免疫檢查點抑制劑相關免疫不良反應的研究進展△

李多，林麗珠，陶嵐婷，胡磊顥，孫玲玲

廣州中醫藥大學第一附屬醫院腫瘤中心，廣州 510405

隨著腫瘤免疫學快速發展，繼手術、放療、化療及靶向治療等傳統腫瘤療法后，免疫治療尤其是免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）已然成為腫瘤治療的新手段。目前臨床上最常用的ICI主要為細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4）和程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）/程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）抑制劑。與傳統治療相比，免疫治療能改善患者的長期生存獲益，但在免疫治療過程中，由于其獨特的機制，會產生一系列免疫相關不良反應（immune related adverse event，irAE）。本文就irAE的流行病學特點、臨床前研究模型、發生機制及防治現狀進行綜述。

1 irAE 的流行病學特點

與放療、化療、靶向治療的不良反應相比，irAE的流行病學主要呈現以下特點。

1.1 irAE 譜與放化療所致不良反應譜不一致

irAE主要集中在與免疫相關的器官與組織中，其中皮膚、消化道、內分泌器官、肝臟和肺不良反應更加常見，而神經系統和心血管系統不良反應較為罕見。

1.2 不同類型免疫抑制劑導致的irAE類型不同

CTLA4抑制劑常引起結腸炎、垂體炎和皮疹，PD-1/PD-L1抑制劑常引起肺炎和甲狀腺功能紊亂，CTLA4抑制劑聯合PD-1/PD-L1抑制劑最常見的不良反應是皮膚不良反應和內分泌不良反應[1-2]。不同的PD-1/PD-L1抑制劑誘導的不良反應也有差異，PD-1抑制劑納武利尤單抗易引起內分泌不良反應，帕博利珠單抗常見關節炎、肺炎及肝臟不良反應，國產卡瑞利珠單抗容易引起反應性皮膚毛細血管增生癥[3-4]，而PD-L1抑制劑阿替利珠單抗更容易引起甲狀腺功能減退、惡心、嘔吐等癥狀[5]。

1.3 不同腫瘤中ICI 產生的不良反應譜不同

同一ICI作用于不同腫瘤所致的不良反應譜不同。在接受PD-1抑制劑治療的患者中，黑色素瘤患者皮膚瘙癢、皮疹、結腸炎等irAE發生率較高，肺炎發生率較低；腎細胞癌、肺癌患者更可能發生免疫性肺炎；肝癌患者中，疲勞、轉氨酶升高、皮疹和瘙癢、腹瀉等皮膚和消化道不良反應發生率更高[1]。

1.4 ICI聯合應用irAE發生率提高，與其他治療方式聯合應用時發生率類似

CTLA4抑制劑與PD-1抑制劑聯合應用時較單用時不良反應增加，接受伊匹單抗和納武利尤單抗聯合治療的患者3～4級irAE發生率約為50%[6]，而伊匹單抗單獨治療的患者為20%～25%[7]，納武利尤單抗單獨治療的患者為14%[8]。而針對Ⅲ期非小細胞肺癌患者的PACIFIC試驗顯示，ICI與放療或抗血管生成治療聯合應用時，irAE發生率類似，總體安全性可控[9-11]。

1.5 irAE以1級或2級常見，嚴重irAE少見但致死率高

根據2021年中國臨床腫瘤學會ICI相關的毒性管理指南[12]，ICI的irAE分為4級，其中1級或2級較常見，3級或4級嚴重irAE少見，其中CTLA4抑制劑的嚴重irAE發生率為1.08%，PD-1抑制劑為0.36%，PD-L1抑制劑為0.38%。

不同類型免疫抑制劑導致的irAE相關性死亡事件也不一致，CTLA4抑制劑導致的死亡事件中，結腸炎占比為70%，PD-1/PD-L1抑制劑相關死亡事件中，肺炎占35%，肝炎占22%，神經毒性占15%，而當CTLA4抑制劑和PD-1抑制劑聯合應用時，irAE相關死亡事件可高達1.23%，常見的死亡原因主要為結腸炎（37%）、心肌炎（25%）[13]。免疫相關性心肌炎雖然發生率低，但其一旦發生，死亡率高達50%，居所有irAE相關死亡的第一位[14]。

1.6 irAE發生在ICI 治療期間的任何時間

irAE可以在接受ICI治療后的任何時間發生，但通常在1～6個月內發生，其中胃腸道及皮膚不良反應往往最早出現[15]，臨床上還需引起警惕的是，irAE甚至可以在終止治療后出現。CTLA4抑制劑或PD-1/PD-L1抑制劑單獨治療誘導的致死性irAE的中位發生時間為40天，而聯合治療為14天[13]。

1.7 irAE 是否具有劑量限制性毒性尚不明確

Agrawal等[16]研究發現，3 mg/kg和10 mg/kg納武利尤單抗治療后，3～4級irAE的發生率類似，提示劑量的變化對毒性大小無明顯影響，并且劑量減少不會阻止其再次發生，通常需要永久性停藥。但有研究表明，CTLA4抑制劑引起的不良反應具有劑量相關性，高劑量的CTLA4抑制劑產生更大的穩態谷濃度、更好的抗腫瘤療效、更長的生存期，同時也有更高的irAE發生率[17]。

2 irAE 臨床前研究模型

建立可靠的臨床前小鼠模型，以再現人類腫瘤的臨床特征、分子遺傳學和免疫微環境，實現轉化性研究，對于防治irAE的發生發展至關重要。盡管ICI在人體中容易誘導irAE發生，但在臨床前小鼠模型中較難觀察到，這可能導致了irAE臨床前模型相關研究并不多。目前irAE的臨床前研究模型主要可分為以下幾種。

第一類是基因缺陷小鼠模型。研究表明，某些基因缺陷的小鼠自發產生的免疫不良事件與臨床觀察到的irAE病理特征一致。如Wei等[18]報道了ICI導致的免疫相關性心肌炎模型，其團隊發現在完全缺乏PD-1基因的情況下，CTLA4的單等位基因缺失導致大約一半的小鼠過早死亡。分析CTLA4+/-且PD-1-/-基因缺陷小鼠過早死亡的原因是由于T細胞和巨噬細胞的心肌浸潤以及嚴重的心電圖異常所致，并且免疫細胞主要浸潤心外膜和心內膜，與ICI治療患者中觀察到的暴發性心肌炎一致。Marschner等[19]研究發現，微小RNA（microRNA，miRNA）-146a可能影響irAE的發生發展及嚴重程度，與C57BL/6野生型小鼠相比，miRNA-146a敲除的小鼠采用脂多糖和PD-1抑制劑治療后發生了更嚴重的irAE，表現為主要的irAE靶器官，包括肺、肝、結腸和皮膚等免疫相關組織中的中性粒細胞和淋巴細胞浸潤增加。

第二類是人源性組織異種移植模型，即將人源性腫瘤組織接種到免疫缺陷DNA依賴性蛋白激酶基因（protein kinase,DNA-activated,catalytic subunit，PRKDC）和白細胞介素2受體亞單位γ（interleukin 2 receptor subunit gamma，IL2RG）雙基因敲除的小鼠（NOD-SCID-IL2RG，NSG）體內，同時輸注人外周血單核細胞進行免疫重建，然后采用ICI誘導irAE。如Xu等[20]構建了一種人外周血單核細胞植入的NSG小鼠膠質母細胞瘤模型，采用伊匹單抗誘導出了嚴重的irAE。Ye等[21]亦構建了一種人外周血單核細胞植入的NSG小鼠模型，可模擬ICI導致的細胞因子風暴即細胞因子釋放綜合征，為臨床上篩選有效的創新藥物提供了一個快速、敏感、可復制的研究平臺。而Perez-Ruiz等[22]則在人外周血單核細胞植入的NSG小鼠模型的基礎上，首先采用葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium salt，DSS）誘導結腸炎，然后腹腔注射ICI加重DSS誘導的結腸炎，來模擬irAE相關性結腸炎。

第三類則是利用叉頭框蛋白P3（forkhead box P3，FOXP3）-DTR小鼠模型采用白喉毒素耗竭調節性T細胞（regulatory T cell，Treg）的方法來模擬ICI誘導的irAE。研究顯示，攜帶腫瘤的BALB/c FOXP3-DTR小鼠，先采用白喉毒素耗竭Treg細胞后再接受抗CD40治療，其產生的irAE與臨床上抗CD137抗體烏瑞蘆單抗導致的irAE在臨床表現及生化免疫病理學特征方面均非常相似，可作為烏瑞蘆單抗導致的irAE的臨床前動物模型[23]。與之類似，Jacoberger-Foissac等[24]利用2種FOXP3-DTR小鼠和3種不同的腫瘤模型，研究瞬時Treg耗竭分別與針對PD-1、TIM-3或CD137的單克隆抗體聯合應用的療效和安全性。聯合治療在抑制腫瘤生長方面更有效，但同時誘發輕度或重度irAE。

除以上幾類之外，Iwama等[25]在SJL/J小鼠中反復給予5周以上的抗CTLA4抗體，誘導出了免疫相關性垂體炎。Du等[26]建立了CTLA4人源化的新生小鼠模型，可以用來有效模擬臨床上抗CTLA4抗體單用以及聯合應用造成的各個臟器的免疫不良反應。Ashoori等[27]制備了免疫相關性皮炎模型，首先在重組激活2（recombination activating 2，RAG2）-/-小鼠耗竭T細胞后，在耳朵背面局部給予惡唑酮誘發輕微皮炎，然后給予PD-L1導致惡唑酮誘發的皮炎明顯加重，與臨床上皮膚相關irAE的病理特征一致。

3 irAE的發生機制

明確irAE的發生機制，預測irAE的發生率，對于ICI的臨床安全應用至關重要。irAE本質是一種自身免疫性疾病，其發生的確切病理生理學機制尚不清楚，目前認為其與機體自身免疫系統功能的改變相關，主要包括自身免疫耐受被打破，或機體對抗原的識別更加敏感而攻擊自身組織。

首先，正常組織內自我反應性T細胞中Treg和效應T細胞（effector T cell，Teff）的比例在這種自身免疫性疾病中起決定性的作用。Treg在維持免疫耐受方面發揮著至關重要的作用，Treg細胞數和irAE的發生呈負相關。Du等[26]研究表明，抗CTLA4抗體發揮抗腫瘤的作用主要是通過消除Treg，這也解釋了抗CTLA4抗體的不良反應發生率較抗PD-1/PD-L1抗體更高的原因。然而，抗CTLA4抗體治療腫瘤的療效和誘導irAE的發生并不相關，二者的作用機制截然不同。irAE主要是通過抑制外周淋巴器官自身反應性T細胞轉化成自身反應性Treg細胞，天然T細胞活化成Teff多克隆擴增造成的，而抗腫瘤作用是通過免疫球蛋白Fc段的表面分子受體（Fc receptor，FcR）介導的特異性清除腫瘤微環境中的Treg細胞來實現的，此過程獨立于外周淋巴器官中天然T細胞的活化。因此，選擇性靶向Treg可以在避免irAE的同時不影響其療效[20,28]。

其次，通過CTLA4、PD-1等免疫檢查點維持免疫耐受的正常組織也容易產生irAE，正常組織細胞上“異位”表達CTLA4、PD-1，被相應抗體識別，也會誘導產生irAE，如垂體內分泌細胞，特別是促甲狀腺激素、促卵泡激素和促腎上腺皮質激素分泌細胞高表達CTLA4，激活補體介導類似于Ⅱ型超敏反應的炎癥級聯反應[25]。研究表明，心肌細胞膜上也有PD-1、CTLA4表達，并可能是避免自身T細胞過度激活誘發自身免疫性炎癥的關鍵，CTLA4與PD-1在功能上以劑量依賴性的方式相互作用提高心肌炎的發生率[13,18]。

再者，與腫瘤組織存在共同抗原的正常組織也容易受到T細胞攻擊。有研究表明，對2例ICI所致暴發性心肌炎的轉移性黑色素瘤患者的心肌、骨骼肌和腫瘤組織中浸潤的T細胞進行T細胞受體（T cell receptor，TCR）測序分析發現，心肌、骨骼肌和腫瘤組織中具有相似的高頻TCR[29]。對發生皮膚性irAE患者的皮膚和腫瘤組織匹配的樣本進行TCR分析，也發現皮膚和腫瘤組織間共有9種候選共同抗原[30]。這可能解釋了同一類型ICI在不同腫瘤中產生的不良反應譜不同的原因，如長期的紫外線照射是惡性黑色素瘤的重要誘發原因，在接受了長期紫外線刺激后，盡管基因突變尚未使正常組織發展為惡性腫瘤，但已經暴露了與腫瘤相同的抗原。

微生物群也在irAE中發揮重要作用。厚壁菌的富集與伊匹單抗誘導的免疫相關結腸炎有關，而擬桿菌的富集與結腸炎的低發生率有關[31]。Chau等[32]研究率先將特定細菌屬與irAE的發生發展聯系起來，其研究發現雙歧桿菌可減少在irAE發生中起關鍵作用的促炎性細胞因子，如白細胞介素（interleukin，IL）-17和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）；脫硫弧菌（變形桿菌門）的富集與irAE的減少顯著相關。

除此之外，還需要關注ICI導致的irAE特殊病理特征，如免疫相關性心肌炎主要有兩種表現形式，一種是炎癥細胞浸潤增加且臨床病程急驟的高級別心肌炎，另一種是炎癥細胞浸潤程度較低且臨床病程緩慢的低級別心肌炎。與急性細胞排斥反應相比，免疫相關性心肌炎的特征是多灶性、彌漫性或斑片狀的淋巴細胞性心肌炎，CD68+/CD3+比例增加，PD-L1陽性的巨噬細胞和心肌細胞增加[33]。免疫相關性肝臟毒性主要分為肝細胞型、膽汁淤積型和混合型。其中大多數免疫相關性肝炎為肝細胞型，常見活動性小葉性肝炎和不同部位的靜脈周圍炎癥浸潤，而CTLA4抑制劑治療后常見肉芽腫性肝炎[34-35]。同類型的irAE也具有不同病理特征，提示需要采取不同的干預措施?？笴TLA4抗體與抗PD-1抗體導致胃腸道irAE的機制不同，病理特點也不一致，這是由于兩種ICI作用于不同細胞亞群所導致的，大多數Treg細胞表達CTLA4，而僅有一個亞型上表達PD-1。因此，抗CTLA4抗體所致結腸炎的病理特點是結腸黏膜中有大量的CD4+T細胞，而抗PD-1抗體所致結腸炎的病理特點是黏膜和上皮細胞內有大量的CD8+T細胞[36-37]。

除不同的病理類型之外，不同irAE中也觀察到了炎性因子表達的差異。Tsuruda等[38]報道了ICI治療后發生心臟不良反應的患者在不同階段細胞因子的表達變化，亞臨床心肌炎主要表現為IL-8激活，發生Takotsubo心肌病時主要表現為IL-8、單核細胞趨化激活因子和粒細胞巨噬細胞集落刺激因子水平升高，而細胞因子釋放綜合征患者IL-6、IL-8、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子和γ干擾素均大量激活。免疫相關性肺炎患者主要表現為外周血及肺泡灌洗液中IL-17A、IL-35的含量明顯升高，在臨床治愈后明顯下降[39]。

4 irAE的防治現狀

由于irAE是由免疫系統過度激活導致的，目前臨床的策略就是通過各種免疫抑制劑重新抑制機體免疫系統。目前臨床上用得比較多的免疫抑制劑有以下幾類。

第一類是廣譜的免疫抑制劑類固醇皮質激素，目前臨床上應用最廣泛，可以顯著抑制人體的細胞免疫和體液免疫，對irAE臨床療效顯著，然而其會削弱ICI的抗腫瘤療效，限制了其在irAE預防中的應用。類固醇皮質激素也容易導致高血糖、高血壓、骨質疏松、潰瘍等多種不良反應，對激素不敏感的irAE療效不佳[40]。

第二類是針對T細胞的藥物，主要包括抑制T細胞增殖的細胞毒類藥物如霉酚酸酯類藥物、氨甲蝶呤、環磷酰胺等，抑制T細胞活化的鈣調磷酸酶抑制劑如他克莫司、環孢素等。靶向T細胞表面CD25抗原的巴利昔單抗亦可以阻止T細胞增殖活化。以上藥物也可能削弱ICI的療效，不推薦預防應用[40]。

第三類是針對免疫細胞產生的細胞因子阻斷療法，主要包括TNF-α拮抗劑英夫利西單抗[41-42]、IL-6R拮抗劑托珠單抗[43]、IL-1β拮抗劑卡那單抗[44-45]等。研究表明，英夫利西單抗用于治療對類固醇不敏感的嚴重免疫相關性結腸炎療效顯著，并且與ICI聯合應用時不會削弱ICI的療效[22,46]。此外，靶向結合單核細胞表面表達的α4β7整合素蛋白的新型藥物維多珠單抗也可用于irAE的處理。

以上主要是irAE的治療性藥物，然而提高對高危人群的預測，開發不會降低ICI療效的預防性治療手段更為重要。對于預測指標來說，盡管目前開展了一些關于miRNA、腸道菌群、細胞因子等預測指標的探索，但尚未有成熟的irAE預測指標應用于臨床，也說明了irAE預測指標研究的困難性，在研究中需要注意irAE患者在ICI治療前特異性表達的指標更為重要。

從預防性治療手段角度來說，miRNA替代療法、菌群定位種植、中醫藥療法可能是未來的一種發展方向。研究表明，脆弱擬桿菌種植的小鼠在CTLA4抑制劑治療后不太可能產生irAE[47]，值得進一步開展臨床應用研究。采用包載miRNA-146a模擬物的納米粒子治療后可以顯著降低irAE的嚴重程度，為miRNA替代療法在嚴重irAE治療中的應用提供了有效的臨床前證據，顯示出巨大潛力[27]。中醫擅長“治未病”，具有“雙向調節”優勢，并且中醫治療的整體觀念、辨證論治思維使之更注重患者個體化差異，在調和腫瘤組織局部與全身正常組織之間的關系方面更有優勢，這決定了中醫藥在防治irAE方面可能發揮巨大作用。

5 小結與展望

免疫治療帶來的持久臨床獲益為腫瘤治療注入了新的活力，目前的挑戰是在保持抗腫瘤療效的同時管理好irAE。高危人群的預測、irAE的機制研究、irAE的防治研究是irAE領域的熱點。利用相關的腫瘤臨床前小鼠模型，更好地模擬腫瘤免疫和irAE的發生，是尋找療效良好且無相關不良反應的預防性藥物的重要策略。展望未來，對于irAE的管理策略應該是以防為主，防治結合，充分發揮中醫藥優勢。