蔣雨珂 綜述,李長毅 審校
(1.重慶醫(yī)科大學(xué)研究生院,重慶 400010;2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院呼吸內(nèi)科,重慶 400010)
據(jù)統(tǒng)計,2020年全球肺癌新增病例約220萬,死亡人數(shù)180萬。盡管肺癌已退居全球第二大常見癌癥,但仍是癌癥患者的主要死亡原因[1]。我國由于人口年齡結(jié)構(gòu)及生活方式的改變,目前肺癌病例數(shù)已位居全球首位[2]。多數(shù)肺癌確診時已局部進(jìn)展或轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致治療選擇的局限性及不良預(yù)后。因此及時診斷、評估肺癌的進(jìn)展和預(yù)后對于制訂個體化治療方案、提高患者的生存周期至關(guān)重要。
炎癥是癌癥的“第七大特征”,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后中具有重要作用[3]。已有研究證實,外周血中某些炎癥標(biāo)志物可以反映宿主炎癥、免疫、腫瘤之間的關(guān)系[4-7]。外周血炎癥標(biāo)志物包括中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞之比(NLR),血小板與淋巴細(xì)胞之比(PLR),淋巴細(xì)胞與單核細(xì)胞之比(LMR),這些標(biāo)志可以反映全身炎癥狀態(tài),且無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、便捷、易獲得,是輔助肺癌臨床診斷、預(yù)后評估的前景指標(biāo)。本文就炎癥、免疫與腫瘤之間的關(guān)系,新型炎癥標(biāo)志物在肺癌中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。
1863年VIRCHOW在腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)了白細(xì)胞,提出癌癥源于某些部位特定的炎癥,首次將炎癥與癌癥聯(lián)系起來。眾人熟知的非甾體抗炎藥——阿司匹林,可以抑制前列腺素合成所需的環(huán)氧合酶,從而阻止前列腺素在受損組織中引發(fā)炎癥反應(yīng)。它對癌細(xì)胞的直接作用和抑制血小板與癌細(xì)胞的相互作用提示可用于抗瘤治療[8]。同時作為炎癥與腫瘤的“阻斷劑”體現(xiàn)了兩者之間密不可分的關(guān)系。
炎癥是機(jī)體對外界病原體、理化刺激、創(chuàng)傷等各種危險信號的一種反應(yīng)。在傷口愈合、組織修復(fù)、維持組織穩(wěn)態(tài)、防止組織功能喪失方面具有積極作用。該過程涉及先天免疫與適應(yīng)性免疫細(xì)胞的激活。當(dāng)體內(nèi)外物理屏障不能抵御損傷刺激或病原體入侵時,先天免疫系統(tǒng)首先激活,即巨噬細(xì)胞對損傷做出反應(yīng),并釋放細(xì)胞因子、趨化因子招募其他先天免疫細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等在損傷處聚集。巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞吞噬病原體,樹突狀細(xì)胞作為重要的抗原提呈細(xì)胞,在淋巴結(jié)可以激活CD4+Th細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞,以聯(lián)合適應(yīng)性免疫系統(tǒng)共同清除病原體,促進(jìn)組織細(xì)胞增殖與修復(fù),維持組織穩(wěn)態(tài)。但由致癌事件所致的炎癥機(jī)體無法去除,最終結(jié)果是炎癥慢性化。而持續(xù)存在的炎癥環(huán)境和細(xì)胞因子驅(qū)動的增殖可推動腫瘤發(fā)生[9-12]。如炎癥性腸病(克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎)相關(guān)的結(jié)腸癌,幽門螺桿菌引起的胃癌,慢性阻塞性肺病相關(guān)的肺癌[13-15]。
近幾十年免疫治療在腫瘤方面的巨大進(jìn)展,讓越來越多的人開始重視腫瘤細(xì)胞及其周圍的基質(zhì),包括炎癥細(xì)胞、免疫細(xì)胞、細(xì)胞因子、趨化因子、血管等,他們在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中同樣發(fā)揮重要作用,與腫瘤細(xì)胞共同構(gòu)成腫瘤微環(huán)境(TME)。因此,炎癥、免疫與腫瘤三者密不可分。免疫系統(tǒng)發(fā)揮免疫監(jiān)視作用,殺傷腫瘤細(xì)胞;腫瘤相關(guān)性炎癥可以抑制免疫系統(tǒng),使微環(huán)境向有利于腫瘤生長的方向改變,而免疫與炎癥之間的平衡關(guān)系又控制著癌癥的發(fā)展方向及預(yù)后。
2.1NLR與肺癌的診斷及監(jiān)測 NLR能夠反映全身炎癥狀態(tài),在評估腫瘤預(yù)后方面受到越來越多的重視,但鮮少有相關(guān)研究探討NLR與肺癌發(fā)生的關(guān)系。ZHU等[4]通過對比分析健康人群與肺癌患者的全身炎癥指標(biāo)發(fā)現(xiàn),肺癌患者與健康人群的NLR差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001),肺癌患者的NLR更高,當(dāng)NLR截值為2.14時可顯示出一定的鑒別能力(靈敏度0.619,特異度0.736)。最近基于英國生物銀行數(shù)據(jù)庫(UK biobank)和以中國人群為研究對象的大型回顧性研究均揭示了NLR升高與肺癌發(fā)生風(fēng)險增加密切相關(guān),并且這種相關(guān)性在肺癌確診前1年內(nèi)更為明顯[16-17]。因此,NLR升高可能預(yù)示著肺癌發(fā)生的早期炎癥反應(yīng)或者尚未明確診斷的早期肺癌,是潛在的識別早期肺癌的生物標(biāo)志物。所以,對于臨床偶然發(fā)現(xiàn)的肺結(jié)節(jié)合并全身炎癥指數(shù)升高的患者,可以密切隨訪監(jiān)測NLR的消長情況,并結(jié)合患者結(jié)節(jié)影像學(xué)動態(tài)評估罹患肺癌的風(fēng)險度,為醫(yī)生提供更多維度的鑒別信息,以更好指導(dǎo)患者隨訪與診治,避免患者過度焦慮、過度檢查及不必要的侵襲性操作。
雖然中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞具有易獲得性,但易受儲存溫度、環(huán)境、抗凝劑等因素影響,久置后的標(biāo)本細(xì)胞計數(shù)穩(wěn)定性降低,這無疑影響臨床診斷的準(zhǔn)確性。而利用DNA甲基化在細(xì)胞分化過程中保留的穩(wěn)定的細(xì)胞表觀遺傳記憶來評估細(xì)胞之間的異質(zhì)性,可確定細(xì)胞種類與來源[18],能較好排除環(huán)境等因素帶來的檢測干擾,提高診斷準(zhǔn)確度。因此,GRIESHOBER等[19]利用DNA甲基化譜發(fā)現(xiàn)較高的甲基化衍生的NLR(mdNLR)與非小細(xì)胞肺癌風(fēng)險顯著相關(guān),mdNLR每增加一個單位,非小細(xì)胞肺癌風(fēng)險增加30%,其中mdNLR與肺腺癌和肺鱗癌的風(fēng)險相關(guān)性相似,說明其在肺癌病理亞型的鑒別方面可能相關(guān)性不大。 此外,XU等[20]通過研究影像學(xué)表現(xiàn)為肺磨玻璃結(jié)節(jié)(GGO)的ⅠA期肺腺癌的生長情況發(fā)現(xiàn),NLR升高是GGO生長的獨立危險因素,表明中性粒細(xì)胞計數(shù)的升高可能是促瘤因素,而淋巴細(xì)胞在腫瘤免疫方面具有重要作用,有利于肺癌患者生存,兩者的比值變化反映了先天免疫與適應(yīng)性免疫的平衡關(guān)系;同時,對于臨床隨訪的GGO,NLR的變化趨勢可以為臨床醫(yī)生提供更多的結(jié)節(jié)生長信息,幫助臨床醫(yī)生做出更為準(zhǔn)確的臨床預(yù)判,為患者制訂更精細(xì)化的隨訪計劃。
中性粒細(xì)胞是TME重要組成成分,促進(jìn)腫瘤相關(guān)炎癥發(fā)生和發(fā)展,抑制T淋巴細(xì)胞活性,而淋巴細(xì)胞具有誘導(dǎo)細(xì)胞毒性致細(xì)胞死亡、抑制腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移的作用。中性粒細(xì)胞增加反映了宿主炎癥狀態(tài),有利于腫瘤進(jìn)展,淋巴細(xì)胞數(shù)量減少表明免疫抑制,機(jī)體抗瘤作用減弱。因此,NLR比例失調(diào)本質(zhì)是中性粒細(xì)胞升高和淋巴細(xì)胞減少,反映了機(jī)體炎癥狀態(tài)的失衡,包括先天免疫與適應(yīng)免疫之間失衡,以及促瘤與抗瘤作用的失衡。對于臨床偶然發(fā)現(xiàn)的肺結(jié)節(jié),NLR的隨訪監(jiān)測有望成為影像學(xué)之外的另一種輔助肺癌早期篩查、診斷、判斷病程的前景指標(biāo)。
2.2NLR與免疫治療 作為一種常規(guī)易得、可重復(fù)、廉價的生物標(biāo)志物,NLR是非小細(xì)胞肺癌患者在免疫檢查點抑制劑(ICIs)治療或化療中最常見的研究對象。NLR能夠為多種實體腫瘤、嚴(yán)重創(chuàng)傷、新型冠狀病毒、感染性休克等提供預(yù)后價值,但對于接受免疫治療或化療的肺癌患者是否有獨特的預(yù)測價值目前尚不完全清楚[21]。
既往多項研究均觀察到較高的NLR與接受免疫治療(ipilimumab、nivolumab、pembrolizumab、Durvalumab)或化療的非小細(xì)胞肺癌患者的不良預(yù)后相關(guān)。免疫治療前NLR較低的患者往往有更長的無進(jìn)展生存時間(PFS)及總體生存時間(OS),而治療前高水平NLR的PFS及OS更短,且更易出現(xiàn)免疫治療相關(guān)不良反應(yīng)[22-28]。造成這一現(xiàn)象的原因可能與中性粒細(xì)胞的活化與淋巴細(xì)胞的耗竭不平衡相關(guān)。中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、炎癥因子等是肺癌微環(huán)境中重要組成成分,環(huán)境中的CD8+T淋巴細(xì)胞具有細(xì)胞毒性,能直接殺死腫瘤細(xì)胞,與肺癌預(yù)后密切相關(guān)[24]。KARGL等[29]發(fā)現(xiàn)低中性粒細(xì)胞浸潤的非小細(xì)胞肺癌患者的TNF-γ T淋巴細(xì)胞信號通路增強(qiáng),其微環(huán)境中CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量增加,可以提高ICIs在非小細(xì)胞肺癌中的療效。而過量的循環(huán)炎癥因子會導(dǎo)致中性粒細(xì)胞數(shù)量增加,淋巴細(xì)胞反應(yīng)性減少,從而導(dǎo)致NLR升高的炎癥狀態(tài)[21]。因此,NLR升高可能預(yù)示著較差的免疫應(yīng)答及免疫治療的失敗。ALESSI等[22]通過回顧性分析221例接受帕博利珠單抗(Pembrolizumab)治療的患者也證實了不同NLR水平非小細(xì)胞肺癌患者的TME存在免疫差異,較低NLR(NLR<2.6)有更多的CD8+T淋巴細(xì)胞浸潤,能夠產(chǎn)生更好的免疫應(yīng)答,因此具有較好的療效。這不僅說明外周血NLR可能反映腫瘤髓細(xì)胞浸潤程度,也表明不同預(yù)后患者TME構(gòu)成的差異可能與免疫細(xì)胞減少導(dǎo)致微環(huán)境中促瘤與抗瘤的失衡狀態(tài),使TME朝著有利于腫瘤進(jìn)展的方向改變相關(guān)。此外,NLR在免疫治療方面的預(yù)測效能可能較化療相關(guān)的預(yù)測效能更大[21,23],因此,監(jiān)測免疫治療前NLR情況可以為臨床醫(yī)生提供更豐富的療效預(yù)判,為不能在免疫治療中產(chǎn)生較好反應(yīng)的患者及時調(diào)整治療策略。但目前對于NLR在預(yù)測免疫治療預(yù)后方面的臨界值判定尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。既往研究顯示NLR截值通常在2.2~5.0,多數(shù)研究將NLR升高定義為NLR>5,通常能夠觀察到較差的PFS及OS[30]。
NLR源于免疫監(jiān)測相互作用的一個概念。NLR升高可表現(xiàn)為單純的中性粒細(xì)胞絕對數(shù)增加、淋巴細(xì)胞絕對數(shù)減少或兩者同時出現(xiàn),這與TME中炎癥反應(yīng)和淋巴細(xì)胞抑制相關(guān)。炎癥影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與預(yù)后,因此不難推斷出NLR的效用在于能夠反映腫瘤患者當(dāng)前的炎癥程度,監(jiān)測NLR可以反映腫瘤炎癥與免疫平衡狀態(tài)。但需要意識到NLR是一種動態(tài)標(biāo)志物,它隨時間變化而變化,因此監(jiān)測治療過程中NLR的變化趨勢或許也是潛在的預(yù)測指標(biāo)。目前對于這一生物標(biāo)志物的理解尚不完全成熟,全球范圍內(nèi)尚未明確統(tǒng)一截值,這可能需要多中心及更多的前瞻性研究進(jìn)一步證實。
2.3NLR與其他炎癥指標(biāo) NLR作為血常規(guī)的衍生指標(biāo),標(biāo)本自身易受到環(huán)境理化因素、感染、風(fēng)濕免疫、血液系統(tǒng)等疾病的影響,單一指標(biāo)的預(yù)測存在一定的漏診和誤診,因此,預(yù)測肺癌患者的預(yù)后應(yīng)該是多維度、多方法的。為提高評估的準(zhǔn)確性,當(dāng)前衍生出了多種與NLR組合的預(yù)測模式。如NLR聯(lián)合清蛋白組合的COA-NLR評分系統(tǒng),根據(jù)術(shù)前NLR是否升高(>2.5)及血清清蛋白是否降低(<35 g/L),對患者進(jìn)行風(fēng)險評分,能夠更好地反映炎癥水平,便于對外科術(shù)后患者預(yù)后的風(fēng)險度分層,并且COA-NLR也可能代表免疫狀態(tài)的標(biāo)志——炎癥狀態(tài)可以抑制腫瘤免疫,低蛋白血癥可損害細(xì)胞免疫,COA-NLR評分越低,免疫狀態(tài)越好,腫瘤患者預(yù)后越好[31];血清纖維蛋白原聯(lián)合NLR的F-NLR分級系統(tǒng)可用于評估可手術(shù)切除的非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后情況[32];免疫治療早期C反應(yīng)蛋白(CRP)變化聯(lián)合NLR變化能夠幫助臨床醫(yī)生識別哪些患者可以在免疫治療中獲得持久的反應(yīng)和較長的生存周期[33]。根據(jù)不同患者情況采用NLR聯(lián)合不同指標(biāo)的組合方式,可以更有針對性、更個性化地評估非小細(xì)胞肺癌患者的治療或預(yù)后情況,輔助臨床醫(yī)生制訂不同類型患者的治療策略。
血小板可以產(chǎn)生多種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)TME,促進(jìn)腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移和免疫逃避;淋巴細(xì)胞具有抗瘤作用,PLR通過2個慢性炎癥相關(guān)參數(shù)的比值來反映機(jī)體的炎癥狀態(tài)和TME的平衡[34]。
近年來,不乏PLR在預(yù)測肺癌免疫治療預(yù)后方面的研究。KSIENSKI等[35]回顧性分析220例接受帕博麗珠單抗的非小細(xì)胞肺癌患者,發(fā)現(xiàn)較高的PLR有更差的OS。不僅如此,該研究僅分析了腫瘤細(xì)胞陽性比例分?jǐn)?shù)(TPS)大于50%的患者,說明PLR可以獨立于PD-L1預(yù)測非小細(xì)胞肺癌免疫治療反應(yīng)應(yīng)答和預(yù)后。 LIU等[7]隨訪了44例接受納武利尤單抗治療的轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者,發(fā)現(xiàn)在接受ICIs治療前PLR與患者的預(yù)后相關(guān),低PLR(≤144)組患者的OS與PFS較高PLR組長。KARTOLO等[25]回顧性分析了156例接受PD-1免疫治療的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤和非小細(xì)胞肺癌患者,亦認(rèn)為PLR與NLR均與免疫治療的療效有關(guān),且PLR比NLR有更強(qiáng)的相關(guān)性。目前對于PLR尚未有統(tǒng)一的截值范圍,既往有多項研究顯示PLR在150~262,多數(shù)PLR截值在200左右能夠識別ICIs的療效及預(yù)后差異[30]。對于無可驅(qū)動突變基因的非小細(xì)胞肺癌患者,ICIs如PD-1和PD-L1或聯(lián)合化療已成為此類患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方案,而PLR可以作為表皮生長因子受體(EGFR)/間變性淋巴瘤激酶(ALK)野生型非小細(xì)胞肺癌患者的預(yù)后預(yù)測指標(biāo)[36],為醫(yī)療人員提供合理的決策依據(jù)。PLR的作用不局限于免疫治療的預(yù)測。有研究發(fā)現(xiàn),PLR與Ⅳ期非小細(xì)胞肺癌伴惡性胸腔積液生存率低相關(guān);在放療方面,PLR不僅作為預(yù)測早期非小細(xì)胞肺癌立體定向放療的預(yù)后指標(biāo),輔助醫(yī)護(hù)工作者對患者的治療效果做出判斷,還可以作為放療后局部失敗的預(yù)后指標(biāo)。此外,PLR聯(lián)合NLR、LMR和簡化格拉斯哥評分還是預(yù)測非小細(xì)胞肺癌患者腦轉(zhuǎn)移放射外科治療前生存率的有效且簡單的評估工具[37]。
PLR在肺癌診斷方面具有一定作用,但目前缺乏統(tǒng)一的診斷閾值范圍,對于肺癌的病理分型相關(guān)性不強(qiáng)。由于PLR與NLR具有協(xié)同作用,因此對于預(yù)測肺癌免疫治療的預(yù)后,NLR與PLR的聯(lián)合預(yù)測可能比單一指標(biāo)診斷的效能更高。
單核細(xì)胞在TME中可以釋放多種趨化因子、細(xì)胞因子,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移,而淋巴細(xì)胞通過細(xì)胞毒性及產(chǎn)生抗瘤細(xì)胞因子與腫瘤細(xì)胞抗衡,利用LMR可以反映淋巴細(xì)胞與單核細(xì)胞的聯(lián)合作用、全身炎癥狀態(tài),以及促瘤和抗瘤之間的平衡關(guān)系[38]。
LMR作為臨床上廉價、易獲取的指標(biāo),在肺癌的療效、預(yù)后評估、腫瘤分期、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等方面均具有一定作用。對于早期非小細(xì)胞肺癌患者以鉑類為主的一線化療方案,治療前高LMR患者的化療反應(yīng)較低LMR患者反應(yīng)好,同時PFS和OS更長,因此,LMR降低可能是疾病狀態(tài)、一線鉑類化療反應(yīng)差、患者生存率較低的潛在性生物指標(biāo)[39]。在進(jìn)展期非小細(xì)胞肺癌患者治療方面,既往有研究發(fā)現(xiàn)LMR的變化與納武利尤單抗治療進(jìn)展期非小細(xì)胞肺癌患者的客觀應(yīng)答呈正相關(guān),且LMR與納武利尤抗的相關(guān)性在其他PD-1如信迪利單抗單藥或聯(lián)合治療非小細(xì)胞肺癌方面也有相似發(fā)現(xiàn)[40-41]。這種早期LMR變化與PD-1療效的相關(guān)性可用于PD-1療效評估,從而進(jìn)一步輔助臨床醫(yī)生就啟動PD-1治療尚未出現(xiàn)LMR早期增長甚至疾病進(jìn)展的患者是否繼續(xù)使用PD-1單抗治療做出判斷。LMR還廣泛應(yīng)用于不同疾病狀態(tài)預(yù)后的預(yù)測,且基因突變不同,疾病進(jìn)展程度不同,LMR的預(yù)測截值不同。WATANABE等[41]研究發(fā)現(xiàn),低LMR(≤2.8)是EGFR酪氨酸激酶抑制劑(EGFR-TKI)治療EGFR突變的非小細(xì)胞肺癌患者PFS縮短的獨立預(yù)測因素。而對于無驅(qū)動基因的非小細(xì)胞肺癌患者,LMR亦是具有EGFR野生型腺癌的獨立預(yù)后標(biāo)志,其截值為1.97。此外,術(shù)前LMR≥2.5與接受根治性切除的肺癌患者具有較長的PFS和OS相關(guān)。在病理分期方面LMR也有一定的輔助診斷作用。相較于較低的LMR(<4.0),高LMR(≥4.0)患者擁有較好的病理分期、較少的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和淋巴管浸潤,且營養(yǎng)狀況更好[42]。而動態(tài)隨訪LMR的變化情況,LMR的增加與非小細(xì)胞肺癌腦轉(zhuǎn)移患者呈顯著負(fù)相關(guān),這一現(xiàn)象在肺腺癌的女性患者或者具有T2~4,N1~3分期的患者中尤其明顯[43]。
總之,作為一種廉價的生物標(biāo)志物,LMR在肺癌各方面均有較好的預(yù)測作用。這也說明炎癥反應(yīng)可以補充和擴(kuò)展臨床傳統(tǒng)病理分析的重要預(yù)后信息,同時聯(lián)合循環(huán)單核細(xì)胞計數(shù)、PLR、巨噬細(xì)胞免疫評分[38,44-45]監(jiān)測LMR在患者治療前后的變化可能反映腫瘤負(fù)荷,有助于輔助分期、指導(dǎo)臨床決策、評估療效、監(jiān)測疾病復(fù)發(fā)或進(jìn)展。
炎癥是腫瘤的標(biāo)志,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后中具有重要作用。人們在探究炎癥與腫瘤關(guān)系的同時也渴望從中尋找潛在的生物標(biāo)志物與治療靶點。中性粒細(xì)胞、血小板、單核/巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞參與了TME的組成,通過多種機(jī)制調(diào)控促炎與抗炎之間的平衡。因此,以TME為中心,探究微環(huán)境中不同炎癥細(xì)胞因子與特定腫瘤之間的關(guān)系,可提供新的癌癥篩查途徑及潛在治療靶點。而維持微環(huán)境有效的抗瘤免疫應(yīng)答,下調(diào)炎性細(xì)胞群,從而改變TME的構(gòu)成有可能成為一種新的治療模式。此外,NLR、PLR、LMR等炎癥指標(biāo)反映了機(jī)體炎癥狀態(tài)與免疫水平,無創(chuàng)、便捷、可重復(fù),在臨床上具有易行性和易推廣性,在肺癌甚至其他實體腫瘤的診斷、預(yù)后、療效及免疫相關(guān)不良反應(yīng)的評估方面具有巨大潛力。但目前對于上述炎癥指標(biāo)認(rèn)識尚不成熟,暫無統(tǒng)一的診斷閾值,還需依賴于更多的多中心研究和前瞻性研究進(jìn)一步證實。