腫瘤免疫治療相關(guān)不良反應(yīng)的預(yù)測(cè)因素△

張旭，梁靜，哈福雙，高艷穎

天津市第三中心醫(yī)院消化（肝病）科，天津市重癥疾病體外生命支持重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市人工細(xì)胞工程技術(shù)研究中心，天津市肝膽研究所，天津 300170

以程序性死亡受體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）抑制劑和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4）抑制劑為代表的免疫檢查點(diǎn)抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）作為新型的免疫治療方法，已經(jīng)在包括黑色素瘤、小細(xì)胞肺癌、腎癌等多種腫瘤中取得了令人欣喜的療效，為腫瘤的治療開辟了新方向[1]。但值得關(guān)注的是，免疫治療的同時(shí)可能會(huì)發(fā)生免疫相關(guān)不良事件（immune-related adverse event，irAE），最常受累的是皮膚（34%～45%）、消化系統(tǒng)（13%～32%）、肝臟（4%～8%）和內(nèi)分泌系統(tǒng)（7%～8%）[2]。irAE可以發(fā)生在免疫治療開始后的任何時(shí)期[3-4]，嚴(yán)重時(shí)可能引起持久的損害甚至危及患者的生命。因此，探討irAE的預(yù)測(cè)因素意義重大，有效的預(yù)測(cè)因素可以幫助患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層，優(yōu)化治療策略。近年來，研究者們致力于在血細(xì)胞檢測(cè)、自身抗體、細(xì)胞因子、趨化因子、基因組學(xué)及微生物等多個(gè)方面尋找潛在的irAE預(yù)測(cè)因素，本文就腫瘤免疫治療相關(guān)不良反應(yīng)的預(yù)測(cè)因素進(jìn)行綜述。

1 irAE的發(fā)生機(jī)制

免疫檢查點(diǎn)在維持機(jī)體正常的自我免疫耐受中發(fā)揮著重要作用，ICI的應(yīng)用可以導(dǎo)致機(jī)體免疫系統(tǒng)失衡。但目前ICI引起irAE的具體機(jī)制尚不明確，有研究發(fā)現(xiàn)，自身反應(yīng)性T細(xì)胞的激活、免疫耐受性降低[5]、分子模擬[6]、表位擴(kuò)張[7]和直接毒性[8]等多種途徑均可能與ICI導(dǎo)致的irAE相關(guān)。PD-1和CTLA4通過抑制共刺激信號(hào)介導(dǎo)T細(xì)胞的負(fù)性調(diào)節(jié)，對(duì)維持自身的免疫耐受至關(guān)重要。阻斷PD-1和CTLA4可以增強(qiáng)效應(yīng)T細(xì)胞的功能，導(dǎo)致致病性T細(xì)胞和細(xì)胞因子的過度產(chǎn)生，同時(shí)造成B細(xì)胞數(shù)量和功能的改變，增加自身抗體，從而導(dǎo)致炎癥和自身免疫反應(yīng)。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Treg）上表達(dá)的CTLA4對(duì)防止自身反應(yīng)性T細(xì)胞的激活，維持外周免疫耐受至關(guān)重要。CTLA4抗體可導(dǎo)致Treg耗竭，并改變Treg的功能，激活自身反應(yīng)性T細(xì)胞，進(jìn)而影響B(tài)細(xì)胞功能，促進(jìn)自身抗體的產(chǎn)生。PD-1抗體可以激活轉(zhuǎn)錄因子，改變耗竭T細(xì)胞的表觀基因組，進(jìn)而導(dǎo)致耗竭T細(xì)胞的重新激活并對(duì)自身組織造成攻擊（自身反應(yīng)性T細(xì)胞激活和免疫耐受下降）[5]。ICI可以攻擊與宿主組織交叉反應(yīng)的腫瘤蛋白（分子模擬）[6]。表位擴(kuò)張也可以導(dǎo)致免疫耐受性下降。腫瘤細(xì)胞死亡導(dǎo)致自身抗原和腫瘤抗原的產(chǎn)生，這些抗原被抗原呈遞細(xì)胞（antigen-presenting cell，APC）攝取，遷移到淋巴結(jié)及原始T細(xì)胞。自身反應(yīng)性T細(xì)胞可以重新進(jìn)入正常組織，識(shí)別自身抗原，導(dǎo)致細(xì)胞因子產(chǎn)生和自身抗體增加，造成機(jī)體免疫耐受性下降和組織破壞（表位擴(kuò)張）[7]。ICI治療還可能通過與正常組織上表達(dá)的CTLA4結(jié)合而直接破壞器官耐受性。研究顯示，垂體中存在CTLA4的表達(dá)，給予CTLA4抗體可導(dǎo)致抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的毒性，引發(fā)垂體炎和垂體功能障礙（直接毒性）[8]。總體來講，ICI通過多種途徑降低了機(jī)體的免疫耐受性，導(dǎo)致多系統(tǒng)和器官的免疫性損害。

2 irAE潛在的預(yù)測(cè)因素

2.1 血細(xì)胞計(jì)數(shù)

淋巴細(xì)胞是機(jī)體免疫應(yīng)答的重要細(xì)胞成分，是淋巴系統(tǒng)幾乎全部免疫功能的主要執(zhí)行者，在irAE的發(fā)生發(fā)展中起主要作用，備受關(guān)注。研究認(rèn)為，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)升高與irAE發(fā)生有關(guān)。Diehl等[9]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用抗PD-1治療的患者，基線或治療1個(gè)月時(shí)的淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)＞2000/μl與2級(jí)及以上irAE的發(fā)生相關(guān)。Egami等[10]研究認(rèn)為，免疫治療后2周的淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)＞820/μl預(yù)示著6周內(nèi)irAE的早期發(fā)病，可用于識(shí)別早期irAE的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。相反，Bai等[11]與 Egami等[12]研究均認(rèn)為，基線高水平淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)會(huì)減少irAE的發(fā)生。除基線數(shù)據(jù)外，F(xiàn)ujisawa等[13]分析了免疫治療過程中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)irAE時(shí)伴隨著明顯的白細(xì)胞計(jì)數(shù)增加及淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，可見二者的變化可以作為監(jiān)測(cè)嚴(yán)重不良反應(yīng)的信號(hào)，但不能作為irAE的預(yù)測(cè)因素。

除單獨(dú)的淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)外，還有一些由淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)組合成的炎癥指標(biāo)。近年來，多項(xiàng)臨床和實(shí)驗(yàn)研究表明，全身炎癥反應(yīng)在腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用[14-15]，其中，中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值（neutrophil lymphocyte ratio，NLR）是反映中性粒細(xì)胞促腫瘤特性與淋巴細(xì)胞抗腫瘤宿主免疫反應(yīng)間平衡的指標(biāo)，irAE的發(fā)生與NLR的關(guān)系也備受關(guān)注。Eun等[16]分析了391例應(yīng)用抗PD-1患者的病歷資料發(fā)現(xiàn)，基線高NLR水平（≥3）患者irAE的發(fā)生率下降。Peng等[17]和Daniello等[18]的研究也認(rèn)為，irAE的發(fā)生與基線低NLR水平（＜5）相關(guān)。此外，Pavan等[19]和Lee等[20]的研究結(jié)果顯示，除低NLR水平外，低血小板淋巴細(xì)胞比值（platelet lymphocyte ratio，PLR）也與irAE的發(fā)生有一定的相關(guān)性，值得進(jìn)一步探討。可見，基線低NLR、PLR水平患者irAE的發(fā)生率更高。但也有少數(shù)研究持不同觀點(diǎn)，Egami等[12]在抗PD-1治療非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）的患者中發(fā)現(xiàn)，治療前高NLR（＞2.3）和高PLR（＞165）也會(huì)增加irAE的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

嗜酸性粒細(xì)胞與多種免疫疾病相關(guān)，嗜酸性粒細(xì)胞與irAE的關(guān)系也逐漸引起了臨床的重視。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，接受CTLA4或PD-1治療的患者中，出現(xiàn)irAE的患者基線及治療1個(gè)月后嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯增加。Diehl等[9]研究顯示，基線嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)增加與2級(jí)以上irAE的發(fā)生相關(guān)。Nakamura等[21]研究發(fā)現(xiàn)，基線嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)升高（＞240/μl）和治療1個(gè)月后嗜酸性粒細(xì)胞比率＞3.2%與內(nèi)分泌特異性irAE相關(guān)。Chu等[22]也發(fā)現(xiàn)，ICI治療中發(fā)生免疫相關(guān)性肺炎患者的基線外周嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯高于未發(fā)生肺炎的患者。但也有研究認(rèn)為，嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)與總體irAE的發(fā)生無明顯相關(guān)性[16]。因此，嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)的增加是否與某種特異的irAE有關(guān)，值得進(jìn)一步探討。

目前，對(duì)于淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞與irAE的關(guān)系，多數(shù)研究的結(jié)論較為一致，但也有少數(shù)研究持不同觀點(diǎn)，尚需要更深入的研究，特別是對(duì)于淋巴細(xì)胞，可能需要進(jìn)一步探討T淋巴細(xì)胞及B淋巴細(xì)胞亞群與irAE的相關(guān)性。

2.2 自身抗體

ICI的應(yīng)用可能造成B細(xì)胞的增殖及活化，產(chǎn)生自身抗體，在irAE的發(fā)生中發(fā)揮一定作用。因此，近年來，自身抗體作為irAE的預(yù)測(cè)因子已經(jīng)成為一個(gè)前景廣闊的研究領(lǐng)域[23]。目前，比較受關(guān)注的自身抗體包括抗核抗體譜、類風(fēng)濕因子（rheumatoid factor，RF）、抗甲狀腺抗體和風(fēng)濕免疫性抗體譜等。Toi等[24]回顧了137例抗PD-1治療患者的抗核抗體譜、RF和抗甲狀腺抗體，發(fā)現(xiàn)治療前的任意一種抗體陽性都會(huì)增加irAE的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，特別是抗核抗體譜和RF。Les等[25]也證實(shí)了抗核抗體譜、RF、抗中性粒細(xì)胞抗體和甲狀腺抗體陽性與irAE的發(fā)生密切相關(guān)。但Yoneshima等[26]和Sakakida等[27]研究未發(fā)現(xiàn)治療前抗核抗體譜陽性與irAE發(fā)生的相關(guān)性。此外，de Moel等[28]研究納入了23種不同的自身抗體，同樣沒有發(fā)現(xiàn)治療前抗體陽性會(huì)增加總體irAE的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但證實(shí)治療過程中某種特異性抗體陽性與特定的irAE相關(guān)，例如抗甲狀腺抗體陽性與甲狀腺功能不全的發(fā)生顯著相關(guān)。Giannicola等[29]也證實(shí)，免疫治療過程中抗核抗體譜、風(fēng)濕免疫性抗體譜或抗平滑肌抗體陽性與irAE的發(fā)生密切相關(guān)。由此可見，與基線抗體陽性相比，治療過程中抗體陽性對(duì)irAE更具有預(yù)測(cè)價(jià)值。

甲狀腺炎及甲狀腺功能障礙是比較常見的irAE。Maekur等[30]納入64例接受抗PD-1治療患者，其中5例出現(xiàn)了甲狀腺功能亢進(jìn)，與甲狀腺過氧化物酶和甲狀腺球蛋白抗體的基線水平呈正相關(guān)。Kimbara等[31]研究顯示，基線甲狀腺球蛋白抗體水平與治療過程中甲狀腺功能障礙顯著相關(guān)，甲狀腺過氧化物酶抗體與irAE無明顯的相關(guān)性。除基線抗體水平外，治療過程中甲狀腺球蛋白和甲狀腺過氧化物酶抗體水平與irAE的關(guān)系也有相關(guān)研究。Kurimoto等[32]研究顯示，與未發(fā)生irAE的患者相比，發(fā)生甲狀腺相關(guān)irAE患者的甲狀腺球蛋白和甲狀腺過氧化物酶抗體水平在治療早期（4周內(nèi)）升高顯著。因此，以上證據(jù)表明，甲狀腺球蛋白和甲狀腺過氧化物酶抗體無論是基線水平升高，還是治療過程中出現(xiàn)上升，均與甲狀腺相關(guān)irAE的發(fā)生密切相關(guān)，是臨床甲狀腺相關(guān)irAE有價(jià)值的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

此外，Ali等[33]發(fā)現(xiàn)，與大皰性類天皰瘡（bulloupemphigoid，BP）相關(guān)的抗BP-180免疫球蛋白G（immunoglobulin G，IgG）抗體水平升高與皮膚irAE相關(guān)。Tahir等[34]研究發(fā)現(xiàn)，腺苷酸環(huán)化酶Gα蛋白抗體、整合膜蛋白2B抗體與免疫相關(guān)垂體炎的發(fā)生相關(guān)，而抗CD74抗體與免疫相關(guān)性肺炎的發(fā)生相關(guān)。表明特異性抗體陽性對(duì)特定的irAE有預(yù)測(cè)價(jià)值。此外，一項(xiàng)研究使用了覆蓋超過19 000種蛋白質(zhì)的人類蛋白質(zhì)組陣，評(píng)估75例接受ICI治療患者血清中的自身抗體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論P(yáng)D-1、CTLA4單獨(dú)或聯(lián)合使用，出現(xiàn)嚴(yán)重免疫毒性的患者與沒有或輕度毒性的患者相比，基線自身抗體譜有明顯的差異，且出現(xiàn)免疫毒性的患者抗體譜表達(dá)相似，證實(shí)了自身抗體與irAE的相關(guān)性，可以作為有價(jià)值的預(yù)測(cè)指標(biāo)[35]。

盡管取得了諸多進(jìn)展，但關(guān)于自身抗體與irAE的研究仍有很多局限。首先，多限于一些回顧性分析，缺乏前瞻性研究評(píng)估自身抗體出現(xiàn)的時(shí)間、治療過程中的變化、抗體滴度水平及多種抗體同時(shí)出現(xiàn)是否具有更高的預(yù)測(cè)意義等。此外，irAE的發(fā)生是否取決于所應(yīng)用的ICI和腫瘤的種類、與自身抗體的相關(guān)性尚需要長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)一步研究。

2.3 細(xì)胞因子和趨化因子

細(xì)胞因子和趨化因子是免疫活性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，局部促炎因子水平升高，可導(dǎo)致致病性免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，產(chǎn)生局部炎癥環(huán)境，造成器官損傷，在ICI治療誘發(fā)irAE的機(jī)制中發(fā)揮重要作用。因此，細(xì)胞因子及趨化因子的表達(dá)有望成為irAE潛在的預(yù)測(cè)因素，其中關(guān)于白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6的研究最多。Valpione等[36]分析了140例接受抗CTLA4治療患者的血液循環(huán)生物標(biāo)志物水平，包括乳酸脫氫酶、C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）、β2微球蛋白、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、IL-2和IL-6，結(jié)果顯示，只有基線低血清IL-6水平（＜2.5 ng/L）才會(huì)增加3級(jí)及以上irAE的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。類似地，Chaput等[37]研究顯示，抗CTLA4誘導(dǎo)的結(jié)腸炎患者的基線IL-6、IL-8和可溶性IL-2受體水平較低，表明基線低水平IL-6與irAE發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。但也有研究表明，治療過程中irAE出現(xiàn)早期常伴隨著血清IL-6升高，監(jiān)測(cè)IL-6水平變化有利于預(yù)測(cè)irAE的發(fā)生發(fā)展[38-39]。

CRP是指在機(jī)體受到感染或組織損傷時(shí)，在多種細(xì)胞因子的調(diào)控作用下由肝細(xì)胞生成的急性期反應(yīng)蛋白。IrAE是一種免疫性的組織損傷，推測(cè)CRP也對(duì)irAE有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。Abolhassani等[40]對(duì)ICI治療患者irAE的病歷資料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，irAE發(fā)作前到發(fā)作時(shí)平均CRP水平從8.4 mg/L顯著升高至52.7 mg/L。此外，Stroud等[41]也證實(shí)發(fā)生irAE時(shí)，CRP從基線時(shí)的23 mg/L顯著增加至109 mg/L，且治療有效后下降至19.2 mg/L，證實(shí)了CRP與irAE的相關(guān)性。但在臨床中，CRP容易受到惡性腫瘤、感染及其他多種因素的干擾，因此不能作為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)因素，僅能給臨床醫(yī)師起到警示作用。

IL-17是一種促炎細(xì)胞因子，已被證實(shí)與銀屑病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等多種免疫性疾病的發(fā)生相關(guān)。Tarhini等[42]在35例抗CTLA4治療的患者中檢測(cè)到了36種細(xì)胞因子和趨化因子，發(fā)現(xiàn)IL-17與3級(jí)以上irAE及結(jié)腸炎的發(fā)生相關(guān)。Bamias等[43]在抗CTLA4誘導(dǎo)的9例結(jié)腸炎患者的腸黏膜組織中也發(fā)現(xiàn)，IL-17水平與對(duì)照組相比明顯上升。由此推測(cè)，基線IL-17上調(diào)可能作為預(yù)測(cè)免疫性結(jié)腸炎發(fā)生的有效指標(biāo)。值得注意的是，在抗PD-L1治療的患者中，未觀察到IL-17與irAE的相關(guān)性。

由于一種細(xì)胞因子或趨化因子的預(yù)測(cè)作用有限，人們也在試圖建立風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型。在98例ICI治療的黑色素瘤患者中，研究者分析了65種細(xì)胞因子及趨化因子的表達(dá)情況，通過與基線和治療早期的比較發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)嚴(yán)重irAE時(shí)11種細(xì)胞因子均顯著上調(diào)，其中包括促炎細(xì)胞因子，如IL-1α、IL-2和干擾素-α2等，將這11種細(xì)胞因子的表達(dá)整合到一個(gè)評(píng)分中，即細(xì)胞因子毒性（cytokine toxicity，CYTOX）評(píng)分，在探索隊(duì)列和驗(yàn)證隊(duì)列中均驗(yàn)證了其效用，可有效預(yù)測(cè)irAE[44]。

2.4 其他

免疫相關(guān)基因位點(diǎn)和人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）譜中的一些單核苷酸多態(tài)性已被描述與irAE相關(guān)。但多項(xiàng)研究的數(shù)據(jù)均顯示，某些HLA類型可能預(yù)測(cè)特定的irAE類型。如已知的1型糖尿病的危險(xiǎn)因素HLA-DR4的存在預(yù)示著治療過程中免疫毒性相關(guān)糖尿病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增高[45]；也有研究發(fā)現(xiàn)，銀屑病相關(guān)多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與免疫相關(guān)皮膚毒性的發(fā)展相關(guān)。由于HLA類型與不同的自身免疫現(xiàn)象相關(guān)[46]，因此單一HLA類型不能作為預(yù)測(cè)irAE的良好指標(biāo)。

微生物組可以影響免疫內(nèi)環(huán)境平衡已被人們廣泛認(rèn)可。Dubin等[47]前瞻性分析了34例抗CTLA4治療患者的基線微生物組，結(jié)果顯示，無結(jié)腸炎患者基線時(shí)糞便擬桿菌數(shù)量顯著增加。另一項(xiàng)對(duì)26例抗CTLA4治療患者的前瞻性分析中，9例發(fā)生ICI相關(guān)結(jié)腸炎的患者在基線時(shí)擬桿菌數(shù)量顯著降低，厚壁桿菌數(shù)量較高[37]。由此可見，擬桿菌可能對(duì)免疫相關(guān)結(jié)腸炎的發(fā)生起到保護(hù)作用，基線低水平的擬桿菌對(duì)irAE的發(fā)生具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。

3 小結(jié)與展望

ICI的臨床應(yīng)用顯著改善了多種腫瘤患者的預(yù)后，隨著ICI的廣泛應(yīng)用，irAE越來越受到重視。目前研究多建立在小樣本量、單中心、回顧性研究的基礎(chǔ)上，缺乏更有利的證據(jù)來確定irAE的生物標(biāo)志物。同時(shí)，在未來的研究中，仍有許多關(guān)鍵的問題，如irAE的出現(xiàn)是否與ICI的療效有直接關(guān)系？不同種類腫瘤的irAE是否不同？不同種類irAE的預(yù)測(cè)因素是否不同？能否出現(xiàn)單一有效的irAE預(yù)測(cè)因子？仍需要更多的研究來探索。未來，期待隨著相關(guān)數(shù)據(jù)的增多，逐漸形成體系，研發(fā)出全面可靠的預(yù)測(cè)模型，用于ICI治療前的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，指導(dǎo)治療的選擇。