
免疫检查点抑制剂(ICI)的应用显著提高了不同类型恶性肿瘤的疗效,但其引起的免疫治疗相关不良事件(irAE)涉及多个器官和系统,影响治疗,威胁患者健康,甚至危及生命。因此,需要选择生物标志物来预测、监测irAE的发生,帮助高风险患者早期诊断,指导个体化治疗。研究表明,某些细胞因子参与了irAE的发生、发展。文章就细胞因子与irAE的相关研究进行综述,为临床预测和监测irAE提供参考。
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免疫检查点抑制剂(ICI)包括特异性靶向细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)和程序性死亡受体1/配体1(PD-1/PD-L1)的单克隆抗体,其通过激活机体自身免疫、抑制癌细胞的免疫逃逸或耐受机制,而发挥抗肿瘤效应。但ICI在实际应用中常会引起免疫治疗相关不良事件(irAE),影响疗效甚至危及生命。现有研究发现了一些与irAE有关的细胞因子(CK),文章就二者的关系及应用前景进行综述。
临床上irAE并不少见,且以多种形式出现,严重时可危及患者生命。研究发现,经CTLA-4抑制剂治疗后,72%患者会出现irAE,其中3级以上者发生率为24%[1]。而接受抗PD-1/PD-L1单抗治疗的患者中,约66%发生至少一项irAE,约14%发生至少一项3级以上irAE[2]。irAE具体发生机制尚不明确,主流观点认为与免疫系统的异常激活有关,其中炎性因子发挥重要作用。目前irAE的诊断常根据患者临床表现和用药史综合判断,分级主要采用美国国立卫生研究院(NIH)公布的常用不良事件术语标准(CTCAE)5.0进行评估,而治疗方法则以糖皮质激素为主,但因存在诸多问题而广受诟病。
CK是一类具有广泛生物学活性的低分子量可溶性蛋白,常根据其功能命名,包括白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因子(TNF)、干扰素(IFN)、集落刺激因子(CSF)、趋化因子等。生理情况下,CK通过与细胞膜受体结合,激活相关信号通路,诱导炎症反应、调节免疫应答。促炎因子包括TNF-α、IL-1β、IL-6等,抗炎因子包括IL-10等,其调控失衡可引发多种疾病。
目前发现irAE与某些CK水平的异常有关,ICI治疗前(基线)检测CK有助于预测irAE的发生,治疗期间的CK监测可帮助鉴别、跟踪irAE的发展演变。下面重点介绍几种研究较多的与irAE相关的及有临床价值的CK。
IL-1β由casepase-1剪切其前体pro-IL-1β产生,通过细胞焦亡等途径释放至胞外。IL-1β具有影响淋巴细胞募集、促进炎性组织重塑等功能,参与自身免疫性疾病。NLRP3-casepase-1-IL-1β信号通路可能参与irAE的病理过程。在免疫治疗相关结肠炎(IMC)患者的髓样细胞中可检测到NLRP3-IL-1β通路相关基因的高表达[3]。而暴露于nivolumab或ipilimumab的心肌细胞和淋巴细胞的共培养液中也可检测到IL-1β、IL-6、TGF-β等因子显著升高[4]。研究发现较高的基线IL-1β、IL-2、重组人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)水平与患者甲状腺相关的irAE有关[5]。
IL-6通常在炎症早期发挥作用,并可长时间介导炎症,通过其受体可激活JAK-STAT、PI3K-AKT等下游信号,参与C反应蛋白(CRP)等的合成。Valpionec等[6]开展的一项前瞻性研究中发现,血清基线IL-6水平是irAE独立预测因子,水平越低irAE发生风险越高,最佳临界值为2.5 ng/L(灵敏度70.4%,特异度66.1%)。Chaput等[7]也发现IL-6、IL-8和sCD25基线水平较低者更易发生IMC。除有预测作用外,IL-6还具有监测价值。研究者通过观察irAE发生前、中、后的血清样本发现,IL-6及CRP水平显著增加与irAE的急性发作存在相关性[8]。还有研究报道,nivolumab相关IMC的发生及转归与血清IL-6及CRP水平关系密切[9]。
IL-10是多效性免疫调节因子,多发挥抗炎作用,但也可促进CD8+ T细胞的存活与增殖。Wang等[10]分析非小细胞肺癌(NSCLC)患者临床资料发现,血清基线IL-10≥0.704 pg/ml的患者接受ICI治疗后irAE发生率更高(69.81%比21.43%)。提示IL-10是irAE的独立预测因子,并证实其对免疫相关肺炎(CIP)亦具有良好预测效能。
IL-17可由辅助性T细胞17(Th17)、γδT细胞、自然杀伤(NK)细胞、NKT细胞等分泌,本身致炎性较低,常与其他CK协同趋化免疫细胞,在炎症与自身免疫性疾病中发挥作用。有研究证实,血清基线IL-17水平较高者接受ICI治疗更易发生CIP和IMC[11,12]。Kim等[13]在发生CIP患者的肺泡灌洗液中发现大量Th1和Th1/Th17细胞富集,其中表达IL-17的CD4+ T细胞明显多于感染性肺炎患者,提示IL-17+细胞在CIP发生中起关键作用。
TNF-α由巨噬细胞、中性粒细胞、肥大细胞等释放,也可由肿瘤细胞产生,与其受体结合可激活NF-κB信号,诱发炎症并促进肿瘤细胞增殖。研究发现,NSCLC患者的血清基线TNF-α水平与ICI治疗后的3、4级irAE相关[14],而在IMC患者的髓样细胞和结肠组织中也可检测到TNF-α通路相关基因高表达[3,15]。此外,在动物模型中已证实,使用抗TNF单抗不仅可改善小鼠的IMC,还可提高抗肿瘤疗效[15]。
G-CSF具有刺激中性粒细胞成熟、分泌和增强吞噬能力的作用。现已发现血清基线水平较低的G-CSF与IMC的发生相关[11],而在已发生irAE的NSCLC患者中发现G-CSF水平明显升高[16]。此外,Lim等[17]通过纵向分析重度irAE患者发现,G-CSF、IL-1β等11种CK于基线及治疗早期(应用ICI后1~6周)显著升高,该团队将这些CK的水平和临床表现整合成数学模型并在ICI治疗的患者中验证,证明了模型具有良好的irAE预测效能。
CXCR-3可表达于T细胞、单核细胞、NK细胞等表面,与其配体CXCL-9、CXCL-10结合可激活细胞内信号通路,募集靶细胞引发免疫反应。体内研究揭示,阻断CXCR3后,即使用抗PD-1单抗和抗CTLA-4单抗联合处理,肿瘤微环境中CD8+ T细胞和CD4+ foxp3- T细胞的浸润及激活显著减少,区域淋巴结内CD8+ T细胞产生IFN-γ和TNF-α也会显著降低[18]。研究者对比IMC患者与健康人髓样细胞中的炎症相关基因发现,IMC患者IFN-γ诱导的CXCL-9、CXCL-10表达变化明显,信号通路富集分析提示,与IFN-γ和TNF-α信号相关的基因集上调显著[3]。临床样本的分析发现,CIP患者的肺泡灌洗液中可见丰富的CXCR3+ Th17/Th1细胞聚集[13]。Khan等[19]也发现,irAE患者的血清基线CXCL-9、CXCL-10、CXCL-11和CXCL-19水平往往较低,而在ICI治疗后CXCL-9和CXCL-10水平有不同程度增高。
目前多个CK及其受体的单抗已被批准用于自身免疫性疾病,为irAE的治疗提供了新的手段。infliximab是TNF-α的单克隆抗体,有研究证实该抗体可改善胃肠道irAE,减少皮质激素的使用[20]。同时,抗TNF抗体(infliximab或certolizumab)与ICI的联合使用在临床研究中也显示出良好的安全性和耐受性[21]。研究发现,阻断TNF能够促进CD8+肿瘤浸润T淋巴细胞(TIL)进入肿瘤微环境,增强抗肿瘤免疫[22]。因此阻断TNF-α信号被认为是治疗irAE的良好选择。有研究发现,infliximab可引发严重的肝损害[23],故目前不推荐将其应用于免疫相关肝炎的治疗中。
secukinumab是抗IL-17单抗,原为斑块状银屑病用药,后发现其不仅可改善ICI相关皮炎,还可保持抗肿瘤免疫的疗效[24]。体内研究证实,阻断IL-17信号可增加肿瘤微环境中的CD8+ T细胞数,增加ICI敏感性[25]。但也有研究者报道,ICI相关皮炎患者使用secukinumab后症状虽得到缓解,但肿瘤出现进展[26],表明IL-17在抗肿瘤免疫中具有多效性,阻断该信号同时使用ICI的结局如何尚需谨慎下结论。此外,tocilizumab是抗IL-6受体的单克隆抗体,已在irAE的治疗中显示出良好的疗效和安全性[27]。但有报道称该抗体可引发肠穿孔[28],故应避免在胃肠道irAE患者中使用。其他CK及抗其受体的单抗是否能够应用于irAE的治疗中,尚需进一步探索。
目前ICI已被广泛应用于晚期恶性肿瘤的治疗,其带来疗效的同时,也可诱发irAE。综上所述,一些CK与irAE的发生和转归密切相关,在irAE的预测和监测中显示出一定的价值和前景。在使用ICI治疗肿瘤的同时,靶向某个(些)CK的治疗或许是未来减少irAE、提高疗效的重要方向。此外,发生于不同肿瘤、不同器官的irAE者是否有CK表达谱的差异、规律如何尚需进一步研究。
我们也应清楚地看到,irAE的发生是一个复杂的过程,与肿瘤微环境、遗传因素、微生物群落、自身免疫状态等联系密切。ICI暴露相关的血清收集时间、皮质类固醇的使用等因素均可能影响CK对irAE者的预测和监测作用,且CK基线及动态水平在不同患者间具有一定的差异。因此通过对单一CK的检测以期实现对irAE的预测或监测可能不是最佳方案,而患者的个体化分析、多因素的综合分析以及基于大数据的数学模型可能达到更好的效能。总之,随着研究的不断深入和数据的不断积累,相信irAE的预测和治疗会更加完善。
所有作者均声明不存在利益冲突





















