免疫检查点抑制剂相关肠炎与肠道菌群的研究进展*

何 植 叶 峰 张国新

南京医科大学第一附属医院消化科(210029)

近年来，应用免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors, ICIs)治疗肿瘤备受关注，其主要针对的免疫检查点为细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T-lympho-cyte-associated antigen 4, CTLA-4)、程序性细胞死亡蛋白-1(programmed cell death protein-1, PD-1)及其配体PD-L1。与传统抗肿瘤药物的直接细胞毒性作用不同，ICIs在激活抗肿瘤T细胞活性的同时，还可引起非特异性的免疫激活，导致免疫相关不良反应，常可累及皮肤、胃肠道、肝、肺、心血管等重要组织和器官，其中ICIs相关肠炎(腹泻、结肠炎)是最常见、最严重的不良反应之一[1-2]。

基于粪菌移植(fecal microbiota transplantation, FMT)的研究发现，将单次或多次FMT与其他治疗方法相结合，可提高炎症性肠病、肿瘤等疾病的综合治疗效果[3]，如改善患者的激素依赖状态、恢复对肿瘤坏死因子-α(TNF-α)抑制剂的应答、减轻放疗所致的肠道炎症等[4-5]。而在ICIs相关肠炎中，FMT可有效治疗对TNF-α抑制剂无应答的难治性肠炎患者[6]。鉴于重建肠道菌群的重要治疗价值，本文就ICIs相关肠炎以及肠道菌群在肿瘤免疫治疗中作用的研究进展作一综述。

一、ICIs相关肠炎的发病率和风险因素

与化疗的不良反应相比，ICIs的免疫相关不良反应发生较晚、病程较长，如与化疗联合使用，将增加胃肠道毒性反应[7-8]。使用抗CTLA-4单抗时，腹泻和结肠炎的发生率分别为30.2%～35.4%和5.7%～9.1%；使用抗PD-1单抗时，相应数据分别为 12.1%～13.7%和0.7%～1.6%；两者联合使用可进一步增加ICIs相关肠炎的发生风险[9-11]。研究发现，药物剂量[12]、非甾体抗炎药的使用[13]、合并自身免疫性疾病[14]、肠道菌群[15]以及肿瘤类型[9]等因素与ICIs相关肠炎的发生相关。此外，部分微生物抗体和细胞因子具有一定的风险预测作用，包括核周型抗中性粒细胞胞质抗体(p-ANCA)、抗大肠埃希菌外膜孔道蛋白C(OmpC)抗体、白细胞介素-17(IL-17)等[16]。钙卫蛋白是临床上评估炎症性肠病活动度的常用指标，其在ICIs相关肠炎中的预测作用尚存争议[1,17]。在出现结肠炎症状前，早期(初次用药后 1～2周内)内镜检查可能无预测作用[17]。

二、ICIs相关肠炎的临床表现

ICIs相关肠炎的主要临床表现为腹泻、腹痛、恶心、呕吐等，部分患者可有便血和发热，严重者可发生肠穿孔甚至死亡。抗CTLA-4单抗相关肠炎可伴有类似克罗恩病的肠外表现，如口腔溃疡、肛瘘、肛周脓肿等[13]。Collins等[18]将抗PD-1单抗相关胃肠道毒性分为急性结肠炎、显微镜肠炎、上消化道炎症和假性肠梗阻四种类型。尽管临床上首次给药后即可发生ICIs相关肠炎，但平均发病时间为第3次给药后。抗CTLA-4单抗相关肠炎的发生多早于抗PD-1单抗，首次治疗后，两者相关肠炎的发生时间分别约为1个月和2～4个月，抗PD-1单抗相关肠炎甚至可延迟至1年后发作，两者联合使用则可提早肠炎发生时间[7,10,19]。研究显示，抗CTLA-4单抗停药后发生肠炎的时间一般不超过2个月[20]，而抗PD-1单抗停药11个月后仍有肠炎复发的报道[21]。因此，寻找预测和监测ICIs相关肠炎发生、发展的指标至关重要，在停用ICIs后仍应警惕ICIs相关肠炎的发生。

三、ICIs相关肠炎的影像学和内镜、病理表现

ICIs相关肠炎的主要CT表现依次为肠系膜血管充盈、肠壁增厚、结肠扩张[22-23]。病变可表现为广泛、连续性分布，亦可呈节段性分布，末端回肠可受累[22,24]。Kim等[22]将16例伊匹单抗(抗CTLA-4单抗)相关肠炎患者的CT表现总结为两种类型，75%的患者为弥漫性结肠炎型，其特征为轻度弥漫性肠壁增厚，肠系膜血管充盈和充满液体的囊样结肠扩张，另25%的患者为节段性结肠炎伴憩室型，主要表现为在先前存在弥漫憩室的结肠处发生节段性的环形中等程度肠壁增厚，结肠周围脂肪间隙模糊，肠系膜血管充盈。Garcia-Neuer等[23]的研究表明，CT诊断ICIs相关肠炎的阳性预测值高达96%，但阴性预测值较低。

目前，内镜检查被视为诊断ICIs相关肠炎的金标准，内镜下常可见到分泌物渗出、血管纹理消失、黏膜水肿或颗粒样、斑片状或弥漫性红斑、溃疡形成或见阿弗他溃疡、腔内出血等，部分患者的内镜下表现类似溃疡性结肠炎[13]。病变范围多为左半结肠或为全结肠病变[13,25]，亦有同时累及小肠或仅有小肠炎的报道[24-25]，其中大多数患者的病变可侵犯远端结肠。因此，相比全结肠检查，早期灌肠后的乙状结肠镜检查可能更为快捷、高效。镜下病变多呈弥漫性分布，其次为斑片样和节段性[13,26]。Marthey等[13]的研究显示，在以腹泻为主要表现的ICIs相关肠炎患者中，55%病变呈斑片样分布。值得注意的是，Wang等[27]的研究显示，在53例考虑为ICIs相关肠炎的患者中，10例(19%)内镜下无明显炎症表现。抗PD-1单抗还常导致上消化道病变，可发生坏死性胃炎[18]。Wang等[27]报道，患者的腹痛、腹泻严重程度与内镜下严重程度无明显相关性，但内镜下严重程度，包括有无溃疡形成、溃疡深度、病变范围与是否需使用激素或英夫利西单抗等治疗有关[25,27-28]。Abu-Sbeih等[28]的研究指出，早期及时的结肠镜检查可缩短激素治疗时间。因此，在ICIs相关肠炎的治疗中，早期内镜检查不仅有助于评估肠道病变严重程度、排除艰难梭菌或巨细胞病毒感染等其他肠道疾病，还可缩短治疗时间和降低用药强度。

ICIs相关肠炎的组织病理学特征因药物种类而异，与炎症性肠病、显微镜肠炎等有相似之处[13,25]。病变组织病理表现多为活动性炎症，如中性粒细胞或嗜酸性粒细胞浸润、上皮细胞凋亡、隐窝炎或隐窝脓肿等，亦可表现为隐窝变形、基底淋巴细胞增多、肉芽肿形成以及Paneth细胞化生等慢性炎症改变，有时可发现巨细胞病毒感染[1]。值得注意的是，抗CTLA-4单抗相关肠炎肠黏膜CD4+T细胞数量和TNF-α水平较抗PD-1单抗相关肠炎明显增加，抗PD-1单抗相关肠炎则以CD8+T细胞浸润为主[25,27]。

四、ICIs相关肠炎的临床治疗

ICIs治疗过程中的基础检查包括血常规、电解质、甲状腺功能、巨细胞病毒PCR以及粪便中查找艰难梭菌等[7]。1～2级肠炎可对症给予少渣或无渣饮食、口服补液以及止泻处理。如果症状持续或出现新鲜血便，需完善结肠镜和全腹部CT检查，同时予口服泼尼松或布地奈德[7,29-30]。但预防性使用布地奈德不能预防ICIs相关肠炎的发生[31]。若出现3～4级肠炎或1～2级肠炎伴脱水、发热、心动过速等全身症状，或经口服激素治疗3 d无效，应停用ICIs并予静脉注射甲强龙[7,29-30]，有应答者3～5 d后改为口服激素治疗，并在 2～3个月内逐渐减停。对静脉使用激素无应答的患者需使用英夫利西单抗治疗[1,29]，部分患者可在2周后再次使用。此外，维多珠单抗亦可用于激素依赖或激素无效的ICIs相关肠炎患者[1,29]。炎症性肠病的治疗药物，如美沙拉嗪、甲氨蝶呤等对ICIs相关肠炎可能有改善作用[1]。对于发生结肠穿孔、腹腔脓肿以及中毒性巨结肠的患者应予紧急外科处理。

发生ICIs相关肠炎后再次使用ICIs是临床上的重要问题。有学者推荐结肠镜下达到黏膜愈合者可优先考虑抗PD-1单抗治疗[1]。研究发现抗CTLA-4单抗或其与抗PD-1单抗联合使用诱发肠炎的患者，之后能较好地耐受抗PD-1单抗制剂，但再发肠炎的严重程度常较前加重[14,32]。同时，其他非肠炎的免疫相关不良反应亦可能增多[7]。因此，是否再次使用ICIs应由多学科讨论决定。

五、肠道菌群、肿瘤免疫治疗以及ICIs相关肠炎

肠道菌群参与人体的免疫调节，影响肿瘤免疫治疗的疗效和相关不良反应[33]。2015年发表的Vétizou等[34]的研究发现，抗CTLA-4单抗的作用依赖于脆弱拟杆菌属。在无菌小鼠或经抗菌药物处理的小鼠中，抗CTLA-4单抗的作用消失，而通过灌胃给予脆弱拟杆菌可恢复其抗肿瘤作用。Sivan等[35]的研究显示，双歧杆菌与抗PD-L1单抗的抗肿瘤作用有关。予荷瘤小鼠口服双歧杆菌可达到与抗PD-L1单抗同样的抗肿瘤效果，两者联合几乎能完全抑制肿瘤生长。2018年发表的Gopalakrishnan等[36]的研究发现，在黑色素瘤患者中，对抗PD-1单抗有应答者肠道菌群多样性增加，瘤胃球菌科和粪杆菌属富集，无应答者则表现为肠道菌群多样性下降，拟杆菌目富集。Matson等[37]发现长双歧杆菌、产气柯林斯菌、屎肠球菌等与抗PD-1单抗对转移性黑色素瘤的疗效有关。Routy等[38]的研究显示，在肺癌和肾癌中，应用广谱抗菌药物可降低抗PD-1单抗的疗效，并发现嗜黏蛋白的有益菌阿克曼菌与抗肿瘤作用有关。

ICIs相关肠炎的发生可能与肠道菌群改变相关[15,32]。Chaput等[15]在抗CTLA-4单抗治疗黑色素瘤的研究中发现，Faecalibacterium和其他厚壁菌门细菌与有益的临床效应有关，但会增加ICIs相关肠炎的发生风险，未发生肠炎的患者则表现为拟杆菌富集。Dubin等[39]在一项ICIs治疗转移性黑色素瘤的前瞻性研究中亦发现拟杆菌门增加与对ICIs相关肠炎抵抗有关，并发现涉及多胺转运、B族维生素生物合成的肠道菌群代谢可降低ICIs相关肠炎的发生风险。该研究利用相关菌群信息建立了预测ICIs相关肠炎风险的预测模型，敏感性为70%，特异性为83%。Tanoue等[40]从健康人粪便中分离出11种少有、低丰度表达的菌株，这些菌株共同作用时不仅可增强ICIs的疗效，且不引起ICIs相关肠炎。另有学者在小鼠实验中发现补充双歧杆菌可缓解抗CTLA-4单抗相关肠炎[41]。值得注意的是，2018年Wang等[6]首次报道采用FMT治疗难治性ICIs相关肠炎患者，2例患者分别经1次和2次FMT治疗后达到症状缓解和黏膜愈合，移植后患者肠道内双歧杆菌、阿克曼菌等有益菌增多，为FMT用于肿瘤免疫治疗提示了新的方向。

六、结语

随着ICIs在肿瘤治疗中的应用，其导致的免疫相关不良反应常影响治疗进程。早期诊断和治疗可减轻和缩短ICIs相关肠炎的严重程度和治疗时间。肠道菌群可影响ICIs相关肠炎的发生、发展，菌群调控或可成为治疗ICIs相关肠炎的重要手段。