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Les immune-checkpoints dans les hémopathies
Annales de pathologie (2017) 37, 101—110
Disponible en ligne sur
ScienceDirect www.sciencedirect.com
MISE AU POINT
Les immune-checkpoints dans les hémopathies Immune-checkpoint and hemopathies Barbara Burronia, Chloé Broudina, Diane Damottea,b,∗,c,d, Camille Laurente,f,g a
Service de pathologie, hôpital Cochin, AP—HP, 75014 Paris, France Inserm U1138, centre de recherche des Cordeliers, 15, rue de l’École de Médecine, 75006 Paris, France c Université Paris Descartes, 75006 Paris, France d Université Pierre-et-Marie-Curie, 75005 Paris, France e Département de pathologie, institut universitaire du cancer—oncopole de Toulouse, 31059 Toulouse, France f Service de pathologie et cytologie, centre hospitalier universitaire, 31300 Toulouse, France g Inserm UMR1037, centre de recherches en cancérologie de Toulouse, 31100 Toulouse, France b
ecembre 2016 Accepté pour publication le 6 d´ Disponible sur Internet le 1 f´ evrier 2017
MOTS CLÉS Hémopathies ; Cellules immunitaires ; PD-L1 ; PD-1
∗
Résumé Les inhibiteurs des immune-checkpoints ont démontré leur intérêt thérapeutique dans les formes réfractaires de différentes hémopathies. Contrastant avec certaines tumeurs solides, les hémopathies notamment lymphoïdes ont une bonne sensibilité aux combinaisons de chimiothérapie et d’immunothérapie (anti-CD20 et anti-CD30) ne laissant persister qu’un sous-groupe de patients réfractaires dont le nombre varie selon les hémopathies, mais dont le pronostic est très sombre. Les nouvelles thérapies ciblant différentes molécules impliquées dans le verrou immunologique, notamment CTLA4, PD-1 et PD-L1 apportent des bénéfices cliniques très encourageants. Différents essais thérapeutiques ont démontré leur intérêt, avec de très bonnes réponses, complètes ou partielles, même après allogreffe de moelle osseuse suggérant un rôle direct de ces thérapies sur la cellule tumorale plutôt qu’une immunomodulation de l’environnement immunitaire. La particularité des hémopathies par rapport aux tumeurs solides est, d’une part, l’origine commune entre la cellule tumorale et la cellule immunitaire ce qui représente un défi pour l’administration des inhibiteurs des immune-checkpoints qui ciblent l’environnement immun, et d’autre part, les mécanismes à l’origine de l’expression de PD-L1 qui sont essentiellement la conséquence d’amplifications, mutations, altérations moléculaires touchant le locus du gène PD-L1. La fréquence, la distribution de l’expression de PD-L1/L2 et de PD-1 varie selon les hémopathies et nous verrons que ces marqueurs peuvent être aussi bien diagnostics que théranostiques. © 2016 Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.
Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (D. Damotte).
http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.005 0242-6498/© 2016 Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.
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KEYWORDS Hemopathies; Immune cells; PD-L1; PD-1
B. Burroni et al.
Summary Immune-checkpoint inhibitors represent potent new therapies for most lymphomas, particularly for refractory diseases. Contrasting with solid tumors the majority of lymphoma are sensitive to conventional therapies and immunotherapies such as anti-CD20 or anti-CD30. But relapsing lymphoma or refractory disease have a very poor prognosis and new drugs are mandatory. Immune-checkpoint inhibitors targeting CTLA4, PD-1 et PD-L1 demonstrated efficiency with prolonged survivals even after bone marrow allograft for aggressive disease. Lymphomas differ from solid tumors as tumor cells belong to the immune compartment and therefore molecules targeting immune cells may act on both immune environment and tumor cells. Furthermore, PD-L1 expression in most lymphomas is related to tumor cell molecular alterations such as PD-L1 gene amplification or mutation. PD-L1 protein expression on tumor cells and immune cells, particularly it frequency and distribution vary according to different lymphoma subtype and it may help to assess diagnosis as it may predict therapeutical response. © 2016 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
Interaction cellule tumorale—cellule immunitaire dans les hémopathies : une situation paradoxale nécessitant une adaptation des concepts d’immunothérapie Le concept de cancer immuno-editing décrit par Schreiber et al. [2] définit les différentes étapes de la progression tumorale : élimination, équilibre puis échappement de la cellule tumorale à son environnement immunitaire. La cellule tumorale peut échapper à la lyse par une cellule cytotoxique T CD8+ selon différents mécanismes, comme la non-reconnaissance (via la diminution ou l’absence d’expression de molécules du CMH de classe I) mais aussi par l’échappement via l’expression de certaines molécules — les immune-checkpoints —, dont l’attachement à leur récepteur sur les cellules immunitaires module et/ou inhibe la réponse immune. Ainsi, l’interaction entre le récepteur PD-1 (pour programmed cell death 1), exprimé par les lymphocytes T et B, et son ligand PD-L1, exprimé par les cellules tumorales et par les cellules immunitaires et notamment par les cellules présentatrices d’antigène (CPA) induit une inhibition des lymphocytes T effecteurs et joue ainsi un rôle clé dans l’échappement tumoral à la réponse immunitaire. De ce fait, la stratégie d’utilisation d’anticorps ciblant ces différentes molécules du verrou immunologique comme les anti-PD-1 et anti-PD-L1 est parfaitement légitime [1], sans que l’on comprenne complètement les mécanismes d’action de ces traitements dans les hémopathies, et sans que l’on ait défini au préalable les biomarqueurs prédictifs de réponse thérapeutique.
Mécanismes à l’origine de l’expression de PD-L1 dans les hémopathies : la voie privilégiée est l’altération moléculaire Les ligands de PD-1, que ce soit PD-L1 et/ou PD-L2, peuvent être exprimés à la fois par les cellules tumorales lymphoïdes mais aussi par les cellules immunitaires du microenvironnement (ME). L’expression ou la surexpression de PD-L1/PD-L2 par des cellules tumorales lymphoïdes
découle majoritairement d’altérations génétiques impliquant le locus PD-L1/L2 ou d’activations de voies de signalisation activant le promoteur de PD-L1 et plus rarement d’un environnement riche en cytokines Th1 particulièrement INF␥ ou IL-10 induisant l’uprégulation de PD-L1 (Fig. 1A) [3—10]. Les altérations génétiques peuvent être des gains, des amplifications de gènes et des fusions de gènes spécifiques du locus PD-L1/L2 situé sur le chromosome 9p24.1 induisant la surexpression de la protéine PD-L1/L2. L’infection par Epstein-Barr virus (EBV) induit une activation constitutive de la voie AP1 et de ses composants cJUN et JUN-B activant directement le promoteur de PD-L1 ou via l’activation de JAK3-STAT5 [7]. D’autres mécanismes ont été également identifiés comme les anomalies moléculaires de JAK2 ou agissant sur l’expression de JAK2 (inhibition du facteur SOCS1 ou microRNA miR-135a) qui entraîne l’uprégulation de l’expression de PD-L1 [11,12]. Enfin l’activation de la voie JAK/STAT induite par le réarrangement NPM-anaplastic lymphoma kinase (ALK) dans les lymphome anaplasique à grandes cellules (ALCL) ALK+ [13] ou la mutation MYD88 L265P dans les lymphomes B diffus à grandes cellules (LBDGC) peuvent également induire une uprégulation de PD-L1 [14].
PD-L1 et lymphome B diffus à grandes cellules (LBDGC) Le LBDGC est le lymphome le plus fréquent chez l’adulte, de pronostic hétérogène et péjoratif dans les formes réfractaires ou en rechute précoce, et cela malgré des progrès thérapeutiques significatifs. Les signatures transcriptionnelles ont permis d’identifier trois groupes principaux de LBDGC : centro-germinatif (GC), activé B périphérique (non GC) et médiastinal (LBGC-M) [15]. Des voies oncogéniques majeures ont été identifiées associées à ces lymphomes, impliquant notamment bcl-6, NF-B, IRF4 contribuant à stimuler la prolifération cellulaire, à en limiter la mort, et représentant des nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Toutefois, la physiopathologie du LBDGC ne se résume pas aux cellules lymphomateuses, le ME tumoral est déterminant pour le développement tumoral, en particulier la modulation de la réponse immunitaire et l’échappement
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Figure 1. A—C. Différents mécanismes d’expression de PD-L1/PD-L2 par la cellule lymphomateuse. A. Uprégulation de PD-L1 à la surface des cellules tumorales secondaires à des mécanismes intrinsèques (altérations génétiques situées au niveau du chromosome 9p24.1) ou extrinsèques (sécrétion de cytokines inflammatoires comme IFN␥) (modifié à partir de Topalian et al. [64]). B et C. Schématisation des différentes anomalies moléculaires du chromosome 9p24.1 impliquant le locus PD-L1/L2 et conduisant à l’uprégulation de la protéine PD-L1 dans les lymphomes B diffus à grandes cellules de phénotype GC (B) et de phénotype non GC (C). A—C. Different mechanisms of PD-L1/PD-L2 expression by the lymphomatous cell. A. Upregulation of PD-L1 on the surface of tumor cells secondary to intrinsic mechanisms (genetic alterations located at the 9p24.1 chromosome) or extrinsic (secretion of inflammatory cytokines such as IFN gamma) (modified from Topalian et al. [64]). B and C. Schematics of the different molecular anomalies of chromosome 9p24.1 involving the PD-L1/L2 locus and leading to the upregulation of the PD-L1 protein in diffuse large cell lymphomas of GC phenotype (B) and non-GC phenotype (C).
des cellules tumorales à l’immunosurveillance notamment via l’interaction entre PD-1/PD-L1 ou PD-L2.
Expression de PD-1 et PD-L1/L2 dans les LBDGC PD-L1 peut être exprimé par les cellules tumorales et par les cellules du ME comme les macrophages, tandis que PD-1 est habituellement restreint aux lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL) [16,17]. L’expression de PD-1 est décrite presque exclusivement dans les TIL du ME des LBDGC [18,19]. De rares observations ont cependant décrit dans un faible pourcentage de cas, l’expression de PD-1 à la surface des cellules lymphomateuses (Fig. 2A) [18—21] et la possible co-expression de PD-1 et de PD-L1 par les même cellules tumorales [19]. Kiyasu et al. [17] ont rapporté que le nombre de TIL PD-1+ étaient plus élevé dans les LBDGC du
groupe GC, et inversement corrélé au nombre de cellules tumorales et/ou immunes PD-L1+, mais ces résultats sont controversés [22]. La fréquence d’expression de PD-L1 dans les LBDGC est de l’ordre de 20 % à 30 %, mais dépend du seuil de positivité retenu (celui-ci allant de ≥ 5 % à 30 %) et du compartiment cellulaire analysé, tumoral ou environnement [17,19,23,24] (Fig. 2B). Malgré ces réserves quant au seuil et de ce fait la variabilité de fréquence d’expression de PD-L1 dans les LBDGC, les données de la littérature sont concordantes sur la fréquence plus élevée de cellules tumorales PD-L1+ dans les LBDGC de phénotype non GC [17,19,23,24]. L’expression de PD-L2 est moins étudiée, du fait du manque d’outil fiable, les anticorps utilisés étant médiocres, et les résultats peu fiables. Sous réserve de ces problèmes techniques, PD-L2 n’est pas exprimé dans des cellules de lignées de lymphome [24]. Cependant, nous rapportons que les LBDGC de phénotype non GC exprimaient plus fréquemment PD-L2 que
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B. Burroni et al.
Figure 2. Expression de PD-1 et/ou PD-L1 dans les lymphomes non Hodgkiniens. Expression de PD-L1 dans les cellules tumorales de lymphome B diffus à grandes cellules de phénotype GC (A), de phénotype non GC (B), lymphome plasmablastique EBV+ (C) et dans les lymphomes B à grandes cellules du SNC (D). Expression de PD-1 par les cellules du ME dans les lymphomes folliculaires (E) et par les cellules tumorales de lymphome T angio-immunoblastique (F). Expression of PD-1 and/or PD-L1 in non-Hodgkin’s lymphoma. Expression of PD-L1 in diffuse large B cell lymphoma tumor cells with GC phenotype (A), non-GC (B) phenotype, EBV + plasmablastic lymphoma (C), and in CNS large cell B lymphomas (D). Expression of PD-1 by ME cells in follicular lymphomas (E) and by angio-immunoblastic T-cell lymphoma tumor cells (F).
les LBDGC de phénotype GC (60 % des cas versus 26 % avec un cut-off utilisé de 5 %) [19]. Pour quantifier précisément la part de cellules PD-L1+ d’origine tumorale ou immunitaire, une étude rétrospective récente de 1253 patients [17] a permis de quantifier précisément le nombre de cellules PD-L1+ correspondant respectivement au compartiment tumoral et non tumoral à l’aide d’une technique de double marquage associant PDL1/PAX5. Dans cette étude, les auteurs montrent que les cellules lymphomateuses expriment PD-L1 dans 10,5 % des cas en prenant le seuil de 30 % et les cellules du ME, essentiellement des macrophages, expriment PD-L1 dans 15,3 % en prenant le seuil de 20 %. Le choix de seuils de positivité différents entre le compartiment tumoral et non tumoral est retrouvé dans les études concernant les tumeurs solides
et apporte un élément de confusion. Néanmoins, l’étude de Kiyasu et al. a confirmé la corrélation positive entre l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales et le soustype non GC de LBDGC ainsi que l’association forte entre l’expression de PD-L1 et la présence d’EBV [17]. Ce dernier résultat est en accord avec d’autres études visant à analyser le lien entre lympho-prolifération et EBV comme dans les LBDGC EBV+ du sujet âgé (100 % de cellules tumorales PD-L1+), [24] dans les syndromes lympho-prolifératifs post-transplantation (SLPT) EBV+ (60 % de cellules tumorales PD-L1+), [24] ou dans les lymphomes plasmablastiques EBV+ (20 % de cellules tumorales PD-L1+) [24,25]. Toutefois, dans les SLPT et les lymphomes plasmablastiques, la positivité de PD-L1 a été également rapportée dans des tumeurs EBV— [24,25] (Fig. 2C).
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Mécanismes de surexpression de PD-L1/L2 par les cellules tumorales Les anomalies génétiques et les aberrations chromosomiques sont à l’origine de la surexpression de PD-L1/L2 dans 20 % des LBDGC [3]. Les gains du chromosome 9p24.1 sont corrélés de manière significative à l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales [17], toutefois ce mécanisme est moins fréquent que dans les LBGC-M ou les lymphomes de Hodgkin (LH). La présence de translocations intéressant le gène PD-L1/L2 fusionnant par exemple avec le gène IGH sont également à l’origine de la surexpression de PD-L1 [3]. Les anomalies génétiques du chromosome 9p24.1 sont plus fréquentes dans les LBDGC non GC que dans les LBDGC GC avec notamment l’absence de translocation et d’amplification du locus PD-L1/L2 rapportée dans les sous-types de LBDGC de phénotype GC en accord avec la fréquence plus élevée d’expression de PD-L1 par les cellules lymphomateuses des LBDGC non GC (Fig. 1B et C) [3]. De plus, dans les LBDGC non GC il existe des mutations de MYD88 dans 30 % des cas et ceci induit l’activation de la voie JAK/STAT et la surexpression de PD-L1/L2. Enfin, l’infection à EBV induit l’activation de la voie JAK/STAT par la présence de cytokines inflammatoires et, d’autre part, via LMP1 qui active le promoteur de PD-L1 via l’activation d’AP1 et des composants cJUN et JUN-B et via l’activation JAK3-STAT5.
Impact pronostique de l’expression PD-1/PD-L1 La surexpression de PD-L1/L2 est plus fréquemment observée dans les LBDGC de sous-type non GC que dans les sous-type GC [19,23] et serait de ce fait associée à un pronostic plus péjoratif mais les deux paramètres ne sont peut-être pas indépendants [17]. La présence d’un taux élevé de la protéine PD-L1 dans le sang de patients atteints de lymphomes malins non hodgkiniens a de plus été rapportée comme un marqueur de mauvais pronostic. En revanche, l’expression de PD-1 par les TIL semble être corrélée à une meilleure survie des patients bien que ce soit controversé. Récemment, Kiyashu et al. [17] ont montré sur une large série de 1253 LBDGC que le nombre des TIL PD-1+ était plus élevé dans les LBDGC GC que dans les LBDGC non GC et que la meilleure survie était observée pour les patients avec un LBDGC ayant de nombreux TIL PD-1+ et peu de cellules lymphomateuses PD-L1+.
Ce qu’il faut retenir : dans les LBDGC l’expression de PD-L1 est observée dans 20—30 % des cas, plutôt associée au sous-type non GC, et elle est le plus souvent la conséquence d’une anomalie génétique de la cellule tumorale, ou associée à l’infection par EBV. La valeur pronostique péjorative de l’expression de PDL1 est d’interprétation difficile car il pourrait s’agir d’un paramètre non indépendant du sous-type non GC.
105 B à grandes cellules primitifs du SNC (LBGC-SNC) ou du testicule (LBGC-T) ainsi que les LBGC-M sont fréquemment associés à une uprégulation de PD-L1. Concernant les LBGC-T et les LBGC-SNC, les anomalies génétiques du chromosome 9p24.1 ont été observées dans 54 % des LBGC-T et 52 % des LBGC-SNC EBV— [10]. Il a été également observé des translocations impliquant le locus PD-L1/L2 dans 4 % des LBGC-T [4,10] et 6 % des LBGC-SNC [10]. Pour le LBGC-T, nous disposons de peu de données, et une étude rétrospective [26] de 19 cas a montré que l’infiltrat T réactionnel était majoritairement T CD8+ (13 sur 19 cas) (médiane de T CD8 par champ au ×400 sur une moyenne de 10 champs : 53,5) et le ratio médian de CD4/CD8 était de 0,49. Il a été rapporté une meilleure survie associée à un nombre élevé de TIL cytotoxiques contrastant avec les LBDGC non testiculaires mais sans indication sur l’expression de PD-1 et PD-L1. Mais cette valeur pronostique positive des TIL est contredite par d’autres auteurs [27,28]. Pour les LBGC-SNC, les résultats d’une étude d’une cohorte de 20 patients immunocompétents et EBV— [29] ont montré l’expression de PD-1 et/ou PD-L1 sur les cellules tumorales, les TIL et les macrophages associés à la tumeur (TAM). Il a été mis en évidence des TIL PD-1+ dans 60 % (12/20) des tumeurs, sans corrélation avec le nombre des T CD8+. En revanche l’expression de PD-1 sur les cellules tumorales est moins fréquente et seules 4 des 20 tumeurs avaient des cellules tumorales PD-1+ avec une positivité intense et diffuse uniquement dans un cas. L’expression de PD-L1 a été observée sur les cellules tumorales dans 10 % des cas (2/20) avec une positivité membranaire intense de la majorité des cellules et sur les TAM dans 20 % des cas (4/20). Une étude en cours dans notre laboratoire sur une cohorte de 16 LBGC-SNC EBV- de sujet immunocompétents, retrouve une expression de PD-1 et de PD-L1 sur les TIL et une expression de ces deux protéines sur les cellules tumorales (Fig. 2D). Il faut noter que les anticorps antiPD-1 et PD-L1 utilisé dans l’étude de Berghoff et al. [29] et ceux de notre étude sont différents avec probablement un avantage technique pour les anticorps plus récent. Ceci souligne l’importance de mener des études sur de plus larges cohortes pour déterminer : (i) la fréquence exacte de PCNSL PD-L1+/PD-1+, (ii) la valeur pronostique de l’expression de PD-L1 et (iii) la valeur prédictive de l’expression de PD-L1 pour la réponse thérapeutique. Concernant les LBGC-M, selon les études on identifie dans 29 % à 55 % des cas un gain du chromosome 9p24.1 [5,30] et 20 % de réarrangement du locus PD-L1/L2 impliquant notamment CIITA ou IGH [5,31]. L’expression de PD-L1 a été observée dans 36 à 100 % des cas selon les études [21,23,24,32]. Ces résultats soulignent ainsi l’importance de l’axe PD-1/PD-L1 chez les patients ayant un LBGC-M avec une potentielle cible thérapeutique. Il faut toutefois noter le caractère rétrospectif de la plupart de ces études, le faible nombre de patients inclus dans les analyses de survie et le manque de standardisation des traitements.
PD-L1 et lymphomes folliculaires (LF) Cas particuliers des sous-types de lymphomes B à grandes cellules (LBGC) En dehors de l’expression de PD-L1 plus fréquemment observée dans les lymphomes plasmablastiques EBV+ [24,25] d’autres sous-types rares de LBDGC tels que les lymphomes
Expression de PD-1 PD-L1/2 À l’inverse des LBDGC, la majorité des cellules tumorales des FL n’expriment ni PD-L1/L2 ni PD-1 [19,21,23,32]. En revanche, on observe de très nombreuses cellules du ME PD-1+ qui sont plus fréquentes que dans les LBDGC [19]. Ces cellules PD-1+ correspondent à des TIL mais également à la
106 population de T helper folliculaire TFH très abondante dans les follicules lymphomateux exprimant constitutivement et fortement PD-1 (Fig. 2E). Par rapport à un ganglion réactionnel, on observe une augmentation du nombre de cellules du ME PD-L1+ mais ce nombre est inférieur dans le LF lorsque l’on compare aux LBDGC [19].
Impact pronostique de l’expression de PD-1/PD-L1 L’impact pronostique du nombre de cellules du ME PD-1+ dans les LF est largement controversé dans la littérature. Certaines études soulignent une corrélation entre le faible nombre de PD-1+ et un haut grade histologique de LF ou un risque plus important de transformation en LBDGC [33], en accord avec d’autres études qui rapportent l’association entre un nombre élevé de cellules du ME PD1+ et une évolution de la maladie plus péjorative [34,35] contrastant avec l’étude de Carreras et al. [36] montrant l’association entre un nombre élevé de cellules du ME PD-1+ et une meilleure survie des patients LF. Ces résultats divergents peuvent correspondre, d’une part, au sous-type de population lymphocytaire PD-1+ quantifié (TFH , Th1, Th2, ou Treg rou T CD8+), et d’autre part, à la localisation inter-folliculaire versus intra-folliculaire des cellules PD-1+ [34,37—39]. Récemment Yang et al. [40] ont montré, en cytométrie de flux que seule la population T CD4+ PD-1low à l’instar de la population TCD8+ PD-1+ était associée à un mauvais pronostic alors que la population de TCD4+ PD1high n’avait aucun impact pronostique. La valeur pronostique de l’expression de PD-L1 par les cellules du ME est encore peu étudiée. En revanche, si l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales LF reste peu rapportée, une seule étude identifie une corrélation entre cellules LF circulantes PD-L1+ et un mauvais pronostic de la maladie [35].
PD-L1 et autres lymphomes B à petites cellules L’expression de PD-1/PD-L1 est peu étudiée dans les lymphomes B à petites cellules non folliculaires. Dans la leucémie lymphoïde chronique (LLC), il a été observé une expression de PD-1 essentiellement sur les paraimmunoblastes ou les pro-lymphocytes situés dans les centres de prolifération [21,41]. En revanche, l’expression de PD-L1/L2 n’a pas ou peu été rapportée dans les cellules tumorales tissulaires de LLC [21,23,32,41] alors que certaines études ont observé des cellules circulantes PD-L1+ dans le sang de patients LLC [35,41]. Enfin, il n’a pas été rapporté d’expression de PD-L1 dans les lymphomes lympho-plasmocytaires, les lymphomes du manteau et les lymphomes de la zone marginale [23,32].
Ce qu’il faut retenir : il n’est pas décrit de cellules lymphomateuses PD-L1+ ou PD-1+ dans le LF. Le nombre et la localisation des cellules PD-1+ du ME des LF pourraient être associés au pronostic. Dans les autres lymphomes B à petites cellules l’expression de PD-L1 est anecdotique.
B. Burroni et al.
PD-L1 et lymphome T L’analyse de PD-1/PD-L1 est plus complexe dans les lymphomes T car PD-1 représente un marqueur diagnostique de certains sous-types de lymphomes T et PD-1 et/ou ses ligands PD-L1/L2 peuvent également jouer un rôle clé dans les mécanismes d’échappement tumoral et conférer un pronostic sombre à ces lymphomes. Enfin la compréhension de ces différents mécanismes est handicapée par la présence de très nombreuses entités dans la classification des lymphomes T représentant parfois peu de cas. L’expression de PD-1 peut être observée à la surface des cellules tumorales et notamment est un marqueur diagnostic dans les lymphomes T angio-immunoblastiques ainsi que dans les lymphomes T folliculaires, dérivant du sous-type lymphocytaire TFH et à présent regroupés dans l’entité « lymphomes T de phénotype TFH » dans la nouvelle classification OMS 2016 [42] (Fig. 2F). En revanche, l’expression de PD-L1 n’a pas ou a été peu rapportée dans les cellules tumorales des lymphomes T de phénotype TFH (0/4 [21], 1/21 [43]). PD-1 est rarement observé dans les ALCL, mais Marzec et al. [13] ont rapporté une surexpression de PD-L1 quasi constante dans les lignées de ALCL ALK+. Ce résultat in vitro a été confirmé in situ dans des biopsies tumorales d’ALCL ALK+ avec une fréquence hétérogène allant de 34 % à 100 % des cas testés [23,43,44]. Marzec et al. [13] ont également montré que l’uprégulation de PD-L1 passait par l’activation de la voie STAT3 via la protéine de fusion NMP-ALK et/ou par la sécrétion de cytokines anti-inflammatoires IL-10 et TGF. L’IL-10 peut activer la voie JAK/STAT via STAT3 et induire l’uprégulation de PD-L1 [8]. Dans les PTCL NOS, PD-L1 est exprimé de manière variable par les cellules tumorales selon les études, allant de 0 % [21], 17 % [43] à 63 % [44] mais dans cette dernière étude les ALCL étaient inclus sans préciser la positivité de ALK. Les lymphomes T/NK extra-ganglionnaires de type nasal peuvent également exprimer PD-L1 et la positivité des cellules tumorales a été rapportée dans 67 % des cas dans une cohorte très limitée (n = 4+/6). Les mécanismes de régulation à l’origine de l’expression de PD-L1 peuvent être l’infection EBV ou l’environnement cytokinique inflammatoire (IFN) mais doivent encore être clarifiés [24]. Certaines études ont rapporté une expression de PD-1 et/ou de PD-L1 dans les lympho-proliférations cutanées T telles que les mycosis fungoides (MF) (notamment les rares MF CD4/CD8 négatifs) ou la maladie de Sezary (SS). En effet récemment Wilcox et al. [43] ont montré une positivité de PD-L1 dans 27 % des 11 cas de SS/MF. PD-1 peut également être exprimé par de rares lymphomes T cutanés à petites et moyennes cellules CD4+ [45,46]. L’expression de PD-1 et/ou de PD-L1/2 dans le ME des lympho-proliférations cutanées est peu documentée. Enfin, dans les leucémies/lymphomes T de l’adulte associés à HTLV1 (ATLL) on peut observer une expression de PD-L1 par les cellules tumorales ou par les monocytes du ME [17,47]. La présence de cellules tumorales PD-L1+ et l’absence de cellules du ME PD-L1+ seraient corrélées à un mauvais pronostic chez les patients ATLL.
Les immune-checkpoints dans les hémopathies
Ce qu’il faut retenir : l’expression de PD-1 participe au diagnostic dans les lymphomes T permettant de les classer en lymphomes T d’origine folliculaire (TFH ). L’expression de PD-L1 et de PD-1 tumoral ou dans le ME, sa fréquence et son impact pronostic ne sont pas encore clairement définis.
Lymphome de Hodgkin Le lymphome de Hodgkin (LH), dont la cellule tumorale dérive d’une cellule B du centre germinatif, représente
107 10 % des lymphomes. Le LH est habituellement de bon pronostic [48—50] chimiosensible, néanmoins les rechutes ou les patients réfractaires ont un pronostic sombre [51]. La classification OMS identifie deux sous-types de LH avec des caractéristiques cliniques, morphologiques et phénotypiques différentes : le lymphome de Hodgkin nodulaire à prédominance lymphocytaire (LHNPL) qui représente 5 % des LH et le lymphome de Hodgkin classique (LHc). Le LHc comporte quatre sous-types : sclero-nodulaire très largement majoritaire, cellularité mixte, avec déplétion lymphocytaire et riche en lymphocytes [42]. Il existe une association avec l’EBV dans 30 % à 90 % des cas [52] et dans 100 % des cas chez les patients VIH+ [53]. La particularité
Figure 3. Expression de PD-1 et/ou PD-L1 dans les lymphomes hodgkiniens. Expression de PD-L1 dans les cellules tumorales de lymphome de Hodgkin classique (LHc) de type scléro-nodulaire avec une majorité des cellules positives (A), une minorité des cellules positives (B), lymphome de Hodgkin nodulaire à prédominance lymphocytaire (LHNPL) (C). Expression de PD-1 par les cellules du ME : dans le lymphome de Hodgkin classique (D), (E) et lymphome de Hodgkin nodulaire à prédominance lymphocytaire (LHNPL) (F). Expression of PD-1 and/or PD-L1 in Hodgkin’s lymphoma. Expression of PD-L1 in tumor cells of classical Hodgkin’s lymphoma of the scleronodular type with a majority of positive cells (A), a minority of positive cells (B), predominantly lymphocytic nodular Hodgkin’s lymphoma (C). Expression of PD-1 by ME cells: in classical Hodgkin’s lymphoma (D), (E) and predominantly lymphocytic nodular Hodgkin’s lymphoma (F).
108 du LH est la pauci-cellularité tumorale (1 % de la population cellulaire) et la prédominance des populations immunes du ME associant différents types de lymphocytes T, lymphocytes B, plasmocytes, éosinophiles, macrophages, mastocytes et fibroblastes. L’abondance et l’hétérogénéité de cet infiltrat immunitaire suggèrent un rôle important dans la pathogènicité du LHc. Les cellules tumorales sont en contact étroit avec des lymphocytes T CD4+ (surtout Th2 et Tregs) avec une minorité de CD4+ Th1, de NKT et de CD8 cytotoxiques. Les cellules tumorales du LHc ont une expression du CMH de classe I diminuée ou absente probablement secondaire à une mutation inactivatrice du gène de la beta2-microglobuline empêchant ainsi la reconnaissance antigénique par les lymphocytes T CD8+ [54]. Globalement, ces résultats suggèrent un rôle immunosuppresseur du ME des LHc, via les cellules immunitaires du ME, la production de chemokines [55], ou par un mécanisme impliquant l’axe PD-1/PD-L1/L2 [56,57].
Expression de PD-L1 LHc Dans le LHc les cellules tumorales peuvent co-exprimer PDL1+ et PD-L2+ [58,59]. Dans une étude récente de 280 LHc (dont 265 LHc et 15 NLPHL), l’expression de PD-L1 a été retrouvée sur la majorité des cellules tumorales de la plupart des cas [32]. L’anticorps anti-PD-L1 utilisé était le clone E1L3N (cell signaling) et le seuil de positivité a été défini à ≥ 5 % de cellules positives. Toutefois selon le sous-type de LHc, on observe une variation de la fréquence avec au moins 65 % de cas PD-L1+ dans la forme scléro-nodulaire (87/134) et jusqu’à 90 % (9/10) dans la forme riche en lymphocytes. Les mécanismes à l’origine de l’expression de PD-L1 dans les LHc ne sont pas encore totalement déterminés. Il pourrait s’agir d’altérations génétiques comme les gains du chromosome 9p24.1 qui seraient corrélées à l’expression tumorale de PD-L1 [60,61], ou l’infection par EBV induisant l’activation de la voie JAK/STAT et up-régulant PD-L1 [7,60] (Fig. 3A—B). L’expression de PD-L1 pourrait être également secondaire à un ME cytotoxique car il a été rapporté une corrélation négative entre l’expression de PD-L1 dans les cellules tumorales et la présence de TIL Foxp3+ et une corrélation positive entre l’expression de PD-L1 dans les cellules tumorales et la présence de TIL granzymeB+ et de macrophages CD68+ [32].
B. Burroni et al. de lymphocytes T péri-tumoraux, le stade de la maladie, et l’infection par EBV. L’expression de PD-L1 serait associée à une mauvaise survie sans évènement avec un seuil de positivité de PD-L1 à 20 % [59]. Les auteurs soulignent la parfaite concordance entre l’expression tumorale de PD-L1 et de PD-L2 (clone #176611 ; R&D systems) et l’absence de corrélation entre l’expression de PD-1 et de ses ligands respectifs PD-L1 et PD-L2 et la survie. La densité élevée de lymphocytes PD-1+ associée à la présence de nombreuses cellules granzyme+ et de plus rares cellules FOXP3+ dans le ME des LHc sont associées à une mauvaise survie (OS) [63]. L’impact pronostique péjoratif d’une forte densité de cellules PD-1+ est également rapporté par une autre équipe [59] (Fig. 3D—F). Ces résultats soulignent l’importance d’évaluer les différentes sous-populations immunitaires du ME dans leur globalité et ce score immun pourrait être prédictif de la réponse aux immunothérapies. L’expression tumorale de PD-L1 dans le LHc pourrait être un biomarqueur d’efficacité de thérapies anti-PD-1 car il a été montré dans une cohorte de 23 patients avec LHc (22 LHc scléro-nodulaire avec 1 EBV+ et 1 LHc à cellularité mixte) réfractaire et/ou non répondeur à différentes lignes de traitements (ABVD, brentuximab avec ou sans autogreffe) un lien entre une forte expression de PD-L1, un haut niveau d’amplification du locus PD-L1/L2 situé sur le chromosome 9p24.1 et une meilleure réponse thérapeutique [60,61]. Ce qu’il faut retenir : dans plus de 60 % des LHc il existe une expression tumorale de PD-L1/PD-L2. L’expression peut être induite par des amplifications du chromosome 9p24.1, par la présence d’EBV ou par son ME. La présence de cellules tumorales PD-L1+ cernées par des TIL PD-1+ est un aspect caractéristique en rosette du LHNPL. Une forte densité de cellules du ME PD-1+ est associée à un mauvais pronostic dans le LHc. La présence de nombreuses cellules tumorales PD-L1+ pourrait prédire une réponse thérapeutique aux antiPD-1.
Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.
LHNPL Dans le LHNPL, l’expression de PD-L1 sur les cellules tumorales est évaluée à 54 % (7/13). Certains auteurs proposent d’utiliser l’expression tumorale de PD-L1 comme un marqueur diagnostique pour différencier le LHNPL du lymphome B riche en T (LBGC-RT). En effet, PD-L1 est exprimé dans 54 % de LHNPL (7/13) (Fig. 3C) et seulement dans 9 % des LBGC-RT (1/11) [32]. D’autres auteurs rapportent une disposition caractéristique en rosette des lymphocytes T PD-1+ autour de cellules tumorales PD-L1+ dans les LHNPL ce qui représenterait un élément diagnostique [62].
Valeur pronostique de PD-L1 Il n’a pas été mis en évidence de lien entre l’expression tumorale de PD-L1 et les paramètres que sont la densité
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Disponible en ligne sur
ScienceDirect www.sciencedirect.com
MISE AU POINT
Les immune-checkpoints dans les hémopathies Immune-checkpoint and hemopathies Barbara Burronia, Chloé Broudina, Diane Damottea,b,∗,c,d, Camille Laurente,f,g a
Service de pathologie, hôpital Cochin, AP—HP, 75014 Paris, France Inserm U1138, centre de recherche des Cordeliers, 15, rue de l’École de Médecine, 75006 Paris, France c Université Paris Descartes, 75006 Paris, France d Université Pierre-et-Marie-Curie, 75005 Paris, France e Département de pathologie, institut universitaire du cancer—oncopole de Toulouse, 31059 Toulouse, France f Service de pathologie et cytologie, centre hospitalier universitaire, 31300 Toulouse, France g Inserm UMR1037, centre de recherches en cancérologie de Toulouse, 31100 Toulouse, France b
ecembre 2016 Accepté pour publication le 6 d´ Disponible sur Internet le 1 f´ evrier 2017
MOTS CLÉS Hémopathies ; Cellules immunitaires ; PD-L1 ; PD-1
∗
Résumé Les inhibiteurs des immune-checkpoints ont démontré leur intérêt thérapeutique dans les formes réfractaires de différentes hémopathies. Contrastant avec certaines tumeurs solides, les hémopathies notamment lymphoïdes ont une bonne sensibilité aux combinaisons de chimiothérapie et d’immunothérapie (anti-CD20 et anti-CD30) ne laissant persister qu’un sous-groupe de patients réfractaires dont le nombre varie selon les hémopathies, mais dont le pronostic est très sombre. Les nouvelles thérapies ciblant différentes molécules impliquées dans le verrou immunologique, notamment CTLA4, PD-1 et PD-L1 apportent des bénéfices cliniques très encourageants. Différents essais thérapeutiques ont démontré leur intérêt, avec de très bonnes réponses, complètes ou partielles, même après allogreffe de moelle osseuse suggérant un rôle direct de ces thérapies sur la cellule tumorale plutôt qu’une immunomodulation de l’environnement immunitaire. La particularité des hémopathies par rapport aux tumeurs solides est, d’une part, l’origine commune entre la cellule tumorale et la cellule immunitaire ce qui représente un défi pour l’administration des inhibiteurs des immune-checkpoints qui ciblent l’environnement immun, et d’autre part, les mécanismes à l’origine de l’expression de PD-L1 qui sont essentiellement la conséquence d’amplifications, mutations, altérations moléculaires touchant le locus du gène PD-L1. La fréquence, la distribution de l’expression de PD-L1/L2 et de PD-1 varie selon les hémopathies et nous verrons que ces marqueurs peuvent être aussi bien diagnostics que théranostiques. © 2016 Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.
Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (D. Damotte).
http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.005 0242-6498/© 2016 Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.
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KEYWORDS Hemopathies; Immune cells; PD-L1; PD-1
B. Burroni et al.
Summary Immune-checkpoint inhibitors represent potent new therapies for most lymphomas, particularly for refractory diseases. Contrasting with solid tumors the majority of lymphoma are sensitive to conventional therapies and immunotherapies such as anti-CD20 or anti-CD30. But relapsing lymphoma or refractory disease have a very poor prognosis and new drugs are mandatory. Immune-checkpoint inhibitors targeting CTLA4, PD-1 et PD-L1 demonstrated efficiency with prolonged survivals even after bone marrow allograft for aggressive disease. Lymphomas differ from solid tumors as tumor cells belong to the immune compartment and therefore molecules targeting immune cells may act on both immune environment and tumor cells. Furthermore, PD-L1 expression in most lymphomas is related to tumor cell molecular alterations such as PD-L1 gene amplification or mutation. PD-L1 protein expression on tumor cells and immune cells, particularly it frequency and distribution vary according to different lymphoma subtype and it may help to assess diagnosis as it may predict therapeutical response. © 2016 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
Interaction cellule tumorale—cellule immunitaire dans les hémopathies : une situation paradoxale nécessitant une adaptation des concepts d’immunothérapie Le concept de cancer immuno-editing décrit par Schreiber et al. [2] définit les différentes étapes de la progression tumorale : élimination, équilibre puis échappement de la cellule tumorale à son environnement immunitaire. La cellule tumorale peut échapper à la lyse par une cellule cytotoxique T CD8+ selon différents mécanismes, comme la non-reconnaissance (via la diminution ou l’absence d’expression de molécules du CMH de classe I) mais aussi par l’échappement via l’expression de certaines molécules — les immune-checkpoints —, dont l’attachement à leur récepteur sur les cellules immunitaires module et/ou inhibe la réponse immune. Ainsi, l’interaction entre le récepteur PD-1 (pour programmed cell death 1), exprimé par les lymphocytes T et B, et son ligand PD-L1, exprimé par les cellules tumorales et par les cellules immunitaires et notamment par les cellules présentatrices d’antigène (CPA) induit une inhibition des lymphocytes T effecteurs et joue ainsi un rôle clé dans l’échappement tumoral à la réponse immunitaire. De ce fait, la stratégie d’utilisation d’anticorps ciblant ces différentes molécules du verrou immunologique comme les anti-PD-1 et anti-PD-L1 est parfaitement légitime [1], sans que l’on comprenne complètement les mécanismes d’action de ces traitements dans les hémopathies, et sans que l’on ait défini au préalable les biomarqueurs prédictifs de réponse thérapeutique.
Mécanismes à l’origine de l’expression de PD-L1 dans les hémopathies : la voie privilégiée est l’altération moléculaire Les ligands de PD-1, que ce soit PD-L1 et/ou PD-L2, peuvent être exprimés à la fois par les cellules tumorales lymphoïdes mais aussi par les cellules immunitaires du microenvironnement (ME). L’expression ou la surexpression de PD-L1/PD-L2 par des cellules tumorales lymphoïdes
découle majoritairement d’altérations génétiques impliquant le locus PD-L1/L2 ou d’activations de voies de signalisation activant le promoteur de PD-L1 et plus rarement d’un environnement riche en cytokines Th1 particulièrement INF␥ ou IL-10 induisant l’uprégulation de PD-L1 (Fig. 1A) [3—10]. Les altérations génétiques peuvent être des gains, des amplifications de gènes et des fusions de gènes spécifiques du locus PD-L1/L2 situé sur le chromosome 9p24.1 induisant la surexpression de la protéine PD-L1/L2. L’infection par Epstein-Barr virus (EBV) induit une activation constitutive de la voie AP1 et de ses composants cJUN et JUN-B activant directement le promoteur de PD-L1 ou via l’activation de JAK3-STAT5 [7]. D’autres mécanismes ont été également identifiés comme les anomalies moléculaires de JAK2 ou agissant sur l’expression de JAK2 (inhibition du facteur SOCS1 ou microRNA miR-135a) qui entraîne l’uprégulation de l’expression de PD-L1 [11,12]. Enfin l’activation de la voie JAK/STAT induite par le réarrangement NPM-anaplastic lymphoma kinase (ALK) dans les lymphome anaplasique à grandes cellules (ALCL) ALK+ [13] ou la mutation MYD88 L265P dans les lymphomes B diffus à grandes cellules (LBDGC) peuvent également induire une uprégulation de PD-L1 [14].
PD-L1 et lymphome B diffus à grandes cellules (LBDGC) Le LBDGC est le lymphome le plus fréquent chez l’adulte, de pronostic hétérogène et péjoratif dans les formes réfractaires ou en rechute précoce, et cela malgré des progrès thérapeutiques significatifs. Les signatures transcriptionnelles ont permis d’identifier trois groupes principaux de LBDGC : centro-germinatif (GC), activé B périphérique (non GC) et médiastinal (LBGC-M) [15]. Des voies oncogéniques majeures ont été identifiées associées à ces lymphomes, impliquant notamment bcl-6, NF-B, IRF4 contribuant à stimuler la prolifération cellulaire, à en limiter la mort, et représentant des nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Toutefois, la physiopathologie du LBDGC ne se résume pas aux cellules lymphomateuses, le ME tumoral est déterminant pour le développement tumoral, en particulier la modulation de la réponse immunitaire et l’échappement
Les immune-checkpoints dans les hémopathies
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Figure 1. A—C. Différents mécanismes d’expression de PD-L1/PD-L2 par la cellule lymphomateuse. A. Uprégulation de PD-L1 à la surface des cellules tumorales secondaires à des mécanismes intrinsèques (altérations génétiques situées au niveau du chromosome 9p24.1) ou extrinsèques (sécrétion de cytokines inflammatoires comme IFN␥) (modifié à partir de Topalian et al. [64]). B et C. Schématisation des différentes anomalies moléculaires du chromosome 9p24.1 impliquant le locus PD-L1/L2 et conduisant à l’uprégulation de la protéine PD-L1 dans les lymphomes B diffus à grandes cellules de phénotype GC (B) et de phénotype non GC (C). A—C. Different mechanisms of PD-L1/PD-L2 expression by the lymphomatous cell. A. Upregulation of PD-L1 on the surface of tumor cells secondary to intrinsic mechanisms (genetic alterations located at the 9p24.1 chromosome) or extrinsic (secretion of inflammatory cytokines such as IFN gamma) (modified from Topalian et al. [64]). B and C. Schematics of the different molecular anomalies of chromosome 9p24.1 involving the PD-L1/L2 locus and leading to the upregulation of the PD-L1 protein in diffuse large cell lymphomas of GC phenotype (B) and non-GC phenotype (C).
des cellules tumorales à l’immunosurveillance notamment via l’interaction entre PD-1/PD-L1 ou PD-L2.
Expression de PD-1 et PD-L1/L2 dans les LBDGC PD-L1 peut être exprimé par les cellules tumorales et par les cellules du ME comme les macrophages, tandis que PD-1 est habituellement restreint aux lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL) [16,17]. L’expression de PD-1 est décrite presque exclusivement dans les TIL du ME des LBDGC [18,19]. De rares observations ont cependant décrit dans un faible pourcentage de cas, l’expression de PD-1 à la surface des cellules lymphomateuses (Fig. 2A) [18—21] et la possible co-expression de PD-1 et de PD-L1 par les même cellules tumorales [19]. Kiyasu et al. [17] ont rapporté que le nombre de TIL PD-1+ étaient plus élevé dans les LBDGC du
groupe GC, et inversement corrélé au nombre de cellules tumorales et/ou immunes PD-L1+, mais ces résultats sont controversés [22]. La fréquence d’expression de PD-L1 dans les LBDGC est de l’ordre de 20 % à 30 %, mais dépend du seuil de positivité retenu (celui-ci allant de ≥ 5 % à 30 %) et du compartiment cellulaire analysé, tumoral ou environnement [17,19,23,24] (Fig. 2B). Malgré ces réserves quant au seuil et de ce fait la variabilité de fréquence d’expression de PD-L1 dans les LBDGC, les données de la littérature sont concordantes sur la fréquence plus élevée de cellules tumorales PD-L1+ dans les LBDGC de phénotype non GC [17,19,23,24]. L’expression de PD-L2 est moins étudiée, du fait du manque d’outil fiable, les anticorps utilisés étant médiocres, et les résultats peu fiables. Sous réserve de ces problèmes techniques, PD-L2 n’est pas exprimé dans des cellules de lignées de lymphome [24]. Cependant, nous rapportons que les LBDGC de phénotype non GC exprimaient plus fréquemment PD-L2 que
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B. Burroni et al.
Figure 2. Expression de PD-1 et/ou PD-L1 dans les lymphomes non Hodgkiniens. Expression de PD-L1 dans les cellules tumorales de lymphome B diffus à grandes cellules de phénotype GC (A), de phénotype non GC (B), lymphome plasmablastique EBV+ (C) et dans les lymphomes B à grandes cellules du SNC (D). Expression de PD-1 par les cellules du ME dans les lymphomes folliculaires (E) et par les cellules tumorales de lymphome T angio-immunoblastique (F). Expression of PD-1 and/or PD-L1 in non-Hodgkin’s lymphoma. Expression of PD-L1 in diffuse large B cell lymphoma tumor cells with GC phenotype (A), non-GC (B) phenotype, EBV + plasmablastic lymphoma (C), and in CNS large cell B lymphomas (D). Expression of PD-1 by ME cells in follicular lymphomas (E) and by angio-immunoblastic T-cell lymphoma tumor cells (F).
les LBDGC de phénotype GC (60 % des cas versus 26 % avec un cut-off utilisé de 5 %) [19]. Pour quantifier précisément la part de cellules PD-L1+ d’origine tumorale ou immunitaire, une étude rétrospective récente de 1253 patients [17] a permis de quantifier précisément le nombre de cellules PD-L1+ correspondant respectivement au compartiment tumoral et non tumoral à l’aide d’une technique de double marquage associant PDL1/PAX5. Dans cette étude, les auteurs montrent que les cellules lymphomateuses expriment PD-L1 dans 10,5 % des cas en prenant le seuil de 30 % et les cellules du ME, essentiellement des macrophages, expriment PD-L1 dans 15,3 % en prenant le seuil de 20 %. Le choix de seuils de positivité différents entre le compartiment tumoral et non tumoral est retrouvé dans les études concernant les tumeurs solides
et apporte un élément de confusion. Néanmoins, l’étude de Kiyasu et al. a confirmé la corrélation positive entre l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales et le soustype non GC de LBDGC ainsi que l’association forte entre l’expression de PD-L1 et la présence d’EBV [17]. Ce dernier résultat est en accord avec d’autres études visant à analyser le lien entre lympho-prolifération et EBV comme dans les LBDGC EBV+ du sujet âgé (100 % de cellules tumorales PD-L1+), [24] dans les syndromes lympho-prolifératifs post-transplantation (SLPT) EBV+ (60 % de cellules tumorales PD-L1+), [24] ou dans les lymphomes plasmablastiques EBV+ (20 % de cellules tumorales PD-L1+) [24,25]. Toutefois, dans les SLPT et les lymphomes plasmablastiques, la positivité de PD-L1 a été également rapportée dans des tumeurs EBV— [24,25] (Fig. 2C).
Les immune-checkpoints dans les hémopathies
Mécanismes de surexpression de PD-L1/L2 par les cellules tumorales Les anomalies génétiques et les aberrations chromosomiques sont à l’origine de la surexpression de PD-L1/L2 dans 20 % des LBDGC [3]. Les gains du chromosome 9p24.1 sont corrélés de manière significative à l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales [17], toutefois ce mécanisme est moins fréquent que dans les LBGC-M ou les lymphomes de Hodgkin (LH). La présence de translocations intéressant le gène PD-L1/L2 fusionnant par exemple avec le gène IGH sont également à l’origine de la surexpression de PD-L1 [3]. Les anomalies génétiques du chromosome 9p24.1 sont plus fréquentes dans les LBDGC non GC que dans les LBDGC GC avec notamment l’absence de translocation et d’amplification du locus PD-L1/L2 rapportée dans les sous-types de LBDGC de phénotype GC en accord avec la fréquence plus élevée d’expression de PD-L1 par les cellules lymphomateuses des LBDGC non GC (Fig. 1B et C) [3]. De plus, dans les LBDGC non GC il existe des mutations de MYD88 dans 30 % des cas et ceci induit l’activation de la voie JAK/STAT et la surexpression de PD-L1/L2. Enfin, l’infection à EBV induit l’activation de la voie JAK/STAT par la présence de cytokines inflammatoires et, d’autre part, via LMP1 qui active le promoteur de PD-L1 via l’activation d’AP1 et des composants cJUN et JUN-B et via l’activation JAK3-STAT5.
Impact pronostique de l’expression PD-1/PD-L1 La surexpression de PD-L1/L2 est plus fréquemment observée dans les LBDGC de sous-type non GC que dans les sous-type GC [19,23] et serait de ce fait associée à un pronostic plus péjoratif mais les deux paramètres ne sont peut-être pas indépendants [17]. La présence d’un taux élevé de la protéine PD-L1 dans le sang de patients atteints de lymphomes malins non hodgkiniens a de plus été rapportée comme un marqueur de mauvais pronostic. En revanche, l’expression de PD-1 par les TIL semble être corrélée à une meilleure survie des patients bien que ce soit controversé. Récemment, Kiyashu et al. [17] ont montré sur une large série de 1253 LBDGC que le nombre des TIL PD-1+ était plus élevé dans les LBDGC GC que dans les LBDGC non GC et que la meilleure survie était observée pour les patients avec un LBDGC ayant de nombreux TIL PD-1+ et peu de cellules lymphomateuses PD-L1+.
Ce qu’il faut retenir : dans les LBDGC l’expression de PD-L1 est observée dans 20—30 % des cas, plutôt associée au sous-type non GC, et elle est le plus souvent la conséquence d’une anomalie génétique de la cellule tumorale, ou associée à l’infection par EBV. La valeur pronostique péjorative de l’expression de PDL1 est d’interprétation difficile car il pourrait s’agir d’un paramètre non indépendant du sous-type non GC.
105 B à grandes cellules primitifs du SNC (LBGC-SNC) ou du testicule (LBGC-T) ainsi que les LBGC-M sont fréquemment associés à une uprégulation de PD-L1. Concernant les LBGC-T et les LBGC-SNC, les anomalies génétiques du chromosome 9p24.1 ont été observées dans 54 % des LBGC-T et 52 % des LBGC-SNC EBV— [10]. Il a été également observé des translocations impliquant le locus PD-L1/L2 dans 4 % des LBGC-T [4,10] et 6 % des LBGC-SNC [10]. Pour le LBGC-T, nous disposons de peu de données, et une étude rétrospective [26] de 19 cas a montré que l’infiltrat T réactionnel était majoritairement T CD8+ (13 sur 19 cas) (médiane de T CD8 par champ au ×400 sur une moyenne de 10 champs : 53,5) et le ratio médian de CD4/CD8 était de 0,49. Il a été rapporté une meilleure survie associée à un nombre élevé de TIL cytotoxiques contrastant avec les LBDGC non testiculaires mais sans indication sur l’expression de PD-1 et PD-L1. Mais cette valeur pronostique positive des TIL est contredite par d’autres auteurs [27,28]. Pour les LBGC-SNC, les résultats d’une étude d’une cohorte de 20 patients immunocompétents et EBV— [29] ont montré l’expression de PD-1 et/ou PD-L1 sur les cellules tumorales, les TIL et les macrophages associés à la tumeur (TAM). Il a été mis en évidence des TIL PD-1+ dans 60 % (12/20) des tumeurs, sans corrélation avec le nombre des T CD8+. En revanche l’expression de PD-1 sur les cellules tumorales est moins fréquente et seules 4 des 20 tumeurs avaient des cellules tumorales PD-1+ avec une positivité intense et diffuse uniquement dans un cas. L’expression de PD-L1 a été observée sur les cellules tumorales dans 10 % des cas (2/20) avec une positivité membranaire intense de la majorité des cellules et sur les TAM dans 20 % des cas (4/20). Une étude en cours dans notre laboratoire sur une cohorte de 16 LBGC-SNC EBV- de sujet immunocompétents, retrouve une expression de PD-1 et de PD-L1 sur les TIL et une expression de ces deux protéines sur les cellules tumorales (Fig. 2D). Il faut noter que les anticorps antiPD-1 et PD-L1 utilisé dans l’étude de Berghoff et al. [29] et ceux de notre étude sont différents avec probablement un avantage technique pour les anticorps plus récent. Ceci souligne l’importance de mener des études sur de plus larges cohortes pour déterminer : (i) la fréquence exacte de PCNSL PD-L1+/PD-1+, (ii) la valeur pronostique de l’expression de PD-L1 et (iii) la valeur prédictive de l’expression de PD-L1 pour la réponse thérapeutique. Concernant les LBGC-M, selon les études on identifie dans 29 % à 55 % des cas un gain du chromosome 9p24.1 [5,30] et 20 % de réarrangement du locus PD-L1/L2 impliquant notamment CIITA ou IGH [5,31]. L’expression de PD-L1 a été observée dans 36 à 100 % des cas selon les études [21,23,24,32]. Ces résultats soulignent ainsi l’importance de l’axe PD-1/PD-L1 chez les patients ayant un LBGC-M avec une potentielle cible thérapeutique. Il faut toutefois noter le caractère rétrospectif de la plupart de ces études, le faible nombre de patients inclus dans les analyses de survie et le manque de standardisation des traitements.
PD-L1 et lymphomes folliculaires (LF) Cas particuliers des sous-types de lymphomes B à grandes cellules (LBGC) En dehors de l’expression de PD-L1 plus fréquemment observée dans les lymphomes plasmablastiques EBV+ [24,25] d’autres sous-types rares de LBDGC tels que les lymphomes
Expression de PD-1 PD-L1/2 À l’inverse des LBDGC, la majorité des cellules tumorales des FL n’expriment ni PD-L1/L2 ni PD-1 [19,21,23,32]. En revanche, on observe de très nombreuses cellules du ME PD-1+ qui sont plus fréquentes que dans les LBDGC [19]. Ces cellules PD-1+ correspondent à des TIL mais également à la
106 population de T helper folliculaire TFH très abondante dans les follicules lymphomateux exprimant constitutivement et fortement PD-1 (Fig. 2E). Par rapport à un ganglion réactionnel, on observe une augmentation du nombre de cellules du ME PD-L1+ mais ce nombre est inférieur dans le LF lorsque l’on compare aux LBDGC [19].
Impact pronostique de l’expression de PD-1/PD-L1 L’impact pronostique du nombre de cellules du ME PD-1+ dans les LF est largement controversé dans la littérature. Certaines études soulignent une corrélation entre le faible nombre de PD-1+ et un haut grade histologique de LF ou un risque plus important de transformation en LBDGC [33], en accord avec d’autres études qui rapportent l’association entre un nombre élevé de cellules du ME PD1+ et une évolution de la maladie plus péjorative [34,35] contrastant avec l’étude de Carreras et al. [36] montrant l’association entre un nombre élevé de cellules du ME PD-1+ et une meilleure survie des patients LF. Ces résultats divergents peuvent correspondre, d’une part, au sous-type de population lymphocytaire PD-1+ quantifié (TFH , Th1, Th2, ou Treg rou T CD8+), et d’autre part, à la localisation inter-folliculaire versus intra-folliculaire des cellules PD-1+ [34,37—39]. Récemment Yang et al. [40] ont montré, en cytométrie de flux que seule la population T CD4+ PD-1low à l’instar de la population TCD8+ PD-1+ était associée à un mauvais pronostic alors que la population de TCD4+ PD1high n’avait aucun impact pronostique. La valeur pronostique de l’expression de PD-L1 par les cellules du ME est encore peu étudiée. En revanche, si l’expression de PD-L1 par les cellules tumorales LF reste peu rapportée, une seule étude identifie une corrélation entre cellules LF circulantes PD-L1+ et un mauvais pronostic de la maladie [35].
PD-L1 et autres lymphomes B à petites cellules L’expression de PD-1/PD-L1 est peu étudiée dans les lymphomes B à petites cellules non folliculaires. Dans la leucémie lymphoïde chronique (LLC), il a été observé une expression de PD-1 essentiellement sur les paraimmunoblastes ou les pro-lymphocytes situés dans les centres de prolifération [21,41]. En revanche, l’expression de PD-L1/L2 n’a pas ou peu été rapportée dans les cellules tumorales tissulaires de LLC [21,23,32,41] alors que certaines études ont observé des cellules circulantes PD-L1+ dans le sang de patients LLC [35,41]. Enfin, il n’a pas été rapporté d’expression de PD-L1 dans les lymphomes lympho-plasmocytaires, les lymphomes du manteau et les lymphomes de la zone marginale [23,32].
Ce qu’il faut retenir : il n’est pas décrit de cellules lymphomateuses PD-L1+ ou PD-1+ dans le LF. Le nombre et la localisation des cellules PD-1+ du ME des LF pourraient être associés au pronostic. Dans les autres lymphomes B à petites cellules l’expression de PD-L1 est anecdotique.
B. Burroni et al.
PD-L1 et lymphome T L’analyse de PD-1/PD-L1 est plus complexe dans les lymphomes T car PD-1 représente un marqueur diagnostique de certains sous-types de lymphomes T et PD-1 et/ou ses ligands PD-L1/L2 peuvent également jouer un rôle clé dans les mécanismes d’échappement tumoral et conférer un pronostic sombre à ces lymphomes. Enfin la compréhension de ces différents mécanismes est handicapée par la présence de très nombreuses entités dans la classification des lymphomes T représentant parfois peu de cas. L’expression de PD-1 peut être observée à la surface des cellules tumorales et notamment est un marqueur diagnostic dans les lymphomes T angio-immunoblastiques ainsi que dans les lymphomes T folliculaires, dérivant du sous-type lymphocytaire TFH et à présent regroupés dans l’entité « lymphomes T de phénotype TFH » dans la nouvelle classification OMS 2016 [42] (Fig. 2F). En revanche, l’expression de PD-L1 n’a pas ou a été peu rapportée dans les cellules tumorales des lymphomes T de phénotype TFH (0/4 [21], 1/21 [43]). PD-1 est rarement observé dans les ALCL, mais Marzec et al. [13] ont rapporté une surexpression de PD-L1 quasi constante dans les lignées de ALCL ALK+. Ce résultat in vitro a été confirmé in situ dans des biopsies tumorales d’ALCL ALK+ avec une fréquence hétérogène allant de 34 % à 100 % des cas testés [23,43,44]. Marzec et al. [13] ont également montré que l’uprégulation de PD-L1 passait par l’activation de la voie STAT3 via la protéine de fusion NMP-ALK et/ou par la sécrétion de cytokines anti-inflammatoires IL-10 et TGF. L’IL-10 peut activer la voie JAK/STAT via STAT3 et induire l’uprégulation de PD-L1 [8]. Dans les PTCL NOS, PD-L1 est exprimé de manière variable par les cellules tumorales selon les études, allant de 0 % [21], 17 % [43] à 63 % [44] mais dans cette dernière étude les ALCL étaient inclus sans préciser la positivité de ALK. Les lymphomes T/NK extra-ganglionnaires de type nasal peuvent également exprimer PD-L1 et la positivité des cellules tumorales a été rapportée dans 67 % des cas dans une cohorte très limitée (n = 4+/6). Les mécanismes de régulation à l’origine de l’expression de PD-L1 peuvent être l’infection EBV ou l’environnement cytokinique inflammatoire (IFN) mais doivent encore être clarifiés [24]. Certaines études ont rapporté une expression de PD-1 et/ou de PD-L1 dans les lympho-proliférations cutanées T telles que les mycosis fungoides (MF) (notamment les rares MF CD4/CD8 négatifs) ou la maladie de Sezary (SS). En effet récemment Wilcox et al. [43] ont montré une positivité de PD-L1 dans 27 % des 11 cas de SS/MF. PD-1 peut également être exprimé par de rares lymphomes T cutanés à petites et moyennes cellules CD4+ [45,46]. L’expression de PD-1 et/ou de PD-L1/2 dans le ME des lympho-proliférations cutanées est peu documentée. Enfin, dans les leucémies/lymphomes T de l’adulte associés à HTLV1 (ATLL) on peut observer une expression de PD-L1 par les cellules tumorales ou par les monocytes du ME [17,47]. La présence de cellules tumorales PD-L1+ et l’absence de cellules du ME PD-L1+ seraient corrélées à un mauvais pronostic chez les patients ATLL.
Les immune-checkpoints dans les hémopathies
Ce qu’il faut retenir : l’expression de PD-1 participe au diagnostic dans les lymphomes T permettant de les classer en lymphomes T d’origine folliculaire (TFH ). L’expression de PD-L1 et de PD-1 tumoral ou dans le ME, sa fréquence et son impact pronostic ne sont pas encore clairement définis.
Lymphome de Hodgkin Le lymphome de Hodgkin (LH), dont la cellule tumorale dérive d’une cellule B du centre germinatif, représente
107 10 % des lymphomes. Le LH est habituellement de bon pronostic [48—50] chimiosensible, néanmoins les rechutes ou les patients réfractaires ont un pronostic sombre [51]. La classification OMS identifie deux sous-types de LH avec des caractéristiques cliniques, morphologiques et phénotypiques différentes : le lymphome de Hodgkin nodulaire à prédominance lymphocytaire (LHNPL) qui représente 5 % des LH et le lymphome de Hodgkin classique (LHc). Le LHc comporte quatre sous-types : sclero-nodulaire très largement majoritaire, cellularité mixte, avec déplétion lymphocytaire et riche en lymphocytes [42]. Il existe une association avec l’EBV dans 30 % à 90 % des cas [52] et dans 100 % des cas chez les patients VIH+ [53]. La particularité
Figure 3. Expression de PD-1 et/ou PD-L1 dans les lymphomes hodgkiniens. Expression de PD-L1 dans les cellules tumorales de lymphome de Hodgkin classique (LHc) de type scléro-nodulaire avec une majorité des cellules positives (A), une minorité des cellules positives (B), lymphome de Hodgkin nodulaire à prédominance lymphocytaire (LHNPL) (C). Expression de PD-1 par les cellules du ME : dans le lymphome de Hodgkin classique (D), (E) et lymphome de Hodgkin nodulaire à prédominance lymphocytaire (LHNPL) (F). Expression of PD-1 and/or PD-L1 in Hodgkin’s lymphoma. Expression of PD-L1 in tumor cells of classical Hodgkin’s lymphoma of the scleronodular type with a majority of positive cells (A), a minority of positive cells (B), predominantly lymphocytic nodular Hodgkin’s lymphoma (C). Expression of PD-1 by ME cells: in classical Hodgkin’s lymphoma (D), (E) and predominantly lymphocytic nodular Hodgkin’s lymphoma (F).
108 du LH est la pauci-cellularité tumorale (1 % de la population cellulaire) et la prédominance des populations immunes du ME associant différents types de lymphocytes T, lymphocytes B, plasmocytes, éosinophiles, macrophages, mastocytes et fibroblastes. L’abondance et l’hétérogénéité de cet infiltrat immunitaire suggèrent un rôle important dans la pathogènicité du LHc. Les cellules tumorales sont en contact étroit avec des lymphocytes T CD4+ (surtout Th2 et Tregs) avec une minorité de CD4+ Th1, de NKT et de CD8 cytotoxiques. Les cellules tumorales du LHc ont une expression du CMH de classe I diminuée ou absente probablement secondaire à une mutation inactivatrice du gène de la beta2-microglobuline empêchant ainsi la reconnaissance antigénique par les lymphocytes T CD8+ [54]. Globalement, ces résultats suggèrent un rôle immunosuppresseur du ME des LHc, via les cellules immunitaires du ME, la production de chemokines [55], ou par un mécanisme impliquant l’axe PD-1/PD-L1/L2 [56,57].
Expression de PD-L1 LHc Dans le LHc les cellules tumorales peuvent co-exprimer PDL1+ et PD-L2+ [58,59]. Dans une étude récente de 280 LHc (dont 265 LHc et 15 NLPHL), l’expression de PD-L1 a été retrouvée sur la majorité des cellules tumorales de la plupart des cas [32]. L’anticorps anti-PD-L1 utilisé était le clone E1L3N (cell signaling) et le seuil de positivité a été défini à ≥ 5 % de cellules positives. Toutefois selon le sous-type de LHc, on observe une variation de la fréquence avec au moins 65 % de cas PD-L1+ dans la forme scléro-nodulaire (87/134) et jusqu’à 90 % (9/10) dans la forme riche en lymphocytes. Les mécanismes à l’origine de l’expression de PD-L1 dans les LHc ne sont pas encore totalement déterminés. Il pourrait s’agir d’altérations génétiques comme les gains du chromosome 9p24.1 qui seraient corrélées à l’expression tumorale de PD-L1 [60,61], ou l’infection par EBV induisant l’activation de la voie JAK/STAT et up-régulant PD-L1 [7,60] (Fig. 3A—B). L’expression de PD-L1 pourrait être également secondaire à un ME cytotoxique car il a été rapporté une corrélation négative entre l’expression de PD-L1 dans les cellules tumorales et la présence de TIL Foxp3+ et une corrélation positive entre l’expression de PD-L1 dans les cellules tumorales et la présence de TIL granzymeB+ et de macrophages CD68+ [32].
B. Burroni et al. de lymphocytes T péri-tumoraux, le stade de la maladie, et l’infection par EBV. L’expression de PD-L1 serait associée à une mauvaise survie sans évènement avec un seuil de positivité de PD-L1 à 20 % [59]. Les auteurs soulignent la parfaite concordance entre l’expression tumorale de PD-L1 et de PD-L2 (clone #176611 ; R&D systems) et l’absence de corrélation entre l’expression de PD-1 et de ses ligands respectifs PD-L1 et PD-L2 et la survie. La densité élevée de lymphocytes PD-1+ associée à la présence de nombreuses cellules granzyme+ et de plus rares cellules FOXP3+ dans le ME des LHc sont associées à une mauvaise survie (OS) [63]. L’impact pronostique péjoratif d’une forte densité de cellules PD-1+ est également rapporté par une autre équipe [59] (Fig. 3D—F). Ces résultats soulignent l’importance d’évaluer les différentes sous-populations immunitaires du ME dans leur globalité et ce score immun pourrait être prédictif de la réponse aux immunothérapies. L’expression tumorale de PD-L1 dans le LHc pourrait être un biomarqueur d’efficacité de thérapies anti-PD-1 car il a été montré dans une cohorte de 23 patients avec LHc (22 LHc scléro-nodulaire avec 1 EBV+ et 1 LHc à cellularité mixte) réfractaire et/ou non répondeur à différentes lignes de traitements (ABVD, brentuximab avec ou sans autogreffe) un lien entre une forte expression de PD-L1, un haut niveau d’amplification du locus PD-L1/L2 situé sur le chromosome 9p24.1 et une meilleure réponse thérapeutique [60,61]. Ce qu’il faut retenir : dans plus de 60 % des LHc il existe une expression tumorale de PD-L1/PD-L2. L’expression peut être induite par des amplifications du chromosome 9p24.1, par la présence d’EBV ou par son ME. La présence de cellules tumorales PD-L1+ cernées par des TIL PD-1+ est un aspect caractéristique en rosette du LHNPL. Une forte densité de cellules du ME PD-1+ est associée à un mauvais pronostic dans le LHc. La présence de nombreuses cellules tumorales PD-L1+ pourrait prédire une réponse thérapeutique aux antiPD-1.
Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.
LHNPL Dans le LHNPL, l’expression de PD-L1 sur les cellules tumorales est évaluée à 54 % (7/13). Certains auteurs proposent d’utiliser l’expression tumorale de PD-L1 comme un marqueur diagnostique pour différencier le LHNPL du lymphome B riche en T (LBGC-RT). En effet, PD-L1 est exprimé dans 54 % de LHNPL (7/13) (Fig. 3C) et seulement dans 9 % des LBGC-RT (1/11) [32]. D’autres auteurs rapportent une disposition caractéristique en rosette des lymphocytes T PD-1+ autour de cellules tumorales PD-L1+ dans les LHNPL ce qui représenterait un élément diagnostique [62].
Valeur pronostique de PD-L1 Il n’a pas été mis en évidence de lien entre l’expression tumorale de PD-L1 et les paramètres que sont la densité
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