PD-1/PD-L1抑制剂介导的1型糖尿病研究进展

胡佳丽，张添添，张 超，陶 莹，高文仓

0 引言

近年来，肿瘤免疫治疗因其显著的效果而备受关注，其已成为治疗晚期癌症的一种重要方法。程序性细胞死亡受体(Programmed cell death 1,PD-1)抑制剂通过抑制PD-1与程序性细胞死亡-配体(Programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1)的相互作用，从而激活对癌细胞的免疫反应[1]。在正常的适应性免疫反应中，免疫检查点抑制到位，以确保免疫细胞在响应外来抗原时不会伤害宿主。而对这一机制的干扰可能导致针对自我组织的免疫相关不良事件(irAEs)[2]。PD-1主要在T细胞上表达,PD-1与PD-L1结合抑制T细胞并限制其免疫反应。纳武利尤单抗(nivolumab)和帕博利珠单抗(pembrolizumab)是针对在T细胞上表达的PD-1的单克隆抗体，而阿特珠单抗(atezolizumab)、阿维单抗(avelumab)和德瓦鲁单抗(durvalumab)则是针对某些癌细胞表达的PD-L1单克隆抗体。与传统化疗相比，阻断PD-1或PD-L1可增强免疫应答，使用免疫检查点抑制剂治疗可提高传统耐药恶性肿瘤的总生存率[3]。PD-1/PD-L1作为最常见的免疫抑制剂之一，在多种癌症治疗中取得显著疗效，但同时带来了许多相关不良反应。PD-1/PD-L1抑制剂介导的1型糖尿病(Type 1 diabetes mellitus,T1DM)病例近年来被广泛报道，本文主要对其临床特征、发病机制以及诊疗策略等进行简要综述。

1 发病概况

PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM并不多见，病例多见于国外报道，相比于其他内分泌不良反应，T1DM发病率较低，总体发病率约为1%[4]。de Filette等[5]在2019年的一篇统计报道表明，在所有免疫检查点抑制剂介导的T1DM患者中，抗PD-1(71%)、抗PD-L1(8%)、抗CTLA-4(3%)、抗CTLA-4与抗PD-1联合治疗(15%)。与抗CTLA-4治疗相比，抗PD-1/PD-L1治疗(或联合治疗)更常见，这表明PD-1/PD-L1在糖尿病自身免疫中更为重要。

Baden等[6]研究显示，采用nivolumab治疗后，0.33%的日本患者出现T1DM；pembrolizumab治疗后，0.14%的日本患者出现T1DM，日本普通人群中T1DM的发生率估计为0.01%[7]。因此，与nivolumab和Pembrolizuma相关的T1DM的发病率分别比典型的T1DM高33倍和14倍。国内关于PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM报道较少，最早由北大肿瘤医院于2018年报道，1例食管鳞癌患者在抗PD-1/PD-L1治疗后出现糖尿病酮症酸中毒，经实验室检查后被确诊为T1DM，并需要依赖胰岛素进行降糖治疗[8]。

2 临床特征

在PD1/PD-L1抑制剂介导的T1DM患者中，其临床症状主要为多饮多尿、嗜睡、虚弱、体重减轻以及糖尿病酮症酸中毒(Diabetic ketoacidosis,DKA)、血糖升高等。其中，DKA为多数患者的首发症状，患者出现明显口干多饮、四肢冰冷以及意识障碍等，尿常规酮体阳性和血气分析显示代谢性酸中毒伴有呼吸代偿，基本可以确立DKA的诊断。临床重视相关指标的筛查，也是提高疾病早期诊断率的重要方法[9]。

由于肿瘤患者的年龄特殊性，PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM患者年龄较大，平均年龄在60岁以上，男性占55%～60%，并以黑色素瘤和肺癌多见，而经典的T1DM患者发病年龄多在35岁以下，并以儿童青少年多见。相关研究显示,PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM中，糖尿病发病的中位持续时间为49 d，患者血糖平均值为33.4 mmol/L，糖化血红蛋白(HbA1c)的平均值为7.81%[10]。值得注意的是，HbA1c与新发T1DM的时间无相关性，这可能表明在糖尿病发病前有一段短时间内血糖显著升高。约半数患者出现脂肪酶或淀粉酶升高，表明这些患者中存在胰腺炎症，而经典的T1DM患者则很少出现胰腺炎。另外，约一半的病例检测到T1DM相关抗体，其中主要是GAD抗体，而“经典”T1DM有80%～95%的患者存在自身抗体[11-13]。与没有抗体的患者相比，他们更可能在较短的时间内出现DKA。

3 发病机制

T1DM的发生是由于自身免疫性T细胞介导的胰腺B细胞破坏，导致胰岛素分泌的绝对不足[14]。PD-1/PD-L1是调节免疫细胞功能和自身免疫的关键因子，具有维持外周对自身抗原耐受性的生理功能[15]，如果被破坏，免疫介导的B细胞丢失可能在遗传易感个体中进行得更快。目前PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM发病机制主要有以下观点。

3.1 高表达PD-L1的B细胞能够在较长时间内抵抗T细胞介导的凋亡 国外小鼠细胞实验表明，抑制PD-1-PDL1信号通路可加速非肥胖(NOD)小鼠的糖尿病[15]，而在B细胞中高表达PD-L1可预防自身免疫性糖尿病，因为长期存活的β细胞中PDL1的表达增加[16]，从而使这些个体能够避免或延迟糖尿病的发病。

3.2 干扰素IFN-α和IFN-γ是调节B细胞PD-L1表达的主要因子 国外另一项胰岛细胞对照试验显示，胰岛B细胞中PD-L1的表达主要依靠干扰素IFN-α和IFN-γ的影响，2种IFN诱导PD-L1的程度相似[17]，但在早期胰腺炎中，IFN-α起关键作用[18]，可使B细胞中PD-L1的表达增加2～3倍。

3.3 IFN-α依赖于STAT1和STAT2基因调节PDL1 STAT2是介导IFN-α诱导的人类B细胞HLA I类表达和内质网应激的关键转录因子[18]，STAT2基因敲除会导致PD-L1表达增加。抑制STAT1会导致IFN-α诱导的PD-L1水平增加，以及IFN-γ诱导的PD-L1表达降低，在同时敲除STAT1和STAT2基因后，IFN-α诱导的PD-L1表达降低了80%。进一步研究发现，IRF1是B细胞中由STATs调控的关键下游转录因子[19]，人胰岛中IRF1基因敲除会降低IFN-α诱导的PD-L1蛋白表达。

3.4 T1DM相关炎症上调B细胞中的PD-L1表达 相关文献表明，PD-L1在胰岛B细胞的表达高度依赖于T细胞浸润,T细胞浸润的胰岛细胞PD-L1表达水平最高，而邻近没有明显T细胞浸润的胰岛细胞未出现PD-L1高表达[20]。结果表明，驱动PD-L1的细胞因子在局部发挥作用，而不是通过一个扩散网络。在人类恶性肿瘤中，PD-L1的表达通常也是在免疫细胞浸润附近的肿瘤细胞上检测到。

3.5 HLA-DR和HLA-DQ基因可能为易感基因 除了T1DM相关抗体外，已知HLA区域内的基因会增加儿童期T1DM的发病风险[21]，特别是II类DR和DQ基因(如DR4-DQ8和DR3-DQ2)，它们具有最高的易感性[22-23]。Akturk等[10]报道了32例HLA分型，其中27例(85%)至少有1个T1DM风险DR或DQ等位基因，这与儿童期发病的T1DM相似，后者90%的患者至少有1种风险基因[22]。

综上所述，在少数易感个体中，特别是T1DM相关抗体阳性和HLA基因阳性的人群，抗PD-1/PD-L1疗法可能会大量减少B细胞上PD-L1的表达，当PD-L1表达过低时，B细胞不足以抵御自身免疫的攻击，B细胞持续丢失，最终会逐渐发展为T1DM。

4 诊断

目前PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM缺乏特异性的诊断方法，因此,治疗期间及治疗后密切关注相应症状并进行血糖监测是主要手段。同时医患双方要有PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM的风险意识。

日本糖尿病学会(JDS)建议每次(2～3周)就诊时检查患者血糖水平，美国临床肿瘤学会建议在诱导期间每个治疗周期测量血糖水平持续12周，然后每隔3～6周检测1次[24]。在临床实践中，需要筛选策略来评估抗PD-1诱导的糖尿病的风险，并监测以预防DKA。当然，每次给药前进行血糖常规监测，从理论上讲将有助于早期诊断血糖异常，尤其是DKA。然而，在对PD-1治疗的患者空腹血糖的回顾性分析中，血糖监测的有用性存在争议，这表明血糖监测不能够预测该患者群体中的T1DM，可能是因为其发病过于迅速[25]。

此外，对接受免疫治疗的肿瘤患者，要及时检测HbAlc、尿常规、T1DM相关自身抗体等。如果条件允许，可以对肿瘤患者进行HLA-DQ和HLA-DR基因的基线筛查。研究表明，21例免疫检查点抑制剂诱导的糖尿病患者中，有14例具有高T1DM风险的HLA基因型[26]。此外，也可以评估参与胰岛破坏的活化淋巴细胞，如自身抗原特异性T细胞和B细胞，将有助于更早预测这种不良事件的发生。

临床上应观察高血糖症的临床体征和症状，在进行免疫抑制治疗前，临床医生应告知患者这些疗法可能存在的糖尿病风险，并建议患者向护理人员报告口渴、多尿、多饮、体重减轻、呕吐、腹痛、脱水或换气过度等症状。及时识别免疫相关不良事件对于预防DKA或其后遗症至关重要。

5 治疗

目前尚无有效的方法来预防或限制PD-1/PD-L1抑制剂介导的T1DM，胰岛素治疗是控制血糖最基本的疗法，同时应给予相应支持性措施并处理好并发症。

与其他以糖皮质激素为主要治疗手段的irAEs不同，糖皮质激素通常不用于免疫治疗诱导的T1DM[27]，因为糖皮质激素容易引起高血糖。Aleksova等[28]对患者进行了大剂量皮质类固醇激素后，其症状并没有得到控制，表明类固醇激素在治疗T1DM中无明显效果。

根据中国临床肿瘤学会(CSCO)免疫检查点抑制剂相关的毒性管理指南，对免疫抑制剂引起的高血糖不良反应进行了风险分级。G1:空腹血糖<8.9 mmol/L；G2:空腹血糖8.9～13.9 mmol/L；G3:空腹血糖13.9～27.8 mmol/L，需要住院治疗；G4：空腹血糖>27.8 mmol/L，危及生命。

对于新发高血糖<11.1 mmol/L或2型糖尿病病史且不伴DKA者，建议继续免疫抑制剂治疗[29]，治疗期间应动态监测血糖，调整饮食和生活方式，按指南给予药物治疗。

新发空腹血糖>11.1 mmol/L或随机血糖>13.9 mmol/L或2型糖尿病病史伴空腹/随机血糖>13.9 mmol/L，建议:(1)完善血pH、基础代谢组合检查、尿或血浆酮体、β-羟基丁酸等；(2)如果尿或血酮体/阴离子间隙阳性，查C-肽、抗谷氨酸脱羧酶抗体(GAD)，抗胰岛细胞抗体；(3)DKA检查阴性，处理同“新发高血糖症<11.1 mmol/L”；(4)DKA检查阳性:暂停免疫抑制剂治疗，住院治疗，请内分泌科会诊，并按机构指南行DKA管理，在住院治疗团队和/或内分泌专家的指导下使用胰岛素。如果患者症状或血糖持续无法控制，考虑请内分泌科会诊。

6 总结

检查点抑制剂导致的T1DM是一种罕见但可能致命的不良事件，患者在治疗前需要接受教育。除了提高认识外，定期监测血糖是一种切实可行的筛查方法。此外，其易感因素可能包括GAD抗体阳性和HLA基因阳性。对于高风险患者，临床医生需要在开始治疗前与患者讨论风险和益处。对于已经出现症状的患者，及时给予胰岛素降糖以及支持治疗。接受抗PD-1/PD-L1治疗的患者在治疗前和治疗期间应密切监测糖尿病相关指标，包括血糖和糖化血红蛋白，DKA突发患者应警惕PD-1/PD-L相关糖尿病的发生。今后需要进一步研究PD-1/PD-L1抑制剂诱导的自身免疫性糖尿病的发病机制，为将来进一步的治疗提供更可靠的依据。