生物素化實驗表明MVB中的外泌體PD-L1起源于細胞表面PD-L1的內(nèi)吞作用。非小細胞肺癌來源的外泌體共聚焦顯微鏡也證實了這些發(fā)現(xiàn)。
        不同的腫瘤細胞系或不同類型的癌癥中，包裝在分泌外泌體中的PD-L1含量是波動的。一種假設(shè)是細胞系差異地將PD-L1負載到外泌體膜。HCC1954細胞中ALIX缺失導(dǎo)致PD-L1保留在腫瘤細胞表面，導(dǎo)致外泌體膜PD-L1減少。在PC3細胞中，通過敲除外泌體生物形成蛋白Rab27a和nSMase2來消除外泌體分泌，顯著降低了CD63和PD-L1在蔗糖分塊中的共同表達。在人乳腺癌細胞中，用藥理抑制劑GW4869抑制外泌體分泌，導(dǎo)致外泌體標志物CD63和CD81表達下降， 以及PD-L1表達下降。
        親代細胞的轉(zhuǎn)移能力決定了外泌體PD-L1釋放。與原代細胞系分泌的外泌體比較，轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細胞系分泌的外泌體PD-L1表達更高。人WM9黑素瘤異種移植裸鼠的研究表明，與對照組相比，外泌體室中的PD-L1表達顯著增加。此外，在多種癌癥中，外泌體PD-L1表達水平的升高與腫瘤大小的增大、疾病活性的提高和總體臨床分期呈正相關(guān)。 IFN-γ 刺激增加lPD-L1在腫瘤細胞上的表達，并增加外泌體的PD-L1表達。
2.外泌體PD-L1的免疫抑制特性
        外泌體PD-L1的全身免疫抑制作用可分為兩類:內(nèi)源性外泌體PD-L1免疫抑制作用（直接）和外泌體誘導(dǎo)的PD-L1免疫抑制作用（間接）。
（1）內(nèi)源性外泌體PD-L1免疫抑制作用（直接）：
        作為原發(fā)腫瘤的分泌成分，外泌體被認為具有廣泛的轉(zhuǎn)移前niche-增強特征。
        外泌體表面PD-L1的表達使它們不僅能夠在原發(fā)腫瘤的微環(huán)境中局部與其他免疫細胞結(jié)合，而且能夠在系統(tǒng)上與其他免疫細胞結(jié)合(表1)。在患者外周血中腫瘤源性外泌體上PD-L1的表達水平和疾病分期呈正相關(guān)，提示外泌體是腫瘤緩解宿主免疫應(yīng)答的重要機制。一組新出現(xiàn)的證據(jù)表明，在多種癌癥中，外泌體能夠通過直接結(jié)合PD-1誘導(dǎo)免疫抑制表型，從而抑制毒性T細胞的功能，從而使腫瘤免疫逃逸。

（2）PD-L1在次級細胞類型上的外泌體誘導(dǎo)：
        外泌體通過誘導(dǎo)PD-L1在次級細胞上的表達，通過一種替代的間接機制調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。各種腫瘤模型的外泌體標記顯示，主要是吞噬細胞、淋巴細胞在其局部微環(huán)境中攝取外泌體。膠質(zhì)母細胞瘤患者的CD14+單核細胞與健康對照組相比，顯示了膠質(zhì)母細胞瘤干細胞中標記外泌體的攝取增加。膠質(zhì)母細胞瘤來源的外泌體治療后對這些單核細胞的進一步表征顯示，除了PD-L1外，MHC II、CD80、CD163和CD206的表達增加。此外，從多形性膠質(zhì)母細胞瘤患者標本中直接切除的CD14+細胞，與健康獻血者外周血相比，PD-L1表達增加。PD-L1表達升高與免疫抑制M2巨噬細胞中已知的轉(zhuǎn)錄因子pSTAT-3的升高有關(guān)，在某些情況下，磷酸化的p70S6激酶和Erk1/2升高，提示MAPK和mTOR信號通路也參與了PD-L1的表達調(diào)控。
        腫瘤來源的外泌體通過toll樣受體(TLRs)驅(qū)動次生細胞上PD-L1表達的一種機制被提出。在來源于慢性淋巴細胞白血病(CLL)的外泌體中大量發(fā)現(xiàn)的非編碼RNA Y RNA hY4通過TLR7連接使單核細胞向促進CLL的關(guān)鍵PD-L1+表型極化。同樣，雖然確切的TLR尚未被鑒定，但在肝細胞癌誘導(dǎo)的外泌體中的miR-23a-3p增加了腹膜巨噬細胞[25]上的PD-L1表達。
        總的來說，外泌體刺激巨噬細胞/單核細胞會導(dǎo)致促腫瘤源性表型的極化，通常表現(xiàn)為PD-L1表達增加和免疫抑制。然而，PD-L1表達增加的確切機制尚不清楚，是未來研究的目標。
3.外泌體PD-L1對免疫治療的影響
        外泌體在PD-L1介導(dǎo)的免疫逃避中發(fā)揮作用的最顯著數(shù)據(jù)集中于外泌體PD-L1與治療反應(yīng)之間的相關(guān)性。這些研究表明，監(jiān)測循環(huán)外泌體PD-L1可能是預(yù)測腫瘤對免疫治療反應(yīng)的有效方法。首先，Chen等研究表明，最終抗pd -1治療無效的患者在治療前PD-L1+循環(huán)外泌體水平升高。有反應(yīng)者和無反應(yīng)者之間的可溶性PD-L1、微泡性PD-L1水平以及胞外囊泡以外來源的PD-L1水平無統(tǒng)計學差異。但如果患者治療前外泌體PD-L1水平較低，且在抗pd -1治療過程中外泌體PD-L1變化大于2.43倍，則更有可能最終對治療產(chǎn)生成功應(yīng)答。據(jù)認為，外泌體上PD-L1表達增加是由于產(chǎn)生IFN- tnf -的CD8+ T細胞被重新激活而導(dǎo)致腫瘤細胞上表達增加所致。缺乏外泌體PD-L1增加的患者被認為缺乏IFN-遲鈍T細胞反應(yīng)的充分恢復(fù)，這可能是治療失敗的原因。
        在基線或治療期間,高水平的外泌體PD-L1通過結(jié)合抗體與anti-PDL1治療起相反的作用 (圖1)。更有可能的是, 盡管活躍抗體治療，外泌體PD-L1抵抗anti-PD-1療法，繼續(xù)直接或間接地發(fā)揮T細胞免疫抑制。無論哪種情況，接受高水平的PD-L1+外泌體處理的患者，腫瘤負擔最大，免疫抑制最強，總體臨床結(jié)果最差。因此，有必要進一步明確研究外泌體PD-L1對免疫治療的不利影響，以及外泌體缺失是否是產(chǎn)生最有效免疫檢查點反應(yīng)的可行且必要的伴隨治療。
結(jié) 果：
        腫瘤來源的外泌體已被證明在多種癌癥中促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。在輿論的這篇文章中,我們展示了一個特定的腫瘤促進特點,如何PD-L1表情液,傳授一種免疫抑制表型主要通過三個機制:直接內(nèi)生外泌體PD-L1,間接誘導(dǎo)PD-L1和PD-L1-調(diào)控的免疫檢查點封鎖拮抗治療(圖1)。一般來說,液從轉(zhuǎn)移性腫瘤細胞顯示增加PD-L1表達式與非轉(zhuǎn)移細胞。此外，在許多原發(fā)性癌癥中，外泌體上PD-L1的表達水平通常與癌癥分期的嚴重程度呈正相關(guān)，與生存率呈負相關(guān)。
圖1：