SCI 生信人

一般而言，以前我们治疗癌症的手段往往是直接击*肿瘤组织来实现的，比如化疗、放疗或通过手术治疗切除等，现在有一种新的治疗方法，不是直接击*肿瘤组织，而是通过训我们的免疫系统来击*肿瘤，这种新的疗法称为免疫治疗（Immunotherapy）。免疫治疗掀起了国内外追逐的热潮（图1）。肿瘤免疫治疗，主要包括细胞免疫疗法、肿瘤个性化疫苗及免疫检查点抑制剂三大类。然而治疗方式会带来相应的副作用，今天让我们站在别人的肩膀上探讨一下免疫检查点抑制剂带来的免疫相关不良事件。

图1免疫检查点抑制剂发文概况

导读：

免疫检查点抑制物(ICIs)，包括针对细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)的抗体，通过增强抗肿瘤免疫，在多种肿瘤类型中显示出持久的治疗效果。然而，消除自身耐受性可以诱发自身免疫，并产生一种独特的、由免疫驱动的毒性特征，称为免疫相关不良事件(irAEs)。随着ICIs的推广应用，临床医生必须提高他们对irAEs的认识和管理能力。本文就irAEs的病因、表现、动力学和治疗进行综述，旨在为临床医生提供实用指导。

简介：

免疫系统中的通路之间存在协同刺激和抑制的复杂相互作用，以维持病原体识别、消除和自我反应之间的平衡。这些抑制途径被称为免疫检查点，肿瘤可以通过其中的一些途径来逃避免疫破坏。随着我们越来越了解免疫系统和肿瘤之间的动态关系，越来越多的抗癌免疫治疗策略被发掘出来。但目前临床效果最确定的是针对调节检查点的药物——细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)。虽然CTLA-4主要下调幼稚和记忆性T细胞的早期激活，但PD-1可以在T细胞激活的效应阶段调节外周组织中T细胞的活性(图一)。

图2 简单说明潜在的免疫激活机制以及CTLA-4、PD-1和PD-L1的作用。

CTLA-4和PD-1检查点在自身免疫和免疫动态平衡中的作用是我们理解irAEs的机制的基础。虽然irAEs的确切原因还不完全清楚，但irAEs的发生涉及复杂的动态变化，包括效应T细胞和Treg活性的调节、巨噬细胞和粒细胞的毒性作用、细胞因子的释放以及B细胞产生抗体(图1)。随着越来越多的新型免疫靶向治疗方案进入临床，如ICIs、共刺激分子激动剂、细胞因子和疫苗。我们必须从深入了解irAEs的病因、表现、动力学和抗肿瘤治疗的意义，以提高我们对irAEs的认知程度和处理能力。这篇综述旨在对这些问题进行探讨，并重点介绍三种研究最多的ICIs——ipilimumab(抗CTLA-4)、nivolumab(抗PD-1)和pembrolizumab(抗PD-1)及其在实体瘤中的临床数据。作者使用MEDLINE、Embase和Cochrane数据库进行了文献搜索。关键词包括肿瘤、免疫检查点、CTLA-4、PD-1和PD-L1。本综述评估了前瞻性临床试验、选定的大型回顾系列、病例系列和近期摘要。总之，针对免疫检查点、CTLA-4和PD-1/PD-L1的抗体已经改善了多种恶性肿瘤患者预后，并为未来的免疫治疗发展提供了一个范例。然而，大多数患者都会有免疫相关不良事件，而只有以小部分患者获益获。所以说irAE的深入研究是由必要的。

一、抗细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)抗体：ipilimumab

免疫相关不良事件(irAEs)发生率

Ipilimumab是第一个进入临床试验的ICI，其毒性特征是最清楚的。在单药ipilimumab 3 mg/kg作为治疗臂的III期试验中，绝大多数患者(73-86%)至少经历过一次irAEs，大多数与免疫相关(~60%，表1)。与早期的I期和II期研究一致，最常见的irAEs涉及胃肠道和皮肤，包括腹泻(23-33%)、结肠炎(8-9%)、瘙痒(24-35%)和皮疹(15%-33%)。其他不太常见的irAEs包括内分泌疾病：甲状腺、垂体和肾上腺功能障碍(各占2%)，以及肝炎、转氨酶无症状升高、暴发性肝衰竭(占1%-4%)。肺炎相对较少见(1%的患者)。此外，文献还描述了罕见irAEs，如胰腺炎、肾炎、严重皮肤反应(如Steven Johnson综合征)、神经系统疾病(包括格林-巴利综合征和重症肌无力)。

在III期试验中，使用ipilimumab的3/4级irAEs的发生率约为20-30%；最常见的高级不良反应(≥3)是腹泻和结肠炎(10-15%)。此外，最常见全身毒性症状有疲劳和虚弱(21%-42%)，厌食症(13%-27%)和恶心(9%-35%)，这些几乎都是低级别的不良反应。而发热和输液相关反应相对较少见。这些全身毒性症状的病因尚不清楚，但它们可能与免疫介导的机制有关，如非特异性细胞因子的释放。另外，一些患者可能本身就存在潜在的疾病，还有一部分患者可能有未诊断的内分泌疾病，如由ICIs治疗导致的甲状腺功能减退或脑垂体炎。

值得注意的是，除了少数针对前列腺癌、胰腺癌、非小细胞肺癌(NSCLC)和肾细胞癌(RCC)的小型研究，大多数测试ipilimumab的研究都是在黑色素瘤患者身上进行的。因此，ipilimumab在其他肿瘤类型中的毒性特征没有得到很好的描述。

irAEs的管理

总体而言，指南强调应早期识别低级别irAEs并做出支持措施；对于高级别的事件，建议停用药物并使用全身皮质类固醇；对于难治性病例，指南建议使用二次免疫调节剂，如肿瘤坏死因子(TNF)抑制剂infliximab。在当前指导方针的指导下，大多数irAEs是可控和可逆的，处理周期为4至8周。当然也有一些内分泌疾病是特殊情况，它可能需要长期的激素替代。此外，在有经验的医疗中心，尽管遵守了毒性管理指南，仍然可能发生严重的不良反应。例如，尽管早期使用皮质类固醇和抗TNF-a治疗，使用ipilimumab治疗的黑色素瘤患者仍有1%的肠穿孔发生率。

导致停止治疗的时间和5级不良事件

在接受III期试验治疗的晚期黑色素瘤患者中，大约有10%-15%的患者因irAEs而停用ipilimumab，腹泻是导致停用的最常见事件。尽管缺乏明确的建议，且个体情况不同，但永久停止ICIs治疗的事件有：3/4级事件的发生（除了皮肤病事件）、皮质类固醇激素降级困难以及对二级免疫调节剂的要求。另外，在22项研究抗CTLA-4药物的临床试验中对1265名患者的系统回顾和meta分析发现，0.86%的患者死于irAEs，最常见的原因是结肠炎患者的肠穿孔。其他已报道的原因包括败血症和/或长期免疫抑制的机会性感染、肝功能衰竭、肾炎和心肌炎，以及严重的皮肤病和神经学事件。

irAEs发生的时间点

Ipilimumab治疗导致的irAEs的发病具有时间特征，皮肤相关的AEs最早出现在2-3周，其次是6-7周的胃肠道和肝脏事件，而内分泌性AEs的平均发病时间为9周。虽然我么已经知道信息，但它们在实践中可能会有很大差异。事实上，胃肠道和肝脏事件最早可能在第一次服药后发生。一般来说，irAEs倾向于在ipilimumab诱导治疗期间和最初的几个治疗周期内出现。在III期研究中，重度AE发作的中位时间是39.5天或在两剂ipilimumab之后。在ipilimumab注册研究中，所有的不良反应都发生在诱导和再诱导期间。在一项研究中，对存活超过2年的患者进行了长期随访，发现78名患者中有6名(8%)在最后一剂ipilimumab后70天出现了新的毒性。然而，除了一例3级结肠炎的发生率外，所有新事件都是低级别的。因此，医生和患者必须在ipilimumab完成后保持足够时间的随访。

剂量对毒性的影响

早期的剂量递增研究指出，ipilimumab相关的irAEs的频率和严重程度与增加的剂量有关。在抗CTLA-4药物相关的irAEs的meta分析中，使用ipilimumab 10 mg/kg与3 mg/kg发生高级别irAEs的风险比为3.1(p=0.0008)。然而，剂量依赖关系并未得到一致的认可。例如，在皮肤病患者和小肠结肠炎患者的回顾性研究中，都没有发现随着剂量的增加不良反应的发生率随之增加的现象。有趣的是，在使用ipilimumab的一项研究中发现了实质性的毒性，该研究使用了每3周10 mg/kg的治疗方案，共4剂，然后每3个月进行一次维持治疗(表1)。总共有91%的患者经历了irAEs，其中43%是高级别的；40%的患者没有完成4剂诱导治疗周期。虽然ipilimumab治疗提高了III期黑色素瘤患者（已切除高危）的无复发存活率，但有5名(1%)患者死于与药物有关的原因（均在维持期之前）。总之，目前我们还不清楚irAEs的严重程度是较高的剂量、较长的治疗时间导致的，还是切除的黑色素瘤患者在生物学上的差异导致的。

二、抗PD-1抗体：nivolumab和pembrolizumab

FDA已批准两种抗PD-1药物用于临床：nivolumab每2周3 mg/kg用于转移性黑色素瘤、NSCLC、RCC和难治性霍奇金淋巴瘤；Pembrolizumab每3周2 mg/kg用于转移性黑色素瘤、头颈部鳞状细胞癌和NSCLC。在大型临床试验中，与治疗相关的不良反应的总体发生率据报道约为70%-80%，最常见的事件是疲劳、腹泻、皮疹和瘙痒（表1）。根据目前的临床数据，pembrolizumab和nivolumab在毒性和抗肿瘤活性方面几乎没有区别。

总体而言，抗PD-1治疗的毒性似乎比ipilimumab要少。这可能是由于CTLA-4抑制激活了更多种类的T细胞亚群。与ipilimumab临床试验相比，nivolumab和pembrolizumab临床试验的高级别不良反应发生率(10%-15%)和因毒性而终止治疗的比率(5%-7%)较低。

一项研究还指出，在pembrolizumab的治疗过程中，高级别irAEs的发病时间比ipilimumab的晚(中位数59-64天，而不是40天)。一项I-III期nivolumab试验的综合分析显示，35%的患者需要使用免疫调节剂，而irAEs几乎在所有病例中都得到了解决。

有趣的是，新出现的证据表明，与抗CTLA-4药物相比，抗PD-1药物可能具有不同的免疫毒性模式。黑色素瘤的III期研究发现，与ipilimumab相比，pembrolizumab与甲状腺功能障碍(14vs4%)的相关性更高，而与结肠炎(2 vs 8%)和脑垂体炎(＜1 vs 2%)的相关性较低。在与ipilimumab相比的nivolumab的III期研究中也发现了类似的发现。在两项研究中，与抗PD-1治疗相关的3/4级腹泻和结肠炎的发生率都很低，仅为2-4%，而使用ipilimumab的患者为10-15%。然而，肺炎在ipilimumab试验中很少被描述，在nivolumab的早期剂量递增研究中导致三人死亡，包括两名非小细胞肺癌患者和一名结直肠癌患者，与剂量水平或治疗时间没有明确的关系。在随后的研究中，肺炎的发生率约为1-5%，在非小细胞肺癌研究中，肺炎的发生率可能更高。

在临床研究中，PD-1药物的剂量与毒性关系并不一致。nivolumab的I期剂量递增研究没有确定最大耐受剂量，但在各剂量水平上irAEs的频谱、频率和严重程度大体相似。然而，对pembrolizumab的多剂量研究显示，每2周10 mg/kg的高剂量组的不良反应发生率更高；随后，在黑色素瘤和非小细胞肺癌中，每2（或3周）周2 mg/kg和10 mg/kg的pembrolizumab的试验没有显示出显著的副作用差异。

三、抗PD-L1抗体

尽管目前缺乏III期研究的结果，许多试验正在研究一些针对程序性细胞死亡蛋白-配体1（PD-L1）的单抗。从理论上讲，因为不同的靶点参与，抑制PD-L1可能会导致不同于PD-1的免疫图谱，但是目前还没有直接的比较数据。应用于多种肿瘤类型的两种PD-L1抗体的临床试验数据表明，大多数患者经历了与治疗相关的AE。二线治疗晚期尿路上皮癌的抗PDL1抗体MPDL3280A(atezolizumab)在II期研究中显示出持久的活性，这导致FDA批准atezolizumab用于治疗晚期尿路上皮癌。研究发现，与治疗相关的AE发生率为69%，16%的患者经历了3/4级事件，没有与治疗相关的死亡。总体而言，疲劳、恶心、食欲减退和瘙痒是最常见的毒性反应。BMS-936559是一种晚期实体肿瘤中的抗PD-L1抗体，其I期研究发现3/4级AE率为9%，与PD-1制剂相似，但抗PD-1抗体的输注相关反应率相对较高(10% vs ＜1%)，这一点值得注意。另一种抗PD-L1抗体MSB0010718C(Avelumab)的早期试验结果显示，输液相关反应的发生率相似(10%)

表1 与ICIS相关的免疫相关不良事件

四、与irAEs相关的生物标志物

多种免疫学标记物已经被评估，用以识别个体的易感性，并加强我们对irAEs的机制的理解。例如，在ipilimumab的两个II期试验中，对162名黑色素瘤患者进行了基因表达谱研究。这项研究确认了基因表达的早期变化，包括治疗中CD177和CEACAM1的表达增加，这两个是中性粒细胞激活标志物；然而，这些潜在的生物标志物敏感性较低，不能单独用于预测irAEs。除了监测循环和肿瘤微环境的免疫调节变化外，潜在的遗传因素，如人类白细胞抗原(人类白细胞抗原)基因和环境和疾病因素对irAEs发生的影响还需要进一步研究。

思路拓展：

近年来,以免疫检查点为靶点的肿瘤免疫疗法因疗效显著而备受关注。然而随着免疫检查点抑制剂(ICIs)的推广应用,其相关不良事件(irAEs)的报道也越来越多。这不仅会干扰治疗，而且还可能导致危及生命的情况。所以，irAEs使接受ICIs治疗的肿瘤患者承担着额外的致命风险,限制着ICIs的使用。到目前为止，还无法预测哪些患者会出现不良反应，以及不良反应有多严重。所以，我想给大家介绍的一个切入点就是——生物标志物（预测不良反应、严重程度）。

肠道菌群是一类生活在机体肠道中的微生物群落的总称，近年来越来越多的研究证据表明，肠道菌群与多种人类疾病的发生直接相关。肠道菌群与不同癌症的免疫治疗导致的irAEs情况相关。然而，肠道菌群对接受免疫治疗的各种恶性肿瘤的影响还有很多不清楚的地方。肠道菌群的失调可能加重患者的免疫相关不良反应症状。作者于治疗前、后等多时间点采集样本，系统整合肠道微生物组测序、利用数据库挖掘等高通量多组学数据，揭示了免疫治疗不良反应的生物标记物，并证实其具有一定的转化潜力。

免疫相关细胞在抗肿瘤免疫中发挥巨大的作用，其功能过度激活（或抑制）可能导致自身免疫性疾病。要注意这里不单单是免疫细胞，而是指与肿瘤免疫相关的细胞（肿瘤微环境的各种细胞）。比如肿瘤微环境(TME)中完全的免疫抑制状态是癌症发生和快速发展的重要原因。肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)也发挥重要的作用。所以这些细胞转录组特征有什么不同？哪些调节通路显示出显著的变化？这些免疫细胞的异质性有何不同（单细胞测序）？针对这些研究会加深了对癌症中免疫失调的理解，并有助于 irAEs 的有效分层和管理，也就是说，针对这种特异性的免疫相关细胞，可能会带来新的治疗方法，并为发展 irAEs 的预测带来希望。

细胞因子，随着肿瘤免疫的全面发展，细胞因子进入全新发展时代。白介素、肿瘤坏死因子、干扰素等多个细胞因子成为肿瘤免疫的不可或缺的一部分。在irAEs的患者中一定会出现某些细胞因子在治疗前后发生显著变化，这些细胞因子可能是免疫系统部分增强的信号分子，进而，在发生免疫相关不良事件的患者身上发挥作用。在既往的免疫治疗中发现，细胞因子水平的高低与irAEs发生率存在密切关系。所以说对细胞因子深入的研究有利于irAEs预测和及时干预。

肿瘤负荷定义为体内癌细胞的数量、肿瘤的大小或癌症病灶的总量。目前有证据表明，高肿瘤负荷对抗癌免疫力有负面影响。以往肿瘤负荷多是通过影像学来评估，目前还有一些生物标志物可以用来反映肿瘤负荷，部分血清生物标记物通常还与患者对免疫检查点抑制剂（ICIs）的反应性差相关。已经有证据表明肿瘤负荷作为生物标志物可以指导免疫检查点抑制剂使用，那么肿瘤负荷也是很有可能作为irAEs的生物标志物。

特异性基因改变。近年来，与NGS的出现相关的分子图谱提供了关于可操作靶点的信息，并确定了与ICIs反应相关的特定基因改变。我们也应充分考虑其在临床实践中的应用。NGS、单细胞RNA测序等研究技术的发展将使我们更全面地了解TME的各种成分及其相互作用，并且可以在基因组尺度上广泛筛选潜在的生物标记物，以确定irAEs预测因子

联合的思路：可能当前你研究的内容已经被别人研究过了，又或许是深入研究过于耗费你的精力等等。那不如尝试联合生物标志物预测。由于预测irAEs尚无成熟的生物标志物。上述所讲的都是候选生物标志物之一。将这些候选标志物来联合起来能更加准确的预测irAEs。

结语：

免疫检查点通路的发现以及后续发展的针对这些通路的相应抑制剂是过去十年中肿瘤治疗的革命性突破。针对免疫检查点 PD-1/PD-L1 和 CTLA-4 的单抗已在临床肿瘤治疗中取得突破性进展。尽管如此，但仍有半数以上的患者并没有从这些治疗中获益，而且往往伴随着自身免疫毒性反应，被称为免疫相关不良事件 （immune-related adverse events， irAE）。若能通过irAEs相关生物标志物预测和监测患者可能存在的风险，及时采取有效预防和干预措施，避免不良事件的恶化，对于保障受试者安全以及临床试验的顺利进行具有重要意义。