抗生素與肺癌免疫治療相互關系的現(xiàn)狀及研究進展

吳小普 羅維貴

摘要：免疫檢查點抑制劑的應用在晚期肺癌的治療取得了重要突破，使得免疫治療成為肺癌治療重要的一環(huán)。多數(shù)肺癌患者免疫力低下，更容易發(fā)生各種感染，因此抗生素的使用在肺癌患者中并不少見。有研究表明，腸道微生物、抗生素不僅可以影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，還與腫瘤的免疫治療的療效密切相關。本文結合國內外文獻資料及臨床經(jīng)驗，從微生物群與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關系、腸道微生物群與腫瘤免疫治療相互影響的關系、抗生素不同的使用模式對免疫治療產(chǎn)生的影響做一綜述，以期為晚期肺癌的臨床診治和長期管理提供新思路。

關鍵詞：抗生素;惡性腫瘤;免疫治療;微生物群。

【中圖分類號】 R563 【文獻標識碼】 A? ? ? 【文章編號】2107-2306（2022）10--02

肺癌是發(fā)病率和死亡率增長最快，對人群健康和生命威脅最大的惡性腫瘤之一，國家癌癥中心2019年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2015年中國新發(fā)肺癌病例約為78.7萬例，發(fā)病率為57.26/10萬，位于惡性腫瘤發(fā)病率第1位，2015 年中國肺癌死亡人數(shù)約為 63.1 萬例，死亡率為45.87/10萬，位于惡性腫瘤死亡的第1位[1] 。對于肺癌的治療手段主要有手術、放療、化療、靶向治療、免疫治療等，而免疫治療在肺癌治療中的優(yōu)秀表現(xiàn)，徹底改變了治療格局。但是免疫治療藥物的局限性也很明顯，因受多種因素的影響免疫治療藥物對很大一部分患者治療效果不佳 [2]。有研究顯示，抗生素對臨床中接受免疫治療的患者療效產(chǎn)生不利影響，它是一個獨立因素并且在各種癌癥類型中均有所體現(xiàn)。究竟是何種機制使得抗生素能夠通過調控腸道菌群對腫瘤的免疫治療產(chǎn)生負面效果還未探明，迫切需要進一步研究，但很多證據(jù)表明腸道菌群或許可能作為肺癌免疫治療療效評估的一個指標。

1. 腸道微生物群與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展

人體微生物群是由細菌、真菌、病毒等多種微生物組成，其在人體的各種生物學功能中發(fā)揮著重要作用。微生物群由大約40萬億個微生物組成，數(shù)量遠超過人類細胞的數(shù)量，其特性和相對豐度會受到人體健康狀態(tài)的影響。微生物群可以通過多個生物途徑對人類機體健康狀態(tài)和疾病治療等方面產(chǎn)生重要影響，盡管國際腫瘤微生物組聯(lián)盟聲明，“目前沒有直接證據(jù)表明人類共生微生物是腫瘤發(fā)病機制的關鍵決定因素”，但是微生物組仍可通過直接或間接的方式影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。直接方式是微生物直接接觸腫瘤組織引起，而間接方式通常是微生物組通過影響宿主生理或引發(fā)全身性炎癥，從而影響其他部位的腫瘤進展，如飲食中或由宿主釋放的代謝物進入腸道后，會被腸道微生物催化的生物反應所轉化，這些代謝物被宿主吸收后進入到循環(huán)系統(tǒng)，就可以到達遠端組織并影響該處的腫瘤進展?；颊呙庖吖δ艿拖?，免疫系統(tǒng)無法識別和消除異常細胞導致腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，這個過程常伴隨著腸道菌群的紊亂。炎性腸病在結直腸癌發(fā)生中發(fā)揮了重要作用，與健康人群隊列相比，結直腸癌患者腸道內可出現(xiàn)多種腸道菌群失調，如擬桿菌屬、埃希氏菌屬等菌屬含量均上升，歲斯氏菌、糞桿菌屬含量下降。紊亂的腸道菌群可通過多種途徑影響免疫系統(tǒng)進而促進腫瘤發(fā)生，有研究表明腸道微生物在體內通過產(chǎn)生信號分子，刺激骨髓和淋巴細胞，從而調節(jié)機體對炎癥刺激、感染、疫苗和自身免疫的反應[3]，或者可能通過改變腸道氧化還原狀態(tài)、引發(fā)宿主雙鏈DNA損傷來激活促癌信號通路，還可能是由于腸道屏障受損，腸道菌群發(fā)生細菌易位，在局部環(huán)境中富集從而引發(fā)腫瘤。

2.肺癌免疫治療與腸道微生物群

2.1免疫治療在肺癌中的使用研究進展

肺癌的治療包括有手術、放療、化療等傳統(tǒng)方法及靶向治療、免疫治療新興療法。化療是一把雙刃劍，在殺傷腫瘤細胞的同時對人體內的健康細胞也有一定的損傷，且易耐藥。靶向治療針對性強、副作用小，使得部分表皮生長因子受體突變的患者臨床獲益。然而，晚期肺癌患者的5年生存率仍然很低。腫瘤的免疫治療在很早就被認識和提出，隨著免疫學和分子生物學以及免疫檢查點抑制劑（ICIs）的迅速發(fā)展，免疫治療極大地改善了晚期肺癌的預后，免疫治療越來越廣泛的應用于臨床。人體免疫系統(tǒng)的重要功能是識別和清除非己成分，包括外源性抗原和體內異常細胞。免疫系統(tǒng)清除腫瘤的根本手段是效應T細胞的殺傷作用，肺癌不斷進化的主要目標是逃避適應性免疫應答[4]。免疫治療的基本原理就是通過藥物阻斷抑制性受體與T細胞的作用，避免T細胞功能障礙，誘導T細胞激活和增殖，恢復晚期癌癥患者對腫瘤細胞的免疫殺傷能力，目前用于肺癌免疫治療的藥物主要有PD-1/PD-L1、CTLA-4抑制劑。美國食品藥品監(jiān)督管理局批準可用于免疫治療的PD-1藥物主要有：Nivolumab、Pembrolizumab;PD-L1藥物主要有：Atezolizumab、Durvalumab;CTLA-4藥物主要有：Ipilimumab、Tremelimumab。免疫治療可將晚期NSCLC患者的5年生存率由5%提升至總體15.5%-23.2%，腫瘤比例評分（TPS）≥50%的患者5年生存率可達25%-29.6%。我國自主研發(fā)的PD-1單抗卡瑞利珠單抗聯(lián)合化療（培美曲塞+卡鉑）對比化療一線治療晚期/轉移性非小細胞肺癌的CAMEL（SHR-1210-303） Ⅲ期臨床研究[5]顯示，卡瑞利珠單抗+化療組相比化療組顯著延長PFS及顯著提高ORR。2021年CSCO非小細胞肺癌診療指南更新卡瑞利珠單抗或帕博利珠單抗或信迪利或替雷利珠單抗聯(lián)合培美曲塞和鉑類化療為驅動基因陰性晚期NSCLC一線治療新選擇，予I級推薦。晚期非小細胞肺癌的治療已由傳統(tǒng)化療時代發(fā)展到靶向治療時代，繼而發(fā)展到免疫治療時代。

2.2腸道微生物群增強免疫治療作用

越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物可通過增強宿主抗腫瘤免疫作用，對非腸道癌癥發(fā)揮著積極的抗腫瘤作用。Routy等研究[6]顯示，在抗PD-1治療前或治療后不久服用抗生素的患者，其復發(fā)時間較未服用抗生素者早，且生存期較未服用抗生素者短，未服用抗生素者對抗PD-1治療的反應較好，與抗PD-1無應答者（NR） 相比，抗PD-1應答者（R）艾克曼菌的豐度明顯更高 ，研究人員將R患者糞便微生物群移植到抗生素處理小鼠或無菌小鼠體內，結果示這些小鼠獲得了同樣的免疫檢查點阻斷反應能力，而NR患者糞便微生物組卻不能復制小鼠對抗PD-1的應答能力，但單獨艾克曼菌灌胃或與海氏腸球菌聯(lián)合灌胃可逆轉小鼠的無應答 ，這表明腸道微生物群確實在抗PD-1治療反應中發(fā)揮關鍵作用。艾克曼菌的這種作用可能是通過增加白細胞介素IL-12的分泌，增加CD4+T細胞數(shù)目，提高腫瘤局部趨化因子受體CCR9的表達水平，輔助抗PD-1應答。由此可見，腸道微生物群可調節(jié)PD-1/PD-L1 受體免疫抑制劑的應答反應，其中雙歧桿菌、艾克曼菌和糞桿菌屬有可能在PD-1的免疫治療中發(fā)揮免疫佐劑的作用。

3.抗生素與腸道微生物群、免疫治療相互作用關系

3.1抗生素的使用及其對肺癌免疫治療的負性作用

免疫力低下使肺癌患者更容易發(fā)生感染，其中肺部感染是較為常見的嚴重并發(fā)癥之一，大多數(shù)患者會不可避免的使用抗生素治療。Routy等[6]及Pinato等[7]研究表明與未使用抗生素的患者相比，使用抗生素顯著縮短了免疫治療患者的OS、PFS。我國周彩存教授團隊在研究接受免疫治療的中國非小細胞肺癌患者隊列中發(fā)現(xiàn)，接受抗生素治療對患者的免疫治療產(chǎn)生負性影響[8]，這種影響可能的是腸道菌群失調導致的?？梢姡庖咧委熐盎蛎庖咧委熀蟛痪媒o予抗生素治療，免疫治療療效降低，而口服益生菌改善腸道菌群似乎可以為臨床中改善免疫治療療效提供一定思路。

3.2抗生素使用時間窗對肺癌免疫治療的影響

研究表明，使用抗生素引起腸道菌群失調可能需1-3個月的時間才能恢復正常，有些細菌可能需要數(shù)年時間才能完全恢復，并且在基線腸道微生物區(qū)系多樣性較低的參與者中，基因組內容會發(fā)生重要而持久的變化。在實際的臨床工作中，這就需要考慮有些不得不使用抗生素治療后的肺癌患者還能不能使用免疫治療，或者使用抗生素后多久使用免疫治療才能使肺癌患者能從免疫治療中最大獲益的問題。L. Derosa等研究[9]發(fā)現(xiàn)，在開始免疫治療前30天和60天內使用抗生素的非小細胞肺癌患者，PFS、OS均較未使用抗生素患者差，但免疫治療前60天內使用抗生素的患者在客觀反應和PFS上與未使用抗生素組無較大差異，這可能和停用抗生素一段時間后腸道微生物菌群得到部分恢復有關。所以我們可以認為免疫治療療效與ICIs治療前后間隔時間呈正相關趨勢，即時間越近療效越差。

3.3累積抗生素的使用對使用免疫治療的患者結局的影響

多項研究已經(jīng)證實了抗生素暴露與接受免疫治療晚期實體癌的患者結局之間呈負相關。晚期肺癌的患者因為各種致命的感染仍難免使用抗生素治療，有時候甚至反復使用及長療程使用，所以在實際臨床工作中更加關注的是在接受免疫治療時累積抗生素使用對晚期或轉移性實體瘤患者結局的影響。Nnadina Tinsle等開展的一項研究[10]發(fā)現(xiàn)，使用免疫治療的腫瘤患者中，未接受抗生素治療的患者中位PFS 、OS 分別為6.3 M和21.7 M，單療程使用抗生素（抗生素治療 7 天或更少）的患者中位PFS、OS分別為3.7 M和17.7 M，而接受累積療程抗生素（多個療程的“累積”治療或治療超過 7 天）的患者者中位PFS、OS分別為 2.8M和6.3M。這表明累積的抗生素暴露或抗生素使用持續(xù)時間越長，免疫治療對患者的預后越差。

結語

綜上所述，晚期肺癌的治療取得重要突破，已由傳統(tǒng)化療時代發(fā)展到精準分子靶向治療時代，繼而發(fā)展到免疫治療時代。腸道微生物群可影響腫瘤的發(fā)生及發(fā)展過程，正常的腸道菌群平衡對于人體抑制腫瘤的發(fā)生及發(fā)展是有益的，同時腸道菌群的正常多樣性對腫瘤的免疫治療起到增強的作用。目前，無論是從基礎實驗還是臨床研究都提示抗生素的使用顯著降低了免疫治療患者的PFS及OS，甚至在非小細胞肺癌等患者中抗生素治療為接受免疫治療原發(fā)耐藥的獨立預后因素，而抗生素對免疫治療的這種負性作用的機制很可能是抗生素的使用使得腸道菌群的多樣性受到了破壞引起的，由此可見腸道菌群有可能作為肺癌免疫治療效果的一個預測指標。再次，我們也從抗生素使用與免疫治療的時間窗及累積使用抗生素對免疫治療效果的影響，進一步闡述抗生素的不同使用模式對于免疫治療患者結局的差異，初步認為抗生素使用與免疫治療時間間隔越短及抗生素使用持續(xù)時間越長或反復使用次數(shù)越多，免疫治療對肺癌的療效越差。因此，建議臨床醫(yī)生在計劃開始或目前正在接受肺癌免疫治療的患者中盡可能限制抗生素的使用。目前對有益微生物用于肺癌臨床治療應用的探索仍處于早期階段，從Routy等[6]及Gopalakrishnan V等[11]研究的動物模型結果初步判定，補充有益微生物提高免疫治療在惡性腫瘤中的療效是可行的，因此人為干預改變腸道菌群可能作為免疫治療的新策略，但目前仍無法精確確定哪些微生物是有益的及哪些微生物代謝最容易被影響而引起腸道菌群紊亂，而在結腸炎動物模型中通過對微生物區(qū)系宏基因組測序可以精確定位特定微生物作用途徑，以便補充相應的益生菌或選擇性的抑制有害微生物群的擴張，從而精確編輯腸道微生物群改善腸道菌群生態(tài)失調的不利影響[12]，這或許可以為日后在肺癌免疫治療中如何聯(lián)合及合理使用益生菌提高免疫治療的療效提供一定的借鑒。

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通訊作者：羅維貴? 郵箱：luoweiguiluo@163.com