文摘
抑制细胞程序性死亡ligand-1 (PD-L1) /程序性细胞死亡receptor-1 (PD-1)信号轴重新加强抗肿瘤免疫反应有显著的临床疗效。然而,低反应率限制少数患者免疫治疗的好处。最近的研究探索PD-L1的重要性作为一个跨膜蛋白液和显示exosomal PD-L1作为肿瘤免疫逃逸机制和免疫治疗抵抗。Exosomal PD-L1抑制T细胞效应功能,诱发系统性免疫抑制,和转移功能PD-L1肿瘤微环境(时差)。因为免疫逃逸的重要贡献,exosomal PD-L1提出了作为生物标志物预测免疫治疗反应和评估治疗效果。在这篇综述中,我们总结的免疫学机制exosomal PD-L1,关注的因素导致外来体生物起源和释放。接下来,我们审查的影响exosomal PD-L1对T细胞功能和它的作用时间。此外,我们讨论了最新发现的使用exosomal PD-L1癌症免疫疗法的生物标志物。在本文,我们提出exosomal PD-L1肿瘤恶化的关键中介和突出immuno-oncology接下来的临床意义,讨论目标液推动癌症治疗的潜力。
1。介绍
癌症免疫疗法的成功突显出恶性肿瘤的维护和扩张强烈依赖于免疫抑制(1]。PD-L1 / PD-1信号通路是一个高度保守的免疫检查站,在生理条件下介导免疫耐受2]。然而,肿瘤细胞利用免疫免疫逃避检查点,最终导致肿瘤生存、增长,入侵(1]。
在过去的十年里,美国食品和药物管理局(FDA)批准了六个人类单克隆抗体预防PD-L1 / PD-1绑定和重振精疲力竭的抗肿瘤炎症反应与临床疗效显著(3,4]。尽管如此,低反应率和治疗抵抗限制免疫检查点的好处封锁少数病人(5]。
最近的证据表明,自适应癌症响应调解PD-L1表达和亚细胞定位的变化,已与治疗失败(6]。事实上,肿瘤细胞建立一个复杂的细胞间通讯网络展览一个不断进化7]。肿瘤细胞调节信号通路在整个时间通过细胞直接接触或分泌的可溶性因子,如信号分子和细胞外囊泡(EVs) [8]。在电动汽车中,液与建立和维护相关的时间通过癌症相关的分化和免疫调节9,10]。液的尺寸范围30 - 150海里,是由一个油脂的双分子层,覆盖特定货物的蛋白质和遗传物质(11]。
最近,外来体信号已经直接与免疫相关的检查点封锁疗法(8]。证据表明PD-L1,发现在细胞膜,也是作为一个exosomal跨膜蛋白的分泌(12]。PD-L1信使RNA和DNA,以及小RNA调节PD-L1的表达,也被发现在tumor-derived封闭液(13- - - - - -15]。值得注意的是,同型和异型外来体转移也调节PD-L1表达式在时间(14,16]。
现在知道exosomal PD-L1引发相同的函数作为其细胞对应和结合亲和力PD-1甚至单克隆抗体PD-L1 [14,17]。根据这些发现,exosomal PD-L1被建议作为一种免疫逃避和肿瘤恶化的主要中介,以及治疗耐药性的一种机制。更,循环exosomal PD-L1提出了作为生物标志物来预测和评价免疫反应(18,19]。
在这里,我们审查的角色exosomal PD-L1癌症免疫疗法;因此,我们讨论的免疫学机制exosomal PD-L1提出调解免疫逃避和遵循对癌症治疗的临床意义。此外,我们回顾最近的数据使用exosomal PD-L1作为免疫治疗的预测生物标志物和讨论潜在的治疗方法,打算目标液时间。
2。免疫机制Exosomal PD-L1
2.1。生物起源和释放
液是复杂的细胞间通讯的航天飞机是至关重要的建立和维护protumoral微环境(20.]。Exosomal PD-L1似乎在十字路口的炎症和肿瘤进展,因此,阐明的因素和机制,导致其生物起源和释放需要完全理解肿瘤细胞如何利用炎症反应期间恶性发展。
可用数据表明exosomal PD-L1来源于等离子体膜,而不是从内质网和高尔基体(17,21,22]。因此,早期核内体形成细胞膜的内吞作用可能的来源exosomal PD-L1。证据表明PD-L1分布在不同的细胞间,已与免疫治疗失败(23]。然而,监管机制,规定PD-L1分布和exosomal PD-L1生源论不是完全理解。
在这种背景下,PD-L1被发现与tetraspanin CD63,古典exosomal标记参与细胞内的膜泡运输,和endosomal排序的蛋白质复合物(ESCRT)在肿瘤组织16,17]。例如,PD-L1 colocalizes与肝细胞生长因子调控酪氨酸激酶衬底(小时),成员ESCRT-0早期exosomal所需货物识别和排序(17]。小时识别蛋白质monoubiquitylated货物并开始ESCRT子单元的顺序招聘;删除这个ESCRT成员在黑色素瘤细胞减少exosomal PD-L1并增加细胞表面PD-L1 [12,24]。
有趣的是,Mezzadra等人发现CMTM6 (CKLF - (chemokine-like因素)就像奇迹跨膜domain-containing家庭成员6)细胞表面分子与PD-L1交互,减少了泛素化和增加PD-L1稳定(22]。CMTM6淘汰赛导致减少PD-L1表面水平,在不影响转录水平(22]。假设来自上述的发现是,exosomal PD-L1水平CMTM6击倒后可能会增加。因此,解决之间的关系PD-L1转译后的监管和ESCRT成员复杂的可能机制,调节PD-L1亚细胞分布。
ESCRT-accessory蛋白阿历克斯也伴随着PD-L1表达在细胞和exosomal表面(25]。Monypenny等人发现,阿历克斯在乳腺癌细胞减少损耗exosomal PD-L1释放,增加细胞表面PD-L1表达而上调致癌信号通过表皮生长因子受体(EGFR)活动25]。这些发现表明exosomal PD-L1释放发生平行于细胞表面PD-L1表达式和ESCRT-accessory蛋白质控制PD-L1分布之间的细胞和外来体膜(25]。因此,因为似乎有一个关联PD-L1分布、外来体生物起源,肿瘤生长,syndecan-syntenin-ALIX轴可以提出在免疫治疗产生重大的影响。
一部分,外来体分泌强烈依赖于中性鞘磷脂酶2 (nSMase2)和Rab27a,参与intravesicular泡萌芽和融合多泡体的等离子体膜,分别为(26,27]。实验淘汰赛nSMase2和Rab27a癌症细胞株抑制exosomal PD-L1释放(17]。此外,抑制nSMase2活动也诱导PD-L1转录(下降17]。相反,在生物细胞中实验删除PD-L1没有改变外来体分泌(17]。从这个意义上讲,现有的证据表明,PD-L1可能从等离子体分为液膜,但仍有待解决的其他问题包括核内体成熟和外来体释放的其他机制如何影响exosomal PD-L1生源论。
如前所述,实验删除的成员ESCRT复杂和辅助蛋白抑制exosomal PD-L1释放,增加PD-L1表达在细胞表面(17,25]。金等人发现,在肺癌细胞系的exosomal PD-L1 PD-L1文化代表上层清液量的表达在细胞表面,而大量的exosomal PD-L1隔绝等离子体的非小细胞肺癌(NSCLC)患者相关肿瘤PD-L1积极性[28]。当然,微分PD-L1表达在肿瘤类型是免疫治疗的主要障碍之一,似乎有一个协会之间的PD-L1表达在细胞表面和exosomal膜(1,25]。上述协会的性质和可能诱发的因素PD-L1从细胞表面转移到外来体膜需要进一步研究。表1礼物PD-L1亚细胞变化的调控蛋白表达在细胞因子刺激或抑制外来体生物起源和发布在各种癌症细胞类型。
更多,的程度exosomal PD-L1分泌可以解释不同的异质细胞表面PD-L1表达式模式中观察到不同类型的肿瘤(17]。陈等人利用人类黑色素瘤细胞系的小组证明水平exosomal PD-L1比初级高转移性肿瘤,这表明动态PD-L1分布在亚细胞水平和释放exosomal PD-L1可能与肿瘤细胞的转移能力有关(12]。
最后,其他形式的细胞外PD-L1也发现在体循环;例如,循环PD-L1微泡或其membrane-free可溶性形式已确定(18,30.]。研究其他形式的可溶性PD-L1生物学意义和机制,导致他们的生物起源和分泌也可能提高免疫治疗疗效。
2.2。Exosomal PD-L1监管因素
PD-L1表达在肿瘤细胞由于本构致癌信号基因畸变,表观遗传改变,和微环境因素,如促炎信号和缺氧31日]。作为一个例子,干扰素(IFN)受体信号移植肿瘤PD-L1表达式;然而,目前还不清楚如果监管因素诱发PD-L1表达增加exosomal PD-L1释放水平(32]。
有趣的是,陈等人发现,在转移性黑色素瘤患者的水平循环exosomal PD-L1相关的血清干扰素-γ和液来源于黑色素瘤细胞与干扰素治疗γ增强约束力PD-1展出在体外(12]。在这种背景下,exosomal PD-L1释放可以被认为是一个互惠的免疫抑制机制以应对干扰素-γ分泌CD8 T细胞、巨噬细胞和自然杀伤(NK)细胞(33]。
进一步的证据支持这一假设PD-L1释放部分是由细胞因子诱导,如通过增加exosomal PD-L1释放反应IFN -α干扰素-γ和肿瘤坏死因子-α在黑素瘤和胶质母细胞瘤细胞15,29日]。额外的细胞因子,如TGF -β1和IL-17,也伴随着PD-L1表达式;然而,他们的角色在exosomal PD-L1释放不完全理解(31日,34]。
例如,Porcelli等人表明,肥大细胞诱导释放TGF -β1,在胰腺癌细胞化疗抵抗在体外通过一种机制依赖于ERK1/2和Akt信号激活,这在胰腺癌是常见的,因为KRAS突变(35]。更多,ERK1/2和AKT也下游介质PD-L1表达式,进一步表明免疫反应和肿瘤突变改变中发挥关键作用的发展一个复杂的细胞因子网络信号,导致免疫调节分子在肿瘤细胞的表达36]。
因此,细胞因子诱导exosomal PD-L1释放可能反映肿瘤和免疫系统之间的相互作用(图1)。尽管如此,部分肿瘤免疫逃避的结果自适应肿瘤反应的各种因素。(31日]。与免疫抑制微环境因素包括pH值变化、营养和氧浓度(37]。在这方面,肿瘤缺氧一直被认为是一个强大的驱动力的免疫逃避和肿瘤进展(38]。
对缺氧的反应主要是由低氧诱导因子(HIF)由于低氧浓度诱导HIF-1的稳定和核易位α这二聚化HIF-1β形成了HIF1α/β复杂的(38]。的HIF1α/β复杂的合作信号传感器和转录激活3 (STAT3)上调PD-L1表达式[38,39]。
缺氧的时间也会增加外来体HIF-1释放α端依赖的方式(40]。然而,释放exosomal PD-L1肿瘤低氧进化的机制尚未进行过彻底的探索。低氧诱导外来体释放与Rab27a有关函数也伴随着exosomal PD-L1生源论(23,27,40]。因此,缺氧可能是一个促进exosomal PD-L1释放并设置另一个实验设置PD-L1亚细胞分布的研究。此外,通过抑制HIF-1表达下调对缺氧的反应α和STAT3可能导致PD-L1和外来体抑制。
随着微环境因素,治疗干预措施也可以促进exosomal PD-L1生物起源和释放。证据表明,化学治疗剂的5 -氟尿嘧啶(研究者用)增加tumor-derived exosomal PD-L1释放通过mir - 940 / Cbl-b / STAT5a轴extensive-stage胃癌患者(41]。同样,Dosset等人发现immunocyte-derived细胞因子可能会增加PD-L1表达式在结肠癌化疗后(42]。
吉祥的结果已经通过发展组合策略采用常规化疗和免疫检查点封锁。然而,各种各样的癌症类型不应对这些策略(43,44]。在这种背景下,细胞因子信号和小RNA物种可能调解PD-L1表达和exosomal PD-L1释放阻碍小说组合方法的临床疗效。然而,进一步的研究需要充分阐明监管机制,导致PD-L1和exosomal PD-L1 upregulation后常规疗法。
最近的证据表明,exosomal PD-L1可能调解的主要阻力PD-L1抗体的水平循环exosomal PD-L1变化过程中anti-PD-1疗法(17]。此外,抑制exosomal PD-L1释放改善免疫疗法的反应,即使在上下文的主要阻力(17]。这些发现强烈建议exosomal PD-L1释放癌症是一种适应性反应,因此可能是一种恶性演化的关键中介。
在这种背景下,exosomal PD-L1似乎是一个潜在的治疗目标,可以改善传统的和新的治疗方法。为此,研究开始关注表达下调PD-L1表达式或外来体释放,而不是阻塞PD-L1 / PD-1互动(2]。确定因素上调exosomal PD-L1治疗分子小说的发展是至关重要的。事实上,有针对性的免疫疗法采用免疫检查点封锁和小分子抑制剂的组合展示了有前景的结果,证明Mariathasan et al .,他发现伴随TGF -β抑制和免疫检查点封锁增强免疫治疗疗效在鼠乳腺癌模型(45,46]。
外来体抑制剂包括GW4869、丙咪嗪、D-pantethine Y27632, manumycin A, calpeptin和最近他处47]。应该注意的是,阻止外来体分泌可能减弱细胞外PD-L1释放。然而,发展战略抑制ESCRT复杂或辅助蛋白质的活动之间的关系必须小心,因为PD-L1表达在细胞表面和外来体膜(表1)。当然,外来体抑制剂提供了一个机会来进一步评估PD-L1亚细胞分布。
2.3。的角色Exosomal PD-L1 T细胞功能障碍
T细胞在肿瘤免疫逃逸的设置,由于连续获得精疲力竭的表现型antigen-mediated激活,抑制受体信号,代谢功能障碍,和其他微环境和组织因素(48]。使用免疫抑制剂检查站(艾多酷)是一种新的先进的肿瘤的护理标准,主要是因为抑制PD-L1 / PD-1轴重新加强直接细胞毒性T细胞效应函数,包括活动对肿瘤细胞(49,50]。
信息交互调节T细胞疲惫的抑制性受体信号(50]。在这种背景下,PD-1的表达依赖于炎症微环境的背景下,可以观察到在各种造血细胞(1]。T细胞显示基底的PD-1表达水平低,这是暂时性的增加在antigen-associated激活之后回到基底的水平抗原间隙(51]。然而,慢性antigen-associated刺激导致的持续增加PD-1表达式,T细胞疲惫的一个标志52]。更多,PD-1似乎调节性T细胞和卵泡所需辅助T细胞发展(51]。
在绑定到PD-L1 PD-1发生构象变化,诱发的磷酸化immunoreceptor tyrosine-based抑制主题(ITIM)和immunoreceptor tyrosine-based切换主题(ITSM),导致招聘cytoplasmatic SHP-1 SHP-2蛋白酪氨酸磷酸酶(1]。随后,SHP-1/2阻止细胞内介质的磷酸化PI3K / AKT / mTOR和MAPK信号通路,从而终止T细胞激活(1,53]。
可用数据表明PD-L1作为一个跨膜蛋白液引出相同的函数作为其细胞(图2)[19]。在这方面,陈等人发现exosomal PD-L1展品更高的交互激活T细胞(12]。因此,exosomal PD-L1可能导致的免疫抑制时间终止T细胞激活和维持T细胞衰竭(14,54]。如前所述,T细胞表达PD-1由于急性和连续antigen-associated激活T细胞受体介导的过程(TCR),连同costimulatory信号(55]。
证明exosomal PD-L1抑制TCR-mediated T细胞的激活,Ricklefs等人测试的影响glioblastoma-derived液在外周血单核细胞的激活和增殖(PMBCs)刺激anti-CD3和树突状细胞抗原表达15]。在这个实验模型,exosomal PD-L1抑制CD4 +和CD8 + T细胞增殖和减少的表达CD69、CD25早期和晚期激活标记,分别15]。
PD-1抑制细胞信号终止的T细胞的激活,需要识别和costimulatory受体的相互作用与主要组织相容性复合体(MHC)分子(56,57]。Tumor-derived液也表现出持续表达MHC分子的表面,从而提供适当的平台PD-1函数(24,58]。应该注意的是,T细胞激活还需要costimulatory受体信号(48]。
为了测试exosomal PD-L1抑制CD3 / CD28-mediated T细胞的激活,杨等人的胞内介质的磷酸化和活动评估costimulatory信号(16]。因此,证据显示乳房cancer-derived exosomal PD-L1会使ERK磷酸化和NF -κB激活PBMCs处理植物凝集素(PHA) [16]。因此,除了抑制细胞信号,exosomal PD-L1也可能终止T细胞激活通过阻断CD3 / CD28下游信号。
最近的证据表明,可能有一个协会之间的水平循环exosomal PD-L1与CD8 + T细胞CD28表达各种先进的肿瘤(59]。目前的研究表明,exosomal PD-L1能够减弱,TCR costimulatory受体信号,并不是简单因为这些受体表现出不同的表达模式(48]。
在这种背景下,重新加强T细胞免疫检查点封锁效应函数通过使T细胞激活细胞因子所需的生产(57]。T细胞效应特点是干扰素的生产函数γ(IFN -γ)、肿瘤坏死因子(TNF)和2,以及高增殖能力和细胞溶解的脱粒[48]。在T细胞疲惫,效应器功能失去了以分层的方式;首先,生产和扩散停止- 2,其次是脱粒,不足和干扰素-γ和肿瘤坏死因子释放60]。
证据显示设置的Raji表示Jurkat T细胞、B细胞抗原exosomal PD-L1从生物细胞减少分泌[- 217]。此外,exosomal PD-L1也已被证明会降低干扰素-γ肿瘤坏死因子-α,granzyme B,穿孔素T细胞分泌在体外(16,28,61年]。因此,肿瘤细胞可能抵消CD8 + T细胞功能的效应阶段,防止细胞因子的生产和细胞溶解的脱粒不需要和信息交互。
除了抑制T细胞细胞因子释放,exosomal PD-L1显示降低T细胞增殖,增加T细胞凋亡在活的有机体内和在体外(12,17,28,62年]。值得注意的是,肿瘤浸润的程度由T细胞抗肿瘤免疫的关键,提出了预测免疫反应(63年]。证据表明,通过抑制增殖和诱导细胞凋亡,exosomal PD-L1减少肿瘤浸润T细胞的数量在活的有机体内(12,28]。
值得注意的是,PD-L1作为一个跨膜蛋白液有可能调节T细胞功能和分化以外的时间。小山等人发现exosomal PD-L1减少CD4 +和CD8 + T细胞的数量在维持FoxP3调节性T细胞在淋巴结(17]。更多,癌细胞无法分泌exosomal PD-L1诱导长期系统性免疫(17]。因此,exosomal PD-L1可能系统性免疫抑制的关键中介,促进环境适合转移(17]。
上述研究结果表明,PD-L1液有效地终止T细胞活化,抑制T细胞效应函数,和T细胞的数量减少,诱导时间和系统性的免疫抑制。然而,临床疗效表明T细胞免疫检查点封锁疲惫是一个可逆的过程而不是一个明确的表型(48]。可用数据的影响表明,exosomal PD-L1对T细胞功能是可以预防或逆转采用抗体PD-L1或PD-1;更多,阻止外来体分泌单独或结合检查点恢复封锁T细胞效应功能和增加生存和增殖(表2)[12,16,17,28]。
即使一些研究主要集中在如何exosomal PD-L1调节CD8 + T细胞效应函数,还需要进一步的研究来解决如何exosomal PD-L1可能影响开发、分化、和其他T细胞功能的子集,比如调节性T细胞和记忆T细胞池。证据表明exosomal PD-L1急性激活后调节T细胞的功能在体外;然而,未来的研究可以解决这些观察如何与T细胞的不同阶段都疲惫在体外和在活的有机体内。
PD-1表达式不是疲惫的T细胞的独特特征;LAG3等抑制性受体,CTLA-4 TIM-3疲惫导致T细胞(48]。还需要进一步研究,以全面评估额外的抑制在细胞外配体囊泡的贡献以及他们如何与PD-L1关联函数。最后,T细胞反应是一个动态的过程,需要在不同的时间点观察在肿瘤免疫逃避和肿瘤进展。
2.4。Exosomal PD-L1转移的时间
无论其生理作用在防止自身免疫,PD-L1已经观察到的表达在肿瘤细胞和肿瘤基质,特别是癌症相关的成纤维细胞(保护),肿瘤相关巨噬细胞(tam) myeloid-derived (MDSCs),抑制细胞和血管内皮细胞(ECs) [65年- - - - - -67年]。表达PD-1取决于炎症微环境的背景下,可以观察到在CD4 +和CD8 + T细胞,B细胞,巨噬细胞和树突细胞(68年- - - - - -70年]。
正如前面提到的,有证据表明在PD-L1信使RNA和DNA的存在封闭液,以及小RNA物种调节PD-L1表达式在受体细胞(13,15,71年]。功能性PD-L1也可以直接从肿瘤细胞转移到细胞表面的受体细胞对外来体吸收剂量依赖性的方式(16]。在这种情况下,肿瘤细胞采用同型的转移液调节致癌信号和促进肿瘤的生存和发展72年,73年]。同样,维护时间似乎也是由heterotypical转移液促进跨多个细胞旁分泌信号(72年]。
实验观察表明,肿瘤免疫检查点封锁不响应表现出增强exosomal PD-L1积累的时间和阻止外来体释放逆转治疗抵抗和抑制肿瘤的生长16]。然而PD-L1表达式的复杂网络,功能,转移由液并不完全理解。图3显示了一个全面的概述exosome-mediated PD-L1转移和upregulation碰头。考虑到这些发现,进一步理解exosomal PD-L1转移的时间增强免疫治疗反应至关重要。
2.5。髓室
当前的研究继续推出诱导肿瘤细胞表型变化在研究如何建立和维护一个protumoral微环境74年]。因为他们的杰出的可塑性进行功能分化,单核细胞和巨噬细胞恶性转化的主要目标(75年]。肿瘤相关巨噬细胞(tam)与肿瘤进展相关的免疫抑制和生长因子的分泌,从而是关键贡献者时间(76年]。
Haderk等人证明tumor-derived液诱导单核细胞的免疫抑制表型,它的特点是PD-L1表达式(71年]。在这种背景下,慢性淋巴细胞白血病(CLL)导出液转移非编码RNA hY4 Y单核细胞,诱导PD-L1表达式通过toll样受体7 (tlr 7)信号71年]。同样,刘等人发现内质网应激促进肝细胞癌(HCC)细胞释放液中含有miR-23a-3p在巨噬细胞通过调节PD-L1表达式PTEN / AKT通路(77年]。
胶质母细胞瘤是另一种类型的肿瘤释放exosomal PD-L1针对单核细胞从而抑制T细胞功能(78年]。此外,glioblastoma-derived液转运蛋白干扰素的组件γ-JAK1 / JAK2-STAT1 / STAT2 / STAT3-IRF1信号通路单核细胞(79年]。Gabrusiewicz等人证明了胶质母细胞瘤干细胞液展览EIF2群体相关的蛋白质,eIF4 / mTOR ephrin受体和igf - 1信号增加磷酸化STAT3和ERK1/2单核细胞,诱导PD-L1表达式,最终抑制T细胞肿瘤浸润[79年]。
外在因素诱发PD-L1表达式exosome-mediated地包括缺氧驱动tumor-derived液' MDSCs调节γδT细胞通过miRNA-21活动/磷酸酶和tensin同族体(PTEN) / PD-L1轴(61年]。在这种背景下,tumor-derived液转移小RNA物种和关键调控蛋白诱导protumorigenic myeloid-derived免疫细胞的表型,抓住先天免疫反应和移植PD-L1表达式通过规范的信号。
单核细胞和巨噬细胞并不是唯一的免疫细胞亚型容易肿瘤相关的转换(74年]。在生理条件下,中性粒细胞可以招募巨噬细胞进而调节中性粒细胞功能(76年]。证据表明,胃癌细胞衍生液可以诱导PD-L1表达式在中性粒细胞(80年]。施等人发现tumor-derived液输送高机动组盒1 (HMGB1)在中性粒细胞激活STAT3和基因表达上调PD-L1进而抑制T细胞增殖和功能在体外(80年]。
这些发现强烈建议tam和肿瘤相关的中性粒细胞(晒)合作表达PD-L1抑制T细胞功能,促进肿瘤进展。如果tam和鞣革释放exosomal PD-L1是未知的。此外,肿瘤相关的免疫细胞的贡献PD-L1和exosomal PD-L1负担的时间还不知道。
2.6。肿瘤间质:癌症相关的成纤维细胞和血管内皮细胞
在实体肿瘤免疫渗透分析显示,PD-1 PD-L1表达也与成纤维细胞(81年]。癌症相关的成纤维细胞(战乱国家)占大多数实体肿瘤的肿瘤组织和免疫系统的关键调节器在时间(82年]。证据表明,战乱国家表达PD-L1也促进肿瘤细胞(PD-L1表达式83年]。在这种背景下,间质表型之间的关系,PD-L1状态和临床病理的特点提出了作为患者预后的生物标志物不同的乳腺癌分子亚型(83年]。
目前的研究表明,战乱国家从不同的肿瘤类型发布一系列因素增加PD-L1表达在肿瘤细胞(84年,85年]。证据表明,TGF -β1,也见于CAF-derived液,移植PD-L1 Smad2-dependent的方式表达在非小细胞肺癌细胞86年,87年]。M7824,临床分期双官能团的化合物,目标PD-L1和TGF -β,已被证明限制恶性转化和在非小细胞肺癌化疗抵抗86年]。应该注意的是,新化合物发展目标CAF-derived protumoral因素也必须考虑exosomal转移的时间。
战乱国家分泌CXCL2和CXCL5诱导PD-L1表达在肿瘤细胞通过JAK / STAT和PI3K / AKT信号,分别是(82年,85年]。这些发现表明,CAF-derived可溶性因子上调PD-L1表达在肿瘤细胞通过激活信号通路也伴随着exosomal PD-L1释放(84年,88年,89年]。
证据表明PD-L1 mRNA和蛋白表达在战乱国家来自非小细胞肺癌与移行细胞调节通过外源性补充(IFN -γ),表明增加exosomal PD-L1释放在肿瘤细胞(90年]。治疗与GW4869战乱国家,一个外来体释放抑制剂,可以显著减少在胰腺导管腺癌化疗耐药细胞(PDAC) [91年]。这些发现表明强烈的务实原理抑制CAF外来体释放增强免疫治疗疗效。然而,CAF释放功能exosomal PD-L1尚不清楚。
最后,最近的证据表明,血管内皮细胞(EC)也表达PD-L1干扰素-γ刺激,从而对细胞凋亡由T细胞(92年,93年]。然而,欧盟发布exosomal PD-L1是未知的。细胞间EC和恶性细胞诱导扩散之间的通信在两种类型的细胞,维持血管生成,促进转移(94年]。EC释放液调节心血管组织再生;尽管如此,EC-derived液囊的作用在时间不是完全理解95年]。例如,EC-derived液囊的免疫调节特性尚未彻底描述。
一部分,血管内皮生长因子(VEGF)是一个关键因素对内皮细胞转换和相关的表达抑制性T细胞受体(96年]。因此,似乎有一个协会之间的免疫调节和proangiogenic转换在肿瘤发展的背景和进展。更多,数据表明,抑制VEGF和PD-L1可以是一个有效的组合策略在小细胞肺癌(SCLC) (96年]。需要解决的关键问题关注的影响EC-derived液免疫逃避和免疫疗法。
有趣的是,PD-L1信号在肿瘤细胞也被探索。信号与cytoplasmatic PD-L1领域相关的主题并没有被发现。然而,证据表明,PD-L1绑定PD-1可能诱导肿瘤细胞抵抗化疗,增强糖酵解代谢,和更大的迁移和入侵能力缺乏T细胞(2,31日,97年]。如果出现令人信服的证据,释放exosomal PD-L1肿瘤和肿瘤相关的细胞可以被认为是一种机制,维持时间和促进premetastatic利基市场的形成,除了免疫逃逸。
3所示。Exosomal PD-L1癌症免疫疗法的生物标志物
3.1。诊断、预后和分期
鉴于其突出的临床疗效、免疫抑制剂检查站已经成为各种先进的肿瘤的一线治疗,但治疗反应率较低(98年]。个体差异性和肿瘤异质性因素提出阻碍免疫治疗的反应,并确定这些患者最有可能受益于治疗是一个个性化的关键方法(81年]。的确,进步分子病理显示,足够的病理和分子检测方法显著改善molecular-directed癌症治疗(99年]。更准确的诊断、分期和预后最终需要改善免疫治疗的反应。
在这种背景下,通过免疫组织化学方法识别肿瘤PD-L1表达式(包含IHC)是使用最广泛的生物标志物预测免疫反应(65年,81年,One hundred.]。尽管如此,在研究方法论的差异,以及PD-L1表达式的动态监管,导致混淆的证据,这限制了肿瘤PD-L1表达式作为一个排他的生物标志物的检测(One hundred.]。在此基础上,液体活检可能再度出现的概念作为一种无创性工具筛选候选人的因素可能影响免疫治疗的临床结果。
第一次尝试研究细胞外PD-L1作为免疫生物标志物专注于可溶性PD-L1逍遥法外,这意味着没有最初的区别循环PD-L1液,微泡,或其membrane-free可溶性形式:单体、二聚的,拼接变体(29日,30.]。在这些早期的研究中,的贡献exosomal PD-L1免疫抑制或免疫治疗反应是不专门评估。然而,确定循环PD-L1组件不是微不足道的,因为证据表明二聚的可溶性PD-L1抒发一个免疫抑制功能在体外和在活的有机体内(101年]。
在这个框架中,循环可溶性PD-L1已经证明是高架在晚期非小细胞肺癌患者与健康对照组相比(102年]。在相同的研究中,水平循环可溶性PD-L1用于NSCLC患者分为高、低表达组;高水平呈正相关,转移,预后差(102年]。同样,周等人表明,预处理的可溶性PD-L1水平也高转移性黑色素瘤患者相比,健康的捐赠者;但是,它只能用作生物标记一亚组病人进行性疾病(29日]。
相比之下,较高的可溶性PD-L1水平相关的一个更好的预后和缺乏在胃腺癌淋巴结转移(GC) (103年]。尽管如此,可溶性PD-L1水平不能与肿瘤分化程度或其他临床病理的变量在同一个研究[103年]。同样,风扇等人没有发现可溶性PD-L1手术前的水平之间的相关性及临床结果在GC [58]。上述研究表明,更高水平的循环PD-L1表明恶性肿瘤的存在。然而,可溶性PD-L1不能持续的水平与肿瘤分期和预后,类似由包含IHC检测肿瘤PD-L1模式表达式。
考虑液的作用在癌症生物学,当前研究的目的是确定的价值exosomal PD-L1预测免疫治疗反应和临床结果(表3)。当然,循环的exosomal PD-L1可能反映了一种免疫抑制时间和免疫状态的病人12,58,59]。更多,考虑到PD-L1液也与肿瘤的生长和发展,exosomal PD-L1不仅是一个主要候选人被用作预测生物标志物的治疗反应,但它可能有助于癌症的诊断和分期14,62年]。
Exosomal PD-L1提供了一个平台来评估癌症患者的免疫状态使用非侵入性的方法,可以在不同的时间点执行。然而,相关的水平exosomal PD-L1肿瘤PD-L1表达式包含IHC仍然是一个挑战。例如,exosomal PD-L1 NSCLC患者的血浆中强烈相关肿瘤PD-L1积极性,包含IHC [28]。相反,最近的研究表明,exosomal PD-L1不相关肿瘤PD-L1检测在黑色素瘤和非小细胞肺癌患者62年,104年]。同样,进一步研究PD-L1表达式的动态调整是必需的。
无论肿瘤之间不一致的联系PD-L1表达和传播的水平exosomal PD-L1,证据显示exosomal PD-L1高转移性黑色素瘤患者比健康的捐赠者(12]。更,exosomal PD-L1与整体肿瘤负荷和干扰素-呈正相关γ水平,表明预后不良(12]。同样的研究表明,水平的其他形式的可溶性PD-L1不能辨别黑色素瘤患者从健康的捐赠者12]。
同样,exosomal PD-L1显示区分NSCLC患者从健康的捐赠者104年]。此外,exosomal PD-L1相关肿瘤大小、淋巴结状态和转移,而可溶性PD-L1没有关联任何非小细胞肺癌患者的临床病理特征104年]。同样,在头颈部鳞状细胞癌(HNSCC),水平exosomal PD-L1相关疾病活动(64年]。晚期疾病患者表现出更高水平的exosomal PD-L1比病人没有完成治疗后疾病治疗的证据,甚至比病人阶段I和II (64年]。在相同的研究中,可溶性PD-L1没有关联任何临床病理的特点(64年]。
勒克斯等人表明,PDAC患者,更高水平的exosomal PD-L1关联到一个不可切除的肿瘤的诊断和术后生存时间中位数下降(105年]。同样,exosomal PD-L1被发现早期胃腺癌的一个独立的预后因素,同时也与肿瘤相关的阶段(58]。在这项研究中,高水平的exosomal PD-L1手术前与一个更糟的临床结果和反映免疫抑制了低CD4 +和CD8 + T细胞计数,降低granzyme B, il - 10和TGF -增加β化疗前水平(58]。
迄今为止,证据显示,exosomal PD-L1可能是一个优越的癌症生物标志物的诊断、分期和预后比其他形式的可溶性PD-L1。应该注意的是,电动汽车运输可溶性蛋白质和基因材料表面分子,这突显出液的价值作为一个潜在的疾病活动的指标。例如,它最近被发现,尽管exosomal PD-L1水平不能辨别胶质母细胞瘤患者健康的捐赠者,exosomal PD-L1 DNA浓缩相关肿瘤体积高达60厘米3,这表明PD-L1 DNA液反映了肿瘤负荷(15]。
考虑到这些发现,我们可以总结,更高水平的exosomal PD-L1一直伴随着先进的疾病和黑色素瘤预后差,非小细胞肺癌,HNSCC, PDAC,胃癌,胶质母细胞瘤。同时,更高水平的exosomal PD-L1发现晚期患者的疾病与健康对照组相比。在这种背景下,exosomal PD-L1似乎比可溶性PD-L1更一致的生物标志物。这些发现提供了一个理论进一步发展exosomal PD-L1作为癌症生物标志物的诊断和预后。
在此设置,因此,循环PD-L1水平可能反映了病人的免疫状态和疾病活动的评估。更高水平的exosomal PD-L1关联到一个高度免疫抑制肿瘤能够到达遥远的组织,这是本身晚期,预后不良的指标2,10]。更多,因为PD-L1 / PD-1信号轴也与肿瘤生长和premetastatic利基的形成有关,水平exosomal PD-L1可能反映了肿瘤细胞的增殖能力和侵袭性20.,73年]。
尽管如此,PD-L1表达式是动态的,受到许多因素的影响,因此,测量其他免疫生物标志物以及exosomal PD-L1可以有助于更好的关联循环PD-L1水平与免疫状态的病人51,59]。甚至更多,其他还可以调节肿瘤免疫逃逸免疫检查站(5,8,106年]。探索其他免疫调节分子的相对贡献相关肿瘤免疫逃避也提前使用exosomal PD-L1作为生物标志物。
应该注意的是,肿瘤细胞可能不是的唯一来源exosomal PD-L1和老化和其他慢性炎症条件也伴随着PD-L1表达式(107年- - - - - -109年]。因此,探索生理exosomal PD-L1在其他炎症性疾病和细胞类型非常重要,因为这可能最终导致的充分发展exosomal PD-L1癌症生物标志物。
未来的研究必须专注于建立截止值区分子组的病人和标准化检测技术。在这种背景下,关联的水平exosomal PD-L1建立因素与癌症恶化如肿瘤突变负担可以派拉蒙澄清之间的差异和分化研究[99年,107年]。
3.2。预测免疫治疗反应和治疗效果
在临床实践中,使用循环生物标志物有潜力预测临床结果和评估治疗反应,这是迫切需要扩大免疫检查点封锁在癌症所带来的好处。外来体的研究是一个新兴领域,因此,证据是有限的,往往截然不同。当然,彻底评估的临床意义exosomal PD-L1癌症免疫疗法,需要进一步的研究来集成知识exosomal PD-L1生物起源和生理的临床观察。
周等人表明,更高浓度的可溶性PD-L1之前进步疾病免疫治疗相关的子群转移性黑色素瘤患者(29日]。在相同的设置,测量浓度的可溶性PD-L1早期PD-1或CTLA-4封锁后没有有用的区分从nonresponders急救员29日]。同样,基线水平的exosomal PD-L1不一致与晚期癌症患者的临床病理特征(表3)。
然而,变化exosomal PD-L1后免疫疗法与总生存期(OS)和无进展生存(PFS)的黑色素瘤患者免疫检查点封锁[62年]。Cordonnier等人最近表明,减少exosomal PD-1封锁后PD-L1水平与完全或部分反应有关,而这种水平的增加导致疾病进展(62年]。此外,证据也表明,较高的基线水平的循环exosomal PD-L1在转移性黑色素瘤患者与更糟糕的临床结果与pembrolizumab免疫治疗后(12]。临床反应显示水平的提高exosomal PD-L1 6周的治疗后,之前的CD8 + T细胞增殖增加(12]。这些发现表明,褶皱的变化水平的exosomal PD-L1大于2.43后pembrolizumab与更好的临床结果,强调系统的重要性定义截止值或阈值(12]。
张等人最近表明,可溶性的表达PD-L1等离子体的各种癌症患者之前PD-1封锁治疗不能用来预测治疗反应(59]。然而,高exosomal PD-L1水平负PD-1封锁后预后因子,同时增加exosomal PD-L1 PD-1封锁后与一个更好的临床结果在不同类型的癌症59]。
根据上述研究指出,没有可用数据之间的一致性假设更高或更低的exosomal PD-L1水平在免疫疗法导致完全或部分反应或更好的临床结果(表3)。可以说,有证据表明,高基线exosomal PD-L1水平与临床结果更糟糕。同样,还发现了相互矛盾的结果在评估的变化exosomal PD-L1后免疫治疗水平。然而,大多数研究表明,增加exosomal PD-L1水平表明完全或部分响应和更好的预后。
正如我们之前提到的,更高水平的exosomal PD-L1与先进的疾病和不良预后有关不管打算处理检查点封锁[64年,104年]。在这种情况下,高水平的exosomal PD-L1可能与免疫治疗失败,因为有关免疫反应可能已经达到了一个水平的免疫抑制,超出重新振作12]。例如,由表达肿瘤PD-L1 exosomal PD-L1释放可能挑战抗体封锁。Exosomal PD-L1绑定anti-PD-L1抗体可能调解治疗失败,动员他们参与体循环和时间(12]。更多,因为更高的exosomal PD-L1水平基线可能反映了一个高度免疫抑制肿瘤,其他免疫检查点和免疫抑制分子也可能维持免疫抑制后PD-L1 / PD-1封锁[106年]。
免疫治疗后增加exosomal PD-L1水平可能暗示自适应肿瘤反应,因此关联完全或部分反应(12]。相反,证据也表明,减少exosomal PD-L1水平与一个更好的免疫治疗后临床结果;从这个角度来看,减少肿瘤负荷也可能导致减少细胞外PD-L1释放(62年]。当然这些发现强调了紧急需要跟踪的进化exosomal PD-L1在治疗后不同时间点,因为研究之间的差异观察可能依赖于时间的测试,从而可能反映了肿瘤免疫逃逸的进化。
值得注意的是,最近的证据表明,副本的数量每毫升PD-L1 mRNA的plasma-derived液可用于评估免疫治疗反应和疾病进展在黑色素瘤和非小细胞肺癌13]。预处理水平较高的exosomal PD-L1信使rna与部分并完成相关反应pembrolizumab nivolumab,同时减少数量的副本的每毫升exosomal PD-L1治疗后也完全和部分响应[有关13]。相反,增加exosomal PD-L1信使rna治疗后与进步相关疾病(13]。
总的来说,由于缺乏令人信服的和一致的证据,使用exosomal PD-L1作为癌症生物标志物仍不适合临床实践。然而,测量exosomal PD-L1来定义哪些癌症患者可能受益于检查站封锁,以及治疗后,治疗效果评估是一个有吸引力的补充诊断试验可以帮助风险-效益分析。甚至更多,如果进行了进一步的研究,这可能最终导致同伴诊断化验来验证exosomal PD-L1作为预测生物标志物指导治疗决策。
4所示。结论和未来的方向
免疫检查站在癌症的研究导致了小说发展的治疗机会,比如PD-L1 / PD-1封锁。免疫抑制剂检查站已经证明了一个优秀的临床疗效在各种先进的肿瘤,在一个复杂的和动态时间,癌症是容易受到免疫应答。尽管如此,时间也在不断地演化,从而抑制免疫治疗疗效。
临床观察有相关联的细胞外形式的PD-L1低响应率和治疗抵抗。特别是,exosomal PD-L1已成为一个关键的免疫逃避机制和肿瘤进展。承认exosomal PD-L1,可以有针对性的实验,临床诊断,一直是一个重要的突破与革新免疫疗法的潜在癌症和慢性炎症性疾病。
不管这个预期,我们知之甚少的分子机制,导致exosomal PD-L1释放。更多,我们需要进一步了解的免疫调节功能exosomal PD-L1何时以及如何,在肿瘤发展和进展,exosomal PD-L1发起和抒发其免疫调节作用。因此,一个重要的目标是回答这些未解决的问题来提高免疫反应和功效。
此外,我们还需要进一步的分子的了解exosomal PD-L1转移在癌症和癌症相关的细胞和细胞外PD-L1这种形式的影响系统性免疫。尽管tumor-derived液和免疫细胞衍生液免疫反应的关键调节器,密集的研究一直致力于tumor-derived液囊的生理机能,因此,研究的贡献exosomal负担的时间还有待阐明。
的一个主要特色exosomal PD-L1是它在肿瘤的生长和转移中的作用;因此,阐明的胞内signalosome PD-L1和PD-1组织是至关重要的。当然,学习的其他几个关键方面PD-L1 / PD-1轴将揭示新见解免疫逃避和肿瘤恶化的基本方面,包括新型治疗靶点。在这种背景下,不断研究exosomal PD-L1生源论,释放,和功能是至关重要的。
看来,针对nontumor细胞或介质的通信是一个可行的策略来限制癌症恶化。Tumor-derived液肿瘤进展,被认为是一个强大的动力,因此,他们是一个强大的目标治疗和一个有前途的预后的生物标志物,但翻译实验和临床观察的知识有效的治疗仍然需要进一步的工作。
在这项工作中,我们已经讨论了最新证据exosomal PD-L1生物起源、功能、和转移时间,包括因素驱动其合成和抒发其免疫调节作用机制。我们也回顾了动态的亚细胞分布的上下文中PD-L1外来体释放,和之间的关系exosomal PD-L1和癌症免疫疗法的关键方面。
根据最新的研究,exosomal PD-L1起源于质膜和仍然是同样的地形是加载到液细胞外释放。PD-L1与与intravesicular运输相关的蛋白质,与早期和晚期内体生物起源,exosomal释放。尽管exosomal PD-L1 PD-L1表达相关,精确的因素驱动exosomal PD-L1释放仍然是已知的。值得注意的是,似乎有细胞表面之间的动态关系和exosomal PD-L1,并阐明影响PD-L1亚细胞定位的因素和机制可以改善使用exosomal PD-L1作为生物标志物和癌症免疫治疗的目标。
在释放,exosomal PD-L1有效结合PD-1受体。目前的证据表明,exosomal PD-L1引发相同的函数作为其细胞,终止T细胞激活和维持一个疲惫的表型最终导致免疫抑制环境,局部和全身。Exosomal PD-L1似乎抑制T细胞效应函数。然而,的影响exosomal PD-L1阵列的细胞表达PD-1和这些交互的上下文中仍有待进一步探讨。
如前所述,PD-L1一直强烈相关的恶性转化。在这里,我们回顾了最新的研究表明,液是一个合适的车辆转移功能PD-L1或关键调控蛋白和上调PD-L1表达受体细胞的遗传物质。然而,还有许多工作要做了解的因素驱动exosome-mediated PD-L1转移的时间和它在肿瘤进展中的作用。
PD-L1转移的错综复杂的网络的时间增加了理论动态驱动转换恶性肿瘤微环境中适应性反应,以确保生存和增长。学习的作用exosomal PD-L1 tam的生理学,鞣革,战乱国家,ECs是极大的兴趣提高癌症治疗。此外,测量水平exosomal PD-L1可以有效补充诊断分析定义哪些患者可能受益于检查站封锁和评估治疗效果。
简而言之,exosomal PD-L1似乎是一个关键的免疫逃避和转移的机制,它可能在免疫治疗产生重大的影响。跟踪的进化exosomal PD-L1肿瘤建立和发展可能导致癌症的诊断和治疗干预措施的预测和评估。最后,小说治疗策略正在开发抑制外来体分泌和功能,有前途的癌症治疗的一个新范式转变。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者要感谢学校的工程和科学领军de蒙特雷FEMSA-Biotechnology中心通过生物处理焦点小组的支持。塞吉奥Ayala-Mar和哈维尔·Donoso-Quezada感谢墨西哥国家科学技术委员会(CONACyT)财政支持。数据创建http://biorender.com/。这项工作是支持的工程学院和科学领军de蒙特雷FEMSA-Biotechnology中心通过生物处理(0020209 i13)焦点小组。塞吉奥Ayala-Mar和哈维尔·Donoso-Quezada获得金融支持从墨西哥的国家科学技术委员会(CONACyT)奖学金数量(850524和995384),分别。