免疫檢查點抑制劑相關(guān)肺炎生物學機制研究進展

張明娜 生紅梅 劉佳育

免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors，ICIs)已逐漸成為晚期腫瘤的一二線治療方案，通過下調(diào)T細胞的抑制功能發(fā)揮作用，激活T細胞殺傷腫瘤細胞。雖然免疫系統(tǒng)的激活是ICIs治療的基礎(chǔ)，但它也是免疫治療相關(guān)不良反應(yīng)(immune related adverse events，irAEs)背后的驅(qū)動因素。 ICIs相關(guān)肺炎(checkpoint inhibitor pneumonitis，CIP)是一種由ICIs引起的臨床、影像和病理表現(xiàn)各異的肺損傷，是引起 ICIs 相關(guān)死亡的重要原因之一。Meta分析提示[1]，CIP占抗PD-1/PD-L1相關(guān)死亡的35%；在臨床試驗中CIP的發(fā)病率可達5%[2]，但真實世界人群的研究顯示其發(fā)病率可高達19%[3]。CIP的臨床表現(xiàn)無特異性，為排除性診斷，且可能導致免疫治療中斷、終止，甚至危及生命，鑒于此，本文總結(jié)了CIP可能的生物學機制及預測性標志物，以期對CIP的識別及管理有所幫助。

CIP的生物學機制尚未得到明確闡述，目前認為ICIs可以激活T細胞，對抗腫瘤細胞，被激活的T細胞也可以攻擊正常組織[4]，導致免疫相關(guān)毒性；激活的免疫系統(tǒng)也可能導致自身抗體的產(chǎn)生和炎癥因子過度釋放，肺組織固有生長因子的作用等相關(guān)因素共同影響促進發(fā)生CIP。

T細胞介導的免疫反應(yīng)

表達于T細胞表面的細胞毒 T 細胞抗原 4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4，CTLA-4)和程序性細胞死亡蛋白 1(programmed cell death protein 1，PD-1)等免疫檢查點，可以誘導免疫耐受并阻止自身免疫，但這些檢查點可以被癌細胞有效適應(yīng)以逃避免疫監(jiān)視，CTLA-4抑制劑增強了T細胞對腫瘤相關(guān)新抗原的應(yīng)答，耗盡了腫瘤內(nèi)局部調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells，Tregs)，并改變了腫瘤微環(huán)境的平衡，使其解除免疫抑制[5]。PD-(L)1抑制劑阻斷了PD-1/PD-L1途徑對T細胞的抑制，增強T細胞對腫瘤細胞的毒性[6]，從而殺傷腫瘤細胞，而被激活的T細胞也可以攻擊正常肺組織。研究[7]發(fā)現(xiàn)CIP患者的BALF標本顯示，主要由CD4+T細胞為主的淋巴細胞增多，且觀察到中央記憶T細胞(central memory T cell，Tcm)數(shù)量增多及Tregs上CTLA-4和PD-1表達降低，PD-1+和CTLA-4+Treg對CD8+T細胞、傳統(tǒng)T細胞(如Tcm)和巨噬細胞的促炎癥反應(yīng)有負調(diào)節(jié)作用[8-9]，因此，激活的肺泡T細胞數(shù)量增加和抗炎Treg抑制表型的減弱，可能導致T細胞活性失調(diào)。Lubli等人[10]在一小組CIP患者中，對腫瘤組織浸潤的淋巴細胞和浸潤CIP病灶的T細胞，進行了T細胞受體互補決定區(qū)(complementarity determining region 3 of T cell receptor，TCR CD3)測序，發(fā)現(xiàn)這些部位的T細胞庫有顯著重疊，這支持了一種假說，即由ICIs激活的T細胞可能對腫瘤和肺組織中共有的抗原發(fā)生反應(yīng)，在抗腫瘤治療同時對正常肺組織產(chǎn)生免疫反應(yīng)，同時因T細胞活性失調(diào)，可能引起過度的免疫反應(yīng)，進而導致CIP的發(fā)生。

Suzuki等人[11]發(fā)現(xiàn)在CIP患者的BALF中，CD8+T細胞中PD-1+PD-L1+細胞的比例與CIP的嚴重程度相關(guān)；有研究顯示[12-13]抗原呈遞細胞固有的PD-1或CD80在細胞表面與PD-L1順式相互作用，阻止PD-L1與PD-1在T細胞表面反式結(jié)合，抑制T細胞中PD-1信號轉(zhuǎn)導，鑒于這些發(fā)現(xiàn)提出另一種假設(shè)，T細胞中的PD-L1可以與PD-1順式相互作用，而這種順式PD-1/PD-L1相互作用可能調(diào)節(jié)肺組織的自反應(yīng)T細胞，而ICIs對順式PD-1/PD-L1調(diào)節(jié)的破壞可誘導自反應(yīng)T細胞的異常激活，從而導致嚴重的CIP。目前這些基于臨床或?qū)嶒炇业难芯考僬f尚處于不成熟階段，T細胞介導的細胞免疫對肺組織損傷的具體機制，仍需進一步研究來明確。

自身抗體

腫瘤患者免疫耐受的破壞可以增加自身抗體產(chǎn)生[14]，因此ICIs作用時，自身免疫得到增強。Gowen等[15]發(fā)現(xiàn)毒性相關(guān)自身抗體的抗原靶點在受irAEs影響的器官中高度表達的蛋白質(zhì)中顯著富集，且或參與免疫病理相關(guān)的細胞通路，提示特異性自身抗體可能在irAEs的發(fā)展中起著潛在的致病作用。CIP作為一種器官特異性irAEs也有類似的機制，最近一項在ICIs治療的患者進行的大規(guī)模自身抗體篩查，發(fā)現(xiàn)在2例CIP患者的隊列中發(fā)現(xiàn)治療后血漿中抗CD74水平升高，隨后在10例CIP患者的確認隊列中證實了這一結(jié)果，與治療前相比，這些患者血漿CD74自身抗體中位數(shù)增加了1.34倍[16]。CD74是主要組織相容性復合體II(major histocompatibility complex，MHCII)的胞內(nèi)伴侶分子，可表達于免疫細胞表面，包括巨噬細胞[17]，作為巨噬細胞遷移抑制因子(macrophage migration inhibitory factor,MIF)的高親和力受體，刺激炎癥介質(zhì)的表達。CD74不僅有抗原遞呈作用，還可以調(diào)節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)，正常人肺組織中CD74表達水平適中，而CIP患者肺組織中CD74表達水平顯著升高[16]，可以推測ICIs激活免疫系統(tǒng)后，高水平的抗CD74與肺組織中過表達的CD74相互作用，可能導致肺組織局部炎癥反應(yīng)，從而導致CIP發(fā)生。

炎癥因子

ICIs破壞免疫耐受，增加T細胞的活化和免疫反應(yīng)，血漿和BALF中炎癥因子水平升高可能參與了CIP的發(fā)生。研究顯示[7]在CIP患者的BALF中明顯存在CD4+T淋巴細胞為主的淋巴細胞增多；輔助T淋巴細胞(helper T，Th)2細胞是CD4+T細胞的一個亞群，可以產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10、IL-13等細胞因子而導致過度的炎癥，Kowalski等[18]發(fā)現(xiàn)CIP患者BALF中IL-6表達顯著增加，IL-6是一種重要的炎癥反應(yīng)因子，可誘導急性期蛋白(acute phase proteins，APP)促進T細胞增殖，這些證據(jù)支持了T細胞過度激活和增殖導致細胞因子過度級聯(lián)釋放的假設(shè)，進而導致過度的免疫反應(yīng)。

Wang等[19]的研究發(fā)現(xiàn)CIP患者血清和BALF中白細胞介素(IL)17A和IL-35水平顯著升高，且與CIP嚴重程度相關(guān)，且CIP患者外周血Th17、Th1細胞的百分比顯著升高，Th17/Tregs和Th1/Th2比例較高。IL-17是由Th17細胞、自然殺傷T細胞等多種免疫細胞，產(chǎn)生的一種細胞因子，可以促進T 細胞的激活和刺激上皮細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞產(chǎn)生多種細胞因子而導致炎癥的產(chǎn)生，IL-17的異常表達被認為參與多種疾病過程，包括哮喘、肺炎和肺纖維化[20-21]。IL-35是Tregs分泌的一種抑制細胞因子，可由轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)β1誘導表達，可以抑制效應(yīng)T細胞的激活和功能分化，如IL-17A+Th17細胞等，但促進Tregs的擴增，可形成正反饋，與肺纖維化形成相關(guān)[22]， 有研究報道間質(zhì)性肺炎是CIP最常見的病理類型[23]，這些證據(jù)支持可能是IL-17/Th17通路的激活參與了CIP的發(fā)病機制，即ICIs破壞免疫耐受，Th17與Treg比例失衡，活化的T細胞產(chǎn)生高水平IL-17A，可刺激TGFβ1的分泌，從而誘導IL-35的表達，再加上IL-17A水平升高，激活靜止的成纖維，促進自身免疫性肺炎的發(fā)展，而發(fā)生CIP。

血管內(nèi)皮生長因子

血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor ，VEGF)是一種高度特異性的促血管內(nèi)皮細胞生長因子，也是一種有效的血管通透性誘導劑，肺是全身系統(tǒng)中VEGF表達最高的器官之一，它可影響肺的發(fā)育和成人肺結(jié)構(gòu)的維持，有報道稱，VEGF對肺內(nèi)皮細胞的影響可在多種肺疾病的發(fā)展中發(fā)揮重要作用，包括慢性阻塞性肺疾病、肺動脈高壓及急性肺損傷[24]。Iwai等人[25]發(fā)現(xiàn)VEGF阻斷可防止小鼠模型中免疫相關(guān)性肺炎的加重，抗VEGF抗體可以控制小鼠模型中CIP的癥狀，盡管觀察到CIP小鼠模型的肺組織中VEGF的表達水平降低(考慮與肺泡內(nèi)大量滲出液稀釋有關(guān))，但仍然是CIP模型中肺泡內(nèi)大量滲出液足夠的關(guān)鍵因素，這支持了一種觀點，即當肺組織固有VEGF作用和PD-1信號阻斷引起的免疫系統(tǒng)激活原有炎癥加重同時存在時，就會發(fā)生CIP。

預測生物標志物

CIP臨床及影像學表現(xiàn)均缺乏特異性，目前仍為排除性診斷，需要鑒別感染、腫瘤進展等多種疾病[26]，發(fā)現(xiàn)一些預測或能提示疾病嚴重程度及預后的外周血標志物對臨床上CIP的早期識別和管理有一定幫助。

嗜酸性粒細胞可以在多種免疫功能中作為調(diào)節(jié)細胞或效應(yīng)細胞，還能通過發(fā)揮抗原遞呈功能而激活T細胞和聚集腫瘤特異性CD8+T細胞[27-28]，絕對嗜酸性粒細胞計數(shù)(absolute eosinophil count，AEC)水平較高，可能反應(yīng)了嗜酸性粒細胞的激活狀態(tài)，可介導T細胞在肺組織中的浸潤，多因素分析顯示[29]基線外周血AEC是CIP發(fā)生的獨立危險因素，高AEC組(≥0.125×109/L)較低AEC組CIP的發(fā)生率更高，且高AEC組，有較長的無進展生存期(progression free survival，PFS)和更好的客觀緩解率(overall response rate，ORR)，提示基線外周血AEC水平可能是CIP發(fā)生及ICIs治療臨床效果的一個預測性生物標志物。但因低AEC組也可發(fā)生CIP，說明其敏感性略差。因此，在臨床應(yīng)用ICIs前，應(yīng)特別關(guān)注外周血AEC升高的患者(特別是AEC≥0.125×109/L的患者)，以早期發(fā)現(xiàn)CIP。

Yoshida等[30]觀察到一例應(yīng)用Nivolumab的CIP患者血清可溶性白細胞介素-2受體(serum soluble interleukin-2 receptor，sIL-2R)升高，且升高水平與疾病活動相關(guān)，sIL-2R是一種可溶性的IL-2受體，來源于活化的T細胞，被廣泛認為是T細胞介導疾病活動的生物標志物，包括，但不僅限于結(jié)節(jié)病和惡性淋巴瘤，過度活化的T細胞可能導致CIP患者血清sIL-2R水平升高，限于僅為個例報道，且sIL-2R升高不能良好區(qū)分腫瘤本身活動還是發(fā)生CIP，特異性較差，能否用于預測CIP的發(fā)生和評估疾病活動仍需要進一步研究。

最近一項回顧性研究[31]發(fā)現(xiàn)，與基線相比，外周血白細胞介素(interleukin，IL)-6、IL-10在CIP發(fā)病時顯著增加，而ALB顯著降低，多因素回歸分析顯示高水平IL-6和低水平ALB與CIP嚴重程度顯著相關(guān)，多因素COX模型中只有IL-6與CIP患者的總生存率(overall survival，OS)顯著且獨立相關(guān)，提示IL-6升高是CIP嚴重程度的獨立生物標志物，也是早期死亡的獨立預測因子，已知IL-6在感染、自身免疫反應(yīng)中升高，也與腫瘤誘導炎癥的程度相關(guān)[32]。CIP發(fā)生時IL-6、IL-10等炎癥因子水平升高與T細胞過度激活有關(guān)，但IL-6在感染中也可升高，因此需要在除外合并感染確診CIP的前提下，監(jiān)測外周血IL-6水平對CIP的嚴重程度及預后可能有一定提示作用。

展望

鑒于各種腫瘤類型的臨床療效證據(jù)，ICIs的使用在未來會繼續(xù)增加，CIP作為有一定發(fā)病率且致死性高的不良反應(yīng)，需要引起臨床的重視，CIP的生物學機制尚未明確，目前認為T細胞介導的細胞免疫與CIP發(fā)生密切相關(guān)，自身抗體的產(chǎn)生、細胞因子的釋放及血管內(nèi)皮生長因子也在CIP的發(fā)生發(fā)展中起到一定作用；且監(jiān)測外周血AEC、sIL-2R及IL-6等對CIP發(fā)生發(fā)展及預后有一定提示作用，對CIP生物學機制的明確闡述仍需要進一步研究，以早期識別CIP并制定最佳診治策略。