免疫检查点抑制剂相关不良事件的临床特征及风险预测的研究进展

张日光，阳柳 综述 宁雪坚，陈绍俊 审校

1.广西医科大学第四附属医院肿瘤科，广西 柳州 545005；2.广西壮族自治区柳州市中医医院肿瘤科，广西 柳州 545001

2011 年随着免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors，ICIs)—Ipilimumab 获批用于黑色素瘤的治疗，开启了肿瘤免疫治疗的新时代。ICIs 已应用于肾癌、肺癌、结直肠癌、乳腺癌、淋巴瘤、头颈部肿瘤等多种肿瘤的治疗，且逐渐从晚期三线向一线、辅助治疗推进。但是随着临床广泛的应用以及新兴的双药免疫联合治疗，免疫治疗相关的问题如假性进展、超进展、疗效预测、免疫治疗相关不良事件(immune-related adverse events，irAEs)也 相 继 涌现。irAEs 几乎可以影响任何器官系统，常见的有胃肠道毒性(25%)、肺毒性(20%)、心脏毒性(10%)和肝毒性(10%)等[1]，出现Ⅲ级以上的不良反应定义为严重irAEs。临床试验中报道与ICIs 治疗相关的死亡率高达2%[2]，而最近的一项回顾性研究表明，相比临床试验，现实世界的患者发生严重irAEs 的几率更高[3]。因此在开始免疫治疗之前识别和预测风险因素非常重要，如何预测相关不良事件是目前研究热点，本综述就ICIs 相关不良事件的临床特征和风险预测的研究进展展开讨论。

1 ICIs的类型

ICIs 主要包括程序性死亡-1/配体-1(specifically programmed cell death 1，PD-1/PD-1 ligand inhibitors，PD-L1)抑制剂和细胞毒性T 淋巴细胞抗原-4 (CTLA-4)抑制剂两大类，不同药物的irAEs 存在显著差异。目前FDA批准的PD-1抑制剂有pembrolizumab、nivolumab、libtayo 三种，PD-L1 抑制剂有atezolizumab，durvalumab和avelumab，CTLA-4抑制剂只有Ipilimumab。研究表明结肠炎、垂体炎和皮疹在抗CTLA-4 治疗中更常见，而肺炎、甲状腺功能减退、关节痛和白癜风似乎更常见于抗PD-1治疗。而联合免疫治疗相比于单药PD-1治疗，具有较高的毒性[4]。其中CTLA-4抑制剂相关毒性的发生率和致死率显著高于PD-1/PD-L1抑制剂。一项Meta分析显示CTLA-4抑制剂引起irAEs的发生率为53.8%，高于PD-1(26.5%)和PD-L1 (17.1%)[5]。毒性相关死亡率分别为CTLA-4 (1.08%)，PD-1/PD-L1 加CTLA-4 (1.23%)，抗PD-1(0.36%)，抗PD-L1(0.38%)[6]。研究发现大多数irAEs发生在ICIs治疗开始后3～6个月内，但延迟效应不能排除，有时在抗PD-1 治疗开始后1 年内出现[7]。且irAEs 发生的风险似乎与CTLA-4 抑制剂呈剂量依赖性，而在PD-1抑制剂上未观察到这一点[8]。这些可能与不同的ICIs类型作用机制不同有关。在敲除小鼠模型中反映出对两种类型的反应差异，缺乏CTLA-4的小鼠死于淋巴细胞增殖，而缺乏PD-1的小鼠更多的出现自身免疫性疾病，例如关节炎和心肌病[9]。

2 临床特征

2.1 肿瘤类型 不同的肿瘤免疫微环境不同，可能驱动组织学特异性的irAEs模式。在一项纳入了48项ICI 单药试验、6 938 例患者的系统评价中显示，与抗PD-1 治疗的NSCLC (non small cell lung cancer)患者相比，黑色素瘤患者发生胃肠道和皮肤irAEs 的频率较高，肺炎的发生率较低[10]。

2.2 肿瘤负荷 根据实体肿瘤的反应评估标准RECIST1.1 版本，肿瘤负荷定义为最多五个目标的最长直径之和，其中每个器官最多两个病灶[11]。之前的一项研究表明，治疗前肿瘤越大，药物诱导T细胞所需的活化反应越强[12]。由于相对较高的肿瘤负荷，可能更容易聚集活化的免疫细胞。NISHINO 等[13]研究发现NSCLC 患者的肺炎发病率高于黑色素瘤患者，推测与胸部肿瘤负荷大以及吸烟史和潜在肺部疾病相关。SAKATA等[14]回顾性分析了42例接受ICI治疗的晚期NSCLC患者，发现高肿瘤负荷是严重irAEs的重要独立预测因子，严重irAEs 和肿瘤负荷超过90 mm的比值比为8.62(95%CI=1.96～37.9，P=0.004)。

2.3 基础疾病 JOHNSON等[15]的研究报道在患有预先存在的自身免疫性疾病的黑色素瘤患者中，50%接受ipilimumab 治疗的患者发生了潜在疾病或irAEs的发作。LEONARDI等[16]研究纳入56例既往存在自身免疫性疾病的肺癌患者接受ICI 治疗，其中55%发生了潜在的自身免疫性疾病或虹膜炎，尽管大多数事件是轻微的。一项来自日本的回顾性分析提示预先存在的肺纤维化是NSCLC 患者抗PD-1 相关性肺炎的危险因素[17]。KIMBARA 等[18]也发现在接受nivolumab治疗的168例晚期实体瘤患者中，具有预先存在的甲状腺抗体和基线TSH 升高的患者甲状腺功能irAE 风险升高。KEHL 等[19]回顾性分析了4 438 例接受ICI 治疗的患者，通过严格标准和放松标准分别筛选了179例(4%)和283例(6%)合并预先存在的自身免疫性疾病患者，结果发现都与irAEs 诊断住院治疗和皮质类固醇治疗相关。这些研究都表明患有基础疾病的患者发生irAEs的风险升高。可能这些患者体内具有潜在抗原，而肿瘤新抗原和正常组织抗原可能是交叉反应的，导致了irAEs的发生[20]。

2.4 临床获益 多项研究表明，患有更多irAEs的患者也有更高的反应率。在出现甲状腺功能irAES的受试者中，pembrolizumab的总体存活率显著延长[21]。NSCLC患者出现免疫相关皮肤、甲状腺功能irAEs也与治疗疗效有关[22]。HARATANI等[23]最近对134例接受Nivolumab 治疗的NSCLC 患者的回顾性研究发现，irAEs的发展与总体存活率增加有关。一项关于头颈部鳞状细胞癌的研究也表明治疗反应与严重的irAEs有关[24]。

2.5 放射组学 放射组学是一个新兴领域，它是从标准医学图像中自动提取高保真、高维成像特征，并允许对组织和相应的微环境进行全面的可视化表征[25]。COLEN等[25]为每位接受ICIs的患者提取了1 860 个放射学特征，验证确定了不同的放射学特征能预测免疫治疗诱导的肺炎[准确性100%(P=0.003 3)]。

3 生物标志物

3.1 外周血嗜酸性粒细胞、NLR、PLR 很多研究表明，基线时的高嗜酸性粒细胞计数与ICIs治疗反应 和OS 呈 正 相 关[26-28]。NAKAMURA 等[29]研 究 发 现基线时绝对嗜酸性粒细胞计数＞240/μL，1个月时相对嗜酸性粒细胞计数＞3.2%可能是预测接受PD-1 抑制剂治疗相关内分泌irAEs的有用生物标志物。NLR和PLR 是指中性粒细胞、血小板分别与淋巴细胞的比值。FUJISAWA 等[30]回顾性分析了来自日本8 个研究所的101例接受ICIs的黑色素瘤患者，显示G3/4 irAEs与总白细胞计数增加和相对淋巴细胞计数减少相关。而最近的一项研究评估了连续使用ICIs 治疗的184例NSCLC患者，发现基线时的低NLR和低PLR与irAE的发展显著相关[31]。

3.2 T 细胞库的早期多样化 OH 等[32]评估了用Ipilimumab治疗的转移性去势抵抗性前列腺癌患者循环T细胞的全集，发现T细胞库的早期多样化和新克隆的产生与irAEs的发展相关。具体而言，与没有irAEs的患者相比，Ipilimumab不是将T细胞库缩小到有限数量的克隆，而是诱导irAEs患者的T细胞库更多样化。

3.3 全血mRNA 转录物 FRIEDLANDER 等[33]从210 例接受CTLA-4 抑制剂Tremelimumab 治疗的黑色素瘤患者中，鉴定出16 个基因的特征(CARD12、CCL3、CCR3、CXCL1、F5、FAM210B、GADD45A、IL18bp、IL2RA、IL5、IL8、MMP9、PTGS2、SOCS3、TLR9 和UBE2C)，通过这16个基因特征可以识别区分出2～4级和0～1 级腹泻/结肠炎患者(95%CI 0.723～0.838，P＜0.000 1)，敏感性为57.1%，特异性84.4%。其中五个基因：IL-8、CCR3、CCL3、CXCL1及MMP-9与ICIs以外的病因引起的腹泻有关。比如在食物过敏原诱导的GI嗜酸性粒细胞炎症的小鼠模型中，阻断CCR3 的表达可以降低腹泻、嗜酸性粒细胞炎症和黏膜损伤的严重程度[34]。鉴于Tremelimumab还未获批，其调节免疫系统的方式不同于Ipilimumab，基于不同药物治疗条件下16基因标记的预测值很可能会有所不同。

3.4 细胞因子 TARHINI等[35]评估了与Ipilimumab作为新辅助治疗的黑素瘤患者的irAEs相关的细胞因子，发现基线时IL-17水平与3级腹泻/结肠炎irAEs的发生率显著相关。TANAKA等[36]、OKIYAMA等[37]发现Nivolumab治疗后IL-6的增加与irAEs的发展显著相关。

3.5 人白细胞抗原(HLA)等位基因 HLA 编码细胞表面分子将抗原肽呈递给T细胞上的T细胞受体(TCR)。Ⅰ类和Ⅱ类HLA等位基因是多种自身免疫性疾病的重要遗传风险因素[38]。特别是HLA 等位基因已经为自身免疫的发病机制提供了明确的模型，例如类风湿关节炎(RA)[39]。CAPPELLI等[40]对26例ICIs诱导的有欧洲血统的炎性关节炎患者和726名健康对照者进行高分辨率HLA分型。在220个RA病例上进行共享表位(SE)基因座(HLA DRB1)的基因分型。观察到SE 等位基因的存在与ICI 诱导的炎性关节炎之间存在潜在的风险关联。

3.6 肠道微生物 肠道微生物可以通过免疫调节机制调节免疫应答。粪便微生物群移植(FMT)即远端肠道微生物群落从健康个体转移到患者肠道可以治愈一些免疫紊乱(主要是炎性肠病)[41]。DUBIN 等[42]研究表明属于拟杆菌门的细菌的增加与Ipilimumab 诱导的结肠炎的降低率相关。随后CHAPUT 等[43]对26 例接受Ipilimumab 治疗的前列腺癌患者进行了前瞻性研究，在基线和每次Ipilimumab 输注之前使用16SrRNA 基因测序评估粪便微生物群组成，他们发现微生物群存在拟杆菌的患者都没有出现结肠炎irAEs。

4 展望

免疫治疗已经成为肿瘤治疗的新模式，irAEs 是这种治疗模式下面临的新的挑战。与细胞毒性化疗相比，ICIs 的治疗反应模式是独特的，其相关的irAEs通常具有发作延迟和持续时间延长的特点，并且有效的管理依赖于早期识别和快速干预免疫抑制和/或免疫调节策略[44]。免疫毒性的确切发病机制尚不清楚，可能与解除T 细胞抑制后，活化的T 细胞对抗正常的宿主细胞有关，据报道其中涉及许多其他炎性细胞，例如Th17和其他类型的细胞。故临床报道疗效好、肿瘤负荷大的发生irAEs 几率高，可能与负责ICIs 治疗效果的机制交叉重叠相关。

尽管有所不足，目前已经有许多ICIs 的疗效预测标志物得到了公认和推广，如PD-L1 表达水平、肿瘤突变负荷(tumor mutational burden，TMB)、错配修复(mismatch repair，MMR)基因表达状态。而预测irAEs的生物标志物报道较少，一般都是回顾性小样本研究，且很多研究的对象仅包括治疗应答者，其中可能存在选择性偏差，故目前还没有公认的毒性预测标志物。应该鼓励多中心、大样本、前瞻性的研究，为irAEs的早期识别提供新数据和证据。

总之，未来应该综合ICIs类型、肿瘤原发病、肿瘤负荷、基础疾病、临床获益、外周血、细胞因子、mRNA、T细胞库、HLA等位基因、肠道微生物等多因素开发临床irAEs风险模型，识别高风险患者，进行个体化治疗。