腫瘤免疫治療相關不良反應的預測因素△

張旭，梁靜，哈福雙，高艷穎

天津市第三中心醫院消化（肝病）科，天津市重癥疾病體外生命支持重點實驗室，天津市人工細胞工程技術研究中心，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）抑制劑和細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4）抑制劑為代表的免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）作為新型的免疫治療方法，已經在包括黑色素瘤、小細胞肺癌、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]。但值得關注的是，免疫治療的同時可能會發生免疫相關不良事件（immune-related adverse event，irAE），最常受累的是皮膚（34%～45%）、消化系統（13%～32%）、肝臟（4%～8%）和內分泌系統（7%～8%）[2]。irAE可以發生在免疫治療開始后的任何時期[3-4]，嚴重時可能引起持久的損害甚至危及患者的生命。因此，探討irAE的預測因素意義重大，有效的預測因素可以幫助患者進行風險分層，優化治療策略。近年來，研究者們致力于在血細胞檢測、自身抗體、細胞因子、趨化因子、基因組學及微生物等多個方面尋找潛在的irAE預測因素，本文就腫瘤免疫治療相關不良反應的預測因素進行綜述。

1 irAE的發生機制

免疫檢查點在維持機體正常的自我免疫耐受中發揮著重要作用，ICI的應用可以導致機體免疫系統失衡。但目前ICI引起irAE的具體機制尚不明確，有研究發現，自身反應性T細胞的激活、免疫耐受性降低[5]、分子模擬[6]、表位擴張[7]和直接毒性[8]等多種途徑均可能與ICI導致的irAE相關。PD-1和CTLA4通過抑制共刺激信號介導T細胞的負性調節，對維持自身的免疫耐受至關重要。阻斷PD-1和CTLA4可以增強效應T細胞的功能，導致致病性T細胞和細胞因子的過度產生，同時造成B細胞數量和功能的改變，增加自身抗體，從而導致炎癥和自身免疫反應。調節性T細胞（regulatory T cell，Treg）上表達的CTLA4對防止自身反應性T細胞的激活，維持外周免疫耐受至關重要。CTLA4抗體可導致Treg耗竭，并改變Treg的功能，激活自身反應性T細胞，進而影響B細胞功能，促進自身抗體的產生。PD-1抗體可以激活轉錄因子，改變耗竭T細胞的表觀基因組，進而導致耗竭T細胞的重新激活并對自身組織造成攻擊（自身反應性T細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的腫瘤蛋白（分子模擬）[6]。表位擴張也可以導致免疫耐受性下降。腫瘤細胞死亡導致自身抗原和腫瘤抗原的產生，這些抗原被抗原呈遞細胞（antigen-presenting cell，APC）攝取，遷移到淋巴結及原始T細胞。自身反應性T細胞可以重新進入正常組織，識別自身抗原，導致細胞因子產生和自身抗體增加，造成機體免疫耐受性下降和組織破壞（表位擴張）[7]。ICI治療還可能通過與正常組織上表達的CTLA4結合而直接破壞器官耐受性。研究顯示，垂體中存在CTLA4的表達，給予CTLA4抗體可導致抗體依賴性細胞介導的毒性，引發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體的免疫耐受性，導致多系統和器官的免疫性損害。

2 irAE潛在的預測因素

2.1 血細胞計數

淋巴細胞是機體免疫應答的重要細胞成分，是淋巴系統幾乎全部免疫功能的主要執行者，在irAE的發生發展中起主要作用，備受關注。研究認為，淋巴細胞計數升高與irAE發生有關。Diehl等[9]發現，應用抗PD-1治療的患者，基線或治療1個月時的淋巴細胞計數＞2000/μl與2級及以上irAE的發生相關。Egami等[10]研究認為，免疫治療后2周的淋巴細胞計數＞820/μl預示著6周內irAE的早期發病，可用于識別早期irAE的發生風險。相反，Bai等[11]與 Egami等[12]研究均認為，基線高水平淋巴細胞計數會減少irAE的發生。除基線數據外，Fujisawa等[13]分析了免疫治療過程中的數據發現，出現irAE時伴隨著明顯的白細胞計數增加及淋巴細胞計數減少，可見二者的變化可以作為監測嚴重不良反應的信號，但不能作為irAE的預測因素。

除單獨的淋巴細胞計數外，還有一些由淋巴細胞計數組合成的炎癥指標。近年來，多項臨床和實驗研究表明，全身炎癥反應在腫瘤進展中發揮著重要作用[14-15]，其中，中性粒細胞與淋巴細胞比值（neutrophil lymphocyte ratio，NLR）是反映中性粒細胞促腫瘤特性與淋巴細胞抗腫瘤宿主免疫反應間平衡的指標，irAE的發生與NLR的關系也備受關注。Eun等[16]分析了391例應用抗PD-1患者的病歷資料發現，基線高NLR水平（≥3）患者irAE的發生率下降。Peng等[17]和Daniello等[18]的研究也認為，irAE的發生與基線低NLR水平（＜5）相關。此外，Pavan等[19]和Lee等[20]的研究結果顯示，除低NLR水平外，低血小板淋巴細胞比值（platelet lymphocyte ratio，PLR）也與irAE的發生有一定的相關性，值得進一步探討。可見，基線低NLR、PLR水平患者irAE的發生率更高。但也有少數研究持不同觀點，Egami等[12]在抗PD-1治療非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）的患者中發現，治療前高NLR（＞2.3）和高PLR（＞165）也會增加irAE的發生風險。

嗜酸性粒細胞與多種免疫疾病相關，嗜酸性粒細胞與irAE的關系也逐漸引起了臨床的重視。多項研究發現，接受CTLA4或PD-1治療的患者中，出現irAE的患者基線及治療1個月后嗜酸性粒細胞計數明顯增加。Diehl等[9]研究顯示，基線嗜酸性粒細胞計數增加與2級以上irAE的發生相關。Nakamura等[21]研究發現，基線嗜酸性粒細胞計數升高（＞240/μl）和治療1個月后嗜酸性粒細胞比率＞3.2%與內分泌特異性irAE相關。Chu等[22]也發現，ICI治療中發生免疫相關性肺炎患者的基線外周嗜酸性粒細胞計數明顯高于未發生肺炎的患者。但也有研究認為，嗜酸性粒細胞計數與總體irAE的發生無明顯相關性[16]。因此，嗜酸性粒細胞計數的增加是否與某種特異的irAE有關，值得進一步探討。

目前，對于淋巴細胞、嗜酸性粒細胞與irAE的關系，多數研究的結論較為一致，但也有少數研究持不同觀點，尚需要更深入的研究，特別是對于淋巴細胞，可能需要進一步探討T淋巴細胞及B淋巴細胞亞群與irAE的相關性。

2.2 自身抗體

ICI的應用可能造成B細胞的增殖及活化，產生自身抗體，在irAE的發生中發揮一定作用。因此，近年來，自身抗體作為irAE的預測因子已經成為一個前景廣闊的研究領域[23]。目前，比較受關注的自身抗體包括抗核抗體譜、類風濕因子（rheumatoid factor，RF）、抗甲狀腺抗體和風濕免疫性抗體譜等。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，發現治療前的任意一種抗體陽性都會增加irAE的發生風險，特別是抗核抗體譜和RF。Les等[25]也證實了抗核抗體譜、RF、抗中性粒細胞抗體和甲狀腺抗體陽性與irAE的發生密切相關。但Yoneshima等[26]和Sakakida等[27]研究未發現治療前抗核抗體譜陽性與irAE發生的相關性。此外，de Moel等[28]研究納入了23種不同的自身抗體，同樣沒有發現治療前抗體陽性會增加總體irAE的發生風險，但證實治療過程中某種特異性抗體陽性與特定的irAE相關，例如抗甲狀腺抗體陽性與甲狀腺功能不全的發生顯著相關。Giannicola等[29]也證實，免疫治療過程中抗核抗體譜、風濕免疫性抗體譜或抗平滑肌抗體陽性與irAE的發生密切相關。由此可見，與基線抗體陽性相比，治療過程中抗體陽性對irAE更具有預測價值。

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例出現了甲狀腺功能亢進，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。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，甲狀腺過氧化物酶抗體與irAE無明顯的相關性。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的關系也有相關研究。Kurimoto等[32]研究顯示，與未發生irAE的患者相比，發生甲狀腺相關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）升高顯著。因此，以上證據表明，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上升，均與甲狀腺相關irAE的發生密切相關，是臨床甲狀腺相關irAE有價值的預測指標。

此外，Ali等[33]發現，與大皰性類天皰瘡（bulloupemphigoid，BP）相關的抗BP-180免疫球蛋白G（immunoglobulin G，IgG）抗體水平升高與皮膚irAE相關。Tahir等[34]研究發現，腺苷酸環化酶Gα蛋白抗體、整合膜蛋白2B抗體與免疫相關垂體炎的發生相關，而抗CD74抗體與免疫相關性肺炎的發生相關。表明特異性抗體陽性對特定的irAE有預測價值。此外，一項研究使用了覆蓋超過19 000種蛋白質的人類蛋白質組陣，評估75例接受ICI治療患者血清中的自身抗體，結果發現，無論PD-1、CTLA4單獨或聯合使用，出現嚴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，且出現免疫毒性的患者抗體譜表達相似，證實了自身抗體與irAE的相關性，可以作為有價值的預測指標[35]。

盡管取得了諸多進展，但關于自身抗體與irAE的研究仍有很多局限。首先，多限于一些回顧性分析，缺乏前瞻性研究評估自身抗體出現的時間、治療過程中的變化、抗體滴度水平及多種抗體同時出現是否具有更高的預測意義等。此外，irAE的發生是否取決于所應用的ICI和腫瘤的種類、與自身抗體的相關性尚需要長時間的進一步研究。

2.3 細胞因子和趨化因子

細胞因子和趨化因子是免疫活性的關鍵調節因子，局部促炎因子水平升高，可導致致病性免疫細胞浸潤，產生局部炎癥環境，造成器官損傷，在ICI治療誘發irAE的機制中發揮重要作用。因此，細胞因子及趨化因子的表達有望成為irAE潛在的預測因素，其中關于白細胞介素（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生物標志物水平，包括乳酸脫氫酶、C反應蛋白（C-reactive protein，CRP）、β2微球蛋白、血管內皮生長因子、IL-2和IL-6，結果顯示，只有基線低血清IL-6水平（＜2.5 ng/L）才會增加3級及以上irAE的發生風險。類似地，Chaput等[37]研究顯示，抗CTLA4誘導的結腸炎患者的基線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發生風險增加相關。但也有研究表明，治療過程中irAE出現早期常伴隨著血清IL-6升高，監測IL-6水平變化有利于預測irAE的發生發展[38-39]。

CRP是指在機體受到感染或組織損傷時，在多種細胞因子的調控作用下由肝細胞生成的急性期反應蛋白。IrAE是一種免疫性的組織損傷，推測CRP也對irAE有一定的預測價值。Abolhassani等[40]對ICI治療患者irAE的病歷資料進行分析發現，irAE發作前到發作時平均CRP水平從8.4 mg/L顯著升高至52.7 mg/L。此外，Stroud等[41]也證實發生irAE時，CRP從基線時的23 mg/L顯著增加至109 mg/L，且治療有效后下降至19.2 mg/L，證實了CRP與irAE的相關性。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，因此不能作為準確的預測因素，僅能給臨床醫師起到警示作用。

IL-17是一種促炎細胞因子，已被證實與銀屑病、類風濕性關節炎等多種免疫性疾病的發生相關。Tarhini等[42]在35例抗CTLA4治療的患者中檢測到了36種細胞因子和趨化因子，發現IL-17與3級以上irAE及結腸炎的發生相關。Bamias等[43]在抗CTLA4誘導的9例結腸炎患者的腸黏膜組織中也發現，IL-17水平與對照組相比明顯上升。由此推測，基線IL-17上調可能作為預測免疫性結腸炎發生的有效指標。值得注意的是，在抗PD-L1治療的患者中，未觀察到IL-17與irAE的相關性。

由于一種細胞因子或趨化因子的預測作用有限，人們也在試圖建立風險預測模型。在98例ICI治療的黑色素瘤患者中，研究者分析了65種細胞因子及趨化因子的表達情況，通過與基線和治療早期的比較發現，出現嚴重irAE時11種細胞因子均顯著上調，其中包括促炎細胞因子，如IL-1α、IL-2和干擾素-α2等，將這11種細胞因子的表達整合到一個評分中，即細胞因子毒性（cytokine toxicity，CYTOX）評分，在探索隊列和驗證隊列中均驗證了其效用，可有效預測irAE[44]。

2.4 其他

免疫相關基因位點和人類白細胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）譜中的一些單核苷酸多態性已被描述與irAE相關。但多項研究的數據均顯示，某些HLA類型可能預測特定的irAE類型。如已知的1型糖尿病的危險因素HLA-DR4的存在預示著治療過程中免疫毒性相關糖尿病的發生風險增高[45]；也有研究發現，銀屑病相關多基因風險評分與免疫相關皮膚毒性的發展相關。由于HLA類型與不同的自身免疫現象相關[46]，因此單一HLA類型不能作為預測irAE的良好指標。

微生物組可以影響免疫內環境平衡已被人們廣泛認可。Dubin等[47]前瞻性分析了34例抗CTLA4治療患者的基線微生物組，結果顯示，無結腸炎患者基線時糞便擬桿菌數量顯著增加。另一項對26例抗CTLA4治療患者的前瞻性分析中，9例發生ICI相關結腸炎的患者在基線時擬桿菌數量顯著降低，厚壁桿菌數量較高[37]。由此可見，擬桿菌可能對免疫相關結腸炎的發生起到保護作用，基線低水平的擬桿菌對irAE的發生具有一定的預測價值。

3 小結與展望

ICI的臨床應用顯著改善了多種腫瘤患者的預后，隨著ICI的廣泛應用，irAE越來越受到重視。目前研究多建立在小樣本量、單中心、回顧性研究的基礎上，缺乏更有利的證據來確定irAE的生物標志物。同時，在未來的研究中，仍有許多關鍵的問題，如irAE的出現是否與ICI的療效有直接關系？不同種類腫瘤的irAE是否不同？不同種類irAE的預測因素是否不同？能否出現單一有效的irAE預測因子？仍需要更多的研究來探索。未來，期待隨著相關數據的增多，逐漸形成體系，研發出全面可靠的預測模型，用于ICI治療前的風險評估，指導治療的選擇。