《Journal of Biomedical Science》：Nuclear PD-L1: an emerging oncogenic driver and promising therapeutic target in cancer
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程序性死亡配体1（Programmed cell death-ligand 1，PD-L1）最为人熟知的身份是膜免疫检查点分子；然而，越来越多的证据表明PD-L1亦可定位于细胞核，并在肿瘤中发挥不依赖于PD-1的细胞固有功能。新兴研究将核内PD-L1（nucl
程序性死亡配体1（Programmed cell death-ligand 1，PD-L1）最为人熟知的身份是膜免疫检查点分子；然而，越来越多的证据表明PD-L1亦可定位于细胞核，并在肿瘤中发挥不依赖于PD-1的细胞固有功能。新兴研究将核内PD-L1（nuclear PD-L1，nPD-L1）与多种恶性肿瘤的侵袭性疾病、治疗抵抗及不良预后相关联。本综述系统总结了目前调控PD-L1核转位的相关机制证据，包括翻译后修饰、应激反应信号通路及输入蛋白（importin）依赖的运输过程。研究人员进一步讨论了nPD-L1如何在不同情境下的模型中参与DNA损伤修复、代谢重编程、转录调控及肿瘤微环境重塑等适应性程序。在临床层面，nPD-L1作为预后生物标志物及免疫治疗、放疗和化疗耐药的潜在预测指标具有一定价值，尽管其前瞻性验证仍十分有限。研究人员同时强调了当前检测与定量面临的挑战，包括亟需标准化的多重成像及数字病理学方法。最后，本综述探讨了旨在阻断PD-L1核转运或选择性靶向核内PD-L1相关功能的新型治疗策略。综上所述，这些发现支持nPD-L1是PD-L1生物学中一个重要且具有可操作性潜力的维度，值得进一步的机制与转化研究。
引言
程序性死亡配体1（PD-L1）经典认知为膜结合型免疫检查点分子，通过与PD-1相互作用抑制T细胞活性以促进肿瘤免疫逃逸，该机制已被免疫治疗成功靶向。然而，患者反应的显著异质性及普遍的获得性耐药表明其生物学机制更为复杂。核内PD-L1（nPD-L1）的发现拓展了PD-L1生物学视野，提示其可能具有超越膜免疫检查点配体的功能。累积证据表明PD-L1可在核内发挥不依赖PD-1的细胞固有活性。多种癌种中升高的nPD-L1表达与侵袭性疾病、治疗抵抗及生存不良相关。机制上，nPD-L1参与DNA修复、代谢重编程及肿瘤微环境重塑等核内适应性程序。然而，目前PD-L1核转位调控因子多散在于不同且常具情境特异性的模型系统中，其核功能亦常被孤立描述而非整合于统一框架。此外，nPD-L1的标准化检测策略仍属空白。为此，本综述将现有证据整合为一个从核转位到功能的整体框架，并提出翻译后修饰（Post-translational modification，PTM）双门控模型作为工作假说，用以解释协同转运检查点如何调控PD-L1核输入，并探讨这些机制见解如何指导难治性肿瘤的生物标志物开发与治疗干预。
从膜到核：PD-L1核转位的动态调控通路
PD-L1如何从膜免疫检查点配体转变为核效应因子仍是核心问题。作为一种I型跨膜糖蛋白，PD-L1的定位决定其功能：膜PD-L1抑制抗肿瘤免疫，而核PD-L1则与DNA修复、代谢适应、增殖及治疗抵抗相关。结构上，PD-L1胞质尾区富含可修饰赖氨酸残基且缺乏经典核定位信号（Nuclear Localization Signal，NLS），但其内在无序特性被认为可模拟经典NLS功能，被Importin-α识别并招募Importin-β1以促进核转位。因此，核输入并非组成型，而是依赖于可被细胞应激（包括缺氧、炎症信号、化疗和放疗）激活的诱导型转运通路。进入核内后，RanGTP驱动的 cargo-importin复合物解离释放PD-L1以行使其核功能。目前已在乳腺癌、肺癌、结直肠癌、卵巢癌及肝细胞癌等多种肿瘤中报道nPD-L1的存在，支持该通路的广泛相关性。关于nPD-L1的分子来源，需区分两个层面的问题：一是PD-L1如何进入细胞质并获得转运能力（来源步骤），二是其如何穿过核膜（转位步骤）。主流模型认为，定位于质膜的PD-L1经内吞作用后通过逆行胞内运输进而核输入，该途径在概念上将膜免疫检查点活性的丧失与核致癌功能的获得相偶联。替代途径则包括PD-L1在未到达质膜前即从内质网或高尔基体重定向，或经蛋白水解产生可进行核转位的胞质片段。现有生化证据（包括高分子量核内形式的检出）倾向于全长或高度修饰的PD-L1为主要核内形式，但裂解中间产物的相对贡献仍不确定。无论胞质池如何形成，这些上游途径均被认为汇聚于共同的下游机制——经典的输入蛋白依赖转运系统。现有数据支持一个模型：在刺激诱导其胞质域重塑后，PD-L1利用经典输入蛋白依赖转运系统。PTM可能暴露PD-L1胞质尾区的富赖氨酸经典NLS样基序，使之被Importin-α识别；Importin-α继而通过其Importin-β结合域招募Importin-β1，组装经典三聚体进口复合物以介导核孔复合体转运。额外辅因子（包括磷酸化STAT3、波形蛋白及治疗后诱导的去糖基化）可在特定情境下增强转运效率。这些蛋白更可能作为许可性支架或信号放大器，在特定致癌或应激条件下提高核输入概率。为整合这些观察，研究人员提出由四个连续调控步骤组成的PTM门控转运框架。
步骤1：膜滞留开关
所提出的逐步门控框架为PD-L1核转位提供了初步的机制解释，主要基于特定癌细胞系（如MDA-MB-231）的观察，但其在不同肿瘤类型及生理应激条件下的普适性仍有待充分验证。门控1（膜滞留）：在该模型中，由p300/CBP催化的赖氨酸263（K263）乙酰化作为首个调控开关，控制PD-L1的膜滞留状态。乙酰化状态下，K263通过竞争泛素介导的降解及空间阻碍AP2识别，稳定PD-L1于质膜，强化其经典免疫抑制功能。相反，组蛋白去乙酰化酶2（Histone deacetylase 2，HDAC2）介导的去乙酰化恢复胞质尾区对HIP1R-AP2内吞机制的接近性，允许网格蛋白介导的内化，这是向核转位迈出的首个决定性步骤。因此，K263乙酰化/去乙酰化循环充当膜滞留开关，将表面驻留与内吞分选相偶联。
步骤2：输入许可与胞质释放
门控2（核输入）调控从内体区室到核输入能力的转变。HDAC2介导的K263去乙酰化及K189去乳酸化被认为可解除膜滞留限制，并暴露出与Importin-α识别相容的胞质尾区经典NLS样输入界面，从而许可进入经典输入通路。由糖酵解乳酸-CoA驱动的K189乳酸化增加了代谢维度；其被HDAC2移除在肝细胞癌中对实现波形蛋白辅助的输入及随后的促肿瘤基因调控至关重要。基因毒性应激物（如阿霉素）还可激活p-AKT，促进乳腺癌中的核转位及抗凋亡程序。辅因子（包括p-STAT3和波形蛋白）作为情境依赖性促进因子，在上游致癌信号活跃的体系中整合信号，使PTM平衡偏向核输入。候选上游机制涉及ADAM10/17介导的PD-L1胞外域蛋白水解脱落，这可能解除糖基化依赖的空间位阻，暴露胞质尾区以供Importin结合。然而，膜锚定残余产物随后如何抵达细胞核仍未阐明；提出的途径（包括通过内质网-核膜连续体侧向扩散或通过外周核孔复合体通道）目前尚缺乏直接实验支持。核受体（如TLX、RORC和PPARγ）可能通过转录调控CD274来调节可用于核输入的PD-L1总库。由于许多核受体本身也依赖Importin-α/β1进行核输入，其与PD-L1竞争共享转运机器是合理的。因此，靶向核受体可能通过限制在转位上游的PD-L1生成，间接降低nPD-L1，而非直接阻断输入。
步骤3：输入复合物组装与核孔复合体转位
经典核输入的方向性由Ran GTP酶循环调控。由染色质相关鸟苷酸交换因子RCC1在核内生成的RanGTP富集于核区室；而在胞质中，RanGAP1促进GTP水解，维持低RanGTP状态。这一成熟的梯度驱动机制为单向核输入提供了热力学基础，也是PTM门控PD-L1核转运运作的框架。在PTM依赖性暴露经典NLS样输入信号后，PD-L1被认为可作为活性核输入货物与Importin-α结合，后者再招募Importin-β1组装经典输入复合物。进入核质后，富集于核区的RanGTP与Importin-β1结合并促进输入复合物变构解离，从而释放PD-L1至核内。鉴于PD-L1胞质尾区被认为含有与Importin-α识别相容的经典NLS样基序，p-STAT3和波形蛋白更可能作为辅助支架或转运调节因子，而非必需的核输入衔接蛋白。现有证据表明，这些因子可能作为情境依赖性促进因子，增强Importin-α/β1转运通路的效率。例如，p-STAT3可能帮助稳定货物相关的转运复合物，而波形蛋白可能促进转运 competent PD-L1的核周定位或转运。任一因子能否支持不依赖Importin-α的替代输入途径仍待阐明。
步骤4：致癌劫持与情境特异性放大
以下实例展示了在特定遗传背景下，显性致癌通路如何劫持该调控系统以促进适应性抵抗，但这些机制的广泛普适性仍有待确定。在BRAF V600E突变型结直肠癌中，组成型MAPK信号持续维持p-STAT3活性，慢性稳定货物-Importin-α/β1复合物以提高核输入效率。更全面地说，在ARID1A缺陷型肺腺癌中，该染色质重塑因子的缺失触发协调程序：EZH2/PTEN/E2F1轴驱动PD-L1转录，而MDM2/eIF5B轴提升其翻译。PD-L1水平的激增与eIF5B及Importin-β1通路组分水平升高相偶联，这些组分利用去乙酰化基序通过经典Importin-α/β1复合物执行超高效核转位。入核后，nPD-L1与CD44形成复合物重新激活Ras信号，驱动对表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）抑制剂（如奥希替尼）的耐药。类似地，在具有间充质特征的肿瘤中，波形蛋白过表达提供支架，放大去乙酰化/去乳酸化PD-L1的核输入，将该转位与免疫冷表型相联系。总体而言，PD-L1核转运最好被视为一个多层次、情境依赖的过程，将胞外应激感知与胞内存活程序相连。该框架有助于解释肿瘤如何将PD-L1从其膜检查点角色解耦，并将其重塑为抵抗的核效应因子。在治疗上，该通路的每一步都提供了干预机会，包括阻断许可性PTM、抑制Importin介导的转运，或选择性靶向nPD-L1本身。
核内PD-L1作为多功能枢纽：驱动肿瘤恶性与适应性演化
近期研究表明，nPD-L1可能作为情境依赖的核调控因子，与转录调控、DNA修复、代谢重编程及炎症信号传导相关。研究人员使用“枢纽”一词作为整合这些观察的概念框架，而非暗示普遍证实的因果协调。该模型提出，肿瘤可能将PD-L1重塑，以将胞外应激信号转化为与侵袭性疾病相关的适应性细胞固有反应。功能上，nPD-L1已被关联到多个应激适应程序。在受照射的非小细胞肺癌细胞中，nPD-L1被募集至双链断裂位点，在那里增强Ku70/80介导的非同源末端连接。NAT10依赖的Importin-β1 mRNA的ac4C修饰可能进一步维持nPD-L1积累及cGAS-STING/NF-κB信号传导。在肝细胞癌中，nPD-L1与SQLE-胆固醇通路激活相关。在乳腺癌模型中，化疗诱导的PD-L1核重分布也与GSDMC介导的细胞焦亡及炎症逃逸相关。对于克隆扩增与转移，nPD-L1被认为参与协调增殖、迁移及微环境准备功能。它可通过反式激活有丝分裂调节因子（如BRAF突变型结直肠癌中的BUB1）或稳定黏连蛋白复合物（乳腺癌中确保快速分裂时的基因组保真度）来驱动增殖。具体而言，在三阴性乳腺癌及其他癌症中，nPD-L1被发现整合入黏连蛋白复合物，通过竞争性结合PDS5B以补偿Sororin丢失，从而调控染色单体黏连并防止多核化。它通过激活促血管生成程序（如葡萄膜黑色素瘤中的EGR1-VEGF）或上调干性因子（如结直肠癌中的TM4SF1以促进上皮-间质转化）来促进播散，或与Sp1相互作用上调非小细胞肺癌中的Gas6。其他研究表明，nPD-L1可能通过招募髓源抑制细胞、癌相关成纤维细胞或M2巨噬细胞来促进免疫抑制性转移微环境。与这些观察一致，在多种恶性肿瘤中，升高的nPD-L1水平与较差的总生存期或无进展生存期相关，支持其作为侵袭性疾病生物学潜在生物标志物的价值。总体而言，现有证据支持PTM门控转运模型，其中nPD-L1可能作为肿瘤适应的情境依赖性核介质。然而，大多数机制数据源自癌细胞系或基因工程小鼠模型，所提出的连续门控步骤是否在体内因果协调尚未确立。不同肿瘤类型中报道的机制存在显著异质性，进一步使推广复杂化。未来采用核特异性扰动系统、患者来源模型及动态成像方法的研究，对于确定破坏PD-L1核转运或其下游转录程序是否代表可行的治疗策略至关重要。
nPD-L1的临床意义与治疗策略
nPD-L1的发现促使对其作为膜结合免疫检查点配体经典角色的重新评估，提示肿瘤固有信号传导、免疫逃逸与治疗抵抗之间的潜在联系。尽管确切的临床验证仍在进行中，但越来越多的相关性证据表明，nPD-L1可能因其异质性表达模式、预后关联及预测潜力而具有新兴临床意义。此外，其可成药性正被积极研究，作为克服免疫检查点抑制剂及常规治疗耐药的潜在策略。本部分系统阐述nPD-L1的新兴临床价值，首先考察其作为候选预测生物标志物指导精准免疫治疗的潜在效用，继而分析靶向其转运与功能的研究性策略，最后讨论当前挑战与未来转化机遇。nPD-L1的一个拟议临床价值在于其能够补充并完善仅基于膜PD-L1的预测模型，特别是在解释“炎性”肿瘤微环境中的原发免疫检查点抑制剂耐药方面。一个提出的模型认为，PD-L1的核重分布可能减少膜定位库，同时启用细胞内信号程序。临床观察为该机制提供了相关性支持：高nPD-L1表达被报道可抵消CD8+T细胞浸润原本带来的生存获益，并与化疗耐药相关的复发相关——这种模式在卵巢癌、乳腺癌及其他癌种中均有观察到。nPD-L1的生物学作用表现出显著的情境依赖性，至少受三个关键变量塑造：肿瘤微环境组成、PD-L1的PTM状态及肿瘤的遗传背景。在无免疫或体外环境中，免疫压力缺失，nPD-L1的细胞固有致癌功能占主导。然而，在免疫 competent 肿瘤微环境中，nPD-L1的免疫调节输出分化为功能对立的程序。在大多数情境中，nPD-L1驱动促肿瘤衰老相关分泌表型，其特征为IL-6、LY6E及髓源抑制细胞/调节性T细胞招募，促进免疫逃逸。相比之下，乳酸诱导的nPD-L1通过AMPKα-macroH2A1轴可促进细胞衰老及衰老相关分泌表型，使平衡向抗肿瘤免疫倾斜。决定哪种程序被启用的分子开关尚未阐明，是未来研究的重中之重。这种功能二分法使nPD-L1作为生物标志物的直接应用复杂化，但也强调需要情境感知的患者分层。如果肿瘤微环境与nPD-L1的PTM状态能够被系统表征，nPD-L1有望成为候选伴随生物标志物，用于区分可能从免疫检查点抑制剂治疗中获益的患者与核PD-L1驱动耐药的患者。需要整合nPD-L1免疫荧光评分与传统TPS/CPS指标的前瞻性临床试验，以检验该方法是否能改善目前在许多肿瘤类型中观察到的15–25%的免疫检查点抑制剂应答率。nPD-L1框架的一个临床重要但未被充分重视的启示是，标准基因毒性治疗可能无意中增强肿瘤复原力。在多个临床前情境中，电离辐射、阿霉素及铂类药物均与应激诱导的PD-L1核重分布的独特机制相关，包括非小细胞肺癌中HDAC2依赖的去乙酰化、乳腺癌中p-AKT介导的转位，以及卵巢癌中nPD-L1依赖的DNA修复参与。这些观察汇聚成一个基本悖论：旨在清除癌细胞的治疗可能同时在存活细胞中激活适应性核程序，赋予DNA修复能力及转录重编程，从而富集治疗抵抗克隆。这一悖论也暴露了当前免疫治疗策略的结构性弱点。传统抗PD-1/PD-L1抗体设计用于阻断胞外、膜结合型PD-L1，无法作用于细胞内池。因此，应激诱导的核转位可能是适应性抵抗的主要机制：随着PD-L1在治疗响应中重新分布至核内，它逃脱抗体靶向，同时获得促存活转录功能。在该模型下，接受基因毒性应激的肿瘤可能因治疗触发抗体无法触及的核程序而变得对免疫检查点抑制剂更具抵抗性。这一机制缺口催生了两个研究性策略。首先，通过靶向HDAC2、Importin依赖的转运机器或相关信号通路来限制核积累，在临床前模型中与恢复治疗敏感性及增强免疫治疗应答相关。第二种方法是基于机制的联合治疗。在具有活跃PD-L1核转运的肿瘤中，单药检查点阻断可能不足。因此，可能需要双重靶向策略——将传统抗PD-1/PD-L1抗体与核输入抑制剂相结合，以同时中和膜介导的免疫抑制并阻止核内应激诱导的转录适应。这两种方法仍主要处于临床前阶段，在考虑治疗应用前仍需严格的临床验证。nPD-L1概念临床转化的一个主要障碍是缺乏标准化的、亚细胞分辨率检测方法。传统显色免疫组织化学常无法可靠区分核与胞质PD-L1染色，限制了现有临床数据的可解释性。多重免疫荧光结合经过验证的亚细胞分割，并与AI辅助的数字病理学相结合，代表了一种更具可重复性的方法，应优先整合入前瞻性生物标志物分层试验。展望未来，非侵入性分子成像可能实现对治疗期间nPD-L1状态的动态监测，潜在允许实时追踪治疗诱导的核重分布。总体而言，nPD-L1是一个生物学上引人注目但临床仍处于早期阶段的概念。实现其转化潜力需要三项协同推进：标准化亚细胞检测分析、机制指导的患者分层框架，以及旨在检验nPD-L1状态是否能预测患者对检查点阻断、核转运抑制剂或双重靶向联合方案的差异化获益的前瞻性试验。
核内PD-L1的精准靶向：未来方向与机遇
尽管大量进展已将nPD-L1与侵袭性疾病生物学相关联，该领域现在面临一个更根本的挑战：确定nPD-L1仅仅是细胞应激的生物标志物，还是其自身就是一个可成药的治疗依赖项。解决这一问题对药物开发具有直接影响——如果nPD-L1对耐药具有因果必要性，拦截它就成为治疗优先事项；如果它是伴发现象，靶向转运可能获益有限。目前大多数证据仍为关联性，迫切需要核特异性扰动系统来确定有别于膜PD-L1的因果功能。诸如内源性核定位突变体、区室限制性降解剂及可诱导转运模型等工具，对于解决该问题至关重要。几个机制前沿亟待立即关注。首先，nPD-L1生物学的细胞间维度仍未探索。鉴于肿瘤细胞主动分泌外泌体PD-L1，可以设想细胞外PD-L1可能被邻近恶性细胞、基质细胞或免疫细胞内化。此类外源性PD-L1能否通过Importin依赖转运进入核区室，并在受体细胞中调节转录或DNA损伤反应程序，是一个开放性问题，可能对理解组织水平的免疫逃逸具有潜在意义。其次，nPD-L1的有丝分裂命运仍未知。类比表观遗传记忆机制，如果PTM许可的nPD-L1分子在有丝分裂退出期间被优先保留或在子代细胞中快速重组装，这可能建立一种非遗传的“PTM记忆”，使抵抗相关的核程序能在细胞世代间快速重建——这种机制对转录组分析不可见，且对传统治疗靶向具有抵抗性。如果核特异性扰动研究证实nPD-L1具有因果作用，治疗努力应从广泛的PD-L1抑制转向选择性破坏核功能。核限制性PROTAC降解剂、导入选择性拮抗剂，以及与PARP、ATR、CHK1或代谢抑制剂的合成致死组合，可能在依赖nPD-L1介导应激适应的肿瘤中被证明特别有效。至关重要的是，此类方法可能保留有益的膜检查点生物学，同时瓦解细胞固有耐药程序——弥补传统抗PD-1/PD-L1抗体无法填补的机制缺口。临床转化将需要生物学驱动的试验设计，而非谱系限制策略。招募根据nPD-L1激活共享驱动因素（如ARID1A缺失、间充质转化状态、复制应激或治疗诱导的核转位特征）患者的篮子或适应性平台研究，可能更好地识别应答人群。治疗期间的纵向采样将进一步阐明nPD-L1抑制是否与持久获益相关。最终，该领域的下一阶段不仅仅是更精确地测量nPD-L1，而是要确定拦截nPD-L1是否能在患者中切实削弱肿瘤可塑性与适应性抵抗。
