免疫检查点抑制剂相关免疫不良反应的研究进展△

李多，林丽珠，陶岚婷，胡磊颢，孙玲玲

广州中医药大学第一附属医院肿瘤中心，广州 510405

随着肿瘤免疫学快速发展，继手术、放疗、化疗及靶向治疗等传统肿瘤疗法后，免疫治疗尤其是免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitor，ICI）已然成为肿瘤治疗的新手段。目前临床上最常用的ICI主要为细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4）和程序性死亡受体1（programmed cell death 1，PDCD1，也称PD-1）/程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）抑制剂。与传统治疗相比，免疫治疗能改善患者的长期生存获益，但在免疫治疗过程中，由于其独特的机制，会产生一系列免疫相关不良反应（immune related adverse event，irAE）。本文就irAE的流行病学特点、临床前研究模型、发生机制及防治现状进行综述。

1 irAE 的流行病学特点

与放疗、化疗、靶向治疗的不良反应相比，irAE的流行病学主要呈现以下特点。

1.1 irAE 谱与放化疗所致不良反应谱不一致

irAE主要集中在与免疫相关的器官与组织中，其中皮肤、消化道、内分泌器官、肝脏和肺不良反应更加常见，而神经系统和心血管系统不良反应较为罕见。

1.2 不同类型免疫抑制剂导致的irAE类型不同

CTLA4抑制剂常引起结肠炎、垂体炎和皮疹，PD-1/PD-L1抑制剂常引起肺炎和甲状腺功能紊乱，CTLA4抑制剂联合PD-1/PD-L1抑制剂最常见的不良反应是皮肤不良反应和内分泌不良反应[1-2]。不同的PD-1/PD-L1抑制剂诱导的不良反应也有差异，PD-1抑制剂纳武利尤单抗易引起内分泌不良反应，帕博利珠单抗常见关节炎、肺炎及肝脏不良反应，国产卡瑞利珠单抗容易引起反应性皮肤毛细血管增生症[3-4]，而PD-L1抑制剂阿替利珠单抗更容易引起甲状腺功能减退、恶心、呕吐等症状[5]。

1.3 不同肿瘤中ICI 产生的不良反应谱不同

同一ICI作用于不同肿瘤所致的不良反应谱不同。在接受PD-1抑制剂治疗的患者中，黑色素瘤患者皮肤瘙痒、皮疹、结肠炎等irAE发生率较高，肺炎发生率较低；肾细胞癌、肺癌患者更可能发生免疫性肺炎；肝癌患者中，疲劳、转氨酶升高、皮疹和瘙痒、腹泻等皮肤和消化道不良反应发生率更高[1]。

1.4 ICI联合应用irAE发生率提高，与其他治疗方式联合应用时发生率类似

CTLA4抑制剂与PD-1抑制剂联合应用时较单用时不良反应增加，接受伊匹单抗和纳武利尤单抗联合治疗的患者3～4级irAE发生率约为50%[6]，而伊匹单抗单独治疗的患者为20%～25%[7]，纳武利尤单抗单独治疗的患者为14%[8]。而针对Ⅲ期非小细胞肺癌患者的PACIFIC试验显示，ICI与放疗或抗血管生成治疗联合应用时，irAE发生率类似，总体安全性可控[9-11]。

1.5 irAE以1级或2级常见，严重irAE少见但致死率高

根据2021年中国临床肿瘤学会ICI相关的毒性管理指南[12]，ICI的irAE分为4级，其中1级或2级较常见，3级或4级严重irAE少见，其中CTLA4抑制剂的严重irAE发生率为1.08%，PD-1抑制剂为0.36%，PD-L1抑制剂为0.38%。

不同类型免疫抑制剂导致的irAE相关性死亡事件也不一致，CTLA4抑制剂导致的死亡事件中，结肠炎占比为70%，PD-1/PD-L1抑制剂相关死亡事件中，肺炎占35%，肝炎占22%，神经毒性占15%，而当CTLA4抑制剂和PD-1抑制剂联合应用时，irAE相关死亡事件可高达1.23%，常见的死亡原因主要为结肠炎（37%）、心肌炎（25%）[13]。免疫相关性心肌炎虽然发生率低，但其一旦发生，死亡率高达50%，居所有irAE相关死亡的第一位[14]。

1.6 irAE发生在ICI 治疗期间的任何时间

irAE可以在接受ICI治疗后的任何时间发生，但通常在1～6个月内发生，其中胃肠道及皮肤不良反应往往最早出现[15]，临床上还需引起警惕的是，irAE甚至可以在终止治疗后出现。CTLA4抑制剂或PD-1/PD-L1抑制剂单独治疗诱导的致死性irAE的中位发生时间为40天，而联合治疗为14天[13]。

1.7 irAE 是否具有剂量限制性毒性尚不明确

Agrawal等[16]研究发现，3 mg/kg和10 mg/kg纳武利尤单抗治疗后，3～4级irAE的发生率类似，提示剂量的变化对毒性大小无明显影响，并且剂量减少不会阻止其再次发生，通常需要永久性停药。但有研究表明，CTLA4抑制剂引起的不良反应具有剂量相关性，高剂量的CTLA4抑制剂产生更大的稳态谷浓度、更好的抗肿瘤疗效、更长的生存期，同时也有更高的irAE发生率[17]。

2 irAE 临床前研究模型

建立可靠的临床前小鼠模型，以再现人类肿瘤的临床特征、分子遗传学和免疫微环境，实现转化性研究，对于防治irAE的发生发展至关重要。尽管ICI在人体中容易诱导irAE发生，但在临床前小鼠模型中较难观察到，这可能导致了irAE临床前模型相关研究并不多。目前irAE的临床前研究模型主要可分为以下几种。

第一类是基因缺陷小鼠模型。研究表明，某些基因缺陷的小鼠自发产生的免疫不良事件与临床观察到的irAE病理特征一致。如Wei等[18]报道了ICI导致的免疫相关性心肌炎模型，其团队发现在完全缺乏PD-1基因的情况下，CTLA4的单等位基因缺失导致大约一半的小鼠过早死亡。分析CTLA4+/-且PD-1-/-基因缺陷小鼠过早死亡的原因是由于T细胞和巨噬细胞的心肌浸润以及严重的心电图异常所致，并且免疫细胞主要浸润心外膜和心内膜，与ICI治疗患者中观察到的暴发性心肌炎一致。Marschner等[19]研究发现，微小RNA（microRNA，miRNA）-146a可能影响irAE的发生发展及严重程度，与C57BL/6野生型小鼠相比，miRNA-146a敲除的小鼠采用脂多糖和PD-1抑制剂治疗后发生了更严重的irAE，表现为主要的irAE靶器官，包括肺、肝、结肠和皮肤等免疫相关组织中的中性粒细胞和淋巴细胞浸润增加。

第二类是人源性组织异种移植模型，即将人源性肿瘤组织接种到免疫缺陷DNA依赖性蛋白激酶基因（protein kinase,DNA-activated,catalytic subunit，PRKDC）和白细胞介素2受体亚单位γ（interleukin 2 receptor subunit gamma，IL2RG）双基因敲除的小鼠（NOD-SCID-IL2RG，NSG）体内，同时输注人外周血单核细胞进行免疫重建，然后采用ICI诱导irAE。如Xu等[20]构建了一种人外周血单核细胞植入的NSG小鼠胶质母细胞瘤模型，采用伊匹单抗诱导出了严重的irAE。Ye等[21]亦构建了一种人外周血单核细胞植入的NSG小鼠模型，可模拟ICI导致的细胞因子风暴即细胞因子释放综合征，为临床上筛选有效的创新药物提供了一个快速、敏感、可复制的研究平台。而Perez-Ruiz等[22]则在人外周血单核细胞植入的NSG小鼠模型的基础上，首先采用葡聚糖硫酸钠（dextran sulfate sodium salt，DSS）诱导结肠炎，然后腹腔注射ICI加重DSS诱导的结肠炎，来模拟irAE相关性结肠炎。

第三类则是利用叉头框蛋白P3（forkhead box P3，FOXP3）-DTR小鼠模型采用白喉毒素耗竭调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）的方法来模拟ICI诱导的irAE。研究显示，携带肿瘤的BALB/c FOXP3-DTR小鼠，先采用白喉毒素耗竭Treg细胞后再接受抗CD40治疗，其产生的irAE与临床上抗CD137抗体乌瑞芦单抗导致的irAE在临床表现及生化免疫病理学特征方面均非常相似，可作为乌瑞芦单抗导致的irAE的临床前动物模型[23]。与之类似，Jacoberger-Foissac等[24]利用2种FOXP3-DTR小鼠和3种不同的肿瘤模型，研究瞬时Treg耗竭分别与针对PD-1、TIM-3或CD137的单克隆抗体联合应用的疗效和安全性。联合治疗在抑制肿瘤生长方面更有效，但同时诱发轻度或重度irAE。

除以上几类之外，Iwama等[25]在SJL/J小鼠中反复给予5周以上的抗CTLA4抗体，诱导出了免疫相关性垂体炎。Du等[26]建立了CTLA4人源化的新生小鼠模型，可以用来有效模拟临床上抗CTLA4抗体单用以及联合应用造成的各个脏器的免疫不良反应。Ashoori等[27]制备了免疫相关性皮炎模型，首先在重组激活2（recombination activating 2，RAG2）-/-小鼠耗竭T细胞后，在耳朵背面局部给予恶唑酮诱发轻微皮炎，然后给予PD-L1导致恶唑酮诱发的皮炎明显加重，与临床上皮肤相关irAE的病理特征一致。

3 irAE的发生机制

明确irAE的发生机制，预测irAE的发生率，对于ICI的临床安全应用至关重要。irAE本质是一种自身免疫性疾病，其发生的确切病理生理学机制尚不清楚，目前认为其与机体自身免疫系统功能的改变相关，主要包括自身免疫耐受被打破，或机体对抗原的识别更加敏感而攻击自身组织。

首先，正常组织内自我反应性T细胞中Treg和效应T细胞（effector T cell，Teff）的比例在这种自身免疫性疾病中起决定性的作用。Treg在维持免疫耐受方面发挥着至关重要的作用，Treg细胞数和irAE的发生呈负相关。Du等[26]研究表明，抗CTLA4抗体发挥抗肿瘤的作用主要是通过消除Treg，这也解释了抗CTLA4抗体的不良反应发生率较抗PD-1/PD-L1抗体更高的原因。然而，抗CTLA4抗体治疗肿瘤的疗效和诱导irAE的发生并不相关，二者的作用机制截然不同。irAE主要是通过抑制外周淋巴器官自身反应性T细胞转化成自身反应性Treg细胞，天然T细胞活化成Teff多克隆扩增造成的，而抗肿瘤作用是通过免疫球蛋白Fc段的表面分子受体（Fc receptor，FcR）介导的特异性清除肿瘤微环境中的Treg细胞来实现的，此过程独立于外周淋巴器官中天然T细胞的活化。因此，选择性靶向Treg可以在避免irAE的同时不影响其疗效[20,28]。

其次，通过CTLA4、PD-1等免疫检查点维持免疫耐受的正常组织也容易产生irAE，正常组织细胞上“异位”表达CTLA4、PD-1，被相应抗体识别，也会诱导产生irAE，如垂体内分泌细胞，特别是促甲状腺激素、促卵泡激素和促肾上腺皮质激素分泌细胞高表达CTLA4，激活补体介导类似于Ⅱ型超敏反应的炎症级联反应[25]。研究表明，心肌细胞膜上也有PD-1、CTLA4表达，并可能是避免自身T细胞过度激活诱发自身免疫性炎症的关键，CTLA4与PD-1在功能上以剂量依赖性的方式相互作用提高心肌炎的发生率[13,18]。

再者，与肿瘤组织存在共同抗原的正常组织也容易受到T细胞攻击。有研究表明，对2例ICI所致暴发性心肌炎的转移性黑色素瘤患者的心肌、骨骼肌和肿瘤组织中浸润的T细胞进行T细胞受体（T cell receptor，TCR）测序分析发现，心肌、骨骼肌和肿瘤组织中具有相似的高频TCR[29]。对发生皮肤性irAE患者的皮肤和肿瘤组织匹配的样本进行TCR分析，也发现皮肤和肿瘤组织间共有9种候选共同抗原[30]。这可能解释了同一类型ICI在不同肿瘤中产生的不良反应谱不同的原因，如长期的紫外线照射是恶性黑色素瘤的重要诱发原因，在接受了长期紫外线刺激后，尽管基因突变尚未使正常组织发展为恶性肿瘤，但已经暴露了与肿瘤相同的抗原。

微生物群也在irAE中发挥重要作用。厚壁菌的富集与伊匹单抗诱导的免疫相关结肠炎有关，而拟杆菌的富集与结肠炎的低发生率有关[31]。Chau等[32]研究率先将特定细菌属与irAE的发生发展联系起来，其研究发现双歧杆菌可减少在irAE发生中起关键作用的促炎性细胞因子，如白细胞介素（interleukin，IL）-17和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）；脱硫弧菌（变形杆菌门）的富集与irAE的减少显著相关。

除此之外，还需要关注ICI导致的irAE特殊病理特征，如免疫相关性心肌炎主要有两种表现形式，一种是炎症细胞浸润增加且临床病程急骤的高级别心肌炎，另一种是炎症细胞浸润程度较低且临床病程缓慢的低级别心肌炎。与急性细胞排斥反应相比，免疫相关性心肌炎的特征是多灶性、弥漫性或斑片状的淋巴细胞性心肌炎，CD68+/CD3+比例增加，PD-L1阳性的巨噬细胞和心肌细胞增加[33]。免疫相关性肝脏毒性主要分为肝细胞型、胆汁淤积型和混合型。其中大多数免疫相关性肝炎为肝细胞型，常见活动性小叶性肝炎和不同部位的静脉周围炎症浸润，而CTLA4抑制剂治疗后常见肉芽肿性肝炎[34-35]。同类型的irAE也具有不同病理特征，提示需要采取不同的干预措施。抗CTLA4抗体与抗PD-1抗体导致胃肠道irAE的机制不同，病理特点也不一致，这是由于两种ICI作用于不同细胞亚群所导致的，大多数Treg细胞表达CTLA4，而仅有一个亚型上表达PD-1。因此，抗CTLA4抗体所致结肠炎的病理特点是结肠黏膜中有大量的CD4+T细胞，而抗PD-1抗体所致结肠炎的病理特点是黏膜和上皮细胞内有大量的CD8+T细胞[36-37]。

除不同的病理类型之外，不同irAE中也观察到了炎性因子表达的差异。Tsuruda等[38]报道了ICI治疗后发生心脏不良反应的患者在不同阶段细胞因子的表达变化，亚临床心肌炎主要表现为IL-8激活，发生Takotsubo心肌病时主要表现为IL-8、单核细胞趋化激活因子和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子水平升高，而细胞因子释放综合征患者IL-6、IL-8、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子和γ干扰素均大量激活。免疫相关性肺炎患者主要表现为外周血及肺泡灌洗液中IL-17A、IL-35的含量明显升高，在临床治愈后明显下降[39]。

4 irAE的防治现状

由于irAE是由免疫系统过度激活导致的，目前临床的策略就是通过各种免疫抑制剂重新抑制机体免疫系统。目前临床上用得比较多的免疫抑制剂有以下几类。

第一类是广谱的免疫抑制剂类固醇皮质激素，目前临床上应用最广泛，可以显著抑制人体的细胞免疫和体液免疫，对irAE临床疗效显著，然而其会削弱ICI的抗肿瘤疗效，限制了其在irAE预防中的应用。类固醇皮质激素也容易导致高血糖、高血压、骨质疏松、溃疡等多种不良反应，对激素不敏感的irAE疗效不佳[40]。

第二类是针对T细胞的药物，主要包括抑制T细胞增殖的细胞毒类药物如霉酚酸酯类药物、氨甲蝶呤、环磷酰胺等，抑制T细胞活化的钙调磷酸酶抑制剂如他克莫司、环孢素等。靶向T细胞表面CD25抗原的巴利昔单抗亦可以阻止T细胞增殖活化。以上药物也可能削弱ICI的疗效，不推荐预防应用[40]。

第三类是针对免疫细胞产生的细胞因子阻断疗法，主要包括TNF-α拮抗剂英夫利西单抗[41-42]、IL-6R拮抗剂托珠单抗[43]、IL-1β拮抗剂卡那单抗[44-45]等。研究表明，英夫利西单抗用于治疗对类固醇不敏感的严重免疫相关性结肠炎疗效显著，并且与ICI联合应用时不会削弱ICI的疗效[22,46]。此外，靶向结合单核细胞表面表达的α4β7整合素蛋白的新型药物维多珠单抗也可用于irAE的处理。

以上主要是irAE的治疗性药物，然而提高对高危人群的预测，开发不会降低ICI疗效的预防性治疗手段更为重要。对于预测指标来说，尽管目前开展了一些关于miRNA、肠道菌群、细胞因子等预测指标的探索，但尚未有成熟的irAE预测指标应用于临床，也说明了irAE预测指标研究的困难性，在研究中需要注意irAE患者在ICI治疗前特异性表达的指标更为重要。

从预防性治疗手段角度来说，miRNA替代疗法、菌群定位种植、中医药疗法可能是未来的一种发展方向。研究表明，脆弱拟杆菌种植的小鼠在CTLA4抑制剂治疗后不太可能产生irAE[47]，值得进一步开展临床应用研究。采用包载miRNA-146a模拟物的纳米粒子治疗后可以显著降低irAE的严重程度，为miRNA替代疗法在严重irAE治疗中的应用提供了有效的临床前证据，显示出巨大潜力[27]。中医擅长“治未病”，具有“双向调节”优势，并且中医治疗的整体观念、辨证论治思维使之更注重患者个体化差异，在调和肿瘤组织局部与全身正常组织之间的关系方面更有优势，这决定了中医药在防治irAE方面可能发挥巨大作用。

5 小结与展望

免疫治疗带来的持久临床获益为肿瘤治疗注入了新的活力，目前的挑战是在保持抗肿瘤疗效的同时管理好irAE。高危人群的预测、irAE的机制研究、irAE的防治研究是irAE领域的热点。利用相关的肿瘤临床前小鼠模型，更好地模拟肿瘤免疫和irAE的发生，是寻找疗效良好且无相关不良反应的预防性药物的重要策略。展望未来，对于irAE的管理策略应该是以防为主，防治结合，充分发挥中医药优势。