檢查點抑制劑相關(guān)免疫不良反應(yīng)的生物標(biāo)記物研究進展

馬素蓮，居瑞雪，戴曉莉, 田恩圣

（1. 臨朐縣人民醫(yī)院 檢驗科，山東 臨朐 262600；2. 濰坊人民醫(yī)院 檢驗科， 山東 濰坊 261000；3. 山東省藥學(xué)科學(xué)院，山東 濟南 250101；4. 山東省食品藥品審評認(rèn)證中心，山東 濟南 250014）

以細胞毒性T淋巴細胞抗原4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4）、程序性細胞死亡1（programmed cell death protein 1，PD-1）和程序性細胞死亡配體1（programmed death-ligand 1，PD-L1）抗體為代表的免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）是過去10年癌癥治療中的重要進展。這類免疫療法能修復(fù)患者的抗腫瘤免疫力，有廣譜的適應(yīng)癥，重塑和改善了許多標(biāo)準(zhǔn)治療方法，提高了晚期癌患者的響應(yīng)率。然而，ICI相關(guān)免疫不良反應(yīng)（immune-related adverse event，irAE）通常累及多個器官[1]，有較高的發(fā)生率，可導(dǎo)致嚴(yán)重或不可逆的不良反應(yīng)[2-3]，甚至引起患者死亡[4]，值得高度關(guān)注。優(yōu)化irAE的管理主要依賴于對irAE的早期識別和中斷治療，從而避免致命的后果。隨著有關(guān)irAE報道的增多，臨床醫(yī)生迫切需要能預(yù)測和診斷患者免疫不良反應(yīng)的生物標(biāo)記物，以確?；颊叩挠盟幇踩?。

1 外周血生物標(biāo)記物

有研究表明全血細胞數(shù)量與irAE具有密切相關(guān)性。Die等[5]匯集了167例曾接受納武單抗（opdivonivolumab）或派姆單抗（pembrolizumab）的固體瘤患者，基于多變量分析發(fā)現(xiàn)基線淋巴細胞數(shù)>2000個/μl的患者在給藥后發(fā)生irAE的風(fēng)險大于基線淋巴細胞偏少的患者。Fujisawa等[6]發(fā)現(xiàn)101例黑色素瘤患者在接受納武單抗治療期間，三/四級肺和胃腸irAE發(fā)生前都有白細胞總數(shù)增加和淋巴細胞減少的現(xiàn)象。Nakamura等[7]發(fā)現(xiàn)接受PD-1抗體治療后出現(xiàn)內(nèi)分泌紊亂的患者往往基線中性粒細胞數(shù)>240個/μl且淋巴細胞相對數(shù)>3.2 %。接受CLTA-4治療的患者易患腸炎并發(fā)癥，與體內(nèi)T細胞上高水平的CD4和調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)量減少相關(guān)。調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)量持續(xù)減少，導(dǎo)致T細胞數(shù)增加，γ-干擾素和腫瘤壞死因子水平升高，從而引發(fā)irAE[8]。另據(jù)臨床研究發(fā)現(xiàn)，接受伊匹單抗（ipilimumab）的轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者發(fā)生二級或三級irAE之前外周血中的CD8 T細胞的增殖克隆數(shù)超過55個，提示CD8 T細胞的增殖克隆數(shù)有可能成為irAE的生物標(biāo)記物[9]。

外周血中的細胞因子是衡量機體免疫功能的一個重要指標(biāo)，測定患者的細胞因子水平有助于醫(yī)生管理和干預(yù)irAE。Oyanagi等[10]發(fā)現(xiàn)，非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）患者接受納武單抗后，第4周有irAE患者比無irAE患者有更高的粒細胞集落刺激因子和調(diào)節(jié)正常T細胞表達和分泌的細胞因子（regulated upon activation,normal T cell expressed and secreted，RANTES）水平，而瘦素的水平卻偏低。多變量分析表明，只有RANTES跟irAE的發(fā)生相關(guān)（P<0.05）。前瞻性臨床試驗證實，納武單抗導(dǎo)致的irAE主要與白介素6（interleukin-6，IL-6）和性別有關(guān)，較低基線水平的IL-6（P=0.007）和女性（P=0.02）都是獨立的irAE發(fā)生的高風(fēng)險因子[11]。在另一項臨床試驗中，NSCLC患者在接受阿特朱單抗（atezolizumab）治療后出現(xiàn)了肺炎不良反應(yīng)，他們的IL-6和C-反應(yīng)蛋白的水平較基線有明顯提高（P<0.001）[12]，這進一步提示IL-6有可能成為ICI治療預(yù)后的生物標(biāo)記。雖然納武單抗相關(guān)的心肌炎罕見，但極具危害性。肌鈣蛋白對急性心肌炎的診斷和危險分層有重要的臨床意義?；颊咭坏﹩⒂眉{武單抗，肌鈣蛋白在機體內(nèi)水平就發(fā)生變化，跟蹤監(jiān)測有助于發(fā)現(xiàn)亞臨床型心肌炎，便于及早治療[13]。Yoshida等[14]認(rèn)為IL-2受體是納武單抗引發(fā)肺炎的標(biāo)記物，但此結(jié)論僅依據(jù)單一的病例，還需進一步臨床觀察。Lim等[15]提出了細胞因子毒性分?jǐn)?shù)，來預(yù)示黑色素腫瘤患者中出現(xiàn)的ICI相關(guān)irAE的病例，發(fā)現(xiàn) IL-1a、IL-2 和干擾素α2等11個細胞因子表達上調(diào)，跟基線狀態(tài)有顯著性差異（P=0.017）。

近期研究發(fā)現(xiàn)，irAE與某些基因表達特征相關(guān)。例如，1 %接受ICI治療的患者會出現(xiàn)胰島素依賴型糖尿病，其中76 %的患者白細胞抗原DR4呈陽性，有良好的特異性和靈敏性，因此白細胞抗原DR4可能對預(yù)測并發(fā)性糖尿病有益[16]。Gowen等[17]提出了一個支持向量機分類模型來分析黑色素瘤患者在基線狀態(tài)的抗體特征，識別接受ICI后出現(xiàn)irAE的患者，在小樣本臨床試驗中顯示了良好的特異性、靈敏性和精確性，有必要在更大規(guī)模的臨床試驗中接受檢驗。外周血RNA轉(zhuǎn)錄的基因特征也能預(yù)示接受曲美母單抗（tremelimumab）治療后出現(xiàn)irAE的患者，其中16個基因的特征能幫助識別發(fā)生2～4級和0～1級腹瀉和腸炎的不良反應(yīng)事件的患者（P<0.0001）[18]。此外，外周血中microRNA 146能調(diào)節(jié)ICI相關(guān)的irAE，其表達下調(diào)能增加irAE發(fā)生的風(fēng)險[19]。

2 腫瘤組織生物標(biāo)記物

雖然腫瘤組織中PD-L1的表達量、突變負荷和微衛(wèi)星DNA序列與ICI有效性相關(guān)，但與irAE的相關(guān)性并不明顯[20]。聯(lián)用伊匹單抗和納武單抗的患者比單用納武單抗的患者發(fā)生心肌炎的概率更高，甚至有可能發(fā)生更為嚴(yán)重的心肌炎，臨床醫(yī)生應(yīng)警惕免疫相關(guān)心肌炎，在啟動ICI聯(lián)用后的1～3周內(nèi)應(yīng)特別關(guān)注患者心電圖中PR間期變化，并采用免疫組化法測定肌鈣蛋白水平[21]，以衡量心肌損傷和壞死的程度。Mahmood等[22]觀察到當(dāng)心肌組織中肌鈣蛋白T1含量>1.5 ng/ml時，則ICI相關(guān)心肌炎的發(fā)生風(fēng)險提高了4倍（P=0.003）。Moda等[23]回顧了181例接受抗PD-1治療的NSCLC患者，發(fā)現(xiàn)79例有中央氣道腫瘤浸潤（tumor invasion in the central airway，TICA）患者中有13例出現(xiàn)了免疫相關(guān)肺炎，其他沒有TICA的102例患者中僅有2例出現(xiàn)了該不良反應(yīng)，統(tǒng)計分析表明TICA是患者發(fā)生免疫相關(guān)肺炎的風(fēng)險標(biāo)記物（P=0.0037）。

影像組學(xué)是新興的個體化精準(zhǔn)醫(yī)療技術(shù)，采用非侵入式的影像分析方法來獲取腫瘤組織的綜合特征信息，可持續(xù)監(jiān)測疾病進展、治療效果及不良反應(yīng)，并進一步指導(dǎo)用藥，實現(xiàn)對腫瘤組織的在體檢測，比離體標(biāo)本的活檢更有優(yōu)越性。如運用18F-脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層攝影術(shù)可成功地及早發(fā)現(xiàn)患者甲狀腺炎，比活檢法檢查效率更高（P=0.04）[24]。80 %以上出現(xiàn)irAE的患者基線和給藥后影像組學(xué)特征差異有統(tǒng)計學(xué)意義，他們有相對更高的18F-脫氧葡萄糖攝取量（P<0.05）[25]。臨床實踐中發(fā)現(xiàn)部分NSCLC患者不但沒有從PD-1/PD-L1抑制劑治療中獲益，反而出現(xiàn)了“超進展”現(xiàn)象，表現(xiàn)為病情惡化、不良反應(yīng)嚴(yán)重及通過計算機斷層（computed tomography，CT）攝影術(shù)測量的腫瘤組織迅速增大，Kaplan-Meier法生存分析表明影像組學(xué)提供的CT圖像能有效識別有超進展發(fā)生高風(fēng)險的患者（P=0.009）[26]。

3 腫瘤微環(huán)境生物標(biāo)記物

已有證據(jù)表明，寄居在人腸道微環(huán)境的菌群與宿主的免疫應(yīng)答密切相關(guān)，也能夠誘導(dǎo)ICI相關(guān)的irAE[27]。通過微生物16S測序，發(fā)現(xiàn)結(jié)腸炎患者與非結(jié)腸炎患者的微生物組成明顯不同。結(jié)腸炎患者中擬桿菌門豐度偏高，而非結(jié)腸炎患者中亞精胺/腐胺多胺轉(zhuǎn)運系統(tǒng)及參與維生素B生物合成的功能更強。Bubin課題組據(jù)此建立了微生物模型來預(yù)測患者出現(xiàn)結(jié)腸炎的風(fēng)險，展示了良好的特異性和靈敏性，表明擬桿菌門細菌的增加和 缺乏參與多胺轉(zhuǎn)運和維生素 B 合成的遺傳途徑都能增加患結(jié)腸炎的風(fēng)險（P<0.05）[28]。Chaput等[29]另對22例經(jīng)伊匹單抗治療的黑色素瘤患者進行前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)高峰度的腸道厚壁菌群跟結(jié)腸炎的發(fā)生有相關(guān)性（P=0.051）。其他微生物相關(guān)的生物標(biāo)記包括蛋白質(zhì)、酶和次級代謝產(chǎn)物，及微生物與人體免疫、內(nèi)分泌和神經(jīng)系統(tǒng)的相互作用[30]。

4 結(jié)語

生物標(biāo)記物是診斷和預(yù)測irAE的新生事物，有良好的應(yīng)用前景。通過不斷篩選、調(diào)查免疫治療相關(guān)的生物標(biāo)記物，降低免疫相關(guān)良反應(yīng)的發(fā)生率是完全有可能實現(xiàn)的。雖然已經(jīng)有一些標(biāo)志物被報道，但它們的特異性、靈敏性和重復(fù)性還沒有滿足臨床需求。irAE的發(fā)生機制還需進一步探索，這將為發(fā)現(xiàn)可表征irAE的生物標(biāo)記物提供線索；臨床數(shù)據(jù)能進一步驗證標(biāo)記物的可靠性；先進的檢測技術(shù)平臺和規(guī)范的樣品采集和處理程序也是確保生物標(biāo)記物有效性的必要條件。