引言
1. 免疫监视与免疫检查点
1970年，Burnet提出免疫监视理论，认为免疫系统可识别并清除异常细胞（如癌细胞）。该理论为免疫系统在癌症防治中的作用提供了早期假设。
然而，在随后的数十年间，多种增强免疫功能的癌症治疗策略，如癌症疫苗、细胞因子疗法和体外刺激的T细胞转移，均未取得显著成功。这表明，免疫调控的关键机制尚未被充分理解。
2. PD-1的发现与突破
1991年，PD-1由Ishida等人通过小鼠T细胞cDNA文库筛选发现，最初被认为与细胞凋亡相关，因此命名为“程序性细胞死亡蛋白1”。后续研究表明，PD-1在调节T细胞活性、避免免疫过度反应及自身免疫中起关键作用。
1998年，研究表明缺失PD-1的小鼠出现自身免疫病变（如关节炎、肾炎），进一步证实了PD-1作为负调控分子的重要性。
2006年，PD-1靶向抗体（如纳武单抗）进入临床试验，开启了癌症免疫治疗的新纪元。
3. PD-1阻断的意义
PDCD1的转录由多种转录激活因子和抑制因子调控。PD-1的调控区域包括保守区域C（CR-C）和保守区域B（CR-B），以及增强子区域（En）。这些结合位点的可接近性受表观遗传机制（如组蛋白修饰和CpG甲基化）的调控。
组蛋白修饰对PD-1表达有抑制或激活作用。组蛋白H3或H4上第4位、9位、20位或27位赖氨酸残基的单甲基化、双甲基化或三甲基化（me1、me2或me3）以及乙酰化（ac）均对CR-B、CR-C或增强子区域产生不同的调控作用。
c. 翻译后调控
在细胞质中，转录因子TOX与PD-1结合，增强了PD-1的内吞回收，增加了PD-1在细胞表面的表达（图上方）。PD-1的N49和N74位点的岩藻糖基化对于PD-1的功能性定位至关重要。核心岩藻糖基化的缺失导致PD-1通过泛素-蛋白酶体系统加速降解（图下方）。
PD-1信号传导与表达调控
1. PD-1的结构与信号机制
PD-1与其配体PD-L1或PD-L2结合后，ITIM和ITSM被磷酸化，招募并激活SHP2磷酸酶。
SHP2通过去磷酸化作用抑制TCR信号通路，限制T细胞激活和分化。
PD-1还抑制CD28共刺激信号，削弱PI3K/AKT通路的活性，进一步限制免疫反应。
2. 配体的作用
PD-L1： PD-L2： 动态调控：配体的表达受基因组、转录组和翻译后修饰（如糖基化和泛素化）调控。肿瘤细胞通过内在信号（如EGFR、PI3K/AKT）或外在信号（如炎性细胞因子）诱导PD-L1高表达。
广泛表达于多种细胞，包括肿瘤细胞、树突状细胞、T细胞和巨噬细胞。在肿瘤微环境中，其表达通常由干扰素-γ（IFNγ）诱导。
主要存在于血液来源的免疫细胞，如树突状细胞和巨噬细胞，在肿瘤中的表达有限。
3. PD-1表达的多层次调控
（1）转录水平
调控区域：PDCD1基因的启动子含有保守区域（CR-B和CR-C）及增强子。 转录因子作用： 激活因子：NFAT通过TCR信号激活，STAT3/STAT5通过细胞因子信号（如IL-6和IL-2）诱导PDCD1转录。 竞争性调控：NFAT与STAT5竞争CR-C结合位点。IL-2信号诱导STAT5可削弱NFAT驱动的高PDCD1表达。
（2）表观遗传水平
DNA甲基化：CR-B和CR-C区域的高甲基化抑制PDCD1表达。急性感染可降低甲基化水平，促进PD-1的表达。 组蛋白修饰：H3K27ac、H3K4me3等活化修饰促进PD-1表达。H3K27me3等抑制性修饰限制PDCD1的表达。
（3）翻译后调控
糖基化：核心岩藻糖基化（N49和N74）对PD-1的稳定性和功能定位至关重要。 泛素化：FBXO38介导PD-1蛋白的降解，调节其细胞表面表达。
未接受治疗的活化克隆：TCR（T细胞受体）亲和力高的T细胞克隆，即使没有检查点抑制剂治疗，也能被激活。 PD-1阻断后新增激活的克隆：通过PD-1阻断降低T细胞激活阈值后，亲和力较低的克隆也可以被激活，从而增加激活的T细胞数量。 CTLA-4阻断后新增激活的克隆：CTLA-4阻断激活了更广范围的TCR亲和力的T细胞克隆。
激活阈值：
无治疗的激活阈值：T细胞的正常激活门槛。 PD-1阻断后的激活阈值：PD-1阻断显著降低了激活门槛，使更多低亲和力T细胞克隆得以激活。 CTLA-4阻断后的激活阈值：CTLA-4阻断降低激活阈值，但其作用范围较PD-1更广。
这张图表明，PD-1和CTLA-4阻断分别影响不同范围的T细胞克隆活化，从而增强免疫应答。
PD-1的功能
1. T细胞激活阈值的调节
机制：PD-1通过抑制TCR信号和CD28共刺激，提高T细胞激活阈值，避免过度免疫反应。 在免疫治疗中的作用：PD-1阻断降低T细胞激活阈值，激活低亲和力T细胞，扩展肿瘤反应性T细胞库。
2. T细胞衰竭与记忆形成
T细胞衰竭：疲惫T细胞分为“预疲惫”和“终末疲惫”两种状态。预疲惫T细胞可通过PD-1阻断恢复功能，而终末疲惫T细胞的功能不可逆。 记忆T细胞：PD-1通过代谢调控（如脂肪酸氧化）支持记忆T细胞的生成。阻断PD-1可能增强驻留记忆T细胞（TRM）的抗肿瘤功能。
3. 对其他免疫细胞的影响
Treg细胞：PD-1信号维持Treg的代谢和免疫抑制功能，其阻断可能同时增强抗肿瘤效应和免疫抑制。 先天免疫细胞：PD-1在固有淋巴细胞（ILC2）和巨噬细胞中调控抗感染与抗肿瘤功能。
PD-1阻断通过增强糖酵解代谢提升效应T细胞的功能，从而导致终末分化的T细胞生成。然而，这些T细胞倾向于凋亡，在小鼠肿瘤模型和癌症患者中被认为是短命细胞。
FAO激活剂（如贝扎贝特和精胺）可防止PD-1阻断诱导的糖酵解依赖的终末分化，并促进长寿命T细胞的生成。
精胺：一种天然存在的生物胺，可以与线粒体三功能蛋白结合，增强线粒体中的FAO代谢。将精胺与PD-1阻断抗体联合使用，可增加效应T细胞数量并改善其功能（通过小鼠肿瘤模型验证）。 贝扎贝特：一种临床用于治疗高脂血症的药物，可通过与PPARγ共激活因子1α（PGC1α）形成复合物，激活线粒体FAO/氧化磷酸化（OXPHOS）代谢途径，从而促进长寿命肿瘤反应性T细胞的生成。
联合治疗策略
1. 与其他检查点抑制剂联合
CTLA-4阻断：增强初始T细胞激活，与PD-1阻断协同效果显著。 其他靶点：LAG3、TIM3和TIGIT是潜在的协同治疗靶点。
2. 与代谢调控药物联合
脂肪酸氧化（FAO）：FAO促进长寿命T细胞生成，防止过度激活导致的细胞凋亡。贝扎贝特和精胺通过线粒体功能恢复协同增强PD-1阻断疗效。
3. 微生物群调控
肠道菌群：高微生物多样性与免疫治疗反应性强相关。粪菌移植和益生菌疗法有助于提高PD-1阻断疗效。
免疫相关不良事件（irAEs）
1. 机制
PD-1阻断可激活自身反应性T细胞，导致自身免疫相关副作用。
2. 治疗策略
一线治疗：糖皮质激素。 二线治疗：生物制剂（如IL-6阻断抗体）用于顽固性irAE。
