精准病理丨免疫组化伴随诊断生物标志物之PD-L1

伴随诊断最早是在肿瘤学领域引入的。为了帮助医生确定某种靶向/免疫疗法是否适合某个患者，需要使用伴随诊断。

伴随诊断是一种用于预测性生物标志物的检测，可将患者分为对特定治疗药物有反应者和无反应者。同时，伴随诊断被FDA和NMPA认定为三类医疗器械（少数被FDA归为二类），其检测结果直接关系到药物的使用。

1998年，FDA批准了第一个伴随诊断产品HercepTest，成为免疫组化（IHC）作为伴随诊断的原型。随着药物-诊断联合开发模式的引入，监管机构批准的免疫组化伴随诊断产品数量一直在稳步增加，涉及的生物标志物包括：

Claudin18.2

MET

ALK

FRα（FOLR1）

MAGE-A4

MMR（dMMR/pMMR）

PD-L1，HER2等。

免疫组化，全称为免疫组织化学染色，其核心原理是利用抗原与抗体特异性结合的特性，用带有标记的抗体去识别特定蛋白质。其中，一抗是与特定蛋白质靶点/抗原结合牢固的抗体，可以直接标记，但为了提高灵敏度，它们通常与二抗一起使用（二抗与酶结合，与显色剂或荧光分子反应，使它们沉积在组织上，从而提高灵敏度）。

▲ 免疫组化工作流程：I. 组织收集；II. 固定；III. 包埋；IV. 切片；V. 贴片；VI.抗原修复和封闭；VII. 一抗反应；VIII. 标记二抗反应；IX. 染色和复染

今天，我们来介绍下 PD-L1 这个免疫组化伴随诊断生物标志物，它是多种肿瘤都推荐检测的生物标志物，如（非鳞状）非小细胞肺癌、宫颈癌、头颈部鳞癌、食管鳞癌、三阴性乳腺癌、胃或胃食管交界处腺癌、尿路上皮癌等。

▲ 美国FDA批准PD-L1伴随诊断信息

▲ 中国NMPA批准PD-L1伴随诊断信息

当前，通过免疫组化技术检测PD-L1表达水平，已成为指导免疫检查点抑制剂治疗的重要工具。

PD-L1（程序性死亡配体1）是一种重要的免疫检查点蛋白，最早在1999年被鉴定为B7家族的成员，也称为B7-H1。PD-L1属于I型跨膜糖蛋白，由人类9号染色体上的CD274基因编码，是PD-1（程序性死亡受体1）的配体。

PD-L1广泛表达于多种细胞表面，包括抗原呈递细胞、部分上皮细胞及胎盘滋养层细胞，在免疫调节中发挥核心作用。正常情况下，PD-1/PD-L1轴通过抑制T细胞的过度活化，保护正常组织免受自身免疫系统攻击，维持免疫稳态。然而，在肿瘤微环境中，PD-L1常被肿瘤细胞高表达，与T细胞表面的PD-1结合后，通过招募酪氨酸磷酸酶SHP-2，抑制T细胞受体信号通路，降低T细胞的活化、增殖和细胞因子分泌，最终诱导T细胞凋亡或失能，实现免疫逃逸。这一机制使得PD-1/PD-L1轴成为肿瘤免疫治疗的重要靶点。

▲ PD-1/PD-L1轴抑制T细胞活化、增殖、细胞毒素分泌和存活

研究表明，通过阻断PD-1/PD-L1通路，可解除T细胞抑制导至的免疫逃逸，达到抗肿瘤的作用。目前，针对PD-1/PD-L1轴的抗体有超过1,000项临床试验正在进行评估，并已被批准用于治疗包括黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾细胞癌、霍奇金淋巴瘤、宫颈癌、头颈部鳞癌、食管鳞癌、三阴性乳腺癌、梅克尔细胞癌、胃或胃食管交界处腺癌、尿路上皮癌、MSI-H/dMMR实体肿瘤及TMB-H实体肿瘤。

然而，并非所有患者都能从涉及阻断PD-1/PD-L1相互作用的抗体疗法中获益，因此，需要通过PD-L1检测来筛选潜在优势人群/指导治疗决策。PD-L1在肿瘤中的表达已经成为预测患者对免疫治疗反应的重要生物标志物。

PD-L1在不同类型的肿瘤中均有不同程度的表达，其表达水平和阳性率因肿瘤类型、患者人群、检测抗体、计算公式及cut-off值的不同而存在差异。

所以，很难准确描述不同肿瘤的PD-L1表达阳性率。

我们以DAKO 22C3抗体检测为例，有研究采用TPS评分方法将肿瘤分为PD-L1高阳性（TPS≥50%）、PD-L1低阳性（50%>TPS≥1%）和PD-L1阴性（TPS<1%）时，得到的流行病学数据如下：

1）PD-L1高阳性比例：所有肿瘤都会存在PD-L1高阳性病例。整体比例从2.2%-31.1%不等，其中，非小细胞肺癌（31.1%）、内分泌肿瘤（22.3%）和未特定型肿瘤（17.3%）最高。

2）PD-L1低阳性比例：整体比例从12.3%-35.5%不等，其中，黑色素瘤（35.5%）、非小细胞肺癌（28.6%）和中枢神经系统肿瘤（25.9%）最高。

3）PD-L1阴性比例：整体比例从40.3%-84.6%不等。

▲ 所有肿瘤类型的PD-L1流行病学数据

值得注意的是，PD-L1的表达具有动态性，可能受到治疗、炎症等因素的影响而发生变化。

目前，已有多款PD-1/PD-L1抑制剂获批用于治疗多种PD-L1阳性的实体瘤，这些药物通过阻断PD-1与PD-L1的相互作用，解除免疫抑制，恢复T细胞的抗肿瘤活性。

自2011年FDA批准了第一个CTLA-4免疫检查点抑制剂（ICIs）用于治疗黑色素瘤以来，许多ICIs迅速被批准用于治疗各种类型的癌症，为延长患者的生存带来了前所未有的机会。

截至当前（2025年11月），中美合计获批ICIs药物共有31款，其中，我国获批ICIs共有24款（美国获批14款），涉及靶点包括：PD-1，PD-L1，CTLA-4，PD-1/CTLA-4，PD-1/VEGR，LAG-3。

虽然我国ICIs获批数量最多，但整体ICIs适应症上市时间相对滞后。如果以FDA为参考，欧盟的ICIs适应症上市时间滞后约118.5天，中国的ICIs适应症上市时间滞后约344.0天。此外，在批准适应症之前的时间包括审查时间和提交时间，NMPA（平均审查283.0天）也落后于FDA（平均审查181天）和EMA（平均审查243天）。

▲ ICIs药物适应症上市时间及审查时间对比

我国NMPA批准上市的24款ICIs药物信息：

1）PD-1药物批准12款：

2）PD-L1药物批准8款：

3）CTLA-4药物批准1款：

4）PD-1/CTLA-4药物批准2款：

5）PD-1/VEGF药物批准1款：

6）LAG-3药物批准0款：

这些药物的获批为PD-L1阳性肿瘤患者提供了新的治疗选择，显著延长了患者的生存期，改善了生活质量。

为了准确评估PD-L1的表达水平，指导免疫治疗的选择，多种PD-L1伴随诊断试剂相继获批。这些试剂通过免疫组化（IHC）技术检测肿瘤组织中PD-L1的表达情况，为临床提供可靠的检测依据。

目前，FDA和NMPA已批准多款PD-L1伴随诊断试剂：FDA批准4款，抗体克隆号分别为22C3，28-8，SP142和SP263，分别来自安捷伦（Dako）和罗氏（Ventana）2家公司；NMPA批准8款，抗体克隆号分别为22C3，28-8，SP142，SP263，E1L3N，JS311和WD160，分别来自安捷伦（Dako），罗氏（Ventana），迈杰、艾德和药明泽康这5家公司。

PD-L1伴随诊断试剂配套染色平台多为安捷伦 Autostainer Link 48 全自动免疫组化染色机，罗氏 Ventana BenchMark Ultra 全自动免疫组化染色机，Leica BOND及国产全自动免疫组化平台或手染。 

▲ FDA和NMPA批准PD-L1伴随诊断情况

注：尿路上皮癌中的ICP（免疫细胞比例）是指肿瘤相关免疫细胞占肿瘤比例。此外，为规范管理PD-L1检测试剂，多地药监局/市场监督管理局已取消多款PD-L1一类备案试剂。

PD-L1的IHC检测流程包括组织固定、包埋、切片、抗原修复、一抗反应、二抗反应、染色和复染等步骤。其中，一抗的选择和评分系统的建立是关键。

目前，常用的PD-L1 IHC评分系统包括TPS（肿瘤比例评分）、CPS（联合阳性评分）、TC（肿瘤细胞，概念等同于TPS，部分说明书会用TC替代TPS，但含义一致）和IC（免疫细胞，概念等同于IPS，免疫细胞阳性比例分数）等。TPS主要评估肿瘤细胞中PD-L1的表达比例，而CPS则综合考虑肿瘤细胞和免疫细胞中PD-L1的表达情况。不同的评分系统伴随着不同的药物和肿瘤类型，临床应根据具体情况选择合适的评分系统。

▲ PD-L1 IHC评分

值得注意的是，PD-L1并不是一个泛癌种的生物标志物，不同癌种、不同药物对应的阳性阈值不同，需严格遵循伴随诊断试剂的说明书和临床指南。临床应使用循证医学证据充足的IHC检测平台和抗体试剂（批准伴随诊断试剂），确保检测结果的准确性和可靠性；在尚无伴随诊断产品获批的场景下（可LDT检测，重点关注病理资质及质控体系），相关疾病仅可以提供PD-L1评分，未获批癌种的PD-L1检测结果仅供参考，不能作为临床治疗的直接衣服，更无法给出阴阳性判断结果，避免误导治疗决策。 

 举个例子，一个结直肠癌患者做了PD-L1的检测，检测机构检出的结果是TPS<1% CPS=10，没有给出阴阳性判断。患者想要用药，让检测机构给出阴阳性结果判读，并需告知能不能用免疫治疗。这时候，如果按照TPS≥1%作为阳性阈值来判读，则是阴性，如果按照CPS≥10作为阳性阈值来判读，则是阳性，关键是无任何循证医学证据支持，既往文献报道的研究数据有的是支持TPS，有的则支持CPS。更为关键的是，目前多部指南共识指出，不支持将PD-L1表达水平作为结直肠癌患者免疫治疗的参考依据，PD-L1在结直肠癌中的表达与免疫治疗临床疗效及预后无相关性。PD-L1高表达但MSS的结直肠癌患者并不能从免疫治疗中获益。因此，我们应认识到该标志物的不完美，而不是把PD-L1作为泛癌免疫治疗标志物去看待。 

 正如科学探索永无止境，对肿瘤免疫微环境的理解也在不断深化，PD-L1检测作为伴随诊断的基石，将继续在精准医疗的道路上发挥关键作用。