PD-1/PD-L1抑制劑介導的1型糖尿病研究進展

胡佳麗，張?zhí)硖恚瑥?超，陶 瑩，高文倉

0 引言

近年來，腫瘤免疫治療因其顯著的效果而備受關注，其已成為治療晚期癌癥的一種重要方法。程序性細胞死亡受體(Programmed cell death 1,PD-1)抑制劑通過抑制PD-1與程序性細胞死亡-配體(Programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1)的相互作用，從而激活對癌細胞的免疫反應[1]。在正常的適應性免疫反應中，免疫檢查點抑制到位，以確保免疫細胞在響應外來抗原時不會傷害宿主。而對這一機制的干擾可能導致針對自我組織的免疫相關不良事件(irAEs)[2]。PD-1主要在T細胞上表達,PD-1與PD-L1結合抑制T細胞并限制其免疫反應。納武利尤單抗(nivolumab)和帕博利珠單抗(pembrolizumab)是針對在T細胞上表達的PD-1的單克隆抗體，而阿特珠單抗(atezolizumab)、阿維單抗(avelumab)和德瓦魯單抗(durvalumab)則是針對某些癌細胞表達的PD-L1單克隆抗體。與傳統(tǒng)化療相比，阻斷PD-1或PD-L1可增強免疫應答，使用免疫檢查點抑制劑治療可提高傳統(tǒng)耐藥惡性腫瘤的總生存率[3]。PD-1/PD-L1作為最常見的免疫抑制劑之一，在多種癌癥治療中取得顯著療效，但同時帶來了許多相關不良反應。PD-1/PD-L1抑制劑介導的1型糖尿病(Type 1 diabetes mellitus,T1DM)病例近年來被廣泛報道，本文主要對其臨床特征、發(fā)病機制以及診療策略等進行簡要綜述。

1 發(fā)病概況

PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM并不多見，病例多見于國外報道，相比于其他內(nèi)分泌不良反應，T1DM發(fā)病率較低，總體發(fā)病率約為1%[4]。de Filette等[5]在2019年的一篇統(tǒng)計報道表明，在所有免疫檢查點抑制劑介導的T1DM患者中，抗PD-1(71%)、抗PD-L1(8%)、抗CTLA-4(3%)、抗CTLA-4與抗PD-1聯(lián)合治療(15%)。與抗CTLA-4治療相比，抗PD-1/PD-L1治療(或聯(lián)合治療)更常見，這表明PD-1/PD-L1在糖尿病自身免疫中更為重要。

Baden等[6]研究顯示，采用nivolumab治療后，0.33%的日本患者出現(xiàn)T1DM；pembrolizumab治療后，0.14%的日本患者出現(xiàn)T1DM，日本普通人群中T1DM的發(fā)生率估計為0.01%[7]。因此，與nivolumab和Pembrolizuma相關的T1DM的發(fā)病率分別比典型的T1DM高33倍和14倍。國內(nèi)關于PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM報道較少，最早由北大腫瘤醫(yī)院于2018年報道，1例食管鱗癌患者在抗PD-1/PD-L1治療后出現(xiàn)糖尿病酮癥酸中毒，經(jīng)實驗室檢查后被確診為T1DM，并需要依賴胰島素進行降糖治療[8]。

2 臨床特征

在PD1/PD-L1抑制劑介導的T1DM患者中，其臨床癥狀主要為多飲多尿、嗜睡、虛弱、體重減輕以及糖尿病酮癥酸中毒(Diabetic ketoacidosis,DKA)、血糖升高等。其中，DKA為多數(shù)患者的首發(fā)癥狀，患者出現(xiàn)明顯口干多飲、四肢冰冷以及意識障礙等，尿常規(guī)酮體陽性和血氣分析顯示代謝性酸中毒伴有呼吸代償，基本可以確立DKA的診斷。臨床重視相關指標的篩查，也是提高疾病早期診斷率的重要方法[9]。

由于腫瘤患者的年齡特殊性，PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM患者年齡較大，平均年齡在60歲以上，男性占55%～60%，并以黑色素瘤和肺癌多見，而經(jīng)典的T1DM患者發(fā)病年齡多在35歲以下，并以兒童青少年多見。相關研究顯示,PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM中，糖尿病發(fā)病的中位持續(xù)時間為49 d，患者血糖平均值為33.4 mmol/L，糖化血紅蛋白(HbA1c)的平均值為7.81%[10]。值得注意的是，HbA1c與新發(fā)T1DM的時間無相關性，這可能表明在糖尿病發(fā)病前有一段短時間內(nèi)血糖顯著升高。約半數(shù)患者出現(xiàn)脂肪酶或淀粉酶升高，表明這些患者中存在胰腺炎癥，而經(jīng)典的T1DM患者則很少出現(xiàn)胰腺炎。另外，約一半的病例檢測到T1DM相關抗體，其中主要是GAD抗體，而“經(jīng)典”T1DM有80%～95%的患者存在自身抗體[11-13]。與沒有抗體的患者相比，他們更可能在較短的時間內(nèi)出現(xiàn)DKA。

3 發(fā)病機制

T1DM的發(fā)生是由于自身免疫性T細胞介導的胰腺B細胞破壞，導致胰島素分泌的絕對不足[14]。PD-1/PD-L1是調(diào)節(jié)免疫細胞功能和自身免疫的關鍵因子，具有維持外周對自身抗原耐受性的生理功能[15]，如果被破壞，免疫介導的B細胞丟失可能在遺傳易感個體中進行得更快。目前PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM發(fā)病機制主要有以下觀點。

3.1 高表達PD-L1的B細胞能夠在較長時間內(nèi)抵抗T細胞介導的凋亡 國外小鼠細胞實驗表明，抑制PD-1-PDL1信號通路可加速非肥胖(NOD)小鼠的糖尿病[15]，而在B細胞中高表達PD-L1可預防自身免疫性糖尿病，因為長期存活的β細胞中PDL1的表達增加[16]，從而使這些個體能夠避免或延遲糖尿病的發(fā)病。

3.2 干擾素IFN-α和IFN-γ是調(diào)節(jié)B細胞PD-L1表達的主要因子 國外另一項胰島細胞對照試驗顯示，胰島B細胞中PD-L1的表達主要依靠干擾素IFN-α和IFN-γ的影響，2種IFN誘導PD-L1的程度相似[17]，但在早期胰腺炎中，IFN-α起關鍵作用[18]，可使B細胞中PD-L1的表達增加2～3倍。

3.3 IFN-α依賴于STAT1和STAT2基因調(diào)節(jié)PDL1 STAT2是介導IFN-α誘導的人類B細胞HLA I類表達和內(nèi)質網(wǎng)應激的關鍵轉錄因子[18]，STAT2基因敲除會導致PD-L1表達增加。抑制STAT1會導致IFN-α誘導的PD-L1水平增加，以及IFN-γ誘導的PD-L1表達降低，在同時敲除STAT1和STAT2基因后，IFN-α誘導的PD-L1表達降低了80%。進一步研究發(fā)現(xiàn)，IRF1是B細胞中由STATs調(diào)控的關鍵下游轉錄因子[19]，人胰島中IRF1基因敲除會降低IFN-α誘導的PD-L1蛋白表達。

3.4 T1DM相關炎癥上調(diào)B細胞中的PD-L1表達 相關文獻表明，PD-L1在胰島B細胞的表達高度依賴于T細胞浸潤,T細胞浸潤的胰島細胞PD-L1表達水平最高，而鄰近沒有明顯T細胞浸潤的胰島細胞未出現(xiàn)PD-L1高表達[20]。結果表明，驅動PD-L1的細胞因子在局部發(fā)揮作用，而不是通過一個擴散網(wǎng)絡。在人類惡性腫瘤中，PD-L1的表達通常也是在免疫細胞浸潤附近的腫瘤細胞上檢測到。

3.5 HLA-DR和HLA-DQ基因可能為易感基因 除了T1DM相關抗體外，已知HLA區(qū)域內(nèi)的基因會增加兒童期T1DM的發(fā)病風險[21]，特別是II類DR和DQ基因(如DR4-DQ8和DR3-DQ2)，它們具有最高的易感性[22-23]。Akturk等[10]報道了32例HLA分型，其中27例(85%)至少有1個T1DM風險DR或DQ等位基因，這與兒童期發(fā)病的T1DM相似，后者90%的患者至少有1種風險基因[22]。

綜上所述，在少數(shù)易感個體中，特別是T1DM相關抗體陽性和HLA基因陽性的人群，抗PD-1/PD-L1療法可能會大量減少B細胞上PD-L1的表達，當PD-L1表達過低時，B細胞不足以抵御自身免疫的攻擊，B細胞持續(xù)丟失，最終會逐漸發(fā)展為T1DM。

4 診斷

目前PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM缺乏特異性的診斷方法，因此,治療期間及治療后密切關注相應癥狀并進行血糖監(jiān)測是主要手段。同時醫(yī)患雙方要有PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM的風險意識。

日本糖尿病學會(JDS)建議每次(2～3周)就診時檢查患者血糖水平，美國臨床腫瘤學會建議在誘導期間每個治療周期測量血糖水平持續(xù)12周，然后每隔3～6周檢測1次[24]。在臨床實踐中，需要篩選策略來評估抗PD-1誘導的糖尿病的風險，并監(jiān)測以預防DKA。當然，每次給藥前進行血糖常規(guī)監(jiān)測，從理論上講將有助于早期診斷血糖異常，尤其是DKA。然而，在對PD-1治療的患者空腹血糖的回顧性分析中，血糖監(jiān)測的有用性存在爭議，這表明血糖監(jiān)測不能夠預測該患者群體中的T1DM，可能是因為其發(fā)病過于迅速[25]。

此外，對接受免疫治療的腫瘤患者，要及時檢測HbAlc、尿常規(guī)、T1DM相關自身抗體等。如果條件允許，可以對腫瘤患者進行HLA-DQ和HLA-DR基因的基線篩查。研究表明，21例免疫檢查點抑制劑誘導的糖尿病患者中，有14例具有高T1DM風險的HLA基因型[26]。此外，也可以評估參與胰島破壞的活化淋巴細胞，如自身抗原特異性T細胞和B細胞，將有助于更早預測這種不良事件的發(fā)生。

臨床上應觀察高血糖癥的臨床體征和癥狀，在進行免疫抑制治療前，臨床醫(yī)生應告知患者這些療法可能存在的糖尿病風險，并建議患者向護理人員報告口渴、多尿、多飲、體重減輕、嘔吐、腹痛、脫水或換氣過度等癥狀。及時識別免疫相關不良事件對于預防DKA或其后遺癥至關重要。

5 治療

目前尚無有效的方法來預防或限制PD-1/PD-L1抑制劑介導的T1DM，胰島素治療是控制血糖最基本的療法，同時應給予相應支持性措施并處理好并發(fā)癥。

與其他以糖皮質激素為主要治療手段的irAEs不同，糖皮質激素通常不用于免疫治療誘導的T1DM[27]，因為糖皮質激素容易引起高血糖。Aleksova等[28]對患者進行了大劑量皮質類固醇激素后，其癥狀并沒有得到控制，表明類固醇激素在治療T1DM中無明顯效果。

根據(jù)中國臨床腫瘤學會(CSCO)免疫檢查點抑制劑相關的毒性管理指南，對免疫抑制劑引起的高血糖不良反應進行了風險分級。G1:空腹血糖<8.9 mmol/L；G2:空腹血糖8.9～13.9 mmol/L；G3:空腹血糖13.9～27.8 mmol/L，需要住院治療；G4：空腹血糖>27.8 mmol/L，危及生命。

對于新發(fā)高血糖<11.1 mmol/L或2型糖尿病病史且不伴DKA者，建議繼續(xù)免疫抑制劑治療[29]，治療期間應動態(tài)監(jiān)測血糖，調(diào)整飲食和生活方式，按指南給予藥物治療。

新發(fā)空腹血糖>11.1 mmol/L或隨機血糖>13.9 mmol/L或2型糖尿病病史伴空腹/隨機血糖>13.9 mmol/L，建議:(1)完善血pH、基礎代謝組合檢查、尿或血漿酮體、β-羥基丁酸等；(2)如果尿或血酮體/陰離子間隙陽性，查C-肽、抗谷氨酸脫羧酶抗體(GAD)，抗胰島細胞抗體；(3)DKA檢查陰性，處理同“新發(fā)高血糖癥<11.1 mmol/L”；(4)DKA檢查陽性:暫停免疫抑制劑治療，住院治療，請內(nèi)分泌科會診，并按機構指南行DKA管理，在住院治療團隊和/或內(nèi)分泌專家的指導下使用胰島素。如果患者癥狀或血糖持續(xù)無法控制，考慮請內(nèi)分泌科會診。

6 總結

檢查點抑制劑導致的T1DM是一種罕見但可能致命的不良事件，患者在治療前需要接受教育。除了提高認識外，定期監(jiān)測血糖是一種切實可行的篩查方法。此外，其易感因素可能包括GAD抗體陽性和HLA基因陽性。對于高風險患者，臨床醫(yī)生需要在開始治療前與患者討論風險和益處。對于已經(jīng)出現(xiàn)癥狀的患者，及時給予胰島素降糖以及支持治療。接受抗PD-1/PD-L1治療的患者在治療前和治療期間應密切監(jiān)測糖尿病相關指標，包括血糖和糖化血紅蛋白，DKA突發(fā)患者應警惕PD-1/PD-L相關糖尿病的發(fā)生。今后需要進一步研究PD-1/PD-L1抑制劑誘導的自身免疫性糖尿病的發(fā)病機制，為將來進一步的治療提供更可靠的依據(jù)。