免疫檢查點抑制劑相關(guān)免疫不良反應(yīng)的研究進(jìn)展△

李多，林麗珠，陶嵐婷，胡磊顥，孫玲玲

廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤中心，廣州 510405

隨著腫瘤免疫學(xué)快速發(fā)展，繼手術(shù)、放療、化療及靶向治療等傳統(tǒng)腫瘤療法后，免疫治療尤其是免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）已然成為腫瘤治療的新手段。目前臨床上最常用的ICI主要為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4）和程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）/程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）抑制劑。與傳統(tǒng)治療相比，免疫治療能改善患者的長期生存獲益，但在免疫治療過程中，由于其獨特的機制，會產(chǎn)生一系列免疫相關(guān)不良反應(yīng)（immune related adverse event，irAE）。本文就irAE的流行病學(xué)特點、臨床前研究模型、發(fā)生機制及防治現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 irAE 的流行病學(xué)特點

與放療、化療、靶向治療的不良反應(yīng)相比，irAE的流行病學(xué)主要呈現(xiàn)以下特點。

1.1 irAE 譜與放化療所致不良反應(yīng)譜不一致

irAE主要集中在與免疫相關(guān)的器官與組織中，其中皮膚、消化道、內(nèi)分泌器官、肝臟和肺不良反應(yīng)更加常見，而神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)不良反應(yīng)較為罕見。

1.2 不同類型免疫抑制劑導(dǎo)致的irAE類型不同

CTLA4抑制劑常引起結(jié)腸炎、垂體炎和皮疹，PD-1/PD-L1抑制劑常引起肺炎和甲狀腺功能紊亂，CTLA4抑制劑聯(lián)合PD-1/PD-L1抑制劑最常見的不良反應(yīng)是皮膚不良反應(yīng)和內(nèi)分泌不良反應(yīng)[1-2]。不同的PD-1/PD-L1抑制劑誘導(dǎo)的不良反應(yīng)也有差異，PD-1抑制劑納武利尤單抗易引起內(nèi)分泌不良反應(yīng)，帕博利珠單抗常見關(guān)節(jié)炎、肺炎及肝臟不良反應(yīng)，國產(chǎn)卡瑞利珠單抗容易引起反應(yīng)性皮膚毛細(xì)血管增生癥[3-4]，而PD-L1抑制劑阿替利珠單抗更容易引起甲狀腺功能減退、惡心、嘔吐等癥狀[5]。

1.3 不同腫瘤中ICI 產(chǎn)生的不良反應(yīng)譜不同

同一ICI作用于不同腫瘤所致的不良反應(yīng)譜不同。在接受PD-1抑制劑治療的患者中，黑色素瘤患者皮膚瘙癢、皮疹、結(jié)腸炎等irAE發(fā)生率較高，肺炎發(fā)生率較低；腎細(xì)胞癌、肺癌患者更可能發(fā)生免疫性肺炎；肝癌患者中，疲勞、轉(zhuǎn)氨酶升高、皮疹和瘙癢、腹瀉等皮膚和消化道不良反應(yīng)發(fā)生率更高[1]。

1.4 ICI聯(lián)合應(yīng)用irAE發(fā)生率提高，與其他治療方式聯(lián)合應(yīng)用時發(fā)生率類似

CTLA4抑制劑與PD-1抑制劑聯(lián)合應(yīng)用時較單用時不良反應(yīng)增加，接受伊匹單抗和納武利尤單抗聯(lián)合治療的患者3～4級irAE發(fā)生率約為50%[6]，而伊匹單抗單獨治療的患者為20%～25%[7]，納武利尤單抗單獨治療的患者為14%[8]。而針對Ⅲ期非小細(xì)胞肺癌患者的PACIFIC試驗顯示，ICI與放療或抗血管生成治療聯(lián)合應(yīng)用時，irAE發(fā)生率類似，總體安全性可控[9-11]。

1.5 irAE以1級或2級常見，嚴(yán)重irAE少見但致死率高

根據(jù)2021年中國臨床腫瘤學(xué)會ICI相關(guān)的毒性管理指南[12]，ICI的irAE分為4級，其中1級或2級較常見，3級或4級嚴(yán)重irAE少見，其中CTLA4抑制劑的嚴(yán)重irAE發(fā)生率為1.08%，PD-1抑制劑為0.36%，PD-L1抑制劑為0.38%。

不同類型免疫抑制劑導(dǎo)致的irAE相關(guān)性死亡事件也不一致，CTLA4抑制劑導(dǎo)致的死亡事件中，結(jié)腸炎占比為70%，PD-1/PD-L1抑制劑相關(guān)死亡事件中，肺炎占35%，肝炎占22%，神經(jīng)毒性占15%，而當(dāng)CTLA4抑制劑和PD-1抑制劑聯(lián)合應(yīng)用時，irAE相關(guān)死亡事件可高達(dá)1.23%，常見的死亡原因主要為結(jié)腸炎（37%）、心肌炎（25%）[13]。免疫相關(guān)性心肌炎雖然發(fā)生率低，但其一旦發(fā)生，死亡率高達(dá)50%，居所有irAE相關(guān)死亡的第一位[14]。

1.6 irAE發(fā)生在ICI 治療期間的任何時間

irAE可以在接受ICI治療后的任何時間發(fā)生，但通常在1～6個月內(nèi)發(fā)生，其中胃腸道及皮膚不良反應(yīng)往往最早出現(xiàn)[15]，臨床上還需引起警惕的是，irAE甚至可以在終止治療后出現(xiàn)。CTLA4抑制劑或PD-1/PD-L1抑制劑單獨治療誘導(dǎo)的致死性irAE的中位發(fā)生時間為40天，而聯(lián)合治療為14天[13]。

1.7 irAE 是否具有劑量限制性毒性尚不明確

Agrawal等[16]研究發(fā)現(xiàn)，3 mg/kg和10 mg/kg納武利尤單抗治療后，3～4級irAE的發(fā)生率類似，提示劑量的變化對毒性大小無明顯影響，并且劑量減少不會阻止其再次發(fā)生，通常需要永久性停藥。但有研究表明，CTLA4抑制劑引起的不良反應(yīng)具有劑量相關(guān)性，高劑量的CTLA4抑制劑產(chǎn)生更大的穩(wěn)態(tài)谷濃度、更好的抗腫瘤療效、更長的生存期，同時也有更高的irAE發(fā)生率[17]。

2 irAE 臨床前研究模型

建立可靠的臨床前小鼠模型，以再現(xiàn)人類腫瘤的臨床特征、分子遺傳學(xué)和免疫微環(huán)境，實現(xiàn)轉(zhuǎn)化性研究，對于防治irAE的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要。盡管ICI在人體中容易誘導(dǎo)irAE發(fā)生，但在臨床前小鼠模型中較難觀察到，這可能導(dǎo)致了irAE臨床前模型相關(guān)研究并不多。目前irAE的臨床前研究模型主要可分為以下幾種。

第一類是基因缺陷小鼠模型。研究表明，某些基因缺陷的小鼠自發(fā)產(chǎn)生的免疫不良事件與臨床觀察到的irAE病理特征一致。如Wei等[18]報道了ICI導(dǎo)致的免疫相關(guān)性心肌炎模型，其團隊發(fā)現(xiàn)在完全缺乏PD-1基因的情況下，CTLA4的單等位基因缺失導(dǎo)致大約一半的小鼠過早死亡。分析CTLA4+/-且PD-1-/-基因缺陷小鼠過早死亡的原因是由于T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的心肌浸潤以及嚴(yán)重的心電圖異常所致，并且免疫細(xì)胞主要浸潤心外膜和心內(nèi)膜，與ICI治療患者中觀察到的暴發(fā)性心肌炎一致。Marschner等[19]研究發(fā)現(xiàn)，微小RNA（microRNA，miRNA）-146a可能影響irAE的發(fā)生發(fā)展及嚴(yán)重程度，與C57BL/6野生型小鼠相比，miRNA-146a敲除的小鼠采用脂多糖和PD-1抑制劑治療后發(fā)生了更嚴(yán)重的irAE，表現(xiàn)為主要的irAE靶器官，包括肺、肝、結(jié)腸和皮膚等免疫相關(guān)組織中的中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤增加。

第二類是人源性組織異種移植模型，即將人源性腫瘤組織接種到免疫缺陷DNA依賴性蛋白激酶基因（protein kinase,DNA-activated,catalytic subunit，PRKDC）和白細(xì)胞介素2受體亞單位γ（interleukin 2 receptor subunit gamma，IL2RG）雙基因敲除的小鼠（NOD-SCID-IL2RG，NSG）體內(nèi)，同時輸注人外周血單核細(xì)胞進(jìn)行免疫重建，然后采用ICI誘導(dǎo)irAE。如Xu等[20]構(gòu)建了一種人外周血單核細(xì)胞植入的NSG小鼠膠質(zhì)母細(xì)胞瘤模型，采用伊匹單抗誘導(dǎo)出了嚴(yán)重的irAE。Ye等[21]亦構(gòu)建了一種人外周血單核細(xì)胞植入的NSG小鼠模型，可模擬ICI導(dǎo)致的細(xì)胞因子風(fēng)暴即細(xì)胞因子釋放綜合征，為臨床上篩選有效的創(chuàng)新藥物提供了一個快速、敏感、可復(fù)制的研究平臺。而Perez-Ruiz等[22]則在人外周血單核細(xì)胞植入的NSG小鼠模型的基礎(chǔ)上，首先采用葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium salt，DSS）誘導(dǎo)結(jié)腸炎，然后腹腔注射ICI加重DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎，來模擬irAE相關(guān)性結(jié)腸炎。

第三類則是利用叉頭框蛋白P3（forkhead box P3，F(xiàn)OXP3）-DTR小鼠模型采用白喉毒素耗竭調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Treg）的方法來模擬ICI誘導(dǎo)的irAE。研究顯示，攜帶腫瘤的BALB/c FOXP3-DTR小鼠，先采用白喉毒素耗竭Treg細(xì)胞后再接受抗CD40治療，其產(chǎn)生的irAE與臨床上抗CD137抗體烏瑞蘆單抗導(dǎo)致的irAE在臨床表現(xiàn)及生化免疫病理學(xué)特征方面均非常相似，可作為烏瑞蘆單抗導(dǎo)致的irAE的臨床前動物模型[23]。與之類似，Jacoberger-Foissac等[24]利用2種FOXP3-DTR小鼠和3種不同的腫瘤模型，研究瞬時Treg耗竭分別與針對PD-1、TIM-3或CD137的單克隆抗體聯(lián)合應(yīng)用的療效和安全性。聯(lián)合治療在抑制腫瘤生長方面更有效，但同時誘發(fā)輕度或重度irAE。

除以上幾類之外，Iwama等[25]在SJL/J小鼠中反復(fù)給予5周以上的抗CTLA4抗體，誘導(dǎo)出了免疫相關(guān)性垂體炎。Du等[26]建立了CTLA4人源化的新生小鼠模型，可以用來有效模擬臨床上抗CTLA4抗體單用以及聯(lián)合應(yīng)用造成的各個臟器的免疫不良反應(yīng)。Ashoori等[27]制備了免疫相關(guān)性皮炎模型，首先在重組激活2（recombination activating 2，RAG2）-/-小鼠耗竭T細(xì)胞后，在耳朵背面局部給予惡唑酮誘發(fā)輕微皮炎，然后給予PD-L1導(dǎo)致惡唑酮誘發(fā)的皮炎明顯加重，與臨床上皮膚相關(guān)irAE的病理特征一致。

3 irAE的發(fā)生機制

明確irAE的發(fā)生機制，預(yù)測irAE的發(fā)生率，對于ICI的臨床安全應(yīng)用至關(guān)重要。irAE本質(zhì)是一種自身免疫性疾病，其發(fā)生的確切病理生理學(xué)機制尚不清楚，目前認(rèn)為其與機體自身免疫系統(tǒng)功能的改變相關(guān)，主要包括自身免疫耐受被打破，或機體對抗原的識別更加敏感而攻擊自身組織。

首先，正常組織內(nèi)自我反應(yīng)性T細(xì)胞中Treg和效應(yīng)T細(xì)胞（effector T cell，Teff）的比例在這種自身免疫性疾病中起決定性的作用。Treg在維持免疫耐受方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，Treg細(xì)胞數(shù)和irAE的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)。Du等[26]研究表明，抗CTLA4抗體發(fā)揮抗腫瘤的作用主要是通過消除Treg，這也解釋了抗CTLA4抗體的不良反應(yīng)發(fā)生率較抗PD-1/PD-L1抗體更高的原因。然而，抗CTLA4抗體治療腫瘤的療效和誘導(dǎo)irAE的發(fā)生并不相關(guān)，二者的作用機制截然不同。irAE主要是通過抑制外周淋巴器官自身反應(yīng)性T細(xì)胞轉(zhuǎn)化成自身反應(yīng)性Treg細(xì)胞，天然T細(xì)胞活化成Teff多克隆擴增造成的，而抗腫瘤作用是通過免疫球蛋白Fc段的表面分子受體（Fc receptor，F(xiàn)cR）介導(dǎo)的特異性清除腫瘤微環(huán)境中的Treg細(xì)胞來實現(xiàn)的，此過程獨立于外周淋巴器官中天然T細(xì)胞的活化。因此，選擇性靶向Treg可以在避免irAE的同時不影響其療效[20,28]。

其次，通過CTLA4、PD-1等免疫檢查點維持免疫耐受的正常組織也容易產(chǎn)生irAE，正常組織細(xì)胞上“異位”表達(dá)CTLA4、PD-1，被相應(yīng)抗體識別，也會誘導(dǎo)產(chǎn)生irAE，如垂體內(nèi)分泌細(xì)胞，特別是促甲狀腺激素、促卵泡激素和促腎上腺皮質(zhì)激素分泌細(xì)胞高表達(dá)CTLA4，激活補體介導(dǎo)類似于Ⅱ型超敏反應(yīng)的炎癥級聯(lián)反應(yīng)[25]。研究表明，心肌細(xì)胞膜上也有PD-1、CTLA4表達(dá)，并可能是避免自身T細(xì)胞過度激活誘發(fā)自身免疫性炎癥的關(guān)鍵，CTLA4與PD-1在功能上以劑量依賴性的方式相互作用提高心肌炎的發(fā)生率[13,18]。

再者，與腫瘤組織存在共同抗原的正常組織也容易受到T細(xì)胞攻擊。有研究表明，對2例ICI所致暴發(fā)性心肌炎的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的心肌、骨骼肌和腫瘤組織中浸潤的T細(xì)胞進(jìn)行T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）測序分析發(fā)現(xiàn)，心肌、骨骼肌和腫瘤組織中具有相似的高頻TCR[29]。對發(fā)生皮膚性irAE患者的皮膚和腫瘤組織匹配的樣本進(jìn)行TCR分析，也發(fā)現(xiàn)皮膚和腫瘤組織間共有9種候選共同抗原[30]。這可能解釋了同一類型ICI在不同腫瘤中產(chǎn)生的不良反應(yīng)譜不同的原因，如長期的紫外線照射是惡性黑色素瘤的重要誘發(fā)原因，在接受了長期紫外線刺激后，盡管基因突變尚未使正常組織發(fā)展為惡性腫瘤，但已經(jīng)暴露了與腫瘤相同的抗原。

微生物群也在irAE中發(fā)揮重要作用。厚壁菌的富集與伊匹單抗誘導(dǎo)的免疫相關(guān)結(jié)腸炎有關(guān)，而擬桿菌的富集與結(jié)腸炎的低發(fā)生率有關(guān)[31]。Chau等[32]研究率先將特定細(xì)菌屬與irAE的發(fā)生發(fā)展聯(lián)系起來，其研究發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌可減少在irAE發(fā)生中起關(guān)鍵作用的促炎性細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-17和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）；脫硫弧菌（變形桿菌門）的富集與irAE的減少顯著相關(guān)。

除此之外，還需要關(guān)注ICI導(dǎo)致的irAE特殊病理特征，如免疫相關(guān)性心肌炎主要有兩種表現(xiàn)形式，一種是炎癥細(xì)胞浸潤增加且臨床病程急驟的高級別心肌炎，另一種是炎癥細(xì)胞浸潤程度較低且臨床病程緩慢的低級別心肌炎。與急性細(xì)胞排斥反應(yīng)相比，免疫相關(guān)性心肌炎的特征是多灶性、彌漫性或斑片狀的淋巴細(xì)胞性心肌炎，CD68+/CD3+比例增加，PD-L1陽性的巨噬細(xì)胞和心肌細(xì)胞增加[33]。免疫相關(guān)性肝臟毒性主要分為肝細(xì)胞型、膽汁淤積型和混合型。其中大多數(shù)免疫相關(guān)性肝炎為肝細(xì)胞型，常見活動性小葉性肝炎和不同部位的靜脈周圍炎癥浸潤，而CTLA4抑制劑治療后常見肉芽腫性肝炎[34-35]。同類型的irAE也具有不同病理特征，提示需要采取不同的干預(yù)措施。抗CTLA4抗體與抗PD-1抗體導(dǎo)致胃腸道irAE的機制不同，病理特點也不一致，這是由于兩種ICI作用于不同細(xì)胞亞群所導(dǎo)致的，大多數(shù)Treg細(xì)胞表達(dá)CTLA4，而僅有一個亞型上表達(dá)PD-1。因此，抗CTLA4抗體所致結(jié)腸炎的病理特點是結(jié)腸黏膜中有大量的CD4+T細(xì)胞，而抗PD-1抗體所致結(jié)腸炎的病理特點是黏膜和上皮細(xì)胞內(nèi)有大量的CD8+T細(xì)胞[36-37]。

除不同的病理類型之外，不同irAE中也觀察到了炎性因子表達(dá)的差異。Tsuruda等[38]報道了ICI治療后發(fā)生心臟不良反應(yīng)的患者在不同階段細(xì)胞因子的表達(dá)變化，亞臨床心肌炎主要表現(xiàn)為IL-8激活，發(fā)生Takotsubo心肌病時主要表現(xiàn)為IL-8、單核細(xì)胞趨化激活因子和粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子水平升高，而細(xì)胞因子釋放綜合征患者IL-6、IL-8、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子和γ干擾素均大量激活。免疫相關(guān)性肺炎患者主要表現(xiàn)為外周血及肺泡灌洗液中IL-17A、IL-35的含量明顯升高，在臨床治愈后明顯下降[39]。

4 irAE的防治現(xiàn)狀

由于irAE是由免疫系統(tǒng)過度激活導(dǎo)致的，目前臨床的策略就是通過各種免疫抑制劑重新抑制機體免疫系統(tǒng)。目前臨床上用得比較多的免疫抑制劑有以下幾類。

第一類是廣譜的免疫抑制劑類固醇皮質(zhì)激素，目前臨床上應(yīng)用最廣泛，可以顯著抑制人體的細(xì)胞免疫和體液免疫，對irAE臨床療效顯著，然而其會削弱ICI的抗腫瘤療效，限制了其在irAE預(yù)防中的應(yīng)用。類固醇皮質(zhì)激素也容易導(dǎo)致高血糖、高血壓、骨質(zhì)疏松、潰瘍等多種不良反應(yīng)，對激素不敏感的irAE療效不佳[40]。

第二類是針對T細(xì)胞的藥物，主要包括抑制T細(xì)胞增殖的細(xì)胞毒類藥物如霉酚酸酯類藥物、氨甲蝶呤、環(huán)磷酰胺等，抑制T細(xì)胞活化的鈣調(diào)磷酸酶抑制劑如他克莫司、環(huán)孢素等。靶向T細(xì)胞表面CD25抗原的巴利昔單抗亦可以阻止T細(xì)胞增殖活化。以上藥物也可能削弱ICI的療效，不推薦預(yù)防應(yīng)用[40]。

第三類是針對免疫細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子阻斷療法，主要包括TNF-α拮抗劑英夫利西單抗[41-42]、IL-6R拮抗劑托珠單抗[43]、IL-1β拮抗劑卡那單抗[44-45]等。研究表明，英夫利西單抗用于治療對類固醇不敏感的嚴(yán)重免疫相關(guān)性結(jié)腸炎療效顯著，并且與ICI聯(lián)合應(yīng)用時不會削弱ICI的療效[22,46]。此外，靶向結(jié)合單核細(xì)胞表面表達(dá)的α4β7整合素蛋白的新型藥物維多珠單抗也可用于irAE的處理。

以上主要是irAE的治療性藥物，然而提高對高危人群的預(yù)測，開發(fā)不會降低ICI療效的預(yù)防性治療手段更為重要。對于預(yù)測指標(biāo)來說，盡管目前開展了一些關(guān)于miRNA、腸道菌群、細(xì)胞因子等預(yù)測指標(biāo)的探索，但尚未有成熟的irAE預(yù)測指標(biāo)應(yīng)用于臨床，也說明了irAE預(yù)測指標(biāo)研究的困難性，在研究中需要注意irAE患者在ICI治療前特異性表達(dá)的指標(biāo)更為重要。

從預(yù)防性治療手段角度來說，miRNA替代療法、菌群定位種植、中醫(yī)藥療法可能是未來的一種發(fā)展方向。研究表明，脆弱擬桿菌種植的小鼠在CTLA4抑制劑治療后不太可能產(chǎn)生irAE[47]，值得進(jìn)一步開展臨床應(yīng)用研究。采用包載miRNA-146a模擬物的納米粒子治療后可以顯著降低irAE的嚴(yán)重程度，為miRNA替代療法在嚴(yán)重irAE治療中的應(yīng)用提供了有效的臨床前證據(jù)，顯示出巨大潛力[27]。中醫(yī)擅長“治未病”，具有“雙向調(diào)節(jié)”優(yōu)勢，并且中醫(yī)治療的整體觀念、辨證論治思維使之更注重患者個體化差異，在調(diào)和腫瘤組織局部與全身正常組織之間的關(guān)系方面更有優(yōu)勢，這決定了中醫(yī)藥在防治irAE方面可能發(fā)揮巨大作用。

5 小結(jié)與展望

免疫治療帶來的持久臨床獲益為腫瘤治療注入了新的活力，目前的挑戰(zhàn)是在保持抗腫瘤療效的同時管理好irAE。高危人群的預(yù)測、irAE的機制研究、irAE的防治研究是irAE領(lǐng)域的熱點。利用相關(guān)的腫瘤臨床前小鼠模型，更好地模擬腫瘤免疫和irAE的發(fā)生，是尋找療效良好且無相關(guān)不良反應(yīng)的預(yù)防性藥物的重要策略。展望未來，對于irAE的管理策略應(yīng)該是以防為主，防治結(jié)合，充分發(fā)揮中醫(yī)藥優(yōu)勢。