PD-L2丨激活和抑制T細胞的雙能性,背后機制淺析
早上被詢問到機制的一些細挖的點,在查詢具體機制后才發(fā)覺,一直被我忽略的PD-L2這個靶點,也存在著激活和抑制T細胞的雙能性,相較于之前整理的CTLA-4靶點的免疫和腫瘤兩個適應(yīng)癥都可以,似乎也有著人體精密的平衡調(diào)節(jié)機制,趁剛查完資料,將思路再明確下。
——T細胞第二信號抑制通路——
PD-1的作用機制很明確,PD-1?是 CD28 家族中的第二個 T 細胞共抑制受體,在 T 細胞受體 (TCR) 刺激后或在存在特定細胞因子的情況下在 T 細胞上誘導(dǎo)表達。PD-1 與兩個配體 PD-L1(在癌癥中,PD-L1 經(jīng)常由腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境中的其他細胞表達,包括腫瘤相關(guān)巨噬細胞 (TAM) 和髓源性抑制細胞 (MDSC)。) 和 PD-L2 結(jié)合,這兩個配體在抗原呈遞細胞上表達,并且可在 IFN-γ 的作用下上調(diào)表達。
PD-1 與 PD-L1 或 PD-L2 結(jié)合會干擾早期 TCR/CD28 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(這一點我們在后面會具體闡述,對我也是一種新的認知,過往我主要聚焦第二信號通路,忽略了第一信號通路也會受到第二信號通路的影響),并且抑制 IL-2 生成和 T 細胞增殖、T 細胞效應(yīng)子功能及 T 細胞存活。腫瘤細胞通常上調(diào) PD-L1 表達,通過與 PD-1 結(jié)合,抑制抗腫瘤 T 細胞應(yīng)答和躲避免疫系統(tǒng)的攻擊。
與 CTLA-4 類似,PD-1 的表達上調(diào)也與癌癥中的 T 細胞耗竭有關(guān),并且已在多種不同類型的人類腫瘤細胞中證明,使用拮抗性單克隆抗體阻斷 PD-1 或 PD-L1 的功能可增強抗腫瘤免疫應(yīng)答。
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圖1. CTLA-4和PD-1細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的比較
PD-1和CTLA-4都抑制Akt激活,但它們針對不同的信號分子。
CTLA-4通過其配體CD80和CD86的結(jié)合激活絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶PP2A,該磷酸酶直接抑制TCR/CD28介導(dǎo)的Akt激活,但保留PI3K活性,因此保留Bcl-xL的表達。
PD-L1或PD-L2與PD-1結(jié)合,導(dǎo)致ITSM的磷酸化,導(dǎo)致酪氨酸磷酸酶SHP-1和SHP-2的募集和PI3K的抑制從而降低Bcl-xL的表達。
PD-1連接也抑制PLCg1和下游Ras-MEK-ERK信號傳導(dǎo),并導(dǎo)致促凋亡分子BIM上調(diào)。與PD-1相反,CTLA-4不抑制RasMEK-ERK和PLCg1信號。
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以上的內(nèi)容,過往我聚焦的還算準(zhǔn)確,免疫檢查點的主要信號通路還是聚焦在PI3K-AKT通路,其他的旁路信號通路導(dǎo)致的相關(guān)功能抑制或表達,也不在我此次探討范圍內(nèi)。本次重點闡述PD-L2。
——PD-L2——
PD-L2(B7-DC )是繼PD-L1后發(fā)現(xiàn)的與PD-1結(jié)合的第二個重要配體,為I型糖蛋白,屬于B7家族蛋白成員,位于9號染色體,2區(qū)4帶,包含13個外顯子,12個內(nèi)含子。
在免疫治療方面,PD-L2的功能主要表現(xiàn)在以下三方面:
PD-L2可與PD-1結(jié)合,通過下游信號通路,特別是酪氨酸磷酸酶-2(SHP-2),抑制包括淋巴細胞特異性蛋白酪氨酸激酶(LcK)、磷脂酰肌醇3 (PI3K)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)以及鈣離子信號通路,抑制T細胞的免疫活化。
PD-L2可與排斥性導(dǎo)向分子b(RGMb)結(jié)合,活化骨形成蛋白受體通路,促進T細胞的功能活化。RGMB在正常組織中表達高于腫瘤組織。
PD-L1和PD-L2與PD-1競爭結(jié)合,相比PD-L1,PD-L2與PD-1的結(jié)合親和力更高(兩倍至六倍),當(dāng)PD-L2和PD-L1共存時,PD-1優(yōu)先與PD-L2結(jié)合。

圖2. PD-L2分子作用機制模型
PD-L2主要表達在基質(zhì)細胞、免疫細胞和腫瘤細胞,即在腫瘤微環(huán)境的多種細胞上均有表達,而在組織細胞上的表達量較低。但與PD-1的親和力,我們前面有提到,遠高于PD-L1與PD-1的親和力。
——從PD-L2的角度看PD-1/L1抑制劑的療效——
PD-L1/PD-1阻斷抗體已證明對一系列人類癌癥具有治療效果。然而,將這種益處擴大到更多的患者,需要更好地了解這些療法如何激發(fā)抗癌免疫。雖然PD-L1/PD-1軸通常與T細胞功能相關(guān),也有文獻證明了樹突狀細胞(DC)是PD-L1阻斷抗體的重要靶點。
PD-L1結(jié)合兩種受體:PD-1和B7.1(CD80)。在癌癥患者的外周血樹突細胞和腫瘤相關(guān)樹突細胞表面上,PD-L1比B7.1更豐富地表達(至少高出20倍以上)。這兩個分子在樹突狀表面相互順式結(jié)合,大量的PD-L1把B7.1“埋”在細胞膜,使得B7.1沒有機會去結(jié)合T細胞上的CD28,也就是說抗原提呈細胞失去了激活T細胞的能力。
當(dāng)腫瘤患者使用PD-L1抗體時,一部分抗體能夠結(jié)合樹突狀細胞上的PD-L1,阻斷PD-L1和B7.1的相互結(jié)合和包埋,使得B7.1被釋放出來,能夠再次結(jié)合到T細胞上的CD28,遂形成超強的免疫突觸(Immune Synapse)。繼而進一步釋放DC細胞的B7.1并大幅提升T細胞上CD28的表達,從而實現(xiàn)B7.1/CD28相互作用的增強,進而啟動T細胞。
CD80也可與CTLA-4結(jié)合,具有共抑制作用,且CD80與CTLA-4的親和力是CD80與CD28親和力的50~100倍,當(dāng)T細胞活化后,T細胞表面即表達CTLA-4,CD80將優(yōu)先與CTLA-4結(jié)合,發(fā)揮抑制腫瘤免疫的作用(過往對于這一點我不理解,但今天我有些了解了,源于開頭對于CTLA-4靶點的作用機制:CTLA-4通過其配體CD80和CD86的結(jié)合激活絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶PP2A,該磷酸酶直接抑制TCR/CD28介導(dǎo)的Akt激活,但保留PI3K活性,因此保留Bcl-xL的表達。)
因此PD-L1抑制劑的使用將使樹突狀細胞表面的CD80優(yōu)先結(jié)合T細胞表面的CTLA-4,抑制T細胞的功能。
感興趣深挖的童鞋可以翻看DCs決定著PD-L1阻斷腫瘤免疫療法的效果,T+A肝癌獲益機制核心?其實,這篇鏈接文章寫作時,自己的知識廣度還停留在解脫出CD80可以與T細胞上的Cd28進行結(jié)合,但忽略了CD80更會先結(jié)合T細胞上的CTLA-4靶點,起到免疫抑制的功能。但為何我們通過PD-1與PD-L1抗體療效薈萃性分析及機制探討一文看到的PD-1抑制劑更優(yōu)于PD-L1抑制劑,而肝癌中首個獲得陽性結(jié)果的大III期免疫聯(lián)合試驗是T+A,肺癌中,PD-L1抑制劑同樣斬獲頗多,這就說明,不同的癌種還有待更多機制的深挖,且現(xiàn)在的定論不一定未來不會被推翻。真正還是要聚焦臨床。我自己形成自己的知識體系,能說服自己即可。