PD-L1 的 N - 糖基化：解锁癌症免疫治疗新密码

时间：2025年5月11日

来源：Molecular Cancer

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免疫检查点阻断（ICB）疗法中，患者对 PD-L1/PD-1 靶向治疗反应不一。为探究原因，研究人员开展 PD-L1 的 N - 糖基化对其与 PD-1 相互作用及 ICB 疗效影响的研究。结果显示不同糖基化位点影响各异，这为优化患者分层和治疗提供依据。

在癌症免疫治疗的战场上，免疫检查点阻断（ICB）疗法是一把备受瞩目的 “利剑”，其中针对程序性死亡配体 1（PD-L1）/ 程序性细胞死亡蛋白 1（PD-1）通路的治疗，为众多癌症患者带来了新的希望。然而，这把 “利剑” 却存在着明显的 “短板”。一方面，患者对这种疗法的反应差异很大，只有部分患者能从中获得持久的益处；另一方面，目前常用的 PD-L1 染色在预测患者治疗反应上效果有限。这就好比在黑暗中摸索，医生难以精准地为患者选择最合适的治疗方案。

为了打破这一困境，来自以色列本 - 古里安大学（Ben-Gurion University of the Negev）和特拉维夫大学（Tel Aviv University）的研究人员展开了深入的研究。他们将目光聚焦在 PD-L1 的 N - 糖基化上，试图揭开其在癌症免疫治疗中隐藏的奥秘。经过一系列严谨的实验和分析，研究人员发现，PD-L1 的 N - 糖基化在调节其与 PD-1 的相互作用以及 ICB 疗法的疗效方面起着关键作用。这一发现意义重大，为优化癌症免疫治疗策略提供了新的思路，有望帮助医生更精准地选择适合 ICB 疗法的患者，从而提高治疗效果。该研究成果发表在《Molecular Cancer》杂志上。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，构建多种细胞模型，包括表达野生型（WT）和不同 N - 糖基化位点突变型 PD-L1 的细胞系；其次，采用免疫检查点人工报告基因过表达 PD-1（IcAR-PD-1）功能生物利用度测定法，评估 PD-L1 与 PD-1 的相互作用；此外，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测相关蛋白水平，以及利用流式细胞术分析细胞表面标志物表达等。

下面来详细看看研究结果：

PD-L1 与 PD-1 相互作用的糖基化影响：研究人员利用 IcAR-PD-1 系统，通过共培养表达不同 PD-L1 变体的肿瘤细胞和 IcAR-PD-1 细胞，测量小鼠白细胞介素 - 2（mIL-2）的产生，以此评估 PD-L1 与 PD-1 的相互作用。结果发现，在 MDA-MB231 和 MCF7 细胞中，单个 N - 糖基化位点突变的 PD-L1 与野生型 PD-L1 诱导 mIL-2 产生的能力相似，表明 PD-L1 与 PD-1 的功能性相互作用独立于任何单个 N - 糖基化位点。但在 MCF7 细胞中，完全缺失 N - 糖基化位点的 PD-L1_Nx4突变体诱导 mIL-2 产生的能力较低，这可能与该突变体在细胞膜上的表达减少有关。
糖基化对 ICB 阻断能力的影响：在评估抗 PD-L1 和抗 PD-1 抗体的阻断效果时，研究人员发现，在 MDA-MB231 和 MCF7 细胞系中，抗 PD-L1 抗体对大多数 PD-L1 变体与 PD-1 的相互作用都能有效阻断，但 PD-L1_N35A突变体是个例外，其阻断效果明显降低。相反，PD-L1_Nx4突变体却增强了抗 PD-L1 抗体的抑制能力。对于抗 PD-1 抗体，当肿瘤细胞表达 PD-L1_N35A突变体时，其阻断能力也显著降低，而表达 PD-L1_Nx4突变体时，阻断能力大幅增强。这表明 N35 糖基化位点对 ICB 的阻断效果至关重要，而 PD-L1 的完全 N - 糖基化会干扰 ICB 对 PD-L1 与 PD-1 相互作用的阻断。
可溶性 PD-L1（sPD-L1）水平与糖基化的关系：研究人员通过 ELISA 检测细胞上清液和裂解物中的 sPD-L1 水平，发现 PD-L1_N35A突变体细胞的 sPD-L1 水平显著高于野生型细胞，且 sPD-L1 能有效激活 PD-1，这可能是导致抗 PD-1 抗体阻断功能降低的原因。而 PD-L1_Nx4突变体的 sPD-L1 水平则明显降低，减少了与 ICB 的竞争，从而提高了 ICB 的疗效。
固定癌细胞模型中的研究：在使用福尔马林固定癌细胞的实验中，研究人员发现，固定后细胞的 PD-L1 表达状态被 “冻结”，避免了 sPD-L1 的干扰。结果显示，PD-L1_N35A突变体在固定细胞中的抗 PD-1 阻断能力仍然受限，进一步证明 sPD-L1 在影响 ICB 阻断能力方面的重要作用。
对 T 细胞功能的影响：研究人员利用来自健康供体外周血单个核细胞（PBMCs）的 CD8⁺T 细胞，与表达不同 PD-L1 变体的肿瘤细胞共培养，评估 T 细胞的活化和细胞毒性。结果表明，PD-L1_Nx4突变体能够显著增强 T 细胞的脱颗粒和细胞毒性，而 PD-L1_N35A突变体则抑制 T 细胞的功能。这与之前在 IcAR-PD-1 系统中的研究结果一致，再次证明了 PD-L1 糖基化状态对 ICB 疗效的影响。

综合上述研究，研究人员得出结论：PD-L1 的 N - 糖基化在调节其与 PD-1 的相互作用以及 ICB 疗法的疗效方面起着重要作用。N35 糖基化位点对 ICB 的阻断效果具有正向调节作用，而 PD-L1 的完全 N - 糖基化则会干扰 ICB 的阻断功能。这些发现为理解免疫检查点调节的复杂性提供了新的视角，有助于解释 PD-L1 染色与患者对 ICB 治疗反应之间不一致的现象。通过检测 PD-L1 的 N - 糖基化状态，有望实现更精准的患者分层和治疗选择，从而提高癌症免疫治疗的效果。然而，该研究也存在一定的局限性，如不同细胞类型中 PD-L1 的 N - 糖基化存在差异，可能影响对患者肿瘤中 N - 糖基化水平的准确判断；体外实验与体内实际情况存在差异等。未来的研究需要进一步解决这些问题，以推动癌症免疫治疗的发展。