免疫检查点抑制剂所致免疫相关不良反应预测指标的研究进展

王守正，李峻岭

国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院内科，北京 100021

逃避免疫摧毁是肿瘤细胞区别于正常细胞的一大特点[1]，针对肿瘤细胞的该特点，免疫治疗应运而生。尤其是免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitor，ICI）的问世，强有力地推动了肿瘤治疗的发展。免疫检查点抑制剂可以通过抑制肿瘤细胞或免疫细胞表面负性调节因子的表达，增强机体的自身免疫功能；而这些负性调节因子包括细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（cytotoxic T-lymphocyte associated antigen 4，CTLA4）、程序性死亡受体 1（programmed cell death 1，PCDC1，也称PD-1）及程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PCDC1LG1，也称PD-L1）[2]。研究表明，免疫检查点抑制剂可以明显延长多种肿瘤患者的无进展生存期（progression-free survival，PFS）和总生存期（overall survival，OS）[3-8]。

正常情况下，免疫检查点在防止免疫系统过度活化及维持自身稳态方面起着至关重要的作用[2,9]。因此，使用免疫检查点抑制剂阻断免疫检查点的作用可能导致免疫相关不良反应的发生[10]。尽管在免疫治疗过程中，多数免疫相关不良反应都相对较轻，并且可以通过对症支持治疗或糖皮质激素治疗加以控制[2,8,10-11]，但是仍有各种各样的严重甚至致死性免疫相关不良反应被报道[12-14]。因此，早期识别免疫相关不良反应并采取强有力的控制措施显得尤为重要。

如果能够在使用免疫检查点抑制剂治疗前预测肿瘤患者发生特定不良反应的可能性，将会极大地帮助临床医师评估肿瘤患者的风险/获益比，从而最大化治疗疗效，最小化免疫相关不良反应。目前，与免疫治疗的疗效预测指标相比，免疫相关不良反应预测指标的研究尚不够广泛和深入[15]，但该方面的研究仍有不少进展。因此，本文将对免疫检查点抑制剂治疗恶性肿瘤所致的免疫相关不良反应的预测指标进行综述。

1 临床预测指标

1.1 身体参数

爱尔兰的一项回顾性研究发现，在使用CTLA4抑制剂易普利姆玛（Ipilimumab）治疗的转移性黑色素瘤患者中，低肌肉衰减（骨骼肌质量降低，肌肉内脂肪组织增加）与严重的免疫相关不良反应密切相关（OR=3.57，95%CI：1.09～11.77，P=0.036）[16]。类似结果在使用PD-1抑制剂治疗的黑色素瘤患者中也有发现，对于该部分患者，肌少症和高体重指数（body mass index，BMI）（≥25 kg/m2）与更高的早期急性限制性毒性风险有关[17]。

1.2 人口学和临床特征

Kartolo等[18]进行了一项关于使用CTLA4或PD-1抑制剂治疗转移性或不能手术的黑色素瘤、非小细胞肺癌及肾细胞癌患者的研究，该研究通过回归分析揭示了女性以及在免疫治疗前使用类固醇激素为发生免疫相关不良反应的保护因素；与之相反，有自身免疫性疾病史、使用CTLA4抑制剂治疗、肾功能受损达3级及以上（英国肾脏协会）为发生免疫相关不良反应的危险因素。该研究还进一步使用Hosmer-Lemeshow拟合优度检验验证了这一回归模型可以有效预测免疫相关不良反应的发生。

1.3 实验室检查结果

1.3.1 血细胞计数 目前，血细胞计数在预测免疫相关不良反应中的价值尚存在争议，且不同分析方法的预测价值各不相同。Khoja等[19]对中性粒细胞、血小板、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞的比值与免疫相关不良反应的关系进行分析，结果发现，在使用易普利姆玛治疗的黑色素瘤患者中，上述参数均与免疫相关不良反应的发生无关。然而，Fujisawa等[20]研究报道，在使用PD-1抑制剂纳武单抗（Nivolumab）治疗黑色素瘤患者的过程中，白细胞计数增高、相对淋巴细胞计数降低均与3～4级免疫相关不良反应和肺/胃肠道免疫相关不良反应的发生有关，尽管不具有预测价值，但是这些指标均可以作为严重免疫相关不良反应发生的标志。Diehl等[21]研究结果显示，基线时淋巴细胞绝对值＞2000×106/L的实体瘤患者使用PD-1抑制剂治疗时，免疫相关不良反应的发生风险更高。

1.3.2 激素变化和自身抗体水平 免疫相关下垂体炎和甲状腺功能减退是免疫检查点抑制剂治疗过程中常见的内分泌不良反应。一项针对黑色素瘤患者的回顾性研究表明，促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）较基线下降≥80%，可能是易普利姆玛相关下垂体炎的早期标志[22]。而另一项关于使用纳武单抗治疗非小细胞肺癌患者的研究则提示，基线甲状腺过氧化物酶抗体和甲状腺球蛋白抗体水平可能为甲状腺功能减退的预测指标[23]。一项关于使用PD-1抑制剂治疗非小细胞肺癌患者的研究也显示，治疗前存在自身抗体阳性与免疫相关不良反应的发生密切相关；其中，类风湿因子阳性患者的皮肤不良反应发生率较高，而抗甲状腺抗体阳性患者的甲状腺功能降低的发生率较高[24]。

1.4 影像学检查和功能检查

接受PD-1抑制剂治疗的非小细胞肺癌患者中，有3%～5%的患者会出现免疫相关肺炎[6,25-26]。相关研究表明，在接受PD-1抑制剂治疗前，若非小细胞肺癌患者存在影像诊断的肺纤维化，则其免疫相关肺炎的发生风险将明显增高[27]。另一项关于采用CTLA4抑制剂治疗黑色素瘤的研究则显示，治疗过程中的肺功能检查结果出现一氧化碳（CO）弥散功能下降可能较早地提示亚临床肺毒性[28]。

虽然上述临床预测指标简单易行，但其预测结果却不够精准。因此，临床上需要更多确切的、与机制相关的预测因子来指导临床用药。

2 生物学预测指标

2.1 淋巴细胞与免疫相关不良反应

循环中CD8+T细胞的克隆扩增[29]和循环T细胞库的早期多样化[30]均可以作为免疫相关不良反应的预测指标。Subudhi等[29]采用雄激素阻断疗法联合易普利姆玛治疗前列腺癌患者，结果发现，在出现2～3级免疫相关不良反应前，前列腺癌患者外周血标本中可以检测到≥55种CD8+T细胞的克隆扩增；该结果提示CD8+T细胞的克隆扩增可以作为易普利姆玛治疗剂量监测和早期干预的相关生物标志物。Oh等[30]研究表明，在发生免疫相关不良反应的去势抵抗性前列腺癌患者中，易普利姆玛在治疗早期（治疗2周内，免疫相关不良反应发生前）即可以诱导T细胞库的多样化；与未发生免疫相关不良反应的患者相比，发生免疫相关不良反应患者的CD4+和CD8+T细胞多样化更明显，而调节性T细胞数目无明显变化。

此外，CTLA4抑制剂与PD-1抑制剂联合治疗过程中，治疗早期循环B淋巴细胞数目的变化也可以作为免疫相关不良反应的潜在预测指标[31]。Das等[31]研究发现，在使用CTLA4抑制剂与PD-1抑制剂联合治疗晚期黑色素瘤患者的过程中，联合治疗第1个周期后部分患者外周血中B淋巴细胞数目减少，CD21低表达B细胞及浆母细胞数目增加；而出现该变化的患者在联合治疗6个月内发生≥3级免疫相关不良反应的比例更高。

2.2 细胞因子和免疫相关不良反应

Tarhini等[32]研究发现，易普利姆玛用于黑色素瘤的新辅助治疗或辅助治疗时，基线循环白细胞介素（interleukin，IL）-17水平高与易普利姆玛导致的3级腹泻/结肠炎有关。Lim等[33]对接受免疫检查点抑制剂治疗的黑色素瘤患者外周血中的65种细胞因子进行检测，结果发现，发生严重免疫相关不良反应的黑色素瘤患者在治疗早期（治疗开始后的1～6周）的血标本中就可以检测到11种细胞因子的表达明显上调，这11种细胞因子分别为粒细胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor，G-CSF）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（granulocyte macrophage colony factor，GM-CSF)、趋化因子Fractalkine、成纤维细胞生长因子-2（fibroblast growth factor-2，FGF-2）、干扰素α2（interferon α2，IFNα2）、IL-12p70、IL-1a、IL-1B、IL-1RA、IL-2和IL-13；该研究进一步整合了11种细胞因子的表达情况，并设计了一个毒性评分——CYTOX评分用以预测PD-1抑制剂和CTLA4抑制剂联合治疗黑色素瘤时严重免疫相关不良反应的发生情况，且该评分的预测作用在验证组进一步得到确认，其可以帮助早期发现和处理严重、潜在致死性免疫相关不良反应。

2.3 免疫球蛋白G 抗体与免疫相关不良反应

为了识别出基线时免疫毒性相关的免疫球蛋白G（immunoglobulin G，IgG）抗体，在PD-1抑制剂、CTLA4抑制剂及PD-1抑制剂联合CTLA4抑制剂治疗黑色素瘤的3组患者中，Gowen等[34]对未发生或发生轻中度免疫相关不良反应与发生严重免疫相关不良反应的患者在治疗基线时的IgG抗体谱进行比较，该研究将未发生或发生轻中度免疫相关不良反应组与发生重度免疫相关不良反应组中表达存在差异（P＜0.05）的抗体定义为差异表达（differentially expressed，DE）抗体。研究中，CTLA4抑制剂治疗组中识别出了914种DE抗体和严重免疫相关不良反应有关，PD-1抑制剂治疗组中识别出了723种DE抗体和严重免疫相关不良反应有关，而CTLA4抑制剂联合PD-1抑制剂治疗组中识别出了1161种DE抗体和严重免疫相关不良反应有关，且3组中识别出来的抗体鲜有交叉重叠。这一现象提示独立的、与药物种类相关的抗体与免疫相关不良反应的发生有关；该研究还使用这些抗体通过机器学习技术如支持向量机（support vector machine，SVM）建立了预测模型，这些模型在区别毒性分组时显示出了很好的准确性、敏感性和特异性。

2.4 肠道微生物和免疫相关不良反应

Chaput等[35]发现，一种特定的基线肠道微生物构成可以作为免疫相关不良反应的预测指标，该研究显示，基线肠道菌群中粪杆菌属（Faecalibacterium）或其他厚壁菌门（Firmicutes）细菌丰富的患者更易出现易普利姆玛导致的结肠炎。

3 基因预测指标

3.1 基因表达谱与免疫相关不良反应

Shahabi等[36]在使用易普利姆玛治疗的黑色素瘤患者的外周血基因表达谱中发现，治疗3周时，高表达的CD177是与发生免疫相关胃肠道不良反应有关的生物标志物，但该标志物的灵敏度较低，不足以独立预测免疫相关胃肠道不良反应。一项关于使用CTLA4抑制剂Tremelimumab治疗Ⅲ期或Ⅳ期不能手术的黑色素瘤患者的研究，对治疗前和治疗后30天患者外周血中的基因表达谱进行分析，结果发现，Tremelimumab治疗30天后患者外周血中有 16个基因（CARD12、CCL3、CCR3、CXCL1、F5、FAM210B、GADD45A、IL18BP、IL2RA、IL5、IL8、MMP9、PTGS2、SOCS3、TLR9和UBE2C）可以预测2～4级和0～1级腹泻/结肠炎，其中6个基因（CCR3、CCL3、IL8、IL5、GADD45A和PTGS2）为预测基因，其余10个基因则可以增强该6个预测基因的预测效能[37]。

3.2 单核苷酸变异和免疫相关不良反应

一项观察探索性研究为了分析免疫治疗相关内分泌不良反应，纳入了173例使用易普利姆玛治疗的转移性黑色素瘤患者，研究发现，在该部分患者中，CTLA4-1661 A＞G单核苷酸变异与发生免疫相关内分泌不良反应明显相关[38]。其原因可能与活化T细胞的增加[39]、垂体内分泌细胞异位CTLA4表达[40]及CTLA4可能为产生甲状腺自身抗体的易感基因有关[38,41]。

3.3 人类白细胞抗原和免疫相关不良反应

Hasan等[42]进行的一项前瞻性观察性单中心研究纳入了接受免疫检查点抑制剂治疗的转移性非小细胞肺癌或黑色素瘤患者，结果发现，人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）和免疫相关不良反应的发生有关；HLA-DRB1*11:01与皮肤瘙痒的发生明显相关，而HLA-DQB1*03:01与结肠炎的发生有关；但该研究未发现某一HLA基因与免疫相关不良反应的总发生率有关。

4 结论

免疫检查点抑制剂的应用为肿瘤患者提供了新的治疗选择，但也难以避免会出现严重甚至致死性免疫相关不良反应。目前，免疫相关不良反应的预测指标多为人口学参数、临床检验、检查等临床相关预测指标，虽然应用较为简单，但作为预测指标的精准度尚不能满足临床需求。随着细胞因子、基因表达谱、HLA变异等预测因子的发现，生物学和基因组学预测指标的相关研究展现出了广阔的前景，但目前这方面文献仍较少，值得进一步研究。相信未来在精准医学的指导下，免疫治疗将会更加安全有效。