免疫檢查點(diǎn)抑制劑相關(guān)不良反應(yīng)預(yù)測的研究進(jìn)展

張靜 陳雪琴 馬勝林

免疫治療已經(jīng)成為肺癌、黑色素瘤、淋巴瘤、泌尿系等惡性腫瘤的重要治療手段，其中免疫檢查點(diǎn)抑制劑（immune checkpoint inhibitors, ICIs）的出現(xiàn)更是成為惡性腫瘤治療史上的里程碑事件[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，在美國確診的轉(zhuǎn)移性癌癥中，約43%的患者符合ICIs治療。然而，由于其靶點(diǎn)和作用機(jī)制的特異性，ICIs在解除腫瘤的免疫逃逸時也激活了人體正常組織和器官的免疫系統(tǒng)，從而在相應(yīng)部位引起自身免疫和炎癥反應(yīng)，稱為免疫相關(guān)不良事件（immune-related adverse events, irAEs）。irAEs幾乎可以發(fā)生在全身各大系統(tǒng)，最常見的是皮膚、內(nèi)分泌、消化和呼吸系統(tǒng)，雖然irAEs大多數(shù)病情較輕且具有限制性，但仍有近10%的患者出現(xiàn)嚴(yán)重甚至危及生命的irAEs[2,3]。目前對于irAEs的機(jī)制尚未十分明確，可能與細(xì)胞自身免疫，自身抗體、補(bǔ)體活化，細(xì)胞因子及趨化因子釋放，遺傳學(xué)和腸道微生物的改變等有關(guān)[4]。因此，探索irAEs發(fā)生的潛在預(yù)測因素和標(biāo)志物對臨床長期安全地使用ICIs具有重要意義。本文就發(fā)生irAEs的臨床特征以及潛在的生物預(yù)測標(biāo)志物進(jìn)行綜述如下，以求探索其風(fēng)險因素，為irAEs的診斷和治療提供重要依據(jù)。

1 人口學(xué)和臨床特征

年齡或性別與irAEs的發(fā)生未見明顯相關(guān)性。有研究[5]報(bào)道接受免疫治療的實(shí)體瘤老年患者，各年齡組irAEs發(fā)生率未見顯著差異，但≥90歲的患者較90歲以下患者因irA Es所致ICIs停藥率更高。但也有少數(shù)研究持不同觀點(diǎn)，如一項(xiàng)回顧性研究[6]分析顯示，>65歲ICIs治療老年患者比25-65歲患者具有更高的irAEs發(fā)生風(fēng)險，這可能是老年患者髓樣細(xì)胞中c-Jun氨基末端激酶級聯(lián)反應(yīng)和含膠原蛋白細(xì)胞外基質(zhì)的基因上調(diào)導(dǎo)致。一項(xiàng)包含13項(xiàng)臨床研究的薈萃分析[7]顯示，接受ICIs治療的癌癥患者發(fā)生irAEs的性別相關(guān)性差異較小，甚至在臨床實(shí)踐中可以不必考慮irAEs管理的性別影響。但irAEs的毒性譜在不同性別中似乎有所不同，女性較男性內(nèi)分泌系統(tǒng)毒性更為常見，而心血管、神經(jīng)和皮膚不良反應(yīng)更少見[8]。該現(xiàn)象發(fā)生的原因可能是性別導(dǎo)致的激素和免疫反應(yīng)差異，尤其是女性對自身免疫性疾病的易感性更高，從而導(dǎo)致對自身抗原的免疫耐受性喪失。

日本一項(xiàng)回顧性隊(duì)列研究[9]表明，既往或現(xiàn)在有吸煙史的患者更易發(fā)生irAEs，單因素及多因素分析均提示有吸煙史的非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）、胃癌和黑色素瘤患者發(fā)生irAEs的概率顯著升高。

身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index, BMI）的增加已被證實(shí)與irAEs的發(fā)生呈正相關(guān)。在一項(xiàng)關(guān)于程序性細(xì)胞死亡蛋白1（programmed cell death 1, PD-1）抑制劑治療惡性黑色素瘤的真實(shí)世界研究[10]中發(fā)現(xiàn)，與BMI≤25.0 kg/m2的患者相比，BMI>25.0 kg/m2的患者irAEs發(fā)生率更高。BMI增加與自身免疫和慢性炎癥狀態(tài)密切相關(guān)，肥胖患者常有炎癥細(xì)胞因子高表達(dá)和免疫系統(tǒng)動態(tài)重組。

2 放療和慢性肺部疾病

3 腫瘤瘤種類別

使用同種ICIs治療不同類型腫瘤的患者抗腫瘤免疫反應(yīng)不同，因此具有不同的irAEs毒性譜。如在阿替利珠單抗治療下發(fā)生irAEs患者中進(jìn)行薈萃分析[15]，結(jié)果表明，免疫相關(guān)性肺炎主要見于肺癌患者，甲狀腺功能減退和皮疹更常見于晚期腎細(xì)胞癌患者。有研究[16]分析，288例不同腫瘤瘤種患者中，相較于其他瘤種的患者，黑色素瘤患者更易發(fā)生皮膚相關(guān)irAEs，NSCLC患者更易發(fā)生呼吸系統(tǒng)相關(guān)irAEs。

4 ICIs類別

irAEs毒性譜、發(fā)生率和嚴(yán)重程度因ICIs的類別而異。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白-4（cytotoxic T lymphocyteassociated antigen-4, CTLA-4）抑制劑常見不良反應(yīng)為結(jié)腸炎、垂體炎和皮疹，而PD-1及其程序性死亡配體1（programmed cell death ligand 1, PD-L1）抑制劑患者更常見肺炎和甲狀腺功能減退等不良反應(yīng)。這是由于不同類別的ICIs具有不同的作用靶點(diǎn)。例如CTLA-4在垂體中表達(dá)，因此使用CTLA-4單克隆抗體的患者垂體炎發(fā)病率更高，而PD-1抑制劑使巨噬細(xì)胞激活可導(dǎo)致肺炎發(fā)病率增加。研究[4]統(tǒng)計(jì)，接受CTLA-4抑制劑治療的患者發(fā)生所有級別（1-5級）尤其是高級別（3-5級）irAEs的發(fā)病率高于接受PD-1/PD-L1抑制劑治療的患者。

5 血液生物標(biāo)志物

放療可能為irAEs的易感因素。放療導(dǎo)致的細(xì)胞損傷可引起多種細(xì)胞因子釋放，并通過多種信號通路直接損傷肺組織，還可募集非特異性免疫細(xì)胞間接誘導(dǎo)肺損傷[11]。研究[12]表明，ICIs治療的肺癌患者合并放療，或基線時存在慢性阻塞性肺疾病及肺纖維化等慢性肺部疾病史，發(fā)生免疫相關(guān)性肺炎的風(fēng)險更高，但多因素回歸分析提示放療并不是肺部irAEs的獨(dú)立危險因素。Deng等[13]回顧性研究證實(shí)，慢性阻塞性肺疾病、既往胸部放療史和ICIs期間胸部放療與免疫相關(guān)性肺炎事件獨(dú)立相關(guān)，研究者還建立相關(guān)風(fēng)險預(yù)測模型，肺氣腫、間質(zhì)性肺疾病、胸腔積液、單藥免疫治療和ICIs合并放療史可納入重度肺部AEs風(fēng)險預(yù)測模型。不同部位放療也可引起不同的irAEs毒性譜，除上述肺部放療合并免疫治療引起肺部不良反應(yīng)外，另有研究[14]證實(shí)頭顱放療聯(lián)合ICIs治療的腦轉(zhuǎn)移瘤患者較單用ICIs的患者irAEs發(fā)病率更高，其中以急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性更多見。

ICIs可能通過阻斷正常組織PD-1和CTLA-4受體直接引起自身免疫，也可產(chǎn)生新自身抗體并使原有自身抗體水平增加，同時使局部促炎細(xì)胞因子水平升高，使致病性免疫細(xì)胞浸潤，引起局部炎癥環(huán)境，導(dǎo)致器官損傷，這提示炎癥標(biāo)志物及細(xì)胞因子等可作為預(yù)測irAEs的生物標(biāo)志物[2]。

5.1 血細(xì)胞 一項(xiàng)ICIs治療晚期NSCLC的研究[17]表明，基線時高水平絕對淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)（absolute lymphocyte count,ALC）患者發(fā)生irAEs的風(fēng)險更大，高水平的基線ALC可能會提高T細(xì)胞的潛在抗腫瘤能力及其對免疫治療的反應(yīng)能力。另外，中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值（neutrophil to lymphocyte ratio, NLR）和血小板與淋巴細(xì)胞比值（platelet to lymphocyte ratio, PLR）是全身炎癥的生物標(biāo)志物，都反映了非特異性炎癥和免疫反應(yīng)之間的平衡。有研究[18]證實(shí)使用ICIs治療的NSCLC患者基線低水平NLR和低水平PLR與irAEs的發(fā)展密切相關(guān)。一項(xiàng)ICIs治療晚期NSCLC的研究[19]顯示，免疫相關(guān)性肺炎患者基線外周血絕對嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)（absolute eosinophil count, AEC）高于非肺炎AE患者，基線為高水平的AEC與ICIs肺炎風(fēng)險增加有關(guān)。嗜酸性粒細(xì)胞具有調(diào)節(jié)細(xì)胞或效應(yīng)細(xì)胞的功能，可通過發(fā)揮抗原呈遞功能激活T細(xì)胞調(diào)節(jié)各種免疫功能從而引起irAEs。

我們前期的研究[20]發(fā)現(xiàn)使用ICIs治療的晚期NSCLC患者，基線外周CD8+T淋巴細(xì)胞與irAEs的發(fā)生顯著相關(guān)，活化的T細(xì)胞在殺死腫瘤細(xì)胞的同時可能攻擊正常的人體組織細(xì)胞，形成ICIs相關(guān)的毒性。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory cells, Tregs）和T細(xì)胞庫在調(diào)節(jié)自身免疫平衡方面至關(guān)重要，ICIs可消耗Tregs，使Tregs功能紊亂，同時調(diào)節(jié)T細(xì)胞庫，導(dǎo)致T細(xì)胞的自身反應(yīng)性激活，破壞體內(nèi)平衡，從而促進(jìn)新的自身反應(yīng)性T細(xì)胞的發(fā)展。因此當(dāng)Tregs缺乏或重編時將會發(fā)生免疫性疾病。在26例已接受抗PD-1的黑色素瘤晚期患者的血樣中分離出Tregs細(xì)胞，并行轉(zhuǎn)錄組測序分析，結(jié)果顯示Tregs轉(zhuǎn)錄組重構(gòu)與實(shí)體瘤irAEs相關(guān)，實(shí)體瘤irAEs和自身免疫性疾?。╝utoimmune disease, AID）Tregs轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)具有一致性，并且實(shí)體瘤irAEs和AID存在共表達(dá)基因[21]。

5.2 細(xì)胞因子 細(xì)胞因子在維持免疫內(nèi)環(huán)境平衡以及參與癌癥、感染和自身免疫等病變方面不可或缺，它可以放大促炎和抗炎反應(yīng)，因此免疫毒性可能與特定的細(xì)胞因子有關(guān)。接受ICIs治療的晚期惡性腫瘤患者的前瞻性研究[22]表明，發(fā)生甲狀腺不良反應(yīng)的惡性腫瘤患者基線白細(xì)胞介素（interleukin, IL）-1β、IL-2和粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF）水平較高。這可能是因?yàn)檫@些細(xì)胞因子可誘發(fā)甲狀腺炎，此外IL-2可以促進(jìn)T細(xì)胞增殖和分化，同時活化T細(xì)胞，誘導(dǎo)自然殺傷（natural killer, NK）細(xì)胞并增強(qiáng)其細(xì)胞溶解作用，以此攻擊腫瘤細(xì)胞及甲狀腺細(xì)胞。一項(xiàng)回顧性研究[23]評估了多種細(xì)胞因子與irAEs的相關(guān)性，結(jié)果顯示基線IL-17升高與3級腹瀉、結(jié)腸炎發(fā)病相關(guān)，而基線低水平G-CSF也與結(jié)腸炎不良反應(yīng)相關(guān)。G-CSF可促進(jìn)巨噬細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的生成，臨床試驗(yàn)表明其對結(jié)腸炎具有保護(hù)作用，因此基線G-CSF水平下降可能會增加結(jié)腸炎AEs的發(fā)生風(fēng)險。此研究還發(fā)現(xiàn)基線IL-6、IL-10、血管生成素-1（angiopoietin-1,Ang-1）和CD40配體（CD40 ligand, CD40L）升高與皮膚毒性相關(guān)?？赡苁且?yàn)锳ng-1有促進(jìn)微血管增生、破壞屏障穩(wěn)定和促炎的作用，而CD40L導(dǎo)致自身抗原的表達(dá)增強(qiáng)等原因所致。IL-10可由CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞等多種細(xì)胞生成，同時反饋刺激CD8+T細(xì)胞的增殖，并提高T細(xì)胞的細(xì)胞溶解活性，增加NK細(xì)胞的殺傷能力，促進(jìn)B細(xì)胞的存活、增殖和分化。研究[24]發(fā)現(xiàn)，高水平IL-10與活躍的炎癥環(huán)境相關(guān)，基線IL-10水平較高的患者發(fā)生irAEs的風(fēng)險較高，并且在ICIs治療期間，IL-10的動態(tài)變化仍然與irAEs的發(fā)生有關(guān)。Tsukamoto等[25]在使用PD-L1抑制劑治療的NSCLC患者中發(fā)現(xiàn)趨化因子CXC配體13（chemokine C-X-C motif ligand 13, CXCL13）的增加與irAEs發(fā)病率相關(guān)。CXCL13是AID的生物標(biāo)志物，其水平與疾病變化相關(guān)，因此，有望通過監(jiān)測血漿中的CXCL13作為預(yù)測irAEs的生物標(biāo)志物。

5.3 血清其他標(biāo)志物 高乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase,LDH）的患者可能具有較高的全身炎癥狀態(tài)，由此促進(jìn)更高級別irAEs的發(fā)生。研究[26]發(fā)現(xiàn)免疫相關(guān)性心肌炎患者常有較高的基線LDH，隨著其水平升高，不良反應(yīng)的級別也隨之升高。因此，臨床實(shí)踐中LDH水平的檢測可為分析irAEs的發(fā)病率及嚴(yán)重程度提供參考。C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein, CRP）是感染的標(biāo)志物，癌癥晚期的大量組織損傷以及機(jī)體組織對腫瘤微環(huán)境的免疫反應(yīng)可增加其表達(dá)。研究[27]表明使用CTLA-4和PD-1抑制劑患者發(fā)生自身免疫性肝炎及甲狀腺相關(guān)不良反應(yīng)的基線血清CRP水平顯著升高。

5.4 蛋白質(zhì)組學(xué) 蛋白質(zhì)組學(xué)可能作為irAEs的預(yù)測生物標(biāo)志物。一項(xiàng)比較白癜風(fēng)樣色素脫失irAEs與蛋白質(zhì)組學(xué)特征的前瞻性隊(duì)列研究[28]結(jié)果顯示，相較于不良反應(yīng)陰性患者，白癜風(fēng)樣色素脫失患者具有明顯的蛋白質(zhì)組學(xué)特征，表現(xiàn)為外異蛋白A受體（ectodysplasin A receptor, EDAR）上調(diào)、淋巴細(xì)胞激活基因-3（lymphocyte-activation gene 3,LAG-3）下調(diào)和整合素α11（recombinant integrin alpha 11,ITGA11）升高等。有研究[29]分析免疫治療下NSCLC患者初次免疫應(yīng)答（primary immune response, PIR）測試，結(jié)果顯示敏感組更不易發(fā)生irAEs，并對治療3周后的患者樣本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)irAEs陽性組和陰性組存在細(xì)胞外基質(zhì)重塑、補(bǔ)體活化和免疫耐受的蛋白通路顯著差異。血清蛋白質(zhì)組學(xué)特征是指與癌癥患者免疫反應(yīng)相關(guān)的蛋白質(zhì)的獨(dú)特模式。這些蛋白質(zhì)特征來源于基于質(zhì)譜的患者血清樣本，并可作為生物標(biāo)志物來預(yù)測對免疫治療的反應(yīng)。

6 自身抗體和AID

自身抗體是由B細(xì)胞驅(qū)動的體液免疫系統(tǒng)的產(chǎn)物，與AID有關(guān)，具有促炎致病作用。有研究[30]證實(shí)基線自身抗體水平（尤其是抗核抗體和類風(fēng)濕因子）與irAEs發(fā)展相關(guān)，但其機(jī)制仍然存在爭議。自身抗體可引起細(xì)胞和組織損傷所致的全身炎癥，刺激受體或阻斷配體以此抑制靶蛋白功能，并激活補(bǔ)體系統(tǒng)形成免疫復(fù)合物沉積引起器官損傷來介導(dǎo)irAEs的發(fā)生[31]。在一項(xiàng)回顧性分析ICIs治療黑色素瘤患者的研究[32]中發(fā)現(xiàn)，基線時自身抗體濃度低，并且從基線到治療后6周的抗體濃度增大倍數(shù)更大的患者會出現(xiàn)更明顯的器官特異性irAEs。Daban等[33]前瞻性分析了44例ICIs治療的晚期實(shí)體瘤患者預(yù)先存在的自身抗體與≥2級irAEs發(fā)生之間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)兩者有明顯關(guān)系，尤其是預(yù)先存在的抗甲狀腺抗體與相應(yīng)受體結(jié)合導(dǎo)致甲狀腺激素分泌異常，由此預(yù)測自身免疫性甲狀腺功能障礙的發(fā)生。此外還有許多自身抗體已被證實(shí)與特定不良反應(yīng)相關(guān)，如1型糖尿病抗體陽性的患者較陰性的患者接受治療后出現(xiàn)糖尿病相關(guān)irAEs周期更短[34]，神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)不良反應(yīng)中已發(fā)現(xiàn)抗橫紋肌抗體可在重癥肌無力和肌炎重疊的情況下作為生物標(biāo)志物[35]等。

自身抗體是AID診斷和分類的重要生物標(biāo)志物，該疾病特征是免疫紊亂導(dǎo)致異常的B細(xì)胞和T細(xì)胞對機(jī)體組織的變態(tài)反應(yīng)[36]。一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究[37]顯示，相較于對照患者，AID患者發(fā)生全級別、重度和多發(fā)性irAEs的風(fēng)險更大。Pizuorno等[38]分析已存在AID的癌癥患者在接受ICIs治療后irAEs的發(fā)生率，結(jié)果表明橋本甲狀腺功能減退癥和神經(jīng)系統(tǒng)AID患者新發(fā)irAEs發(fā)生率較高。以上結(jié)果均提示AID是irAEs發(fā)生的潛在易感因素。

7 微生物菌群

胃腸道微生物群是指居住在胃腸道中的微生物復(fù)雜系統(tǒng)，與宿主建立共生關(guān)系并參與宿主健康的穩(wěn)態(tài)過程。目前已知腸道微生物菌群與幾類免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，尤其是與炎癥性腸病相關(guān)的疾病，菌群也被證明可以調(diào)節(jié)腸道和非腸道irAEs[39]。腸道生態(tài)失調(diào)的特征是微生物菌群多樣性減少，導(dǎo)致腸道中部分細(xì)菌占主導(dǎo)地位，這可能會影響ICIs的抗腫瘤反應(yīng)并增加irAEs的發(fā)病概率[40]。最近一項(xiàng)隊(duì)列研究[41]分析免疫治療的黑色素瘤患者腸道菌群，結(jié)果顯示毛螺菌屬與鏈球菌屬的特定微生物特征與irAEs相關(guān)。另有研究[42]擬證實(shí)桿菌通過激活或抑制腸道免疫應(yīng)答來影響結(jié)腸炎和皮膚等irAEs的發(fā)生，該研究證實(shí)擬桿菌與炎癥因子有關(guān)，可以影響免疫調(diào)節(jié)和免疫刺激反應(yīng)的平衡，其富集可減少結(jié)腸炎等irAEs，放線菌在胃腸道中建立免疫亞群中起關(guān)鍵作用，也可降低結(jié)腸irAEs。

8 免疫遺傳學(xué)

人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen, HLA）具有高度基因多態(tài)性，可將肽配體呈遞給T細(xì)胞受體，肽結(jié)合區(qū)域的親和力改變可影響不同抗原的結(jié)合能力，因此HLA被認(rèn)為是自身免疫的影響因素，也可能在irAEs的發(fā)展中發(fā)揮作用。研究[43]發(fā)現(xiàn)特定器官和組織中的irAEs可能與某些HLA多態(tài)性有關(guān)，如HLA-DRB3*01:01與血小板減少癥有關(guān)，HLA-DPB1*04:02與低鉀血癥、白細(xì)胞減少和貧血相關(guān)，HLA-A*26:01和膽紅素升高有關(guān)。另有研究[44]分析PD-1/PD-L1抑制劑治療的晚期癌癥患者免疫或癌癥相關(guān)基因中的166個單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism,SNP），其中尿嘧啶N糖基化酶（uracil N glycosylase,UNG）、干擾素ω（interferon omega 1,IFNW1）、干擾素λ4（interferon lambda 4,IFNL4）、PD-L1和CTLA-4與≥3級irAEs相關(guān)。

9 總結(jié)與展望

在免疫治療時代，ICIs的適應(yīng)證不斷擴(kuò)大，可伴隨而來的irAEs越來越被關(guān)注和重視，為提高ICIs療效并減少毒副作用，使患者能最大程度獲益，提早預(yù)測irAEs發(fā)生，是irAEs全程管理的重點(diǎn)。本文總結(jié)描述了有關(guān)臨床特征、血液生物標(biāo)志物、腸道微生物群、蛋白組學(xué)和免疫遺傳學(xué)等特征與irAEs發(fā)生的相關(guān)性，但仍未有精準(zhǔn)的標(biāo)志物可供臨床實(shí)踐使用，因此探索irAEs發(fā)病機(jī)制、發(fā)現(xiàn)新型的預(yù)測生物標(biāo)志物迫在眉睫。此外，綜合多個臨床因素及生物標(biāo)志物，建立irAEs預(yù)測模型可為安全且精準(zhǔn)地使用ICIs提供保障。

Competing interests

The authors declare that they have no competing interests.