PD-L1 발현

PD-L1 단백질의 기능은 주로 면역 체계의 조절에 있다. 이 단백질은 T세포 표면에 존재하는 PD-1 수용체와 결합하여 신호를 전달한다. 이 결합은 T세포의 활성화, 증식, 그리고 사이토카인 분비를 억제하는 억제성 신호를 유발한다. 정상적인 생리적 상태에서 이러한 상호작용은 과도한 면역 반응을 방지하고 자가면역질환을 예방하는 데 중요한 역할을 하며, 이를 통해 면역 관용을 유도한다.

특히 말초 조직에서 이 경로는 자가항원에 대한 T세포의 공격을 억제하여 조직 손상을 막는 데 기여한다. 그러나 암 세포는 이 면역 조절 메커니즘을 악용한다. 다양한 암 세포는 자신의 표면에 PD-L1을 과도하게 발현하여, 종양 미세환경으로 침투한 T세포의 PD-1과 결합한다. 이를 통해 T세포의 기능을 마비시켜 면역 회피를 성공적으로 수행하고, 면역 체계의 공격으로부터 자신을 보호한다. 이러한 기전은 PD-L1이 면역관문억제제 치료의 주요 표적이 되는 이유이기도 하다.

PD-L1이 종양 세포 표면에 발현되면, 이는 주요한 면역 회피 메커니즘으로 작용한다. 종양 세포의 PD-L1은 활성화된 T세포 표면의 PD-1 수용체와 결합한다. 이 결합은 T세포 내로 억제성 신호를 전달하여, T세포의 증식, 사이토카인 분비, 그리고 종양 세포를 사멸시키는 세포독성 기능을 억제한다. 결과적으로 면역 체계가 종양을 인식하고 공격하는 능력이 크게 약화된다.

이러한 경로는 정상적인 상황에서는 자가면역 반응을 방지하고 말초 조직에서의 과도한 염증을 조절하는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 종양 세포는 이 생리적 면역 조절 기전을 악용하여, 자신을 공격해야 할 T세포의 기능을 무력화시킨다. 이로 인해 종양은 면역 감시를 회피하고 성장할 수 있는 환경을 조성하게 된다.

PD-L1/PD-1 경로를 통한 면역 회피는 다양한 고형암에서 공통적으로 관찰되는 현상이다. 특히 비소세포폐암, 방광암, 두경부암 등에서 높은 빈도로 확인된다. 따라서 이 경로를 차단하는 면역관문억제제는 T세포의 항종양 기능을 회복시켜 치료 효과를 나타내는 핵심 전략이 되었다.

PD-L1 발현 수준은 이러한 면역 회피 메커니즘이 활발히 작동하고 있을 가능성을 간접적으로 나타내는 지표이다. 따라서 임상적으로 PD-L1 발현 정도를 측정하는 것은, PD-1/PD-L1 억제제가 해당 면역 회피 경로를 차단함으로써 치료 효과를 발휘할 수 있는지 예측하는 데 활용되는 중요한 바이오마커가 된다.

PD-L1 단백질은 정상적인 신체 조직에서도 선택적으로 발현한다. 이 발현은 면역 체계의 균형을 유지하고, 과도한 면역 반응으로 인한 조직 손상을 방지하는 중요한 생리적 기능을 수행한다. 특히 T세포의 활성을 조절하는 면역 관용 유도에 핵심적인 역할을 한다.

정상 조직에서 PD-L1은 주로 면역 특권 기관이나, 외부 항원과 지속적으로 접촉하는 조직에서 발현이 관찰된다. 대표적인 예로는 태반, 고환, 눈의 전방, 그리고 폐, 간, 장 등의 점막 조직이 있다. 이러한 조직들은 외부 물질이나 태아와 같은 '이물질'에 대해 면역 공격을 억제해야 할 필요가 있기 때문에 PD-L1을 통해 면역 억제 신호를 전달한다.

또한, 염증이 발생한 조직에서도 PD-L1 발현이 증가할 수 있다. 이는 염증성 사이토카인인 인터페론 감마(IFN-γ) 등의 자극에 의해 유도되며, 과도한 염증 반응을 종료시키고 조직의 항상성을 회복시키는 기전의 일부로 여겨진다. 따라서 정상 상태의 PD-L1 발현은 신체의 자기 보호 메커니즘으로 작동한다.

이러한 생리적 발현 메커니즘은 병리적 상태, 특히 암에서 종양 세포가 악용하는 면역 회피 전략과 대비된다. 종양 세포는 정상 조직의 이 메커니즘을 모방하여 PD-L1을 과발현시켜, 종양 미세환경에서 항종양 면역을 담당하는 T세포의 기능을 무력화시킨다.

종양 세포에서의 PD-L1 발현은 면역 회피를 위한 핵심 기전으로 작동한다. 정상적인 상황에서 PD-L1은 면역 반응을 조절하는 역할을 하지만, 다양한 암종에서 종양 세포는 이 단백질을 과도하게 발현하여 면역 체계의 공격으로부터 자신을 보호한다. 종양 세포 표면의 PD-L1은 종양 미세환경에 침윤한 T세포 표면의 PD-1 수용체에 결합하면 T세포의 활성화, 증식 및 사이토카인 분비를 억제하는 신호를 전달한다. 이로 인해 종양에 대한 면역 공격이 무력화되고, 종양 세포는 면역 감시를 피해 성장과 전이를 지속할 수 있게 된다.

PD-L1 발현은 암의 종류에 따라 그 빈도와 정도가 크게 다르다. 예를 들어, 비소세포폐암, 방광암, 두경부암, 위암, 피부암 등에서 높은 발현율이 보고된다. 또한 같은 암종 내에서도 환자마다 발현 수준이 이질적이며, 같은 종양 내부에서도 부위에 따라 발현 정도가 다를 수 있다. 이러한 발현의 변이는 종양의 유전적 불안정성과 종양 미세환경의 영향에 기인한다.

종양에서 PD-L1 발현을 유도하는 주요 경로는 크게 두 가지이다. 첫째는 선천적 면역 반응으로, 종양 미세환경에서 분비되는 인터페론 감마 같은 염증성 사이토카인이 종양 세포의 PD-L1 발현을 유도한다. 둘째는 종양 세포 자체의 내재적 변화로, EGFR 돌연변이나 ALK 융합 유전자와 같은 특정 암 유전자의 활성화가 PD-L1 발현을 직접 증가시키는 경우도 있다. 이는 일부 표적 치료제와 면역 치료제의 연관성을 시사한다.

따라서 종양 세포의 PD-L1 발현 상태를 평가하는 것은 단순히 생물학적 현상을 관찰하는 것을 넘어, 면역관문억제제 치료의 적응증을 결정하는 중요한 임상적 실천이 되었다. 높은 PD-L1 발현을 보이는 종양은 PD-1/PD-L1 경로를 차단하는 항체 약물에 대해 더 좋은 반응을 보일 가능성이 있어, 이에 대한 검사는 정밀의학 기반 치료 전략의 초석이 된다.

PD-L1 발현 정도를 정량화하기 위해 임상적으로 표준화된 여러 지표가 사용된다. 가장 널리 쓰이는 지표는 종양 세포에서의 발현 비율을 나타내는 TPS(Tumor Proportion Score)이다. TPS는 PD-L1이 발현된 종양 세포의 수를 전체 종양 세포 수로 나눈 백분율로 계산되며, 비소세포폐암 등에서 주요한 판독 기준으로 활용된다.

다른 주요 지표로는 CPS(Combined Positive Score)가 있다. CPS는 PD-L1이 발현된 종양 세포, 림프구, 대식세포의 총 수를 전체 종양 세포 수로 나눈 값에 100을 곱하여 계산한다. 이 방법은 종양 미세환경 전체의 면역 상태를 반영할 수 있어, 위암이나 두경부암 등에서 치료 반응 예측에 유용하게 사용된다.

또한, IPS(Immune cell Proportion Score)는 종양 세포 자체가 아닌 종양을 둘러싼 면역 세포(림프구, 대식세포)에서의 PD-L1 발현 면적 비율을 평가한다. 이 방법은 특정 암종의 연구 목적으로 활용되지만, TPS나 CPS에 비해 임상적 적용은 더 제한적이다.

이러한 발현 점수는 동일한 환자에서도 사용된 검사용 항체, 평가한 종양 부위, 채취한 검체의 종류에 따라 차이가 날 수 있다. 따라서 각 면역관문억제제 치료에 맞는 특정 검사 플랫폼과 판독 기준을 따르는 것이 매우 중요하다.

PD-L1 발현은 면역관문억제제 치료의 중요한 예측 바이오마커로 평가된다. PD-1/PD-L1 억제제로 대표되는 이 약물군은 T세포의 활성을 회복시켜 항암 면역 반응을 유도하는데, 종양 세포나 종양 미세환경 내 면역 세포에서 PD-L1이 높게 발현된 경우 이러한 치료에 대한 반응이 더 좋을 가능성이 있다. 이는 PD-L1이 PD-1 수용체와 결합하여 T세포 기능을 억제하는 주요 리간드이기 때문이다. 따라서 치료 전 생검 조직을 통해 PD-L1 발현 정도를 평가하는 것은 치료 방침을 수립하는 데 핵심적인 정보를 제공한다.

PD-L1 발현을 바이오마커로 활용하는 것은 여러 주요 암종에서 임상 연구를 통해 입증되었다. 예를 들어, 비소세포폐암이나 두경부암, 방광암 등에서 PD-L1 발현 수준이 높은 환자군에서 면역 치료제의 객관적 반응률과 생존 기간이 더 우수한 것으로 보고된다. 이에 따라 각국의 약물 허가 기관들은 특정 PD-1 억제제 또는 PD-L1 억제제의 사용을 공인된 면역조직화학염색 검사법으로 측정한 PD-L1 발현 수준에 따라 제한하거나 권고하는 경우가 많다.

그러나 PD-L1 발현은 절대적인 예측 인자는 아니다. 우선, 검사에 사용되는 항체와 플랫폼, 판독 기준(예: TPS, CPS)이 치료제별로 상이할 수 있어 주의가 필요하다. 또한, PD-L1 발현이 낮거나 검출되지 않는(음성) 환자에서도 의미 있는 치료 반응을 보이는 경우가 있으며, 반대로 발현이 높은 환자에서 무반응을 보이는 경우도 있다. 이는 종양 내 이질성, 샘플링 오류, 또는 PD-L1 이외의 다른 면역 회피 경로의 관여 등 복잡한 종양 면역학적 배경에 기인한다. 따라서 PD-L1은 유용한 지표이지만, 종양 돌연변이 부하나 미세위성불안정성 같은 다른 바이오마커와 함께 종합적으로 고려되는 것이 점차 표준이 되고 있다.

PD-L1 발현은 여러 암종에서 중요한 예후 지표로 평가받는다. 일반적으로 PD-L1이 높게 발현된 종양은 더 공격적인 생물학적 행태를 보이고, 환자의 예후가 불량한 경우가 많다. 이는 PD-L1이 종양 미세환경에서 면역 회피를 촉진하여 암의 진행을 돕기 때문이다. 예를 들어, 비소세포폐암, 두경부암, 방광암, 위암 등에서 PD-L1 고발현은 종종 짧은 무진행생존기간 및 전체생존기간과 연관된다.

그러나 PD-L1 발현의 예후적 의미는 암종에 따라 다르게 나타날 수 있다. 일부 암종에서는 오히려 PD-L1 발현이 유리한 예후 인자로 보고되기도 하며, 이는 종양 침윤 림프구의 존재와 같은 다른 면역학적 요소들과의 복잡한 상호작용을 반영한다. 또한, PD-L1 발현은 면역관문억제제 치료에 대한 반응성을 예측하는 데 사용되는 주요 바이오마커이지만, 치료 반응성과 예후 지표로서의 역할은 별개의 개념으로 이해해야 한다.

PD-L1 발현을 예후 지표로 해석할 때는 검사 방법, 판독 기준, 종양 내 이질성 등의 기술적 한계를 고려해야 한다. 동일한 환자에서도 생검 부위나 검체 종류에 따라 발현 정도가 달라질 수 있어, 단일 검체 결과가 전체 종양의 특성을 완전히 대표하지 못할 수 있다. 따라서 PD-L1 발현은 다른 임상적, 병리학적 인자들과 함께 종합적으로 평가되어야 의미 있는 예후 정보를 제공할 수 있다.

PD-L1 발현은 면역관문억제제 치료의 반응성을 예측하는 중요한 바이오마커로 활용된다. 일반적으로 PD-L1 발현 수치가 높을수록 항PD-1 항체나 항PD-L1 항체와 같은 면역관문억제제에 대한 치료 반응률이 증가하는 경향을 보인다. 이는 종양 미세환경에서 PD-L1이 풍부하게 발현될수록, 약물이 표적을 차단함으로써 T세포의 항종양 면역 반응을 효과적으로 재활성화시킬 가능성이 높기 때문이다. 따라서 비소세포폐암, 방광암, 두경부암 등 여러 암종에서 PD-L1 발현 정도는 치료 약제 선택의 핵심적인 지표가 된다.

그러나 PD-L1 발현이 치료 반응의 절대적 예측 인자는 아니다. PD-L1 발현이 낮거나 검출되지 않는(음성) 환자에서도 면역관문억제제 치료에 반응하는 사례가 상당수 보고되고 있으며, 반대로 높은 발현을 보임에도 불구하고 치료에 반응하지 않는 경우도 존재한다. 이는 종양 이질성으로 인해 생검 부위에 따라 발현 정도가 다를 수 있고, PD-1/PD-L1 경로 외에 다른 면역 회피 기전이 관여할 수 있기 때문이다. 또한, 종양 돌연변이 부하나 미세위성불안정성 같은 다른 생체표지자도 치료 반응에 영향을 미친다.

면역관문억제제 치료 과정에서 발생하는 내성 역시 중요한 문제이다. 초기 치료에 반응하던 환자에서 시간이 지나면서 내성이 발생할 수 있으며, 그 기전은 매우 다양하다. 여기에는 PD-L1 발현 이외의 대체 면역관문(예: LAG-3, TIM-3)의 발현 증가, 항원 제시 기능의 결함, 면역억제 세포의 침윤, 또는 종양 항원의 소실 등이 포함된다. 따라서 PD-L1 발현은 치료 시작 시점의 유용한 예측 인자이지만, 치료 중 동적으로 변화하는 종양 면역환경과 발생 가능한 다양한 내성 기전을 모두 설명하지는 못한다.

PD-L1 발현을 검출하는 가장 일반적이고 표준화된 방법은 면역조직화학염색이다. 이 방법은 환자로부터 채취한 생검 조직이나 절제 조직의 박편을 특정 항체로 염색하여, 현미경으로 관찰 가능한 형태로 PD-L1 단백질의 존재와 위치를 시각화한다. 검사 과정은 조직을 파라핀에 포매하여 얇게 절편한 후, PD-L1에 특이적으로 결합하는 항체를 처리하고 발색 반응을 통해 암세포나 면역세포에서의 발현을 확인한다.

검사에는 여러 상업적 플랫폼과 검사용 항체 키트가 사용되며, 각각은 특정 면역관문억제제 약물과 함께 승인되어 있다. 주요 플랫폼으로는 Dako 22C3, Dako 28-8, Ventana SP142, Ventana SP263 등이 있다. 이들 검사법은 사용하는 항체, 검사 절차, 판독 기준에서 차이가 있을 수 있어, 결과 해석 시 사용된 특정 검사법을 반드시 고려해야 한다.

면역조직화학염색 결과의 판독은 정량적 기준에 따라 이루어진다. 가장 흔한 판독 기준은 종양 세포에 국한된 발현 비율을 평가하는 TPS이다. 일부 암종이나 검사법에서는 종양 세포와 종양 미세환경 내 특정 면역세포(예: 림프구, 대식세포)의 발현을 함께 평가하는 CPS나 IPS를 사용하기도 한다. 판독은 훈련된 병리 의사가 시행하며, 발현 정도는 치료 여부 결정의 중요한 근거가 된다.

이 검사법의 핵심 장점은 병리 조직의 형태학적 정보를 유지하면서 특정 단백질의 공간적 분포를 직접 확인할 수 있다는 점이다. 이를 통해 PD-L1이 암세포 자체에서 발현되는지, 혹은 종양을 둘러싼 염증 세포에서 발현되는지를 구분할 수 있어, 면역미세환경에 대한 정보를 추가로 제공한다.

검사용 항체 및 플랫폼은 PD-L1 발현을 평가하는 면역조직화학염색 검사의 핵심 구성 요소로, 사용되는 항체와 검사 시스템에 따라 결과가 달라질 수 있어 중요하게 다뤄진다. 여러 제약사들은 자사 면역관문억제제의 동반진단으로 특정 항체와 검사 플랫폼의 조합을 개발 및 승인받았다. 대표적으로 비소세포폐암과 두경부암 등에서 사용되는 22C3 항체(다코 플랫폼), 28-8 항체(벤치마크 플랫폼), SP142 항체(벤트라나 플랫폼), SP263 항체(벤치마크 플랫폼) 등이 있다.

각 항체-플랫폼 조합은 특정 암종과 치료 약제에 맞춰 검증되었으며, 이에 상응하는 전용 판독 기준이 정해져 있다. 예를 들어, 동일한 생검 조직을 다른 항체로 염색할 경우 발현 양상이나 강도에 차이가 나타날 수 있다. 이로 인해 임상 현장에서는 의뢰된 약제에 맞는 정확한 검사법을 선택하는 것이 필수적이며, 검사실에서는 해당 검사의 표준 운영 절차를 엄격히 준수해야 한다.

이러한 다양한 검사법의 존재는 표준화의 필요성을 촉진시켰으며, 비교 연구를 통해 일부 항체 쌍(예: 22C3, 28-8, SP263) 간에는 높은 일치도를 보이는 반면, 다른 항체(예: SP142)는 종양 세포 양성률을 낮게 평가하는 경향이 있음이 보고되었다. 따라서 검사 결과를 해석할 때는 단순히 '양성' 또는 '음성'이 아닌, 사용된 특정 검사법의 문맥 안에서 평가해야 한다.

PD-L1 발현 검사는 주로 암 조직을 통해 이루어지며, 사용되는 검체의 종류에 따라 결과 해석에 차이가 있을 수 있다. 가장 일반적인 검체는 생검을 통해 얻은 소량의 조직 샘플이다. 생검 조직은 침습적이지 않고 비교적 쉽게 얻을 수 있어 초기 진단 시에 PD-L1 발현을 평가하는 데 널리 사용된다. 특히 비소세포폐암이나 방광암 등에서 치료 전 바이오마커 검사에 활용된다.

그러나 생검 조직은 종양 전체의 이질성을 반영하지 못할 수 있다는 한계가 있다. 종양 내에서 PD-L1 발현은 부위에 따라 다를 수 있어, 작은 생검 표본만으로는 발현 정도를 저평가하거나 오판할 위험이 있다. 이에 비해 절제술을 통해 얻은 종양 전체 조직은 더 넓은 영역을 평가할 수 있어 발현의 이질성을 더 잘 파악할 수 있다. 따라서 수술이 가능한 경우 절제 조직을 이용한 검사가 더 포괄적인 정보를 제공할 수 있다.

검체의 종류 선택은 임상 상황과 검사 목적에 따라 달라진다. 전이성 암환자에서 면역관문억제제 치료 적합성을 판단할 때는 주로 생검 조직이 사용되며, 수술 가능한 초기 암의 경우 절제 조직을 활용할 수 있다. 또한, 검체의 처리 및 보관 상태, 즉 고정과 포매 과정도 PD-L1 면역조직화학염색 결과의 질에 영향을 미치는 중요한 요소이다.

PD-L1 발현의 판독 기준과 해석은 면역조직화학염색 검사 결과를 정량화하고 임상적 의사결정에 활용하기 위한 핵심 과정이다. 검사 결과는 주로 종양 세포 자체에서 PD-L1이 발현된 비율을 나타내는 종양 세포 비율(TPS, Tumor Proportion Score)과, 종양 세포 및 종양 침윤 면역세포(IC)에서 발현된 비율을 합산하는 결합 양성 점수(CPS, Combined Positive Score)로 보고된다. 일부 암종에서는 면역세포만의 발현 비율을 평가하는 면역세포 점수(IPS, Immune Cell Score)가 사용되기도 한다.

이러한 점수화는 표준화된 판독 가이드라인에 따라 이루어진다. 병리 의사는 현미경으로 관찰하여 염색된 세포막을 가진 종양 세포의 비율을 계산하거나, CPS의 경우 염색된 모든 종양 세포, 림프구, 대식세포의 수를 총 종양 세포 수로 나누어 100을 곱해 산출한다. 판독 시 염색 강도는 일반적으로 고려하지 않으며, 명확한 세포막 염색이 있는지 여부가 중요하다.

판독 결과의 해석은 특정 면역관문억제제와 특정 암종에 대해 승인된 컷오프 값(임계값)에 따라 이루어진다. 예를 들어, 어떤 치료제는 TPS 1% 이상을 '양성'으로, 다른 치료제는 CPS 10 이상을 '양성' 기준으로 삼을 수 있다. 이 임계값은 각 임상 시험에서 치료 반응률과 생존율 benefits를 근거로 설정되며, 따라서 동일한 검체라도 사용하는 검사 키트와 연관된 치료 지침에 따라 해석이 달라질 수 있다. 최종 판독 보고서에는 사용된 검사 플랫폼, 판독 기준(TPS/CPS), 계산된 수치, 그리고 적용 가능한 임계값에 따른 양성/음성 판정이 포함되어 임상의에게 전달된다.

PD-L1 발현은 종양 내에서나 서로 다른 종양 사이에서 균일하지 않은 양상을 보이는 경우가 많다. 이는 PD-L1을 바이오마커로 활용하는 데 주요한 도전 과제로 작용한다.

종양 내 이질성은 같은 종양 덩어리 내에서도 부위에 따라 PD-L1 발현 수준이 현저히 다를 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 생검으로 채취한 작은 조직 표본의 발현 정도가 종양 전체의 발현 상태를 대표하지 못할 가능성이 있다. 이는 검사 결과가 채취 부위에 따라 위음성 또는 위양성으로 나올 수 있어, 면역관문억제제 치료 적격 여부 판단에 오류를 초래할 수 있다.

종양 간 이질성은 동일한 유형의 암을 가진 다른 환자들 사이에서, 또는 한 환자에게서 발생한 다른 전이 병소들 사이에서 PD-L1 발현 패턴이 크게 다를 수 있다는 점을 말한다. 예를 들어, 비소세포폐암 환자에서 원발 종양과 뇌 전이의 PD-L1 발현 수준이 일치하지 않는 경우가 보고된다. 이는 단일 검체로 전체 질병 상태를 평가하는 것의 한계를 보여준다.

이러한 공간적 이질성은 면역조직화학염색 검사의 정확성과 재현성을 떨어뜨리는 요인이며, 치료 반응을 예측하는 PD-L1의 유용성에 대한 논란의 중심에 있다. 이를 극복하기 위해 다중 부위 생검 또는 액체 생검과 같은 대체 평가 방법에 대한 연구가 진행되고 있다.

PD-L1 발현 검사는 면역관문억제제 치료의 적응증을 결정하는 핵심 바이오마커로 사용되지만, 검사 방법 간의 차이와 표준화 문제는 중요한 한계로 지적된다. 가장 널리 사용되는 검사법은 면역조직화학염색이지만, 각 제약사는 자사의 항체치료제에 맞춰 서로 다른 검사용 항체, 플랫폼, 판독 기준을 개발하여 승인받았다. 예를 들어, 비소세포폐암에서는 22C3, 28-8, SP142, SP263 등 여러 종류의 검사용 항체가 각각 다른 진단 키트와 함께 사용되며, 이로 인해 동일한 조직 표본에서도 검사 결과에 차이가 발생할 수 있다.

판독 기준 역시 암종과 치료제에 따라 종양 세포 비율, 종양 세포와 면역 세포를 모두 고려한 결합 양성 점수, 또는 면역 세포만을 평가하는 방식 등으로 다양하게 나뉜다. 이러한 불일치는 의료진이 검사 결과를 해석하고 치료를 결정하는 데 혼란을 초래하며, 서로 다른 연구 데이터를 비교 분석하는 것을 어렵게 만든다. 이에 국제적인 표준화 노력의 일환으로, 비소세포폐암 등 주요 암종에서 다양한 검사법 간의 비교 연구가 수행되어 상호 교차 사용 가능성에 대한 정보가 축적되고 있다.

표준화 문제를 해결하기 위한 방안으로는 표준화된 판독 교육 프로그램의 확대, 디지털 병리와 인공지능을 활용한 객관적 판독 시스템 개발, 그리고 혈액을 이용한 액체 생검과 같은 새로운 검사법의 탐색 등이 진행되고 있다. 궁극적으로는 환자의 종양 미세환경을 더 포괄적으로 반영할 수 있는 새로운 바이오마커 패널의 개발이 PD-L1 단일 검사의 한계를 극복하는 데 필요하다는 의견이 지배적이다.

PD-L1 발현이 음성으로 확인된 환자에서도 면역관문억제제 치료에 반응하는 경우가 있다. 이는 PD-L1 발현이 면역 반응의 유일한 조절자나 예측 인자가 아니기 때문이다. 종양 미세환경에는 PD-1/PD-L1 경로 외에도 다른 면역관문 분자, 종양 침윤 림프구의 양과 질, 종양 돌연변이 부하 등 다양한 요소가 치료 반응에 영향을 미친다. 특히 고종양 돌연변이 부하를 가진 암은 신항원이 많이 생성되어 면역 체계가 인지하기 쉬워, PD-L1 발현 수준과 관계없이 면역관문억제제에 반응할 가능성이 높아진다.

이러한 현상은 PD-L1을 필수적인 바이오마커가 아닌 하나의 연속적인 예측 변수로 보게 하는 중요한 근거가 된다. 따라서 임상에서는 PD-L1 발현 결과만으로 치료 적응증을 완전히 배제하지 않고, 다른 임상적·병리학적 요소를 종합적으로 고려한다. 예를 들어, 비소세포폐암이나 두경부암 등에서 일부 치료법은 PD-L1 발현 수준에 관계없이 모든 환자에게 승인되어 사용되기도 한다.

PD-L1 음성 환자에서의 치료 반응은 검사 방법의 한계와도 연관이 있다. 현재 표준 검사법인 면역조직화학염색은 특정 항체를 사용해 고정된 조직의 일부 영역만을 평가하므로, 종양 이질성으로 인해 검사 표본이 전체 종양의 PD-L1 발현 상태를 정확히 대표하지 못할 수 있다. 또한 검사 시 사용하는 항체와 판정 기준(TPS, CPS)에 따라 결과가 달라질 수 있어, 실제로는 발현이 있으나 기술적 한계로 음성으로 판정되는 경우도 있을 수 있다.