Lindau D et al.The immunosuppressive tumour network: myeloid-derived suppressor cells, regulatory T cells and natural killer T cells. Immunology. 2013;138(2):105-115.
Matsuzaki J et al.Tumor-infiltrating NY-ESO-1-specific CD8+ T cells are negatively regulated by LAG-3 and PD-1 in human ovarian cancer. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(17):7875-7880.
Mu CY et al.High expression of PD-L1 in lung cancer may contribute to poor prognosis and tumor cells immune escape through suppressing tumor infiltrating dendritic cells maturation. Med Oncol. 2011;28:682-688.
Mellman I et al.Cancer immunotherapy comes of age. Nature. 2011;480:480-489.
Freeman GJ et al.Engagement of the PD-1 immunoinhibitory receptor by a novel B7 family member leads to negative regulation of lymphocyte activation. J Exp Med. 2000;192(7):1027-1034.
McDermott DF, Atkins MB.PD-1 as a potential target in cancer therapy. Cancer Med 2013;2:662-673.
Gatalica Z et al.Programmed cell death 1 (PD-1) and its ligand (PD-L1) in common cancers and their correlation with molecular cancer type. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2014;23(12):2965-2970.
Taube JM et al.Association of PD-1, PD-1 ligands, and other features of the tumor immune microenvironment with response to anti-PD-1 therapy. Clin Cancer Res. 2014;20(19):5064-5074.
Kerr KM et al.Programmed Death-Ligand 1 Immunohistochemistry in Lung Cancer: In what state is this art? J Thorac Oncol. 2015;10(7):985-989.
Chen DS et al.Molecular pathways: next-generation immunotherapy--inhibiting programmed death-ligand 1 and programmed death-1. Clin Cancer Res 2012; 18: 6580-6587.
Dovedi SJ et al.Acquired resistance to fractionated radiotherapy can be overcome by concurrent PD-L1 blockade. Cancer Res. 2014; 74(19): 5458-5468.
Sharpe K et al.The effect of VEGF-targeted therapy on biomarker expression in sequential tissue from patients with metastatic clear cell renal cancer. Clin Cancer Res. 2013; 19(24): 6924-6934.
Hirsch FR et al.PD-L1 Immunohistochemistry Assays for Lung Cancer: Results from Phase 1 of the Blueprint PD-L1 IHC Assay Comparison Project. J Thorac Oncol. 2017;12(2):208-222.
Scheel AH et al.Harmonized PD-L1 immunohistochemistry for pulmonary squamous-cell and adenocarcinomas. Mod Pathol. 2016;29(10):1165-1172.
Wang X et al.PD-L1 expression in human cancers and its association with clinical outcomes. Onco Targets Ther. 2016;9:5023-5039.
Deutsche Akkreditierungsstelle:Leitfaden des Sektorkomitees Pathologie / Neuropathologie für die Validierung von Untersuchungsverfahren in der Immunhistologie (71 SD 4 028 | Revision: 1.3 | 17. Mai 2016)
Phillips et al.Development of an Automated PD-L1 Immunohistochemistry (IHC) Assay for Non-Small Cell Lung Cancer. Appl Immunohistochem Mol Morphol, Volume 23, Number 8, September 2015
Phillips et al.Development of a Diagnostic Programmed Cell Death 1-Ligand 1 Immunohistochemistry Assay for Nivolumab Therapy in Melanoma. Appl Immunohistochemistry & Molecular Morphology, 26 (1):6–12, January 2018
Ma W et al.Current status and perspectives in translational biomarker research for PD-1/PD-L1 immune checkpoint blockade therapy. J Hematol Oncol. 2016;9:47.
Rozali EN et al.Programmed death ligand 2 in cancer-induced immune suppression. Clin Dev Immunol. 2012;2012:656340.
Youngnak P et al.Differential binding properties of B7-H1 and B7-DC to programmed death-1. Biochem Biophys Res Commun. 2003;307:672-677.
Calles A et al.Expression of PD-1 and Its Ligands, PD-L1 and PD-L2, in Smokers and Never Smokers with KRAS-Mutant Lung Cancer. J Thorac Oncol. 2015;10(12):1726-1735.
Liu J et al.Expression of immune checkpoint molecules in endometrial carcinoma. Exp Ther Med. 2015;10(5):1947-1952.
Ohaegbulam KC et al.Human cancer immunotherapy with antibodies to the PD-1 and PD-L1 pathway. Trends Mol Med. 2015;21(1):24-33.
Shi M et al.Expression of programmed cell death 1 ligand 2 (PD-L2) is a distinguishing feature of primary mediastinal (thymic) large B-cell lymphoma and associated with PDCD1LG2 copy gain. Am J Surg Pathol. 2014;38(12):1715-1723.
Pardoll DM.The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2012;12(4):252-264.
Melero I et al.Evolving synergistic combinations of targeted immunotherapies to combat cancer. Nat Rev Cancer. 2015;15(8):457-472.
Nishikawa H, Sakaguchi S.Regulatory T cells in cancer immunotherapy. Curr Opin Immunol. 2014;27:1-7.
Santegoets SJ et al.Monitoring regulatory T cells in clinical samples: consensus on an essential marker set and gating strategy for regulatory T cell analysis by flow cytometry. Cancer Immunol Immunother. 2015;64(10):1271-1286.
Hanke T et al.High intratumoral FOXP3⁺ T regulatory cell (Tregs) density is an independent good prognosticator in nodal negative colorectal cancer. Int J Clin Exp Pathol. 2015; 8(7): 8227–8235.
Huang CT et al.Role of LAG-3 in regulatory T cells. Immunity. 2004;21:503-513.
Baixeras E et al.Characterization of the lymphocyte activation gene 3-encoded protein. A new ligand for human leukocyte antigen class II antigens. J Exp Med. 1992;176:327-337.
Workman CJ et al.Lymphocyte activation gene-3 (CD223) regulates the size of the expanding T cell population following antigen activation in vivo. J Immunol. 2004;172:5450-5455.
Vilgelm AE et al.Combinatorial approach to cancer immunotherapy: strength in numbers. J Leukoc Biol. 2016;100(2):275-290.
Bottai G et al.An immune stratification reveals a subset of PD-1/LAG-3 double-positive triple-negative breast cancers. Breast Cancer Res. 2016;18(1):121.
Joyce JA, Pollard JW.Microenvironmental regulation of metastasis. Nat Rev Cancer. 2009;9:239-252.
Kumar V et al.The Nature of Myeloid-Derived Suppressor Cells in the Tumor Microenvironment. Trends Immunol. 2016;37(3):208-220.
Vasquez-Dunddel D et al.STAT3 regulates arginase-I in myeloid-derived suppressor cells from cancer patients. J Clin Invest. 2013;123(4):1580-1589.
Mellor AL, Munn DH.Tryptophan catabolism and T-cell tolerance: immunosuppression by starvation? Immunol Today. 1999;20(10):469-473.
Munn DH et al.Inhibition of T cell proliferation by macrophage tryptophan catabolism. J Exp Med. 1999;189(9): 1363-1372. 37. Munn DH et al. Inhibition of T cell proliferation by macrophage tryptophan catabolism. J Exp Med. 1999;189(9): 1363-1372.
Mellor AL, Munn DH.IDO expression by dendritic cells: tolerance and tryptophan catabolism. Nat Rev Immunol. 2004;4:762-774.
Löb S et al.IDO1 and IDO2 are expressed in human tumors: levo- but not dextro-1-methyl tryptophan inhibits tryptophan catabolism. Cancer Immunol Immunother. 2009;58:153-157.
Liu P et al.Expression of indoleamine 2,3-dioxygenase in nasopharyngeal carcinoma impairs the cytolytic function of peripheral blood lymphocytes. BMC Cancer. 2009;9:416.
Brandacher G et al.Prognostic value of indoleamine 2,3-dioxygenase expression in colorectal cancer: effect on tumor-infiltrating T cells. Clin Cancer Res. 2006;12(4):1144-1151.
Spranger S et al.Up-regulation of PD-L1, IDO, and T(regs) in the melanoma tumor microenvironment is driven by CD8(+) T cells. Sci Transl Med. 2013 Aug 28;5(200):200ra116.
Holmgaard RB et al.Tumor-Expressed IDO Recruits and Activates MDSCs in a Treg-Dependent Manner. Cell Rep. 2015;13(2):412-424.

Unterdrückung des Immunsystems


Zellen und Moleküle im Tumor und seiner Mikroumgebung können die T-Zell-Aktivierung unterdrücken, die Ermüdung der T-Zellen hervorrufen und regulatorische T-Zellen (Tregs) aktivieren.1,2 Somit wird eine Umgebung geschaffen, in der das Immunsystem nicht gegen den Tumor ankämpfen kann. Die folgenden Immunonkologie (I-O) Biomarker werden aufgrund ihrer Fähigkeit, das Immunsystem zu unterdrücken, untersucht:

Der Membranrezeptor PD-1 (programmed death 1) wird auf Immunzellen (T- und B-Zellen) exprimiert.3,4 Ein Ligand von PD-1, PD-L1, wird auf Lymphozyten, Antigen-präsentierenden Zellen und dendritischen Zellen nach Aktivierung exprimiert, um eine überschießende Immunreaktion abzuschwächen.5 Die Expression von PD-L1 auf Tumorzellen führt gleichermaßen zu einer lokalen Inhibition des Immunsystems.3,6

Die PD-L1 Expression ist dynamisch und induzierbar. In einer Tumorprobe kann die PD-L1 Expression auf Tumorzellen und Immunzellen zwischen 0% und 100% variieren und die Werte können sich im zeitlichen Verlauf ändern.7,8,9 Die PD-L1 Expression variiert auch von Tumorentität zu Tumorentität, und ist abhängig von der Vortherapie.10,11,12
Die PD-L1 Expression wird üblicherweise über Immunhistochemie (IHC) bestimmt.9 Mehrere IHC Assays sind verfügbar und ihre Vergleichbarkeit wurde in Studien untersucht.13,14

PD-L1 als Biomarker für Checkpoint-Inhibitoren

In klinischen Studien wurden verschiedene Scores fur die PD-L1 Expression untersucht. Die Scores berücksichtigen die Expression von PD-L1 auf Tumor- und/oder Immunzellen. Die folgenden Scores sind aktuell praxisrelevant fur den Einsatz von immunonkologischen Therapien:

  • Der TPS (Tumor Proportion Score) gibt die prozentuale Menge an Tumorzellen an, die PD-L1 exprimieren.
  • Der IC (Immune Cell) Score gibt den prozentualen Oberflachenanteil des Tumors an, der von PD-L1-positiven Immunzellen besetzt ist.
  • Der CPS (Combined Positive Score) gibt den Anteil der PD-L1-positiven Tumor- und Immunzellen im Verhaltnis zu allen Tumorzellen (multipliziert mit 100) an.

Je nach Wirkstoff, Tumorentitat und Therapielinie sind unterschiedliche Scores und Cut-Offs zulassungsrelevant. Einige Zulassungen sind unabhängig vom PD-L1-Status.

Hinweise zur qualitätsgesicherten PD-L1 Testung

Die qualitätsgesicherte Testung von Biomarkern ist ein wichtiger Bestandteil der modernen Pathologie und eine zentrale Grundlage in der onkologischen Behandlung.

Was ist bei der Testung zu beachten? Wie lässt sich das Ergebnis bewerten?
Antworten auf diese und andere Fragen geben unsere Experten, die Sie bei der Durchführung, Auswertung und Interpretation Ihrer PD-L1-Testung umfassend unterstützen.

Sie möchten wissen, in welchem Zentrum qualitätsgesicherte PD-L1 Testung angeboten wird? Informieren Sie sich hier!

Sie möchten in Ihrem Labor die PD-L1 Testung etablieren? Gerne stellen wir Ihnen als Einstiegshilfe Färbeprotokolle für die Bewertung von Tumorzellen unter Verwendung des Abcam PD-L1-Antikörperklons 28-8 sowie des Cell Signaling PD-L1-Antikörperklons E1L3N bereit. Diese sind verfügbar für die folgenden Färbeplattformen:

Dies entbindet selbstverständlich nicht von der Pflicht, ein sogenanntes „in-house Verfahren“ selbst zu validieren. Der „Leitfaden des Sektorkomitees Pathologie / Neuropathologie für die Validierung von Untersuchungsverfahren in der Immunhistologie“ 16 der Deutschen Akkreditierungsstelle beschreibt diesen Prozess und gibt viele ausführliche Hinweise.

Beispielfärbungen unter Verwendung des PD-L1 IHC 28-8 pharmDx™ von Dako und Auswertung auf Tumorzellen:

Wichtige Hinweise zum Scoring der Tumorzellen beim NSCLC und malignem Melanom:17,18

PD-L2 ist ebenfalls ein Zelloberflächenprotein, das den Rezeptor PD-1 bindet und zu einer Inaktivierung der Zielzelle führt. PD-L2 weist eine höhere Affinität für PD-1 auf als PD-L1.
PD-L2 wird von Tumorzellen exprimiert, allerdings in geringeren Mengen als PD-L1.4,6,19,20,21 Die PD-L2 Expression scheint zwischen Tumorentitäten und Zelltypen zu variieren.22,23,24,25

PD-L2 wird über Immunhistochemie bestimmt und kann auf Tumor- und Immunzellen detektiert werden.20,25

PD-L2 wird als potentieller I-O Biomarker untersucht.

Regulatorische T-Zellen (Tregs) sind eine Subpopulation von T-Zellen. Sie haben die Aufgabe, in bestimmten Situationen die Aktivierung des Immunsystems zu unterdrücken, um zum Beispiel körpereigene Zellen nicht als fremd zu erkennen.26,27 Sie senken so das Risiko für die Entstehung von Autoimmunerkrankungen, Allergien sowie die Abstoßung nach einer Transplantation.26

In verschiedenen Tumorentitäten wurde eine Ansammlung von Tregs im Tumor beobachtet.28 Es wird angenommen, dass in diesem Fall die regulatorischen T-Zellen die Aktivierung der Effektor-T-Zellen unterbinden, um die Immunantwort auf den Tumor zu unterdrücken.27

Tregs werden über Immunhistochemie (IHC) oder Durchflusszytometrie (FACS) nachgewiesen.29,30

LAG-3 ist ein Immuncheckpoint-Rezeptor, der von cytotoxischen und regulatorischen T-Zellen exprimiert wird. LAG-3 kann die Proliferation der T-Lymphozyten und die Entwicklung von T-Gedächtniszellen hemmen.31,32,33 In einigen Tumorentitäten wurde die Koexpression von LAG-3 und PD-1 auf cytotoxischen T-Zellen beobachtet.34

LAG-3 wird über Immunhistochemie nachgewiesen.35 Die Rolle von LAG-3 als prädiktiver Biomarker für Immuntherapien wird aktiv untersucht.

Myeloide Suppressorzellen (myeloid-derived suppressor cells, MDSC) sind eine Gruppe von Immunzellen, die die T-Zell-vermittelte Immunreaktion auf den Tumor unterdrücken können.36 Eine Anhäufung von MDSCs im Tumor und der Tumorumgebung wurde in verschiedenen soliden Tumoren beobachtet.37 MDSCs können über Durchflusszytometrie nachgewiesen werden.38

IDO (Indoleamin 2,3-Dioxygenase-1) ist ein intrazelluläres Enzym, welches den Abbau der Aminosäure Tryptophan initiiert.39,40,41 Trypthophan wird unter anderem für die Aktivität von T-Lymphozyten und Antigenpräsentierenden Zellen (APC) benötigt. Tumorzellen können die Aktivität von IDO heraufregulieren und so die Immunantwort der T-Lymphozyten auf den Tumor unterdrücken.40,42,43
Eine erhöhte IDO Expression wurde mit einer Reduktion der T-Zell-Infiltration und einem Anstieg der Anzahl von Tregs in Zusammenhang gebracht.44,45 In mehreren Tumorentitäten konnte eine erhöhte IDO Expression nachgewiesen werden.46
Meist wird IDO-Aktivität über Immunhistochemie, PCR oder durch einen Kynurenin-Überschuss im Serum nachgewiesen.45,46