程序性细胞死亡蛋白1(programmedcelldeathprotein1，PD-1)/程序性死亡配体1(programmeddeath-ligand1，PD-L1)是导致肿瘤免疫逃逸的重要免疫检查点分子，阻断PD-1/PD-L1可以重新激活细胞毒性T细胞对肿瘤的杀伤作用，是一种重要的肿瘤免疫治疗方式。肿瘤细胞中PD-L1的表达可能影响抗PD-1/PD-L1治疗的临床疗效。因此，了解PD-L1表达调控的分子机制有助于指导PD-1/PD-L1相关免疫检查点抑制剂在临床中的应用。PD-L1的表达调控涉及染色质和基因组的改变、转录及转录后调控、翻译水平调控和翻译后修饰等。此外，肿瘤微环境中的多种因素也可以诱导肿瘤细胞中PD-L1的表达。文章系统地讨论了肿瘤中PD-L1调控的机制，并分析了其对于肿瘤免疫治疗的意义。
活化T细胞表面表达的程序性细胞死亡蛋白1(programmedcelldeathprotein1，PD-1)及其配体程序性死亡配体1(programmeddeath-ligand1，PD-L1)是调节T细胞活性的主要方式。正常生理状况下，PD-1/PD-L1抑制性共刺激信号的主要作用是防止T细胞不受控制地过度活化攻击正常细胞。不同类型肿瘤细胞表面表达高水平的PD-L1，这些过度表达的PD-L1通过PD-1/PD-L1信号途径诱导T细胞衰竭，使肿瘤细胞逃避T细胞免疫攻击，直接影响肿瘤患者的治疗效果及临床预后。PD-1/PD-L1通路阻断剂，包括PD-1单克隆抗体(纳武单抗nivolumab,帕博丽珠单抗pembrolizumab，西米单抗cemiplimab)以及PD-L1单克隆抗体(阿特珠单抗atezolizumab,阿维鲁单抗avelumab,德瓦鲁单抗durvalumab)是包括黑色素瘤、乳腺癌、结直肠癌、非小细胞肺癌、小细胞肺癌、肾细胞癌、皮肤鳞状细胞癌以及血液系统肿瘤在内的多种肿瘤免疫治疗的重要靶向药物，这些药物通过阻断PD-1/PD-L1信号轴重新激活肿瘤免疫微环境中的耗竭T细胞，促进对肿瘤细胞的杀伤功能，恢复机体的抗肿瘤免疫。目前，PD-L1已经成为肿瘤学研究的重要分子。PD-L1在肿瘤中的表达受多种因素的影响，了解PD-L1表达调控的机制对于进一步提高PD-1/PD-L1靶向治疗的效果具有重要意义。
一、染色质改变与PD-L1表达密切相关
PD-L1由CD基因编码，该基因位于染色体9p24.1上，该区域染色质结构和性质的改变直接影响基因的表达，包括染色质修饰和染色质重排等。染色质修饰如组蛋白乙酰化、甲基化等是引起PD-L1表达改变的重要原因。Woods等[1]发现组蛋白去乙酰化酶(histonedeacetylases，HDAC)抑制剂处理黑色素瘤细胞系可以导致PD-L1基因上游组蛋白乙酰化水平上调，增强PD-L1的表达，同时HDAC抑制剂还可以增强PD-1检查点阻断药物的疗效，因此联合应用HDAC抑制剂和抗PD-1药物可能是一种新的协同治疗策略。溴结构域和超末端结构域(bromodomainandextraterminaldomain，BET)蛋白家族是组蛋白乙酰化的"阅读器"，可识别并结合组蛋白尾部的乙酰化赖氨酸残基，进一步招募转录因子、染色质调节相关蛋白等，调控基因转录和染色质重塑。BET蛋白家族成员BRD4可以与CD启动子和增强子区的乙酰化组蛋白H3K27Ac结合并促进PD-L1的表达。BRD4基因敲除或使用BRD4抑制剂可降低肿瘤中PD-L1的表达[2]。除乙酰化外，组蛋白甲基化也可以调节PD-L1的表达。Lu等[3]发现组蛋白H3K4三甲基化(H3K4me3)在胰腺肿瘤细胞CD启动子区富集。组蛋白甲基转移酶MLL1直接与CD启动子结合，催化H3K4me3，激活肿瘤细胞PD-L1转录。抑制或沉默MLL1可降低CD启动子的H3K4me3水平和肿瘤细胞PD-L1表达。MLL1抑制剂联合抗PD-L1或抗PD-1抗体免疫治疗可以有效地抑制胰腺肿瘤的生长。除染色质修饰外，Ota等[4]报道了涉及间变性淋巴瘤激酶(anaplasticlymphomakinase，ALK)和棘皮动物微管相关蛋白4(echinodermmicrotubule-associatedprotein-like4，EML4)的染色质重排在非小细胞肺癌中与PD-L1表达相关，EML4-ALK融合通过激活PI3K-AKT和MEK-ERK信号通路上调PD-L1的表达，这是染色质重排参与PD-L1表达调控的重要证据。
二、基因组改变调节PD-L1的表达
肿瘤的发生往往涉及多种基因组的改变，如基因扩增、DNA损伤、癌基因和抑癌基因突变等，这些改变多会导致PD-L1的异常表达。基因扩增，即细胞中某一基因的拷贝数选择性地增加，是影响基因表达的重要因素。Green等[5]报道了经典霍奇金淋巴瘤(classicalHodgkinlymphoma，cHL)和纵膈大B细胞淋巴瘤(mediastinallargeB-celllymphoma，MLBCL)中CD的扩增。他们还发现，在扩增区还包括JAK2位点，JAK2基因的扩增诱导了CD基因的转录，促进PD-L1的上调。DNA损伤也会引起PD-L1表达的改变。电离辐射和顺铂等可以引起DNA的损伤并在不同类型的肿瘤细胞中诱导细胞表面PD-L1的表达。这种作用依赖于共济失调毛细血管扩张症Rad3相关激酶(ataxiatelangiectasiaandRad3-relatedkinase，ATR)，ATR的破坏以蛋白酶体依赖的方式促进PD-L1的降解[6]。DNA双链断裂(DNAdouble-strandbreak，DSBs)可以通过ATM/ATR/Chk1激酶途径激活STAT信号，导致PD-L1表达上调[7]。
肿瘤的发生往往与多种癌基因和抑癌基因的改变有关，这些基因的改变也可能导致PD-L1表达的改变。RAS癌基因突变是肿瘤的驱动因素，肿瘤中RAS基因突变通过MEK信号通路增加肿瘤细胞内PD-L1的表达[8]。表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR)基因的激活突变是非小细胞肺癌的致病因素之一，突变的EGFR通过激活PI3K/AKT和MEK/ERK信号通路上调PD-L1。MYC是一种在多种肿瘤中过度表达的致癌因子，在多种肿瘤中参与PD-L1的调控。p53是常见的抑癌基因，Thiem等[9]发现黑色素瘤中γ干扰素(interferon-γ，IFN-γ)诱导的PD-L1表达与p53表达有关。p53还通过调节microRNA的表达间接参与PD-L1表达的调控[10]。
三、多种转录因子参与PD-L1的调控
转录因子是转录调控的关键分子，肿瘤细胞中多种转录因子参与了PD-L1表达的调控。MYC蛋白是一种在多种肿瘤中过度表达的致癌转录因子。Casey等[11]发现MYC通过与PD-L1基因启动子结合增加PD-L1的表达。然而，Durand-Panteix等[12]报道了MYC对EBV永生化B细胞PD-L1表达的负调控作用，发现MYC不仅在转录水平上降低PD-L1的mRNA水平，而且通过减少肌动蛋白聚合阻断了PD-L1的膜表达。这表明MYC可以通过不同途径在不同肿瘤中发挥不同的作用。在IFN-γ诱导的PD-L1表达中，IRF1是重要的下游信号分子。事实上，IRF1作为转录因子参与了PD-L1表达的调控。在PD-L1的启动子区域已经鉴定出两个IRF1结合位点，即IRF-1α和IRF-1β[13]。PD-L1在癌细胞中的表达也依赖于转录因子AP-1，AP-1通过与位于转录起始点下游约5kb处的PD-L1基因增强子区域结合，促进PD-L1在霍奇金淋巴瘤中的表达[14]。缺氧是肿瘤微环境的特征之一，缺氧诱导因子(hypoxiainduciblefactor，HIF)参与了肿瘤细胞PD-L1表达的调节。HIF1α通过直接与髓源性抑制细胞(myeloid-derivedsuppressorcells，MDSCs)的PD-L1近端启动子结合增加PD-L1的表达[15]，低氧条件下HIF2α可以调节透明细胞肾癌PD-L1的表达[16]。核因子-κB(nuclearfactor-κB，NF-κB)也与PD-L1的表达相关。PD-L1基因启动子区存在NF-κB结合位点，Maeda等[17]报道了三阴性乳腺癌中粘蛋白MUC1-C通过将NF-κBp65募集至PD-L1启动子来提高PD-L1转录。Liu等[18]还报道了激活转录因子3(activatingtranscriptionfactor3，ATF3)参与的PD-L1表达的上调，他们发现抑制腺苷受体A1(adenosinereceptorA1，ADORA1)-环磷酸腺苷(Cyclicadenosinemonophosphate，cAMP)信号轴，可以调控肿瘤细胞中转录因子ATF3表达水平、上调PD-L1的表达。信号传导与转录激活因子3(signaltransducerandactivatoroftranscription3，STAT3)也参与PD-L1的表达，STAT3在多种肿瘤中PD-L1的表达中发挥关键作用[19]。Hippo信号通路中的Yes相关蛋白1(Yes-associatedprotein1，YAP1)也与PD-L1的调节有关。Yan等[20]发现胰腺癌中双皮质素样激酶1(doublecortin-likekinase1，DCLK1)通过影响YAP1的表达水平来调节PD-L1表达。除此之外，Qin等[21]还报道了核仁磷酸蛋白(nucleophosmin，NPM1)可以结合至三阴性乳腺癌PD-L1转录起始位点的DNA序列激活PD-L1转录，多腺苷二磷酸核糖聚合酶[poly(ADP-ribose)polymerase，PARP1]通过与NPM1的PD-L1转录起始位点结合区发生相互作用，竞争性抑制PD-L1转录。
四、PD-L1表达的转录后调控
细胞中mRNA的3UTR区对其稳定性起着负调控作用，上游信号分子与CD3’UTR区的结合可以导致mRNA的降解。MicroRNA是参与这一调控方式的重要分子，同时，microRNA又受其上游分子的调控。例如，miR-是一种上皮间质转化(epithelial-mesenchymaltransition，EMT)和肿瘤转移的抑制因子，可以直接与CD的3UTR区结合，下调其表达。非小细胞肺癌中E盒结合锌指蛋白1(zincfingerE-boxbindinghomeobox1，ZEB1)的上调抑制了miR-的表达，导致PD-L1水平升高[22]。同样在非小细胞肺癌中，miR-34a也通过与CD3UTR结合，与PD-L1表达呈负相关，而p53可以上调miR-34a的表达，因此肿瘤中p53功能的丧失可能是miRNA表达失调进而导致肿瘤免疫逃逸的可能因素[10]。Li等[23]还报道了非小细胞肺癌中miR--3p下调PD-L1的表达，circRNA-通过竞争性内源性RNA(ceRNA)机制结合miR--3p，从而解除了其对PD-L1的抑制作用。除microRNA外，一些分子也可以通过调节CDmRNA的稳定性影响PD-L1的表达。Tristetraprolin(TTP)是一种具有锌指结构的RNA结合蛋白，它通过结合下游靶基因mRNA的3UTR区的AU重复序列，诱导靶基因mRNA的降解。TTP通过与CDmRNA结合破坏其的稳定性[8]。
五、PD-L1表达的翻译和翻译后调控
肿瘤细胞可以通过提高CDmRNA的翻译效率而提高PD-L1的表达。与张力蛋白同源在10号染色体有缺失的磷酸酶基因(phosphataseandtensionhomologdeletedonchromosometen，PTEN)是一种重要的肿瘤抑制因子，同时也是PI3K/AKT信号通路抑制剂，胶质瘤细胞中PTEN丢失导致PI3K-Akt-mTOR-S6K1通路激活，导致PD-L1蛋白水平升高。这一途径的调节主要依赖于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetofrapamycin，mTOR)的激活导致CDmRNA向翻译活跃的核糖体募集，进而使得PD-L1蛋白水平的增加[24]。翻译后修饰(post-translationalmodifications，PTMs)也是PD-L1调控的重要方式，泛素化、糖基化、磷酸化是细胞中主要的翻译后修饰方式，共同参与了PD-L1表达的调控。泛素化主要参与细胞内蛋白质的降解，蛋白酶体特异性识别泛素标记的蛋白质并将其降解。E1激活酶、E2结合酶和E3连接酶是介导泛素化过程的三种酶，其中泛素连接酶E3是关键的识别模块。斑点型POZ蛋白(speckle-typePOZprotein，SPOP)是基于cullin3(CUL3)的E3泛素连接酶复合物的底物结合亚基。Zhang等[25]发现，SPOP可以泛素化PD-L1蛋白，导致其在前列腺癌细胞中被降解。SPOP的功能改变可以破坏泛素化介导的PD-L1降解，导致小鼠肿瘤和原发性前列腺癌标本中PD-L1水平升高和肿瘤浸润淋巴细胞数量减少。β-转导素重复序列包含蛋白(β-transducinrepeats-containingproteins，β-TrCP)是SCF型泛素连接酶E3的关键组分，可以识别并泛素化降解特异性磷酸化底物。在基底样乳腺癌细胞中，非糖基化的PD-L1可以被糖原合成酶激酶3β(glycogensynthasekinase3beta，GSK3β)磷酸化并诱导β-TrCP对PD-L1的磷酸化依赖性蛋白酶体降解[26]。STIP1同源性和包含U-box蛋白1(STIP1homologousandUboxcontainingprotein1，STUB1)具有泛素连接酶E3活性，可以降解细胞内的PD-L1。趋化因子样因子超家族成员6(CKLF-likeMARVELtransmembranedomain-containingfamily6，CMTM6)是一种功能未知的跨膜蛋白，在多种肿瘤细胞系中，包括乳腺癌、肺癌、胰腺癌、甲状腺癌和结直肠癌、黑色素瘤、慢性髓性白血病中，增加PD-L1蛋白的表达而不影响PD-L1的转录。CMTM6和PD-L1共定位于质膜和再循环内体，CMTM6可以通过阻断STUB1和PD-L1的相互作用防止PD-L1泛素化，抑制其降解[27]。与CMTM6的功能相似，CMTM4同样具有调控PD-L1的功能，是PD-L1的备用调控分子。CSN5是COP信号转移体复合物(COP9signalosome
