腫瘤免疫治療所致細(xì)胞因子釋放綜合征的研究進(jìn)展

劉燕 賈煜嫻 李婷婷

作者單位：530021 南寧 廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院乳腺及骨軟組織腫瘤內(nèi)科

近年來，隨著全球癌癥發(fā)病率和死亡率的不斷升高，傳統(tǒng)癌癥治療方法，如手術(shù)、放療和化療難以獲得滿意的臨床療效。20世紀(jì)90年代中期，免疫學(xué)家發(fā)現(xiàn)了免疫檢查點(diǎn)治療并開啟了腫瘤免疫治療新時(shí)代［1］。免疫檢查點(diǎn)抑制劑（immune checkpoint inhibitions，ICIs），主要通過恢復(fù)T細(xì)胞活性發(fā)揮抗腫瘤作用，是目前最常見的腫瘤免疫治療方式之一［2］。如靶向特定信號通路的小分子藥物，已經(jīng)加入了基于T細(xì)胞工程的細(xì)胞免疫療法，新型抗CD19嵌合抗原受體T細(xì)胞（chimeric antigen receptor T cell，CAR-T cell）治療對CD19高表達(dá)的惡性腫瘤產(chǎn)生了安全有效的臨床療效［3］。然而，在多達(dá)三分之一的癌癥患者中出現(xiàn)了直接和強(qiáng)大的免疫效應(yīng)反應(yīng)顯著相關(guān)毒性，最典型的毒性為細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）。CRS的特征是循環(huán)細(xì)胞因子水平升高、急性全身炎癥反應(yīng)以及繼發(fā)性器官功能障礙。本文綜述CRS的定義、潛在的免疫學(xué)機(jī)制、診斷與鑒別診斷、臨床表現(xiàn)和臨床治療等方面的研究進(jìn)展，為獲得良好的臨床療效以及更好地開展腫瘤免疫治療提供有益借鑒。

1 CRS的定義及評估

CRS是指一類由于免疫細(xì)胞被激活而釋放出大量細(xì)胞因子所導(dǎo)致的急性全身性炎癥反應(yīng)綜合征。目前，CRS尚缺乏統(tǒng)一和被廣泛認(rèn)可的定義。FAJGENBAUM等［4］提出了以下3項(xiàng)評估標(biāo)準(zhǔn)：⑴循環(huán)細(xì)胞因子水平升高；⑵急性全身性炎癥反應(yīng)綜合征；⑶繼發(fā)性器官（一般是腎、肝或肺）功能損害。2018年美國ASBMT共識將CRS界定為經(jīng)免疫治療后引起內(nèi)源性或輸注性T細(xì)胞或其他免疫學(xué)效應(yīng)細(xì)胞的激活或參與的超生理反應(yīng)［5］。從目前來看，盡管有關(guān)CRS的定義都強(qiáng)調(diào)了疾病快速發(fā)展并產(chǎn)生嚴(yán)重的不良后果，但是定義的指標(biāo)不盡相同。此外，CRS疾病特征因癌癥類型、定義方式的不同而不同。因此，目前亟需對CRS達(dá)成相對統(tǒng)一的評估標(biāo)準(zhǔn)，這對CRS的發(fā)病機(jī)制和臨床治療研究具有重要意義。

CRS最初在異基因造血干細(xì)胞移植后的急性移植物抗宿主病中被報(bào)道［6］，此后與之相關(guān)的臨床試驗(yàn)和基礎(chǔ)研究陸續(xù)開展，對CRS的認(rèn)識也不斷增加。然而，CRS真正引起廣泛關(guān)注是在新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）及其引發(fā)的肺炎（COVID-19）大流行以后。CHRISTIE等［7］通過研究蝙蝠的抗病毒機(jī)制，以減輕COVID-19引起的人體細(xì)胞因子“風(fēng)暴”。到目前為止，筆者根據(jù)clinicaltrials網(wǎng)站（https：//clinicaltrials.gov/）總結(jié)了39項(xiàng)已完成（圖1A）和34項(xiàng)正在進(jìn)行的（圖1B）臨床試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)除了病毒感染之外，CAR-T細(xì)胞、膿血癥和器官移植等也會誘發(fā)CRS。近年來，隨著免疫治療的發(fā)展，相繼發(fā)現(xiàn)使用CAR-T細(xì)胞治療后會發(fā)生全身性炎癥反應(yīng)，使用免疫效應(yīng)細(xì)胞療法也出現(xiàn)了類似現(xiàn)象［8］。

圖1 按引起CRS主要病因分類的已完成(A)和正在進(jìn)行(B)的臨床試驗(yàn)的數(shù)量和百分比Fig.1 The number and percentage of CRS based completed(A)and recruiting(B)clinical trials classified by major etiological factors

此外，越來越多的回顧性研究證實(shí)CRS是與免疫治療相關(guān)，以及由免疫治療導(dǎo)致的一種新的進(jìn)展模式。CRS主要見于免疫治療后，且CRS與免疫微環(huán)境息息相關(guān)。PD-1/PD-L1被阻斷后導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境的改變，如部分腫瘤浸潤免疫細(xì)胞IL-10釋放增多、Th17細(xì)胞活化引起促炎因子IL-17表達(dá)增多等［9］。也有研究認(rèn)為CRS是腫瘤晚期的自然過程，是缺乏有效的治療手段導(dǎo)致的，而非腫瘤免疫治療所特有，化療或靶向治療過程中也有CRS現(xiàn)象的發(fā)生［10］，但尚缺乏大樣本隨機(jī)對照試驗(yàn)的探索。

2 CRS發(fā)生的免疫學(xué)機(jī)制

CRS嚴(yán)重阻礙了腫瘤免疫治療的臨床療效，但CRS的潛在免疫學(xué)機(jī)制尚未闡明。CAR-T細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞之間的相互作用會激活與宿主相鄰的細(xì)胞，尤其是巨噬細(xì)胞，從而引發(fā)大量細(xì)胞因子釋放，導(dǎo)致與CRS相關(guān)的全身癥狀。LIU等［11］研究表明CAR-T細(xì)胞通過分泌顆粒酶B激活孔形成家族蛋白E（gasdermin E，GSDME），觸發(fā)靶細(xì)胞焦亡，隨后釋放的因子可激活巨噬細(xì)胞中GSDME裂解的caspase 1，最終導(dǎo)致CRS的發(fā)生；而敲除GSDME、消除巨噬細(xì)胞或抑制caspase 1可抑制小鼠模型中CRS的發(fā)生；且CRS的嚴(yán)重程度與GSDME水平呈正相關(guān)。巨噬細(xì)胞還能募集CAR-T細(xì)胞所釋放的細(xì)胞因子并活化，如TNF-α、IL-2、GM-CSF和IFN-γ等［12］。單核細(xì)胞也可能是 CRS 中IL-6和IL-1的關(guān)鍵介質(zhì)和主要來源，在CAR-T細(xì)胞治療前去除單核細(xì)胞可以保護(hù)小鼠免受致命的CRS攻擊［13］。此外，樹突狀細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞也被認(rèn)為參與了IL-6的產(chǎn)生。IL-6主要通過結(jié)合膜結(jié)合mIL-6R或sIL-6R而激活其下游JAK和STAT3信號［4］?；罨膬?nèi)皮細(xì)胞分泌大量的IL-6和其他促炎因子，導(dǎo)致細(xì)胞因子釋放的正循環(huán)。值得注意的是，除了最常見的全身性CRS外，也有研究發(fā)現(xiàn)局部CRS（local cytokine release syndrome，L-CRS）是非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkin lymphoma，NHL）最早出現(xiàn)的毒性反應(yīng)，主要表現(xiàn)為局部腫脹和發(fā)紅［14］。CAR-T細(xì)胞起初局限分布在腫瘤組織中，觸發(fā)L-CRS，但隨著CAR-T細(xì)胞和細(xì)胞因子的逐漸積累，其最終進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)并產(chǎn)生全身性CRS。然而，L-CRS的機(jī)制可能是獨(dú)特的，因?yàn)橐种艻L-6可能會加重L-CRS［15］。因此，有必要進(jìn)行更深入的研究探討其特定機(jī)制。

3 CRS的診斷和鑒別診斷

早期診斷是CRS有效治療的關(guān)鍵，但是目前由于CRS缺乏特異性的臨床表現(xiàn)且病情進(jìn)展迅速，患者死亡前常誤診或延誤診斷。實(shí)驗(yàn)室檢查包括轉(zhuǎn)氨酶、乳酸脫氫酶和三酰甘油等指標(biāo)，其水平升高可能是CRS的診斷特征［16-17］。明顯的炎癥標(biāo)志物，如血清鐵蛋白升高也是CRS的典型特征［18］。

鑒別CRS與其他臨床表現(xiàn)相似的疾病也非常關(guān)鍵。嚴(yán)重的CRS與嗜血細(xì)胞性淋巴組織增生綜合征和腫瘤溶解綜合征等具有許多共同點(diǎn)。嗜血細(xì)胞性淋巴組織增生綜合征具有獨(dú)特的外周血T細(xì)胞激活狀態(tài)，CD38high/HLA-DR+CD8+T細(xì)胞增多是活動性嗜血細(xì)胞性淋巴組織增生綜合征與CRS區(qū)別的可靠標(biāo)志［19］。腫瘤溶解綜合征一般表現(xiàn)為發(fā)熱、急性腎衰竭、心律失常和癲癇等癥狀，通?？筛鶕?jù)特征性實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)異常如高尿酸血癥、高鉀血癥、高磷血癥和低鈣血癥等與CRS鑒別。系統(tǒng)性過敏反應(yīng)往往同時(shí)也發(fā)生皮疹、高熱、通氣障礙、低血壓以及胃腸道表現(xiàn)［20］。但是，上述綜合征在停止治療或給予抗組胺藥、糖皮質(zhì)激素等處理后一般預(yù)后良好。值得注意的是，大多數(shù)腫瘤患者往往處于免疫抑制期，致使CRS在臨床上無法與膿毒癥區(qū)分，所以一旦感染無法消除，應(yīng)積極啟動經(jīng)驗(yàn)性的抗生素療法。

4 CRS的臨床表現(xiàn)

CRS是一種由快速免疫激活引起的抗原非特異性毒性反應(yīng)。在臨床上，CRS患者通常表現(xiàn)出非特異性綜合征，也可出現(xiàn)從流感樣輕度癥狀到嚴(yán)重的威脅生命健康的過度炎癥等多種癥狀。CRS輕度癥狀包括發(fā)燒、疲勞、頭痛、皮疹、關(guān)節(jié)痛和肌痛。較嚴(yán)重的CRS患者以低血壓和高燒為特征，可發(fā)展為不受控制的全身性炎癥反應(yīng)，出現(xiàn)需要升壓藥循環(huán)的休克、血管滲漏、彌散性血管內(nèi)凝血和多器官系統(tǒng)衰竭。

CRS的發(fā)病時(shí)間是輸液后2～3 d，通常癥狀輕微，在數(shù)小時(shí)至數(shù)天內(nèi)逐漸發(fā)展。大多數(shù)CRS患者在輸液后14 d內(nèi)開始，持續(xù)7～8 d［21］。CRS最初癥狀為發(fā)熱，有時(shí)體溫＞40.5℃；其他癥狀類似流感樣疾病，包括肌痛、頭痛、乏力和厭食等表現(xiàn)。在CRS患者中已經(jīng)觀察到主要器官功能障礙包括心臟、肺部、肝臟、腎臟等。大多數(shù)CRS患者是自限性的，但是部分患者發(fā)展為更嚴(yán)重的癥狀，如低血壓、心動過速、胸腔積液、肺水腫和缺氧等，可導(dǎo)致多器官衰竭，其中器官功能障礙可能繼發(fā)于低血壓或缺氧，但也可能是細(xì)胞因子大量釋放而直接影響所致。此外，CRS也可能出現(xiàn)低纖維蛋白原血癥和彌散性血管內(nèi)凝血，特別是在非常嚴(yán)重的CRS中［22］。肌鈣蛋白升高和射血分?jǐn)?shù)下降在嚴(yán)重CRS中也很常見［23］。全身炎癥標(biāo)志物，包括超敏C反應(yīng)蛋白和鐵蛋白在嚴(yán)重CRS中可能異常升高［24］。器官特異性標(biāo)志物如肝臟轉(zhuǎn)氨酶、膽紅素、血尿素氮、肌酸和肌酐等也普遍升高［25］。感染和延遲性細(xì)胞減少癥也很常見，特別是在急性淋巴細(xì)胞白血?。╝cute lymphoblastic leukemia，ALL）和嚴(yán)重CRS患者中，且與死亡率有關(guān)［26］。若CRS癥狀和體征得到及時(shí)識別和處理，這種器官功能障礙是可以預(yù)防或逆轉(zhuǎn)的，因此臨床上應(yīng)該高度警惕。

5 CRS的臨床治療

腫瘤免疫療法中CRS的臨床治療方案已經(jīng)從簡單的對癥治療演變?yōu)榛谏С值木C合治療（圖2，根據(jù)網(wǎng)站https：//clinicaltrials.gov/總結(jié)歸納）?？傮w控制目標(biāo)是防止危及生命的CRS發(fā)生，同時(shí)最大程度保持有益的抗腫瘤作用。

圖2 CRS的臨床治療Fig.2 Clinical treatment of CRS

5.1 對癥支持治療

對于腫瘤免疫治療的患者，結(jié)合其臨床表現(xiàn)和檢驗(yàn)指標(biāo)可對CRS進(jìn)行分級進(jìn)而選擇合適的治療方案。輕度CRS只需要進(jìn)行對癥處理且可在門診治療，但當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)展性CRS時(shí)需要及時(shí)住院治療。當(dāng)CRS患者出現(xiàn)發(fā)熱時(shí)可用冰浴、降溫毯和對乙酰氨基酚處理，但不能使用非甾體抗炎藥；CRS和敗血癥的癥狀是重疊的，患者往往也會出現(xiàn)免疫抑制和/或中性粒細(xì)胞減少等表現(xiàn)，因此當(dāng)患者出現(xiàn)發(fā)熱時(shí)，需要進(jìn)行全面的與感染相關(guān)的檢查并使用廣譜抗生素，此外還需要強(qiáng)化其他支持性護(hù)理，包括血管活性藥治療低血壓，并按需給予吸氧［27-28］。

5.2 抗細(xì)胞因子治療

由于細(xì)胞因子在驅(qū)動CRS病理中起著關(guān)鍵的作用，因此可通過使用IL-6、IL-1、IFN-γ或TNF-α等細(xì)胞因子抑制劑來抑制細(xì)胞因子信號的轉(zhuǎn)歸［29］。根據(jù)網(wǎng)站https：//clinicaltrials.gov/統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，目前臨床試驗(yàn)中常用的干預(yù)藥物包括Anakinra、Itacitinib、Fludarabine等（圖3）。盡管這些藥物毒副作用令人擔(dān)心，但迄今為止，在正確有效的醫(yī)療處理?xiàng)l件下都顯示出了很有前景的效果［30］。

圖3 按干預(yù)措施分類的基于CRS的臨床試驗(yàn)數(shù)量和百分比Fig.3 The number and percentage of CRS based clinical trials classified by interventions

5.2.1 抗IL-6受體拮抗劑 IL-6與其受體結(jié)合可誘導(dǎo)強(qiáng)烈的促炎信號通路。其中，Tocilizumab是一種人源化的IL-6受體單克隆抗體，中度至重度進(jìn)行性低血壓或缺氧的CRS患者，主要使用IL-6受體拮抗劑Tocilizumab治療。FITZGERALD等［31］發(fā)現(xiàn)在復(fù)發(fā)/難治性急性淋巴母細(xì)胞白血病患者中接受T細(xì)胞治療后，46%的患者可出現(xiàn)3～4級CRS，但是在使用Tocilizumab治療后，CRS發(fā)病率明顯降低，且可在4 h內(nèi)降低氧氣和血管收縮劑的需求量，快速降溫和改善臨床癥狀。目前美國FDA已經(jīng)批準(zhǔn)Tocilizumab用于治療嚴(yán)重的或威脅生命的CRS［32］。

5.2.2 抗IL-1受體拮抗劑和抗IL-18抗體 促炎因子IL-1也能促進(jìn)CRS的進(jìn)展，研究表明，IL-1受體拮抗劑Anakinra能顯著減少免疫治療過程中產(chǎn)生的CRS和神經(jīng)毒性［33］，提示IL-1在CRS發(fā)病機(jī)制中占據(jù)重要作用。由于細(xì)胞焦亡可釋放IL-1β，因此抗IL-1β的單克隆抗體（Canakinumab）也能減輕CRS患者感染的嚴(yán)重程度［34］。此外，促炎因子IL-18可誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子，但是IL-18的促炎作用可被高親和力的內(nèi)源性拮抗劑IL-18結(jié)合蛋白所中和。當(dāng)使用IL-18受體的單抗時(shí)，可防止巨噬細(xì)胞活化綜合征時(shí)伴隨的全血細(xì)胞減少和血細(xì)胞吞噬等病情進(jìn)展的癥狀［35］。類似地，用重組的IL-18結(jié)合蛋白也能降低耐藥突發(fā)性脊柱炎和復(fù)發(fā)的巨噬細(xì)胞活化綜合征患者的發(fā)作頻率和嚴(yán)重程度［36］。

5.2.3 抗TNF-α抗體及其他促炎細(xì)胞因子抑制劑 TNF-α可通過促進(jìn)其他細(xì)胞因子或炎癥因子釋放，參與機(jī)體的免疫炎性反應(yīng)。在甲型流感病毒感染的小鼠中，給予抗腫瘤壞死因子中和抗體治療后，小鼠肺免疫細(xì)胞滲透明顯減少并提高了總體生存率［37］。在膿毒癥小鼠中，注射抗TNF-α抗體后總體存活率也明顯升高［38］。類似地，在一項(xiàng)單臂開放標(biāo)簽Ⅱ/Ⅲ期試驗(yàn)中，抗IFN-γ抗體Emapalab對免疫失調(diào)和過度炎癥為特征的原發(fā)性嗜血細(xì)胞淋巴組織細(xì)胞病具有治療作用且臨床不良現(xiàn)象發(fā)生率較低［39］。此外，Janus相關(guān)激酶1/2抑制劑蘆可替尼治療后，CRS患者的炎癥標(biāo)志物、T細(xì)胞和單核細(xì)胞活化水平明顯改善，提示蘆可替尼對嗜血細(xì)胞性淋巴組織細(xì)胞增多（hemophagocyticlymphohistiocytosis，HLH）患者安全有效，且耐受性較好，這對HLH和其他細(xì)胞因子釋放綜合征患者也具有指導(dǎo)治療意義［40］。但是目前大部分細(xì)胞因子抑制劑并沒有推廣到人類身上，仍需要進(jìn)一步研究。

5.3 類固醇藥物

類固醇藥物是抑制過度炎癥反應(yīng)和CRS的有效治療方法。然而皮質(zhì)類固醇可能會影響CAR-T細(xì)胞的擴(kuò)增和持久性抑制抗腫瘤功效，因此接受CAR-T治療的患者應(yīng)避免使用皮質(zhì)類固醇作為CRS一線治療。但是在非常嚴(yán)重的CRS病例中也需要皮質(zhì)類固醇管理。由于多種細(xì)胞因子可能在CRS的后期階段發(fā)揮作用，皮質(zhì)類固醇可以誘導(dǎo)全身發(fā)生免疫抑制，而且可以抑制相關(guān)免疫細(xì)胞的增殖和產(chǎn)生細(xì)胞的因子。然而，使用皮質(zhì)類固醇與CAR-T療效降低有關(guān)［41］。GARDNER等［42］研究發(fā)現(xiàn)Tocilizumab和/或皮質(zhì)類固醇在早期干預(yù)B系急性淋巴細(xì)胞白血病后能達(dá)到早期并及時(shí)阻止CRS進(jìn)展的效果，且不減弱抗白血病療效，這種干預(yù)有助于提高復(fù)發(fā)/難治性患者的治療指數(shù)［43］。這可能與早期使用類固醇激素可以防止進(jìn)展為嚴(yán)重的CRS相關(guān)。但由于可能不利于CAR-T持續(xù)存在的皮質(zhì)類固醇劑量和持續(xù)時(shí)間尚未明確，建議使用最低的有效劑量和最短的有效持續(xù)時(shí)間的類固醇藥物。

5.4 綜合治療

在CRS治療上，單一細(xì)胞因子的療效是有限的。在膿毒癥小鼠模型中，聯(lián)合應(yīng)用TNF-α和IFN-γ的抗體比單一使用細(xì)胞因子阻斷TNF-α或IFN-γ更能提高存活率［44］。TNF-α和IFN-γ的聯(lián)合應(yīng)用也保護(hù)了小鼠在感染SARS-CoV-2期間免于死亡［38］。CRS與細(xì)胞因子IL-6水平升高有關(guān)，Tocilizumab因可阻斷IL-6受體而成為治療CRS的主要手段［45］。然而，Tocilizumab未能保護(hù)小鼠免受CAR-T細(xì)胞介導(dǎo)的CRS和神經(jīng)毒性，但Anakinra可挽救致命的神經(jīng)毒性［46］，表明抗IL-6和抗IL-1抗體聯(lián)合療法或可對抗CAR-T細(xì)胞誘導(dǎo)的細(xì)胞因子風(fēng)暴或神經(jīng)毒性。此外，張亦琳等［47］使用Tocilizumab治療2級以上CRS患者后，相應(yīng)的臨床癥狀明顯緩解，異常實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)均降至正常，說明Tocilizumab在治療腫瘤免疫治療引起的CRS中具有重要作用。對于Tocilizumab治療無效的3～4級CRS，臨床上推薦輔助血液透析濾過及血漿置換等方式以提高臨床效益［48］。隨著多學(xué)科綜合治療的出現(xiàn)，在CRS治療策略上的聯(lián)合方案診治療效得到提升，但仍需探索更好的治療方案。

5.5 其他療法

除了以上治療方法，目前CRS的其他治療方式還包括依那西普、環(huán)磷酰胺、Alemtuzumab、抗血清球蛋白和造血干細(xì)胞生成等?？傮w上在腫瘤免疫治療中，CRS的發(fā)生機(jī)制及其解決策略仍需不斷驗(yàn)證和創(chuàng)新，才能使腫瘤免疫治療更有效和更安全。

6 小結(jié)

腫瘤免疫治療是一把雙刃劍，有助于根除腫瘤的同時(shí)也會出現(xiàn)嚴(yán)重威脅生命的不良反應(yīng)。目前對于腫瘤免疫療法中發(fā)生的CRS仍缺乏統(tǒng)一可行的準(zhǔn)確定義，有關(guān)CRS的文獻(xiàn)多為回顧性研究，不利于進(jìn)行大規(guī)模前瞻性CRS相關(guān)研究。CRS發(fā)生的機(jī)制正在逐步揭開，有望為新的干預(yù)策略提供更多見解。此外，化療、手術(shù)等其他抗癌治療方式同樣也有引起腫瘤CRS的現(xiàn)象，CRS并非腫瘤免疫治療所特有，如何與腫瘤免疫治療所致的CRS區(qū)別有待深入研究。對于腫瘤免疫療法中CRS的臨床治療方案，倡導(dǎo)“以生命支持為基礎(chǔ)的綜合治療”，一旦高度懷疑CRS，應(yīng)立即暫停腫瘤免疫治療，并盡早重新評估，優(yōu)化給藥方案?？傊?，未來建立統(tǒng)一有效的診斷標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)針對細(xì)胞因子升高的藥物或抗體，實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞因子升高的精確治療，防止腫瘤免疫治療所致危及生命的CRS，讓患者最大程度從免疫治療中獲益。