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免疫检查点抑制剂及其相关性结肠炎的研究进展*

2020-12-30郑雅丹

胃肠病学 2020年1期
关键词:检查点结肠炎活化

郑雅丹 李 岭 庞 智

苏州大学附属第一医院消化内科1(215006) 南京医科大学附属苏州医院(北区)消化内科2

近年免疫疗法在恶性肿瘤中的应用呈上升趋势,其利用人体免疫系统对肿瘤细胞进行杀伤[1]。目前免疫检查点主要包括细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)和程序性死亡受体/配体1(PD-1/PD-L1)。免疫检查点通路的活化会抑制T细胞的激活,防止免疫系统过度激活,维持正常机体的免疫耐受,避免自身免疫病的发生。肿瘤通过使自身和一些淋巴细胞过度激活免疫检查点通路,导致肿瘤免疫逃逸的发生。免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors, ICIs)通过抑制免疫检查点的活性,恢复并提高效应T细胞的特异性识别和杀伤肿瘤细胞的能力,从而增强全身抗肿瘤免疫应答系统的反应[2]。但ICIs可促进自身反应性T细胞的激活,导致免疫系统损伤各器官系统,从而引起免疫相关不良反应(immune-related adverse effects, irAEs)[3]。近年免疫介导的结肠炎(immune-mediated colitis, IMC)的发生率逐步上升。本文就IMC的发生率、发病机制、临床特点以及目前所提倡的治疗策略作一综述。

一、ICIs的作用机制、种类和代表药物

1. CTLA-4抑制剂:CTLA-4主要表达于活化的T细胞、B细胞和自然杀伤细胞(NK细胞)。目前T细胞活化主要依赖两种信号刺激,第一信号主要来自T细胞受体(TCR)与主要组织相容性复合体(MHC)分子-抗原肽复合物的特异性结合,即T细胞对抗原的识别;第二信号由抗原呈递细胞(APC)与T细胞表面的协同刺激分子提供,CD28(T细胞表面的协同刺激分子)与APC上的B7(CD80、CD86)相互作用。这两大刺激信号导致T细胞增殖和活化以及细胞因子的分泌。T细胞活化后出现协同抑制分子的表达,负向调节T细胞功能,维持机体正常的免疫耐受功能[4]。其中CTLA-4为重要的协同抑制分子,其与CD28竞争结合B7分子,抑制T细胞活化、增殖,导致T细胞的免疫应答能力下降,因而阻断CTLA-4可再次激活T细胞的免疫应答,增强抗肿瘤作用[5]。CTLA-4抑制剂主要为ipilimumab。

2. PD-1/PD-L1抑制剂:PD-1表达于树突细胞、NK细胞、单核细胞、T细胞、B细胞以及APC等多种免疫细胞表面。在肿瘤免疫逃逸过程中,主要为PD-1与PD-L1结合发挥作用,PD-L1表达于APC、非淋巴器官和多种肿瘤细胞。在正常的生理条件下T细胞并不会大量表达PD-1,当T细胞长期暴露于抗原刺激时,引起PD-1表达上调。同时活化的T细胞通过释放γ-干扰素(IFN-γ)、白细胞介素(IL)等进一步诱导其他细胞过度表达PD-L1。PD-L1与PD-1结合后通过多种信号通路抑制相关基因转录,阻滞T细胞的细胞周期以及相关蛋白的表达,抑制T细胞的增殖分化以及细胞因子的产生[6]。这种调节机制能防止T细胞被过度激活,使人体免疫系统保持对自身抗原的免疫耐受。在肿瘤微环境中,肿瘤细胞过度表达PD-L1,激活PD-1/PD-L1信号通路造成免疫抑制,且表达在免疫细胞表面的PD-L1也能影响抗肿瘤的CD8+T细胞的反应。PD-1/PD-L1抑制剂可阻断PD-1与PD-L1的结合,恢复T细胞活性,增强免疫应答,产生抗肿瘤的作用。现PD-1/PD-L1抑制剂主要包括pembrolizumab、nivolumab、atezolizumab、avelumab、durvalumab、cemiplimab等。

二、IMC的发生率

El Osta等[7]的研究发现,CTLA-4抑制剂致结肠炎的发生率为7.7%,3级及以上发生率为5.7%;PD-1抑制剂致结肠炎的发生率为0.8%,3级及以上为0.5%;PD-L1抑制剂致结肠炎的发生率为1.1%,3级及以上为1.1%。亚组分析表明CTLA-4抑制剂联合PD-1抑制剂致结肠炎的发生率为13.9%,3级及以上为9.1%;CTLA-4抑制剂联合PD-L1抑制剂致结肠炎的发生率为12.1%,3级及以上为12.1%。

De Velasco等[8]的meta分析显示ICIs组结肠炎发生风险明显高于非ICIs组(P<0.001),且严重结肠炎的发生风险亦明显升高(P<0.001)。亚组分析显示,ipilimumab组严重结肠炎的风险高于PD-1抑制剂组(P=0.021)。42例接受ICIs治疗的患者发生致命irAEs,ipilimumab导致的结肠炎是致命irAEs最常见的原因。由此可见,IMC较为常见,CTLA-4抑制剂致结肠炎的发生率高于PD-1/PD-L1抑制剂,两者联合的结肠炎发生率更高。

三、IMC的危险因素

目前联合疗法仅被批准用于治疗转移性黑色素瘤。与单独使用ipilimumab相比,联合nivolumab可提高肿瘤患者无进展生存期,但会增加腹泻和结肠炎的频率和严重程度,其严重不良反应的发生率为55%,而单独使用nivolumab或ipilimumab分别为27%和16%[2,9]。

Slovin等[10]的研究表明随着ipilimumab剂量从5 mg/kg增至10 mg/kg,前列腺癌患者3~4级结肠炎的发生率从13%升至16%。接受高剂量ipilimumab治疗的肾细胞癌患者结肠炎发生率为35%,而低剂量为14%[11]。

Dubin等[12]对ipilimumab治疗前后患者粪便成分进行分析发现,在治疗后未出现结肠炎的患者中,拟杆菌群数量增加。Chaput等[13]的研究表明ipilimumab相关性结肠炎患者富含厚壁菌群,非结肠炎患者拟杆菌群比例增高。其机制可能为拟杆菌通过刺激Tregs细胞分化来抑制炎症,Tregs细胞可抑制炎性效应T细胞的活化和增殖。

Marthey等[14]发现非甾体消炎药(NSAIDs)与ipilimumab诱导的结肠炎风险增加有关。其机制可能为NSAIDs抑制环氧合酶,导致保护肠黏膜细胞的前列腺素浓度降低,且其经肝肠循环向远端小肠分泌,其活性代谢产物导致线粒体氧化磷酸化的解偶联以及细胞支架破坏,增加黏膜渗透性,导致肠黏膜屏障功能受损[15]。由此可见,IMC的危险因素包括ICIs联合应用、ICIs种类、ICIs剂量、肠道微生物菌群情况、是否联用NSAIDs等。

四、IMC的发病机制

目前IMC的发病机制尚未完全阐明,可能与以下数个方面有关。其一,CTLA-4调节T细胞抗原活化过程,故阻断CTLA-4可能导致淋巴细胞不受限制的活化和效应因子促炎通路的扩大。Bamias等[16]对IMC患者黏膜免疫表型进行研究,结果显示黏膜中Th1/Th17效应细胞因子显著增加,Th17细胞产生的IL-17A增加可能引起肠黏膜中性粒细胞增加,导致结肠炎的发生。有研究[17]表明血清IL-17升高与ipilimumab致结肠炎发生率升高相关。

其二,Tregs细胞是一类具有免疫抑制功能的T细胞亚群,可分泌抗炎细胞因子(如IL-10和TGF-β),诱导机体对抗原(包括自身和外来抗原)产生耐受,以防止自身免疫和不必要的炎症。CTLA-4在Tregs细胞上表达,为Tregs细胞提供调节免疫抑制功能所需的共刺激信号,还可诱导幼稚T细胞和效应CD4+T细胞分泌TGF-β,CTLA-4负调节T细胞激活和免疫抑制细胞因子分泌可能参与Tregs细胞控制肠道炎症以及维持肠道稳态[18]。相关研究显示缺乏Tregs细胞的小鼠自身免疫病风险增加,考虑CTLA-4抗体可能会减少Tregs细胞并诱导自身免疫病[19]。而Bamias等[16]的研究并未发现与Tregs细胞相关免疫因子的减少。另有研究[20]显示在ipilimumab导致的结肠炎黏膜中,Tregs细胞特异性因子Foxp3和Tregs细胞关键产物IL-10表达均显著升高。因此,推测ipilimumab治疗不会引起黏膜Tregs细胞减少,而是在功能水平上影响Tregs细胞控制效应免疫的能力,导致结肠炎。

其三,接受ipilimumab治疗的患者固有层中可见大量CD4+T细胞。CTLA-4可抑制T细胞招募外周组织抗原,因此,ipilimumab可能通过消除CTLA-4的抑制作用,将效应T细胞直接导入肠道引起炎症[16]。Berman等[21]的研究未发现某种基因型与IMC之间的关联。目前对IMC潜在作用机制的报道不多见,且结果之间相互矛盾,有待进一步研究。

五、IMC的诊断

1. 临床表现:虽然irAEs可影响胃肠道的任何部分,但最常见的是下消化道症状,主要为腹泻和结肠炎。严重结肠炎会导致肠梗阻、中毒性巨结肠、穿孔等危及生命的并发症,需接受手术治疗。腹泻和结肠炎通常在开始治疗后的6周内发生,也可较晚发生。因此,IMC应在ICIs治疗后的数个月内高度怀疑[22]。研究表明开始使用ipilimumab(或与ipilimumab联合使用)后,腹泻发病的中位时间为5~8周,而PD-1抑制剂为3~6个月[23]。

2. CT、内镜下特征:Tirumani等[24]对ipilimumab治疗后发生结肠炎患者的CT结果进行分析,主要表现为肠系膜充血(100%)、肠壁增厚(96%)和结肠囊性扩张(77%)。IMC在CT上可表现为节段性,亦可为连续性。CT对IMC有较高的阳性预测值。免疫介导的腹泻或结肠炎患者内镜下可见溃疡、糜烂、红斑、血管消失、出血,甚至出现正常黏膜[25],即使肉眼未见炎症迹象,仍建议行活检以排除结肠炎。Ipilimumab引起的结肠炎最常累及直肠和乙状结肠,但亦可表现为广泛结肠炎,病灶可呈节段性,亦可表现为弥漫性[14]。

3. 病理学特征:IMC通常表现为急性炎症的特征,结肠黏膜主要表现为中性粒细胞浸润、隐窝炎、隐窝脓肿、上皮内细胞凋亡等特征。小部分表现为慢性炎症的特征,如基底淋巴细胞浸润、隐窝畸形等。还可观察到一种特殊模式,淋巴细胞性结肠炎(>20淋巴细胞/100个上皮细胞)[26-27]。Bamias等[16]对ipilimumab相关性结肠炎患者的组织学研究结果显示黏膜中浆细胞或CD4+T细胞占优势。Coutzac等[27]对IMC患者的组织进行活检,表明CTLA-4抑制剂致结肠炎的肠黏膜主要为CD4+T细胞浸润,而PD-1抑制剂致结肠炎的肠黏膜则以CD8+T细胞浸润为主,CTLA-4抑制剂致结肠炎肠黏膜中肿瘤坏死因子α(TNF-α)浓度高于PD-1抑制剂。

因此,在排除其他因素引起的腹痛、腹泻等症状后,通过结合患者使用ICIs的病史、症状、CT检查、内镜下特征、组织活检等,可诊断为IMC。

六、IMC的治疗

结肠炎的治疗需早期识别IMC并及时使用激素治疗,Berman等[21]的研究表明预防性服用布地奈德并不能预防ipilimumab相关性结肠炎。对1级腹泻和结肠炎患者,应严密监测患者脱水情况并改变饮食,避免摄入高纤维食物,可给予口服洛哌丁胺止泻以及补充电解质等治疗。若症状无改善或病程延长(>3 d)可给予口服激素治疗。对2级腹泻、结肠炎患者,在排除感染因素后,应给予口服激素(泼尼松0.5~1 mg·kg-1·d-1)治疗。为预防结肠炎复发,应在1~2个月内逐渐减少激素剂量,若症状未改善,可住院治疗。对3~4级腹泻和结肠炎患者,应停止应用ICIs,并住院行全身静脉糖皮质激素(泼尼松1~2 mg·kg-1·d-1)、静脉补液等,若症状得到改善,可改为口服激素治疗并逐步减量[2-3]。若充足剂量激素治疗3~5 d后症状无改善,可联合英夫利西单抗每2周静脉注射5 mg/kg,若对英夫利西单抗反应不佳,可用维多利珠单抗治疗[28]。

Wang等[29]对接受ICIs治疗引起腹泻的患者进行研究发现,无论何种治疗要求,腹泻均是改善生存的独立预测因子,而针对腹泻的免疫抑制治疗对总体生存无明显影响。此外,对发生结肠炎的患者,应根据其具体情况考虑是否恢复ICIs治疗,一旦病情有所改善,1~2级腹泻和结肠炎在患者症状缓解后可恢复ICIs治疗,而3~4级则推荐永久停用ICIs治疗[2-3]。

七、小结

ICIs的治疗范围广泛,能明显提高肿瘤患者的生存率,但其不良反应亦需引起重视,其中IMC是最常见的不良反应之一。当患者出现腹泻、腹痛等症状时,应接受粪便培养等检查排除其他感染因素后,结合CT、内镜或组织活检等检查方可诊断为IMC。根据患者的具体情况,给予止泻、补充电解质、糖皮质激素等治疗,若激素反应不佳,可考虑生物治疗。胃肠科、肿瘤科、病理科等多学科之间的合作十分重要,可更好地诊断和治疗IMC。

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