免疫球蛋白G4与恶性肿瘤

刘乔飞，廖 泉

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院基本外科， 北京 100730

由于免疫球蛋白G4相关性疾病(immunoglobulin G4 related disease，IgG4-RD)几乎可累及人体任何组织/器官，且临床表现缺乏特异性，其命名亦经过不断变更[1- 2]，直至2011年，学者们才将这一类以组织肿胀，外周血IgG4升高，病变组织中含有大量IgG4阳性浆细胞浸润、广泛纤维化以及激素治疗敏感的疾病统称为IgG4-RD[3]。笔者以“immuno-globutin G4 related disease”“IgG4-RD”为检索词，检索2000年1月1日至2019年12月31日PubMed发表的IgG4-RD相关文献，发现IgG4-RD相关研究呈暴发式增长(图1)。随着研究的不断深入和广泛，学者们发现IgG4-RD患者的恶性肿瘤发生率高于普通人群，提示IgG4异常可能是恶性肿瘤发生的高危因素[4- 5]。生理状态下IgG4在外周血中含量极低，与其他亚型IgG不同，IgG4与补体以及激活型Fcγ受体的结合能力较弱，不能有效激活其免疫反应，相反在一定程度上可以抑制免疫反应的激活，故外周血中IgG4异常升高或者病变组织IgG4阳性浆细胞的异常浸润，可能与肿瘤免疫相关[6]。本文就IgG4与恶性肿瘤的发生及预后、肿瘤免疫相关性进行综述。

图 1 PubMed数据库近20年发表的免疫球蛋白G4相关性疾病论文变化情况

1 免疫球蛋白G4分子结构、功能特点及其产生

1.1 分子结构与功能特点

根据发现时间顺序以及分子铰链区的不同，IgG可分为IgG1、IgG2、IgG3及IgG4，其占比分别约为66%、23%、7%及4%[7]。IgG4虽然是人体内含量最少的IgG，但具有与其他亚型IgG截然不同的结构及功能特点[8]：(1)由于等电点不同，生理环境下IgG4带负电，而其他亚型IgG带正电。(2)由于铰链区的不稳定性，2个不同的IgG4分子之间可以发生半分子互换，形成非对称性的双特异性抗体。鉴于2种不同抗原同时存在时才能激活双特异性抗体，而IgG4与抗原形成的免疫复合物与补体的亲和力弱，故难以激活免疫应答。(3)IgG4分子中的Fc片段可与其他亚型IgG的Fc片段结合，阻止后者与Fcγ受体或补体结合，从而抑制免疫应答。(4)IgG4分子的Fc片段与C1q及Fcγ受体结合能力极弱，不能有效激活C1q及FcγRI、FcγRIIA、FcγRIIC、FcγRIIIA受体。(5)IgG4是唯一可与抑制性FcγRIIB结合的IgG亚型。

1.2 免疫球蛋白G4的产生

Th1型细胞因子，如白细胞介素(interleukin, IL)- 2和γ-干扰素(interferon-γ, IFN-γ)等能促进IgG向IgG1、IgG2和IgG3转化；Th2型细胞因子，如IL- 4、IL- 5、IL- 10、IL- 13及转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)，则可促进IgG向IgG4转化。IgG4在转化过程中，存在半分子交换现象，经过半分子交换后，IgG4交联抗原的能力极弱。在IgG4-RD中，IgG4分子发生半分子交换明显增多，可高达所有IgG4的30%[9]。

2 免疫球蛋白G4与恶性肿瘤

自身免疫性疾病与恶性肿瘤的关系是双向作用过程。一方面，恶性肿瘤，如肺癌、胃癌、乳腺癌及卵巢癌等，可引起皮肌炎以及硬皮病等自身免疫性疾病；另一方面，多种自身免疫性疾病是恶性肿瘤发生的高危因素，如炎症性肠病及原发性硬化性胆管炎已明确分别是结直肠癌及胆管癌发生的高危因素[10]。近年来，IgG4-RD作为一种新的自身免疫性疾病，IgG4与恶性肿瘤的关系引起了学术界的广泛关注。

2.1 免疫球蛋白G4与恶性肿瘤发生的关系

近10来，学者们进行了大量研究，以探讨IgG4与恶性肿瘤的相关性(表1)。I型自身免疫胰腺炎(autoimmune pancreatitis, AIP)是IgG4-RD在胰腺的临床表现形式。2012年，Hart等[11]报道了一项纳入978例Ⅰ型AIP患者的国际多中心回顾性分析。结果显示，在随访过程中，共发生了57例(5.83%)恶性肿瘤。2013年，日本学者Shiokawa等[12]报道了另一项多中心回顾性分析结果，中位随访3.3年，108例AIP患者共18例(13.9%)罹患恶性肿瘤；在AIP诊断的1年内，恶性肿瘤的发生率较普通人群升高6.1倍。随后针对AIP与恶性肿瘤相关性的研究陆续发表，结果均提示AIP患者后续患恶性肿瘤的风险不同程度升高[13- 18]。以上结果提示，IgG4异常导致的AIP可能与恶性肿瘤的发生关系密切。Hart等[19]前瞻性随访了116例AIP患者，同时以1∶3匹配对照组，中位随访3年，两组恶性肿瘤的总体发生率无明显差异。但该研究随访时间较短，一定程度上影响了结果的可靠性。

Ymanoto等[20]纳入了106例IgG4-RD患者，中位随访3.1年间，共11例发生恶性肿瘤。日本IgG4相关眼病研究学组通过分析1014例眼部淋巴增生性疾病患者的数据后发现，IgG4相关眼病可能是发生IgG4阳性的MALT淋巴瘤的高危因素[21]。Asano等[22]对1992至2012年158例IgG4-RD患者进行了回顾性分析，平均随访(5.95±4.48)年，共34例发生了恶性肿瘤，其发生恶性肿瘤的风险较普通人群升高2.01倍；诊断IgG4-RD 1年内发生肿瘤的风险是普通人群的3.53倍。北京协和医院消化内科报道了2010年1月至2015年12月诊治的272例IgG4-RD患者研究结果，中位随访24个月发生恶性肿瘤9例(3.3%)，其中4例患者为同时性肿瘤，2例发生在IgG4-RD诊断1年内，其余3例发生在IgG4-RD诊断1年后[23]。Ahn等[24]报道了118例IgG4-RD患者，在随访中共发现12例恶性肿瘤，其中11例是在IgG4诊断前或诊断时已发生，仅1例在诊断IgG4-RD 3个月后发生。此类患者罹患恶性肿瘤的风险是普通人群的23.08倍，而罹患非霍奇金淋巴瘤的风险是普通人群的400倍。

由此可见，多数文献提示IgG4-RD患者罹患恶性肿瘤的风险明显增高，但由于各个研究的随访时间、随访方法、肿瘤的检测方法以及研究中所选取的对照人群各不相同，其结果亦不完全一致(表1)。理想的前瞻性队列研究设计应包括：(1)选择无恶性肿瘤史、家族史且明确诊断的IgG4-RD患者；(2)对照组应采用性别、年龄、基础疾病以及其他恶性肿瘤高危因素与研究组进行匹配的方式；(3)在开展研究前应明确是以总体恶性肿瘤发生率为目标，或是以某一特定肿瘤为研究目标(如AIP与胰腺癌)；(4)纳入的IgG-RD患者与对照人群应结合研究目标以及随访时间，科学合理地估算样本量；(5)制定规范可行的恶性肿瘤筛查方法；(6)由于IgG4-RD发病率低，多中心研究可能更有助于减少偏倚。

表 1 IgG4-RD患者恶性肿瘤发生率文献回顾

另外需要思考的问题是：(1)IgG4-RD是否可能是某些恶性肿瘤的副癌综合征？(2)恶性肿瘤患者罹患IgG4-RD的风险是否增加？从上文纳入的文献分析可知，部分患者同时罹患IgG4-RD与恶性肿瘤或在IgG4-RD诊断后不久发现恶性肿瘤，故存在IgG4-RD是恶性肿瘤副癌综合征的可能性。副癌综合征的症状通常与恶性肿瘤进展平行，在肿瘤经过治疗后缩小或自愈时，其亦应随之好转或自愈。目前的文献报道中相关数据存在大量缺失，故难以作出准确判断。作者曾在临床中遇到1例IgG-RD合并甲状腺癌和1例IgG-RD合并胆管癌的患者。此2例患者术后1个月内均未给予激素治疗，然而其血清IgG4较术前明显升高，提示此2例患者的IgG4-RD并非副癌综合征[25]。Wallace等[26]通过对125例IgG4-RD患者分析发现，在IgG4-RD诊断前有16%的患者曾有恶性肿瘤史，是普通人群的2.5倍，这些恶性肿瘤分别发生在IgG4-RD确诊前的1～39年。在IgG4-RD确诊后，在随访的996例患者中6例发生恶性肿瘤。因此，有研究者提出恶性肿瘤可能是IgG4-RD的高危因素。

理论上，恶性肿瘤的发生过程可能伴有新生肿瘤抗原的不断释放，只是不同肿瘤或在肿瘤的不同发展阶段，新生肿瘤抗原的种类、数量以及抗原性存在差异。自身抗原不断暴露及对B淋巴细胞慢性反复刺激是诱导IgG4产生的基本条件。诱导产生的记忆型IgG4浆细胞可通过交叉抗原效应，造成其他器官组织损伤，从而表现为IgG4-RD，因此恶性肿瘤可能诱发IgG4-RD。此外，从上述的文献回顾中可以发现，IgG4-RD患者发生恶性肿瘤的风险显著增高，故IgG4阳性的寡克隆浆细胞可能是IgG4-RD的根源，这些本身异常的细胞群可能是恶性肿瘤的癌前突变细胞。当基因突变累积到一定程度后，这些IgG4浆细胞可能转化为恶性肿瘤细胞。另外IgG4-RD患者长期服用激素导致的免疫抑制以及IgG4介导的局部慢性炎症损伤，均为促癌因素。因此，IgG4-RD与恶性肿瘤可能是双向促进作用。

2.2 免疫球蛋白G4与恶性肿瘤预后的关系

血清中IgG4升高以及病变组织中IgG4浆细胞大量浸润并非IgG4-RD所特有的临床病理特征。Resheq等[27]发现，32%(6/19)的肝门部胆管癌以及17%(5/29)的胰腺癌组织中存在大量的IgG4阳性浆细胞浸润，且IgG4阳性的肿瘤患者黄疸症状更严重。Ngwa等[28]对比分析了548例胰腺癌患者的临床资料，发现10.1%的胰腺癌患者外周血IgG4升高，但外周血IgG4升高与肿瘤的可切除性及患者的生存期无明显相关。Miyatani等[29]对131例胃癌患者的研究显示，癌组织中IgG4阳性浆细胞数目与其预后呈负相关。Karagiannis等[30]对167例黑色素瘤患者的研究中亦得出类似结果，42.6%的黑色素瘤患者组织中存在大量IgG4阳性浆细胞浸润，且黑色素瘤患者外周血IgG4/IgG明显升高；高IgG4/IgG与患者的无进展生存期及总生存期呈负相关。因此，肿瘤组织中IgG4阳性浆细胞的浸润可能是多种恶性肿瘤患者预后不良的危险因素，而外周血中的IgG4与恶性肿瘤患者预后的关系有待进一步明确。

3 免疫球蛋白G4与肿瘤免疫

多种恶性肿瘤，如胃癌[29]、胰腺癌[31]、胆管癌[32]及黑色素瘤[33]均发现肿瘤组织中IgG4阳性浆细胞大量浸润的现象，且与患者的预后明显相关，提示IgG4可能与肿瘤免疫关系密切。长期抗原反复刺激及Th2型细胞因子环境是诱导产生IgG4的关键因素。恶性肿瘤新生肿瘤抗原的不断释放以及肿瘤细胞自身或者肿瘤微环境中的成纤维母细胞、调节性T细胞、髓系来源抑制细胞以及肿瘤相关巨噬细胞(tumor associated macrophages，TAM)释放的Th2型细胞因子(如IL-4、IL- 10、IL- 13、TGF-β等)共同导致了肿瘤免疫微环境中IgG4阳性浆细胞的浸润[34- 35]。本研究团队既往研究显示，胰腺癌组织中IgG4阳性浆细胞与患者预后呈负相关，且IgG4阳性浆细胞分布与M2型TAM的分布呈明显正相关，而M2型TAM的重要特征之一即为产生大量Th2型细胞因子[31,36]。Karagiannis等[33]发现黑色素瘤组织中IgG4阳性浆细胞明显增多，肿瘤细胞通过分泌IL- 10来诱导肿瘤微环境产生Th2型免疫反应，并刺激B细胞产生可特异性识别黑色素瘤相关抗原S100的IgG4，从而竞争性抑制IgG1与FcγR 的结合，抑制 IgG1 介导的抗肿瘤免疫作用。理论上，肿瘤组织中的IgG4可通过3种不同方式抑制效应细胞针对肿瘤的免疫反应：(1)IgG4通过与肿瘤抗原竞争性结合的方式，抑制其他亚型IgG介导的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)及抗体依赖性细胞介导的细胞吞噬作用(antibody-dependent cellular phagocytosis，ADCP)，减弱免疫杀伤作用；(2)IgG4自身与补体C1q及激活型FcR结合作用弱，免疫激活效应亦较弱；(3)IgG4分子与抑制型FcR结合能力强，可启动免疫激活后的抑制效应[37]。因此，肿瘤细胞可通过分泌细胞因子来诱导IgG4的产生，而IgG4可通过多种途径减弱肿瘤免疫反应，促进肿瘤进展。

IgG4发挥肿瘤免疫抑制的作用与肿瘤抗原有关。除少数肿瘤(黑色素瘤)具有较强的肿瘤抗原外，多数肿瘤缺乏肿瘤相关抗原或者抗原性较弱，一方面可能无法诱导IgG4大量产生，另一方面根本无法激活IgG1介导的有效体液免疫。由于错配修复突变(mismatch repair deficiency，MMR)以及肿瘤突变负荷(tumor mutation burden, TMB)与肿瘤新生抗原密切相关，因此MMR以及TMB可能与IgG4介导的肿瘤免疫密切相关，有待深入探讨。

由于IgG4不能有效激活免疫效应，基于此特征，其在抗体药物制备中具有特殊意义[7]。目前治疗肿瘤的单克隆抗体药物可分为两类：一类需要激活免疫效应；另一类是无需激活免疫效应的封闭型抗体。第一类药物多数为IgG1类抗体。第二类药物，如帕博利珠单抗(pembrolizumab)、纳武利尤单抗(nivolumab)，无须激活免疫反应，仅封闭程序性死亡受体- 1(programmed death- 1，PD- 1)与程序性死亡配体- 1(programmed death ligand- 1，PD-L1)的相互作用即可，此类药物均为IgG4类抗体，其既能有效封闭靶点，又尽可能避免了非特异性激活所致的免疫损伤。但由于IgG4可能发生半分子交换，IgG4类抗体药物，通常需要将铰链区进行基因编辑(Ser228Pro)，避免半分子交换的发生，以增强其稳定性。

4 小结

由于IgG4独特的分子结构，其可发挥与其他亚型IgG不同的功能。IgG4-RD患者发生/合并恶性肿瘤的风险增高，且不限于IgG4-RD受累的器官，故临床应对IgG4-RD患者进行肿瘤筛查，避免漏诊。此外，外周血及病变组织中IgG4阳性浆细胞浸润并非IgG4-RD特有的临床病理特征，在部分肿瘤患者中也可能出现，且此类肿瘤患者之后患IgG4-RD的风险可能增高。肿瘤组织中大量IgG4浸润以及外周血IgG4的升高可能与患者预后呈负相关，但相关证据仍较少，需进一步研究证实。IgG4可能通过多种途径抑制机体对肿瘤的免疫效应，从而促进肿瘤的恶性生物学行为，这可能是导致IgG4-RD患者发生/合并恶性肿瘤风险增高的原因之一。但这种现象是否具有肿瘤特异性、是否与肿瘤微环境以及与肿瘤的抗原性强弱相关仍未完全阐明。单纯封闭型IgG4单克隆抗体在肿瘤治疗中具有独特优势，有待进一步开发利用，以发挥抗肿瘤效应。

作者贡献：刘乔飞、廖泉共同参与综述选题、文献检索、分析及论文撰写。

利益冲突：无