抗菌药物对PD-1/PD-L1抑制剂治疗结直肠癌患者预后的影响

何青莲 余保平 宋 琪

武汉大学人民医院消化内科（430060）

背景：抗菌药物可通过改变肠道微生态而降低黑色素瘤、非小细胞肺癌和肾细胞癌的免疫治疗疗效，但其对胃肠道癌症的治疗疗效尚不明确。目的：探究抗菌药物对PD-1/PD-L1 抑制剂治疗结直肠癌（CRC）患者预后的影响。方法：回顾性分析2018年12月—2022年5月于武汉大学人民医院确诊为CRC并使用免疫检查点抑制剂（ICIs）治疗的95 例患者的临床病理资料。根据是否使用抗菌药物，将患者分为抗菌药物组和对照组。采用单因素、多因素分析评估影响CRC 患者无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）的危险因素。结果：95 例CRC 患者中，男性64 例，女性31例；平均年龄为（60.46±11.82）岁。抗菌药物组的PFS（10.9个月对24.8个月，P=0.032）、OS（14.5个月对35.5个月，P=0.008）显著低于对照组，1 年生存率分别为56.5%和78.7%。多因素分析显示肿瘤部位、抗菌药物使用为CRC 患者PFS 的独立危险因素（P＜0.05），肿瘤部位、抗菌药物使用以及未行根治性手术为OS 的独立危险因素（P＜0.05）。单因素、多因素分析结果显示抗菌药物使用途径和剂量均不是CRC 患者PFS 的危险因素（P>0.05），单因素分析显示抗菌药物使用途径与OS 相关（P=0.045），多因素分析显示抗菌药物使用途径、感染部位均不是CRC 患者OS 的危险因素（P>0.05）。结论：肿瘤位于结肠和首剂ICIs 治疗前后30 d 内使用抗菌药物会缩短CRC 患者的PFS 和OS，行根治性手术可延长CRC 患者的OS。

每年约有90 万例结直肠癌（colorectal cancer,CRC）患者死亡，位居恶性肿瘤死亡率的第四位[1]。CRC 通过遗传和表观遗传改变的积累使肿瘤抑制基因失活并激活癌基因，同时也受微生物和环境暴露因素以及宿主对暴露因素反应的影响[2]。有研究预计在未来十年内，20～34 岁的成年人结肠癌和直肠癌的发病率将分别增加90%和124%，35～49岁的成年人将分别增加27%和46%[3]。CRC 的传统治疗包括手术、放疗和化疗。近年新兴的免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors, ICIs）已在多种肿瘤的治疗中取得稳定、长久的疗效，尤其是微卫星不稳定性的林奇综合征（Lynch syndrome）患者使用ICIs 治疗后产生的临床反应较传统治疗方式更持久，提高治愈的可能性[4]。有研究[5]指出针对PD-1/PD-L1 轴的ICIs 虽然能在相当一部分癌症患者中诱导持续的临床应答，但ICIs 存在耐药性，且耐药性可归因于异常的肠道微生物组组成；抗菌药物可通过改变肠道微生物组成来抑制ICIs 对癌症患者的临床获益，将对ICIs 有反应的癌症患者的粪菌移植至无菌或抗菌药物治疗的小鼠体内后，可改善PD-1 阻滞剂的抗肿瘤效果，而无反应小鼠的粪菌移植未发现此现象。Song 等[6]指出抗菌药物的使用与结直肠息肉发生风险有关。另有研究[7]表明抗菌药物治疗可能通过改变肠道微生物群的生态和进化影响患者健康。本研究通过分析抗菌药物使用情况对ICIs 治疗CRC 患者预后的影响，旨在提高ICIs 治疗疗效并进一步延长患者的生存期。

对象与方法

一、研究对象

回顾性收集2018 年12 月—2022 年5 月于武汉大学人民医院确诊为CRC 并使用ICIs 治疗的95 例患者的临床病理资料。纳入标准：①临床资料和影像学资料完整；②经病理活检和组织病理学确诊为结肠癌或直肠癌；③接受PD-1/PD-L1免疫治疗至少3 个周期；④定期至本院随诊复查并完成肿瘤疗效评价。排除标准：①合并其他脏器原发性肿瘤和严重基础疾病的患者；②ICIs 治疗前后30 d 内使用微生物类制剂的患者。入选者均知情同意。

二、分组标准和疗效评价

将首剂ICIs 治疗前后30 d 内使用抗菌药物的患者定义为抗菌药物组，其余患者归为对照组。在抗菌药物组中，将使用抗菌药物后的首次肿瘤疗效评价作为疗效评价指标；对照组则将接受ICIs 治疗后首次肿瘤疗效评价作为疗效评价指标。通过CT、MRI、肿瘤标志物等检查结果评估肿瘤病灶进展情况，并依据实体瘤疗效评价标准RECIST 1.1 进行疗效评价[8]。

三、随访

随访日期从首次使用ICIs 治疗开始计算，随访通过定期复查、门诊和住院病历以及电话随访进行，所有入组的患者随访至出现终点事件（疾病进展或死亡）或随访截止日期（2022 年10 月1 日），并记录时间间隔。无进展生存期（progression free survival,PFS）为患者首剂ICIs 治疗至出现疾病进展的时间间隔，总生存期（overall survival, OS）为患者首剂ICIs治疗至死亡或末次随访的时间间隔。

四、统计学分析

采用SPSS 27.0、R 4.2.1软件对数据进行统计学分析，正态分布的计量资料以x±s表示，两组间比较采用独立样本t检验，非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，两组间比较采Mann-WhitneyU秩和检验。计数资料以百分比或例数表示，组间比较采用χ2检验或Fisher精确检验。采用Kaplan-Meier 分析和Log-rank 检验进行单因素分析，并采用COX 比例风险模型进行多因素回归分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结果

一、患者临床病理特征

95 例CRC 患者中，男性64 例，女性31 例；年龄24～84岁，平均年龄为（60.46±11.82）岁；其余临床病理特征见表1。将95 例CRC 患者根据首剂ICIs 治疗前后30 d 内有无使用抗菌药物分为抗菌药物组与对照组，两组肿瘤部位相比差异有统计学意义（P＜0.05），其余临床病理特征无明显差异（表2）。

表1 CRC患者的临床病理特征n(%)

表2 抗菌药物组与对照组临床病理特征比较n(%)

二、首剂ICIs的疗效比较

首剂ICIs 治疗后，抗菌药物组的完全缓解、部分缓解、疾病稳定、疾病进展例数分别为1 例、3 例、22 例、14 例，客观缓解率与对照组相比无明显差异（10.0%对14.5%，P>0.05），疾病控制率亦无明显差异（65.0%对81.8%，P>0.05；表3）。

表3 抗菌药物组与对照组首剂ICIs疗效比较（n）

三、患者随访情况和生存分析

1.PFS 的随访情况和生存分析：随访期间49 例CRC 患者出现疾病进展，其中抗菌药物组24 例，对照组25 例。Kaplan-Meier 单因素分析示肿瘤部位（P=0.025）、根治性手术（P=0.001）、抗菌药物使用（P=0.032）可显著影响CRC 患者的PFS，而性别（P=0.609）、年龄（P=0.263）、吸烟（P=0.967）、饮酒（P=0.925）、组织学分型（P=0.164）则无明显影响（表4）。

表4 CRC患者PFS的单因素分析

将单因素分析中P＜0.1的指标纳入COX比例风险模型进行多因素回归分析，结果示肿瘤部位（P=0.018）和抗菌药物使用（P=0.024）是CRC 患者PFS的独立危险因素（表5）。

2. OS 的随访情况和生存分析：随访期间30 例CRC 患者死亡，其中抗菌药物组16 例，对照组14例。Kaplan-Meier 单因素分析示肿瘤部位（P=0.031）、根治性手术（P＜0.001）、抗菌药物使用（P=0.008）可显著影响CRC 患者的OS，而性别（P=0.786）、年龄（P=0.354）、吸烟（P=0.053）、饮酒（P=0.199）、组织学分型（P=0.537）无明显影响（表6）。

将单因素分析中P＜0.1 的指标纳入COX 比例风险模型进行多因素回归分析，结果示肿瘤部位（P=0.011）、抗菌药物使用（P=0.005）以及未行根治性手术（P=0.004）是CRC 患者OS 的独立危险因素（表7）。

3. 抗菌药物组与对照组Kaplan-Meier 曲线：抗菌药物组的中位PFS 较对照组显著缩短（10.9 个月对24.8个月，χ2=4.618，P=0.032；图1A）；抗菌药物组的中位OS 较对照组显著缩短（14.5 个月对35.5 个月，χ2=7.028，P=0.008；图1B），1 年生存率分别为56.5%、78.7%。

图1 CRC患者PFS和OS的Kaplan-Meier曲线

四、抗菌药物对CRC患者PFS和OS的影响

1.抗菌药物使用情况：17 例（42.5%）使用β-内酰胺类，喹诺酮类7 例（17.5%），硝基咪唑类2 例（5.0%），β-内酰胺联合其他抗菌药物14例（35.0%）。5 例（12.5%）预防性使用抗菌药物，其中3 例预防消化道感染，2 例预防呼吸道感染；35 例（87.5%）因感染性疾病使用抗菌药物；感染部位为呼吸道感染6例（15.0%），消化道感染30 例（75.0%），泌尿道感染2例（5.0%），多部位感染2例（5.0%）。3例（7.5%）口服抗菌药物，静脉注射35例（87.5%），口服联合静脉注射2例（5.0%）。24例（60.0%）抗菌药物剂量>4 g/d，16 例（40.0%）≤4 g/d。20 例（50.0%）抗菌药物使用时间>7 d，20例（50.0%）≤7 d。

2. 抗菌药物对PFS 的影响：Kaplan-Meier 单因素分析示抗菌药物种类（P=0.741）、使用原因（P=0.392）、感染部位（P=0.626）、使用途径（P=0.065）、使用剂量（P=0.065）和使用时间（P=0.654）均对CRC患者的PFS 无明显影响。将P＜0.1 的指标纳入COX多因素回归分析，结果显示抗菌药物使用途径和使用剂量均不是CRC 患者PFS 的独立危险因素（P=0.320，P=0.169）。

3.抗菌药物对OS 的影响：Kaplan-Meier 单因素分析示抗菌药物使用途径（P=0.045）对OS的影响具有统计学意义，但抗菌药物种类（P=0.623）、使用原因（P=0.936）、感染部位（P=0.075）、使用剂量（P=0.186）和使用时间（P=0.847）均对OS 无明显影响。将P＜0.1 的指标纳入COX 多因素回归分析，结果显示使用途径和感染部位均不是CRC 患者OS 的独立危险因素（P=0.055，P=0.063）。

讨论

CRC 约占全球每年癌症及其相关死亡的10%，是女性第2、男性第3 的高发肿瘤[1]。本研究发现肿瘤位于结肠、首剂ICIs 治疗前后30 d 内使用抗菌药物会缩短CRC患者的PFS和OS，未行根治性术可缩短CRC 患者的OS。说明抗菌药物的使用可能缩短CRC患者ICIs治疗的生存期。

目前早发性CRC（＜50岁）的发病率在全球范围内不断上升且原因不明，50 岁以下的年轻患者往往为降结肠癌或直肠癌，发现时多为晚期并伴有不良组织病理学特征[3]。本研究显示抗菌药物组与对照组年龄＜50与≥50岁者差异未显示出统计学意义，虽未得出年龄与CRC预后的关系，但对CRC的早期筛查仍不可忽视。研究表明，吸烟、饮酒的不良生活方式会增加患CRC 风险[9-10]。本研究未发现吸烟和饮酒是ICIs 治疗CRC 患者的危险因素，可能与样本量较小有关。多项研究[11-12]认为CRC 的发生部位在预测抗表皮生长因子受体的药物反应上具有关键作用，尤其是转移性CRC。本研究表明左半结肠癌患者的中位PFS 和OS 明显短于右半结肠癌，表明ICIs 对右半结肠癌的疗效更佳，其可能与微卫星不稳定性多发生于右半结肠癌有关，其对免疫治疗疗效更敏感。多因素分析示直肠癌风险低于结肠癌，提示结肠癌的预后差于直肠癌。目前对于黏液性结直肠腺癌与非黏液性结直肠腺癌的预后差异仍存在争论[13]。研究[14-15]发现黏液性结直肠腺癌患者的3年PFS和中位OS较短。也有研究[16]表明黏液性结直肠腺癌组织学检查对生存率无负面影响。本研究未发现CRC 组织学分型与PFS 和OS 的相关性。手术切除肿瘤是CRC 达到治愈的基石，病理切缘阴性的完全手术切除和Ⅲ期癌症的辅助化疗可降低20%～30%患者的复发和随后远处转移的风险[17]。本研究单因素分析示根治性手术与患者的PFS 和OS 有关，但多因素分析示其仅与OS 相关，行根治性手术者的生存率高于未行根治性手术者，提示CRC患者应积极行根治性手术治疗。

有研究表明，特定的肠道细菌可以促进或抑制ICIs 治疗的有效性，其相互作用的分子途径可通过干预肠道菌群来逆转癌症的免疫治疗耐受性[18]。许多因素可暂时或永久地改变肠道菌群的结构，包括饮食、抗菌药物、其他药物、免疫系统因素和癌症[19]。抗菌药物能直接或间接改变肠道微生物的组成和代谢从而导致肠道菌群改变，进一步影响肠道内免疫细胞的数量和功能，从而降低ICIs 治疗的效果，导致CRC 患者发生预后不良的结局[20-22]。本研究中，抗菌药物组的PFS 和OS 明显低于对照组，表明抗菌药物会影响CRC 患者ICIs 的治疗效果。单独分析抗菌药物使用情况对ICIs 治疗效果的影响时，抗菌药物使用途径和剂量与PFS 无关，尽管抗菌药物的使用途径与OS 有关，但多因素分析显示其并不是独立危险因素。

综上所述，抗菌药物使用与CRC 患者ICIs 治疗的不良预后结局有关，提示在临床指导CRC 患者免疫治疗时必须严格评估患者抗菌药物使用的适应证，尽量避免或减少抗菌药物的使用，做到个体化合理用药，尽力延长肿瘤患者的生存期。此外，本研究还发现CRC 患者接受ICIs 治疗的同时行原发肿瘤根治性手术则能延长患者的OS。本研究不足之处在于样本量较少，未来还需要更多大样本、多中心前瞻性研究来证实抗菌药物对ICIs 治疗的负面影响。