sST2在免疫檢查點抑制劑相關(guān)不良反應(yīng)風(fēng)險預(yù)測中的價值

許宇辰，程蕾蕾，王 妍，林瑾儀，陳佳慧，陳怡帆，周宇紅，劉天舒，葛均波

1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心血管內(nèi)科，上海 200032；

2.上海市心血管病研究所，上海 200032；

3.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心臟超聲診斷科，上海 200032；

4.上海市影像醫(yī)學(xué)研究所，上海 200032；

5.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，上海 200032

免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）在過去10年間深刻改變了抗腫瘤治療的格局，其中針對程序性死亡［蛋白］-1（programmed death-1，PD-1）抗體、程序性死亡［蛋白］配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）抗體、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4）的ICI被越來越多地應(yīng)用于多種惡性腫瘤的一線治療方案中，但隨著其在臨床上的廣泛使用，有關(guān)治療導(dǎo)致的免疫相關(guān)不良反應(yīng)（immune-related adverse event，irAE）的報道日益增多［1］。irAE的發(fā)生會影響后續(xù)抗腫瘤治療的進(jìn)程［2］，同時部分嚴(yán)重的irAE可能直接導(dǎo)致患者的死亡。因此，如何準(zhǔn)確預(yù)測irAE的發(fā)生風(fēng)險顯得至關(guān)重要。

腫瘤抑制因子2（suppression of tumorigenicity-2，ST2）是白細(xì)胞介素-1（interleukin 1，IL-1）受體家族成員，可分為膜結(jié)合型受體（ST2）和可溶性受體（soluble form of suppression of tumorigenicity-2，sST2）。其中ST2可與白細(xì)胞介素33（interleukin 33，IL-33）結(jié)合，參與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展過程［3-4］。而sST2可與IL-33結(jié)合，抑制IL-33發(fā)揮下游調(diào)控作用，因此sST2也被稱為IL-33的誘騙受體。研究［5-7］顯示，血清中sST2的水平在一定程度上反映了機(jī)體炎癥反應(yīng)程度，目前已被應(yīng)用于多種疾病的預(yù)測、危險分層及預(yù)后評估 。本研究分析了接受ICI治療的腫瘤患者血清中sST2的水平、預(yù)后營養(yǎng)指數(shù)（prognostic nutritional index，PNI）及血小板與淋巴細(xì)胞比例（platelet to lymphocyte ratio，PLR），構(gòu)建irAE的風(fēng)險預(yù)測模型。

1 資料和方法

1.1 研究對象

入選2018年10月—2020年12月于復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院腫瘤內(nèi)科住院治療的惡性腫瘤患者，入選標(biāo)準(zhǔn)：①年齡大于或等于18歲；② 在本研究中心接受了PD-1、PD-L1及CTLA-4抑制劑治療的惡性腫瘤患者；排除標(biāo)準(zhǔn)：①年齡小于18歲；② 治療前血清sST2水平高于正常水平（35 ng/ mL）的患者；③既往有自身免疫性疾病史的患者；④ 合并明確心功能不全的患者（左心室射血分?jǐn)?shù)小于40%）。最終共91例患者入組。

1.2 研究方法

對于患者在接受ICI治療后是否發(fā)生irAE由包括2位腫瘤內(nèi)科醫(yī)師在內(nèi)的多學(xué)科團(tuán)隊依據(jù)中國臨床腫瘤學(xué)會（Chinese Society of Clinical Oncology，CSCO）發(fā)布的《免疫檢查點抑制劑相關(guān)的毒性管理指南2021版》［8］（下文簡稱指南）進(jìn)行界定，將在接受ICI治療過程中出現(xiàn)指南中定義的G2及以上級別毒性反應(yīng)的患者納入irAE組，其余患者納入對照組。

收集并記錄所有患者的人口統(tǒng)計學(xué)特點、惡性腫瘤類型、所用ICI類型及出現(xiàn)irAE的類型，同時收集患者在接受ICI治療前基線及治療后的血清sST2水平、外周血淋巴細(xì)胞計數(shù)、外周血嗜中性粒細(xì)胞計數(shù)、外周血血小板計數(shù)、外周血CD4+/CD8+T細(xì)胞比例、B細(xì)胞計數(shù)、白蛋白水平、D-二聚體水平以及治療后血清sST2水平、心肌肌鈣蛋白T水平、B型利鈉肽水平，并計算嗜中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比率（neutrophil to lymphocyte ratio，NLR）、PNI、PLR，其中PNI=血清白蛋白水平（g/L）+5×總淋巴細(xì)胞計數(shù)（×109個）。

所有irAE組患者均接受住院治療，在住院治療期間每3～ 5天進(jìn)行1次上述指標(biāo)的檢測直至出院，并對患者進(jìn)行隨訪直至irAE被治愈。對照組患者在首次接受ICI治療后，每3周隨訪1次，檢測上述指標(biāo)，直至ICI治療結(jié)束。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

本研究采用太美EDC系統(tǒng)進(jìn)行臨床數(shù)據(jù)的采集及管理，使用R語言（R version 4.1.2）進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析及繪圖。計量資料用x±s或百分比（%）表示。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線對相關(guān)指標(biāo)的預(yù)測價值進(jìn)行分析并尋找最佳截斷值；對于符合正態(tài)分布及方差齊性的組間數(shù)據(jù)比較采用Student’st-test檢驗，對于符合正態(tài)分布但方差不齊的組間數(shù)據(jù)比較采用separate variance estimationt-test檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 入選患者基本情況

研究共入選的91例惡性腫瘤患者中，男性53例（58.2%），女性38例（41.8%），平均年齡（57.5±12.4）歲，腫瘤原發(fā)部位：胃惡性腫瘤26例，軟組織肉瘤9例，膽囊惡性腫瘤8例，小細(xì)胞肺癌8例，結(jié)腸癌7例，肝癌6例，食管癌5例，胰腺癌4例，膽管癌3例，鼻咽癌3例，原發(fā)部位不明及其他腫瘤共12例。其中，患者接受一線免疫治療53例，二線16例，三線及新輔助治療共22例。ICI種類：特瑞普利單抗30例、卡瑞利珠單抗23例、帕博利珠單抗13例、納武利尤單抗11例、信迪利單抗10例、度伐利尤單抗2例、替雷利珠單抗例1例、cadonilimab（AK104）1例。

2.2 免疫檢查點抑制劑相關(guān)不良事件發(fā)生情況

91例患者中共有13例患者確診為irAE（均使用PD-1單抗），PD-1相關(guān)的irAE發(fā)生率為14.7%，共記錄免疫相關(guān)不良事件21次，其中免疫性心肌炎7次，內(nèi)分泌毒性事件6次，肝臟毒性事件5次，骨骼肌系統(tǒng)毒性事件3次，中位隨訪時間為201 d（48～ 665 d），中位暴露時間43 d（13～ 164 d）。

2.3 irAE組與對照組患者生物學(xué)指標(biāo)的比較

irAE組患者基線血小板計數(shù)、B細(xì)胞計數(shù)、外周血CD4+/CD8+T細(xì)胞比例、D-二聚體、NLR及血清sST2水平與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），而兩組患者基線PNI及PLR水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，表1）。

表1 irAE與對照組患者基線生物學(xué)指標(biāo)情況Tab.1 Baseline biological indicators of patients in irAE group and control group

2.4 irAE組與對照組治療后血清sST2、心肌肌鈣蛋白T及B型利鈉肽水平的比較

ir AE組患者在治療后心肌肌鈣蛋白T 及B型利鈉肽水平與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞ 0.05），而兩組患者治療后sST2峰值水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。由于irAE組及對照組兩組心肌肌鈣蛋白T及B型利鈉肽水平數(shù)據(jù)方差不齊，故采用separate variance estimationt-test檢驗（表2）。

表2 irAE與對照組治療后血清sST2峰值、心肌肌鈣蛋白T及B型利鈉肽水平Tab.2 Peak value of sST2,cardiac troponin T and Brain natriuretic peptide levels in irAE group and control group after treatment

2.5 患者接受ICI治療后發(fā)生irAE風(fēng)險的多因素logistic回歸模型

以患者是否發(fā)生G2及以上級別irAE為二分類結(jié)局因變量（未發(fā)生=0，發(fā)生=1），將在irAE組及對照組患者兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)基線PNI水平（X1）、基線PLR水平（X2）及治療后sST2峰值（X3）共3個因素作為協(xié)變量構(gòu)建logistic回歸模型，其模型表達(dá)式為：logit（P）=9.041-0.224X1-0.003X2+0.001 3X3，即患者接受ICI治療后發(fā)生irAE風(fēng)險P=1/（1+e-9.041-）。結(jié)果顯示，較低的基線PNI水平、基線PLR水平及較高的治療后血清sST2峰值為患者接受ICI治療后發(fā)生irAE的獨立危險因素（P＜0.05，表3）。繪制此模型用于預(yù)測irAE發(fā)生風(fēng)險的ROC曲線。結(jié)果顯示，該模型用于預(yù)測irAE發(fā)生風(fēng)險的ROC曲線下面積0.857，其約登指數(shù)為0.695，取P=0.184作為cut-off值時，其靈敏度和特異度分別為84.6%和84.9%（圖 1）。

表3 患者接受ICI治療后發(fā)生irAE風(fēng)險的多因素logistic回歸模型Tab.3 Multivariate logistic regression analysis of irAE risk after ICI treatment

3 討 論

ICI近年來被廣泛應(yīng)用于多種惡性腫瘤的一線治療方案中，其通過特異性結(jié)合細(xì)胞表面的免疫檢查點，解除其抑制作用，使機(jī)體的免疫細(xì)胞得到激活從而發(fā)揮抗腫瘤的作用。然而ICI的使用可能會破壞免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)從而引發(fā)irAE，可累及各個系統(tǒng)臟器或組織。既往研究表明，ICI治療常見的不良反應(yīng)為肺毒性、肝臟毒性、內(nèi)分泌毒性及胃腸道毒性，而心臟毒性較為少見［9］。本研究結(jié)果顯示，ICI相關(guān)的心臟毒性事件較為常見（發(fā)生率為7.7%），這可能是回顧性研究的選擇偏倚及觀察偏倚所致，即本研究納入了較多的接受ICI治療后出現(xiàn)心血管毒性事件的患者。同時本中心的醫(yī)師對于患者心功能的監(jiān)測更為重視，一定程度上導(dǎo)致了我們觀察到更多的心血管毒性事件。此外，本研究結(jié)果顯示，irAE組患者的中位暴露時間為43 d，這與之前的研究結(jié)果相吻合，即irAE多于第一次接受ICI治療后的1～ 2個月內(nèi)出現(xiàn)［8，10］。

ST2是白細(xì)胞介素1（interleukin 1，IL-1）受體家族成員，其具有兩種形式，跨模型受體ST2和可溶性受體sST2。既往研究在心肌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了IL-33/ST2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的存在，其可抑制心肌細(xì)胞肥大和纖維化，當(dāng)心肌受到機(jī)械性牽張時，心肌細(xì)胞中sST2水平明顯升高，而sST2作為“誘餌受體”可與ST2競爭性結(jié)合IL-33，抑制IL-33/ST2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的心臟保護(hù)作用，因此sST2的水平一定程度上反映受損組織情況，是心肌細(xì)胞肥厚和纖維化的標(biāo)志。在臨床研究中，sST2、肌鈣蛋白T及B型利鈉肽等生物學(xué)標(biāo)志物被廣泛應(yīng)用于包含急性冠脈綜合征及心力衰竭等多種心血管疾病的診斷與預(yù)后判斷［11-13］。本研究發(fā)現(xiàn)，irAE組患者治療后血清sST2峰值與未發(fā)生irAE組患者之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000 3），而肌鈣蛋白T及B型利鈉肽水平在兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.142；P=0.089），這可能是由于肌鈣蛋白T特異性地表達(dá)于心肌細(xì)胞內(nèi)，而B型利鈉肽主要由心室肌細(xì)胞合成和分泌，當(dāng)irAE相關(guān)的損傷不涉及心血管系統(tǒng)時，肌鈣蛋白T及B型利鈉肽水平不會發(fā)生顯著的變化，而ST2在包括腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞及神經(jīng)細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞中均有表達(dá)，其在炎癥、腫瘤和腎臟疾病中的重要性和作用已得到評估與證實［14-15］，因此當(dāng)ICI治療引起免疫穩(wěn)態(tài)破壞后，免疫細(xì)胞中ST2的表達(dá)水平可能會受到影響而發(fā)生改變，然而目前尚未見臨床或基礎(chǔ)研究闡述sST2與irAE之間的關(guān)系。本研究發(fā)現(xiàn)治療后升高的sST2水平是irAE發(fā)生的獨立危險因素（OR=1.013，95% CI：1.001～ 1.025）。目前主流觀點認(rèn)為irAE的發(fā)生主要與ICI治療導(dǎo)致的T細(xì)胞活性異常有關(guān)［2］，而ICI治療后體內(nèi)炎性細(xì)胞因子水平的上升同樣也可促進(jìn)irAE的發(fā)生［16］。動物實驗表明，通過單克隆抗體靶向中和sST2可以顯著降低血漿中的炎性細(xì)胞因子同時增加抗炎因子的水平［17］，因此，sST2水平的升高可能通過促進(jìn)體內(nèi)炎性細(xì)胞因子的增多并抑制抗炎因子的釋放從而促進(jìn)irAE的發(fā)生、發(fā)展。此外，IL-33/ST2的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在多種疾病模型中均被證實可以通過激活組織中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells，Treg）發(fā)揮炎癥抑制作用，防止過度激活的免疫反應(yīng)造成組織損傷［18-19］，而sST2由于缺乏ST2的跨膜結(jié)構(gòu)域及細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)，與IL-33結(jié)合后會抑制IL-33/ST2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進(jìn)而影響Treg細(xì)胞的抗炎作用，這可能進(jìn)一步促進(jìn)了irAE的進(jìn)展。然而sST2在irAE的發(fā)生、發(fā)展過程中究竟扮演著怎樣的角色還有待進(jìn)一步的研究去證實。

既往多項有關(guān)irAE的臨床研究顯示，多種生物學(xué)指標(biāo)可能與irAE的發(fā)生相關(guān)，其中包括：患者接受ICI治療前基線的外周血血小板計數(shù)、外周血CD4+/CD8+T細(xì)胞比例、B細(xì)胞計數(shù)、鐵蛋白水平，D-二聚體水平、NLR、PNI和PLR等［20-23］。我們從中選取了本中心已開展的檢驗指標(biāo)進(jìn)行了驗證。結(jié)果顯示，irAE組與對照組患者在接受ICI治療前的基線PNI及PLR差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.023和P=0.034），這與Liu等［23］及Egami等［24］的研究一致，但其背后的機(jī)制尚未被闡明，其可能與ICI導(dǎo)致的T淋巴細(xì)胞激活有關(guān)。

此外，我們還構(gòu)建了包括患者基線PNI、PLR以及治療后sST2峰值水平3個因素在內(nèi)的logistic回歸模型，用于預(yù)測腫瘤患者在接受ICI治療后發(fā)生irAE的風(fēng)險，該模型展現(xiàn)了較好的預(yù)測能力（ROC曲線下面積為0.857），模型所需的三項指標(biāo)的臨床檢測成本低，相關(guān)的檢測技術(shù)手段成熟且穩(wěn)定，具有較好的轉(zhuǎn)化前景。

本研究仍存在以下不足：①本研究為單中心的回顧性研究，存在選擇偏倚及觀察偏倚，缺乏外部數(shù)據(jù)對結(jié)果進(jìn)行驗證，后續(xù)仍需進(jìn)行多中心的前瞻性研究對本研究的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的驗證。② 該模型包含的三個指標(biāo)均為外周血指標(biāo)，部分irAE相關(guān)的組織及器官損傷可能僅表現(xiàn)為受累臟器、組織的微環(huán)境變化，而部分皮膚、胃腸道及神經(jīng)毒性反應(yīng)并不會引起外周血指標(biāo)的顯著變化，因此僅包含外周血指標(biāo)的模型無法全面、準(zhǔn)確地反映此類免疫損傷情況。③由于部分患者的ICI治療在門診進(jìn)行，部分癥狀較輕的不良反應(yīng)（如皮疹或腹瀉）可能被忽略。

本研究首次證明了接受ICI治療后較高的sST2水平是發(fā)生irAE的獨立危險因素，同時聯(lián)合sST2、PNI及PLR構(gòu)建了logistic回歸模型，該模型對患者接受ICI治療后發(fā)生irAE的風(fēng)險具有較好的預(yù)測能力。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。