免疫球蛋白G4與惡性腫瘤

劉喬飛，廖 泉

中國醫學科學院 北京協和醫學院 北京協和醫院基本外科， 北京 100730

由于免疫球蛋白G4相關性疾病(immunoglobulin G4 related disease，IgG4-RD)幾乎可累及人體任何組織/器官，且臨床表現缺乏特異性，其命名亦經過不斷變更[1- 2]，直至2011年，學者們才將這一類以組織腫脹，外周血IgG4升高，病變組織中含有大量IgG4陽性漿細胞浸潤、廣泛纖維化以及激素治療敏感的疾病統稱為IgG4-RD[3]。筆者以“immuno-globutin G4 related disease”“IgG4-RD”為檢索詞，檢索2000年1月1日至2019年12月31日PubMed發表的IgG4-RD相關文獻，發現IgG4-RD相關研究呈暴發式增長(圖1)。隨著研究的不斷深入和廣泛，學者們發現IgG4-RD患者的惡性腫瘤發生率高于普通人群，提示IgG4異常可能是惡性腫瘤發生的高危因素[4- 5]。生理狀態下IgG4在外周血中含量極低，與其他亞型IgG不同，IgG4與補體以及激活型Fcγ受體的結合能力較弱，不能有效激活其免疫反應，相反在一定程度上可以抑制免疫反應的激活，故外周血中IgG4異常升高或者病變組織IgG4陽性漿細胞的異常浸潤，可能與腫瘤免疫相關[6]。本文就IgG4與惡性腫瘤的發生及預后、腫瘤免疫相關性進行綜述。

圖 1 PubMed數據庫近20年發表的免疫球蛋白G4相關性疾病論文變化情況

1 免疫球蛋白G4分子結構、功能特點及其產生

1.1 分子結構與功能特點

根據發現時間順序以及分子鉸鏈區的不同，IgG可分為IgG1、IgG2、IgG3及IgG4，其占比分別約為66%、23%、7%及4%[7]。IgG4雖然是人體內含量最少的IgG，但具有與其他亞型IgG截然不同的結構及功能特點[8]：(1)由于等電點不同，生理環境下IgG4帶負電，而其他亞型IgG帶正電。(2)由于鉸鏈區的不穩定性，2個不同的IgG4分子之間可以發生半分子互換，形成非對稱性的雙特異性抗體。鑒于2種不同抗原同時存在時才能激活雙特異性抗體，而IgG4與抗原形成的免疫復合物與補體的親和力弱，故難以激活免疫應答。(3)IgG4分子中的Fc片段可與其他亞型IgG的Fc片段結合，阻止后者與Fcγ受體或補體結合，從而抑制免疫應答。(4)IgG4分子的Fc片段與C1q及Fcγ受體結合能力極弱，不能有效激活C1q及FcγRI、FcγRIIA、FcγRIIC、FcγRIIIA受體。(5)IgG4是唯一可與抑制性FcγRIIB結合的IgG亞型。

1.2 免疫球蛋白G4的產生

Th1型細胞因子，如白細胞介素(interleukin, IL)- 2和γ-干擾素(interferon-γ, IFN-γ)等能促進IgG向IgG1、IgG2和IgG3轉化；Th2型細胞因子，如IL- 4、IL- 5、IL- 10、IL- 13及轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)，則可促進IgG向IgG4轉化。IgG4在轉化過程中，存在半分子交換現象，經過半分子交換后，IgG4交聯抗原的能力極弱。在IgG4-RD中，IgG4分子發生半分子交換明顯增多，可高達所有IgG4的30%[9]。

2 免疫球蛋白G4與惡性腫瘤

自身免疫性疾病與惡性腫瘤的關系是雙向作用過程。一方面，惡性腫瘤，如肺癌、胃癌、乳腺癌及卵巢癌等，可引起皮肌炎以及硬皮病等自身免疫性疾病；另一方面，多種自身免疫性疾病是惡性腫瘤發生的高危因素，如炎癥性腸病及原發性硬化性膽管炎已明確分別是結直腸癌及膽管癌發生的高危因素[10]。近年來，IgG4-RD作為一種新的自身免疫性疾病，IgG4與惡性腫瘤的關系引起了學術界的廣泛關注。

2.1 免疫球蛋白G4與惡性腫瘤發生的關系

近10來，學者們進行了大量研究，以探討IgG4與惡性腫瘤的相關性(表1)。I型自身免疫胰腺炎(autoimmune pancreatitis, AIP)是IgG4-RD在胰腺的臨床表現形式。2012年，Hart等[11]報道了一項納入978例Ⅰ型AIP患者的國際多中心回顧性分析。結果顯示，在隨訪過程中，共發生了57例(5.83%)惡性腫瘤。2013年，日本學者Shiokawa等[12]報道了另一項多中心回顧性分析結果，中位隨訪3.3年，108例AIP患者共18例(13.9%)罹患惡性腫瘤；在AIP診斷的1年內，惡性腫瘤的發生率較普通人群升高6.1倍。隨后針對AIP與惡性腫瘤相關性的研究陸續發表，結果均提示AIP患者后續患惡性腫瘤的風險不同程度升高[13- 18]。以上結果提示，IgG4異常導致的AIP可能與惡性腫瘤的發生關系密切。Hart等[19]前瞻性隨訪了116例AIP患者，同時以1∶3匹配對照組，中位隨訪3年，兩組惡性腫瘤的總體發生率無明顯差異。但該研究隨訪時間較短，一定程度上影響了結果的可靠性。

Ymanoto等[20]納入了106例IgG4-RD患者，中位隨訪3.1年間，共11例發生惡性腫瘤。日本IgG4相關眼病研究學組通過分析1014例眼部淋巴增生性疾病患者的數據后發現，IgG4相關眼病可能是發生IgG4陽性的MALT淋巴瘤的高危因素[21]。Asano等[22]對1992至2012年158例IgG4-RD患者進行了回顧性分析，平均隨訪(5.95±4.48)年，共34例發生了惡性腫瘤，其發生惡性腫瘤的風險較普通人群升高2.01倍；診斷IgG4-RD 1年內發生腫瘤的風險是普通人群的3.53倍。北京協和醫院消化內科報道了2010年1月至2015年12月診治的272例IgG4-RD患者研究結果，中位隨訪24個月發生惡性腫瘤9例(3.3%)，其中4例患者為同時性腫瘤，2例發生在IgG4-RD診斷1年內，其余3例發生在IgG4-RD診斷1年后[23]。Ahn等[24]報道了118例IgG4-RD患者，在隨訪中共發現12例惡性腫瘤，其中11例是在IgG4診斷前或診斷時已發生，僅1例在診斷IgG4-RD 3個月后發生。此類患者罹患惡性腫瘤的風險是普通人群的23.08倍，而罹患非霍奇金淋巴瘤的風險是普通人群的400倍。

由此可見，多數文獻提示IgG4-RD患者罹患惡性腫瘤的風險明顯增高，但由于各個研究的隨訪時間、隨訪方法、腫瘤的檢測方法以及研究中所選取的對照人群各不相同，其結果亦不完全一致(表1)。理想的前瞻性隊列研究設計應包括：(1)選擇無惡性腫瘤史、家族史且明確診斷的IgG4-RD患者；(2)對照組應采用性別、年齡、基礎疾病以及其他惡性腫瘤高危因素與研究組進行匹配的方式；(3)在開展研究前應明確是以總體惡性腫瘤發生率為目標，或是以某一特定腫瘤為研究目標(如AIP與胰腺癌)；(4)納入的IgG-RD患者與對照人群應結合研究目標以及隨訪時間，科學合理地估算樣本量；(5)制定規范可行的惡性腫瘤篩查方法；(6)由于IgG4-RD發病率低，多中心研究可能更有助于減少偏倚。

表 1 IgG4-RD患者惡性腫瘤發生率文獻回顧

另外需要思考的問題是：(1)IgG4-RD是否可能是某些惡性腫瘤的副癌綜合征？(2)惡性腫瘤患者罹患IgG4-RD的風險是否增加？從上文納入的文獻分析可知，部分患者同時罹患IgG4-RD與惡性腫瘤或在IgG4-RD診斷后不久發現惡性腫瘤，故存在IgG4-RD是惡性腫瘤副癌綜合征的可能性。副癌綜合征的癥狀通常與惡性腫瘤進展平行，在腫瘤經過治療后縮小或自愈時，其亦應隨之好轉或自愈。目前的文獻報道中相關數據存在大量缺失，故難以作出準確判斷。作者曾在臨床中遇到1例IgG-RD合并甲狀腺癌和1例IgG-RD合并膽管癌的患者。此2例患者術后1個月內均未給予激素治療，然而其血清IgG4較術前明顯升高，提示此2例患者的IgG4-RD并非副癌綜合征[25]。Wallace等[26]通過對125例IgG4-RD患者分析發現，在IgG4-RD診斷前有16%的患者曾有惡性腫瘤史，是普通人群的2.5倍，這些惡性腫瘤分別發生在IgG4-RD確診前的1～39年。在IgG4-RD確診后，在隨訪的996例患者中6例發生惡性腫瘤。因此，有研究者提出惡性腫瘤可能是IgG4-RD的高危因素。

理論上，惡性腫瘤的發生過程可能伴有新生腫瘤抗原的不斷釋放，只是不同腫瘤或在腫瘤的不同發展階段，新生腫瘤抗原的種類、數量以及抗原性存在差異。自身抗原不斷暴露及對B淋巴細胞慢性反復刺激是誘導IgG4產生的基本條件。誘導產生的記憶型IgG4漿細胞可通過交叉抗原效應，造成其他器官組織損傷，從而表現為IgG4-RD，因此惡性腫瘤可能誘發IgG4-RD。此外，從上述的文獻回顧中可以發現，IgG4-RD患者發生惡性腫瘤的風險顯著增高，故IgG4陽性的寡克隆漿細胞可能是IgG4-RD的根源，這些本身異常的細胞群可能是惡性腫瘤的癌前突變細胞。當基因突變累積到一定程度后，這些IgG4漿細胞可能轉化為惡性腫瘤細胞。另外IgG4-RD患者長期服用激素導致的免疫抑制以及IgG4介導的局部慢性炎癥損傷，均為促癌因素。因此，IgG4-RD與惡性腫瘤可能是雙向促進作用。

2.2 免疫球蛋白G4與惡性腫瘤預后的關系

血清中IgG4升高以及病變組織中IgG4漿細胞大量浸潤并非IgG4-RD所特有的臨床病理特征。Resheq等[27]發現，32%(6/19)的肝門部膽管癌以及17%(5/29)的胰腺癌組織中存在大量的IgG4陽性漿細胞浸潤，且IgG4陽性的腫瘤患者黃疸癥狀更嚴重。Ngwa等[28]對比分析了548例胰腺癌患者的臨床資料，發現10.1%的胰腺癌患者外周血IgG4升高，但外周血IgG4升高與腫瘤的可切除性及患者的生存期無明顯相關。Miyatani等[29]對131例胃癌患者的研究顯示，癌組織中IgG4陽性漿細胞數目與其預后呈負相關。Karagiannis等[30]對167例黑色素瘤患者的研究中亦得出類似結果，42.6%的黑色素瘤患者組織中存在大量IgG4陽性漿細胞浸潤，且黑色素瘤患者外周血IgG4/IgG明顯升高；高IgG4/IgG與患者的無進展生存期及總生存期呈負相關。因此，腫瘤組織中IgG4陽性漿細胞的浸潤可能是多種惡性腫瘤患者預后不良的危險因素，而外周血中的IgG4與惡性腫瘤患者預后的關系有待進一步明確。

3 免疫球蛋白G4與腫瘤免疫

多種惡性腫瘤，如胃癌[29]、胰腺癌[31]、膽管癌[32]及黑色素瘤[33]均發現腫瘤組織中IgG4陽性漿細胞大量浸潤的現象，且與患者的預后明顯相關，提示IgG4可能與腫瘤免疫關系密切。長期抗原反復刺激及Th2型細胞因子環境是誘導產生IgG4的關鍵因素。惡性腫瘤新生腫瘤抗原的不斷釋放以及腫瘤細胞自身或者腫瘤微環境中的成纖維母細胞、調節性T細胞、髓系來源抑制細胞以及腫瘤相關巨噬細胞(tumor associated macrophages，TAM)釋放的Th2型細胞因子(如IL-4、IL- 10、IL- 13、TGF-β等)共同導致了腫瘤免疫微環境中IgG4陽性漿細胞的浸潤[34- 35]。本研究團隊既往研究顯示，胰腺癌組織中IgG4陽性漿細胞與患者預后呈負相關，且IgG4陽性漿細胞分布與M2型TAM的分布呈明顯正相關，而M2型TAM的重要特征之一即為產生大量Th2型細胞因子[31,36]。Karagiannis等[33]發現黑色素瘤組織中IgG4陽性漿細胞明顯增多，腫瘤細胞通過分泌IL- 10來誘導腫瘤微環境產生Th2型免疫反應，并刺激B細胞產生可特異性識別黑色素瘤相關抗原S100的IgG4，從而競爭性抑制IgG1與FcγR 的結合，抑制 IgG1 介導的抗腫瘤免疫作用。理論上，腫瘤組織中的IgG4可通過3種不同方式抑制效應細胞針對腫瘤的免疫反應：(1)IgG4通過與腫瘤抗原競爭性結合的方式，抑制其他亞型IgG介導的抗體依賴性細胞介導的細胞毒性作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)及抗體依賴性細胞介導的細胞吞噬作用(antibody-dependent cellular phagocytosis，ADCP)，減弱免疫殺傷作用；(2)IgG4自身與補體C1q及激活型FcR結合作用弱，免疫激活效應亦較弱；(3)IgG4分子與抑制型FcR結合能力強，可啟動免疫激活后的抑制效應[37]。因此，腫瘤細胞可通過分泌細胞因子來誘導IgG4的產生，而IgG4可通過多種途徑減弱腫瘤免疫反應，促進腫瘤進展。

IgG4發揮腫瘤免疫抑制的作用與腫瘤抗原有關。除少數腫瘤(黑色素瘤)具有較強的腫瘤抗原外，多數腫瘤缺乏腫瘤相關抗原或者抗原性較弱，一方面可能無法誘導IgG4大量產生，另一方面根本無法激活IgG1介導的有效體液免疫。由于錯配修復突變(mismatch repair deficiency，MMR)以及腫瘤突變負荷(tumor mutation burden, TMB)與腫瘤新生抗原密切相關，因此MMR以及TMB可能與IgG4介導的腫瘤免疫密切相關，有待深入探討。

由于IgG4不能有效激活免疫效應，基于此特征，其在抗體藥物制備中具有特殊意義[7]。目前治療腫瘤的單克隆抗體藥物可分為兩類：一類需要激活免疫效應；另一類是無需激活免疫效應的封閉型抗體。第一類藥物多數為IgG1類抗體。第二類藥物，如帕博利珠單抗(pembrolizumab)、納武利尤單抗(nivolumab)，無須激活免疫反應，僅封閉程序性死亡受體- 1(programmed death- 1，PD- 1)與程序性死亡配體- 1(programmed death ligand- 1，PD-L1)的相互作用即可，此類藥物均為IgG4類抗體，其既能有效封閉靶點，又盡可能避免了非特異性激活所致的免疫損傷。但由于IgG4可能發生半分子交換，IgG4類抗體藥物，通常需要將鉸鏈區進行基因編輯(Ser228Pro)，避免半分子交換的發生，以增強其穩定性。

4 小結

由于IgG4獨特的分子結構，其可發揮與其他亞型IgG不同的功能。IgG4-RD患者發生/合并惡性腫瘤的風險增高，且不限于IgG4-RD受累的器官，故臨床應對IgG4-RD患者進行腫瘤篩查，避免漏診。此外，外周血及病變組織中IgG4陽性漿細胞浸潤并非IgG4-RD特有的臨床病理特征，在部分腫瘤患者中也可能出現，且此類腫瘤患者之后患IgG4-RD的風險可能增高。腫瘤組織中大量IgG4浸潤以及外周血IgG4的升高可能與患者預后呈負相關，但相關證據仍較少，需進一步研究證實。IgG4可能通過多種途徑抑制機體對腫瘤的免疫效應，從而促進腫瘤的惡性生物學行為，這可能是導致IgG4-RD患者發生/合并惡性腫瘤風險增高的原因之一。但這種現象是否具有腫瘤特異性、是否與腫瘤微環境以及與腫瘤的抗原性強弱相關仍未完全闡明。單純封閉型IgG4單克隆抗體在腫瘤治療中具有獨特優勢，有待進一步開發利用，以發揮抗腫瘤效應。

作者貢獻：劉喬飛、廖泉共同參與綜述選題、文獻檢索、分析及論文撰寫。

利益沖突：無