作者:張晗1 郭林2 盧仁泉2 陳福祥1
(1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院檢驗(yàn)科,上海 200011;2.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院檢驗(yàn)科 復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032)
引用本文:張晗,郭林,盧仁泉,等. 腫瘤患者外周血免疫指標(biāo)的臨床價(jià)值與展望[J]. 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué),2024,39(4):311-316.
摘要
腫瘤局部的免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)所形成的免疫微環(huán)境在腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關(guān)鍵作用。腫瘤免疫微環(huán)境由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞)及其產(chǎn)生的細(xì)胞因子、趨化因子等構(gòu)成,彼此相互作用,形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),影響機(jī)體免疫狀態(tài)。外周血免疫指標(biāo)檢測(cè)可為腫瘤患者的輔助診斷、預(yù)后判斷和療效預(yù)測(cè)提供有價(jià)值的參考依據(jù),尤其是在免疫治療評(píng)估中具有良好的臨床應(yīng)用潛力。腫瘤患者個(gè)體免疫狀態(tài)差異大,因此檢測(cè)結(jié)果的解釋具有挑戰(zhàn)性。文章針對(duì)腫瘤患者外周血免疫指標(biāo)的臨床價(jià)值和應(yīng)用前景進(jìn)行評(píng)論。
關(guān)鍵詞
免疫細(xì)胞分群;細(xì)胞因子;腫瘤相關(guān)自身抗體;可溶性免疫檢查點(diǎn);惡性腫瘤
腫瘤發(fā)生時(shí),會(huì)招募外周血免疫細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境,并將其分別轉(zhuǎn)化為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞和腫瘤相關(guān)淋巴細(xì)胞。這些免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞相互作用,使腫瘤細(xì)胞能夠逃避免疫監(jiān)視和殺傷,引發(fā)腫瘤惡性進(jìn)展。該過(guò)程同時(shí)也改變了機(jī)體的免疫狀態(tài),腫瘤患者外周血免疫指標(biāo)隨之發(fā)生變化。近年來(lái),隨著臨床研究的深入和檢驗(yàn)分析技術(shù)的發(fā)展,基于免疫細(xì)胞分群、細(xì)胞因子、腫瘤相關(guān)自身抗體和可溶性免疫檢查點(diǎn)的外周血免疫指標(biāo)在多種實(shí)體腫瘤中的臨床價(jià)值已被廣泛研究。本文擬探討外周血免疫指標(biāo)在腫瘤患者輔助診斷、預(yù)后判斷和療效預(yù)測(cè)等方面的臨床應(yīng)用前景和面臨的挑戰(zhàn),以期為后續(xù)臨床研究提供參考。
1 免疫細(xì)胞分群
免疫細(xì)胞分群是采用流式細(xì)胞術(shù)對(duì)不同類型的外周血免疫細(xì)胞進(jìn)行分類和計(jì)數(shù),可通過(guò)免疫熒光標(biāo)記的方式對(duì)某一類免疫細(xì)胞的不同亞型進(jìn)行鑒別和定量檢測(cè)。免疫細(xì)胞分群可用于監(jiān)測(cè)機(jī)體的免疫狀態(tài),在病原體感染、自身免疫病等疾病中具有重要的臨床價(jià)值。在針對(duì)腫瘤患者的臨床研究中,關(guān)注較多的指標(biāo)包括中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值(neutrophil-tolymphocyte ratio,NLR)、單核細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值(monocyte-to-lymphocyte ratio,MLR)和T細(xì)胞亞群。
NLR是基于血常規(guī)指標(biāo)計(jì)算出的炎癥指標(biāo),主要用于評(píng)估機(jī)體免疫功能和炎癥狀態(tài)。在細(xì)菌感染或急性組織損傷時(shí),中性粒細(xì)胞增多,導(dǎo)致NLR升高;而在病毒感染時(shí),淋巴細(xì)胞增多,使NLR降低。此外,年齡、遺傳因素和藥物等也可能對(duì)NLR產(chǎn)生影響。在腫瘤患者中,NLR升高可輔助診斷肺癌和乳腺癌。在預(yù)后判斷方面,高NLR與多種實(shí)體腫瘤患者的預(yù)后不良相關(guān),并可作為腫瘤進(jìn)展的預(yù)測(cè)指標(biāo)。當(dāng)結(jié)直腸癌患者NLR>2.8時(shí),其總體生存期(overall survival,OS)顯著降低;NLR>2.6與胰腺癌患者OS和無(wú)進(jìn)展生存期(progression-free survival,PFS)縮短密切相關(guān)。此外,高NLR乳腺癌患者對(duì)以艾瑞伯林為基礎(chǔ)的治療方案反應(yīng)不佳,預(yù)后差。在接受納武利尤單抗治療的非小細(xì)胞肺癌患者中,高NLR的患者預(yù)后不良。
與NLR類似,MLR亦可用于評(píng)估機(jī)體免疫系統(tǒng)功能狀態(tài)。在某些感染性疾病或自身免疫性疾病中,MLR升高可提示患者可能存在免疫失調(diào)。在腫瘤患者中,MLR也會(huì)升高,可用于胃癌和前列腺癌的輔助診斷。此外,高M(jìn)LR是2B型宮頸癌復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,與胃癌患者的不良預(yù)后亦密切相關(guān)。在臨床治療中,高M(jìn)LR與乳腺癌治療相關(guān)心臟毒性有關(guān);在接受一線程序性死亡受體-1(programmed death 1,PD-1)抑制劑治療的非小細(xì)胞癌患者中,低MLR患者的PFS顯著延長(zhǎng)。
在腫瘤患者中,外周血T細(xì)胞亞群的變化與臨床療效和患者預(yù)后密切相關(guān)。一項(xiàng)針對(duì)接受吉西他濱治療的胰腺癌患者的研究發(fā)現(xiàn),2個(gè)化療周期后,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)或CD4+/CD8+比值下降預(yù)示著更長(zhǎng)的生存期。還有研究結(jié)果顯示,CD4+/CD8+比值下降與小細(xì)胞肺癌患者淋巴轉(zhuǎn)移有關(guān),接受放射治療后,患者淋巴細(xì)胞減少,CD4+/CD8+比值隨之降低。此外,在接受貝伐珠單抗治療的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者中,高CD8+/Treg比值被認(rèn)為是預(yù)后良好的因素之一。在接受PD-1/程序性死亡受體-配體1(programmed death-ligand 1,PDL1)抑制劑治療的腫瘤患者中,高CD8+CD28+T細(xì)胞水平預(yù)示著患者對(duì)免疫治療反應(yīng)良好,CD8+CD28+T細(xì)胞可作為反映免疫治療反應(yīng)的潛在標(biāo)志物。針對(duì)肺癌患者的一項(xiàng)研究結(jié)果表明,Treg比例增高與患者的不良預(yù)后有關(guān)。
采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)外周血免疫細(xì)胞具有操作相對(duì)簡(jiǎn)單、精密度好、準(zhǔn)確度高和易于標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)。然而,外周血免疫細(xì)胞在腫瘤患者的臨床應(yīng)用中還存在一些問(wèn)題。首先,當(dāng)腫瘤患者同時(shí)伴發(fā)其他免疫性疾病或急、慢性感染時(shí),外周血免疫細(xì)胞的變化無(wú)法準(zhǔn)確反映患者的腫瘤負(fù)荷情況;其次,在接受治療的腫瘤患者中,不同治療方案對(duì)免疫細(xì)胞的影響不同,因此在結(jié)果解釋方面存在較多問(wèn)題,需針對(duì)不同患者進(jìn)行個(gè)性化分析。此外,外周血免疫細(xì)胞,尤其是T細(xì)胞亞群,分類復(fù)雜,在建立標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)方案方面仍需進(jìn)一步探索,以適應(yīng)臨床實(shí)際。
2 細(xì)胞因子
外周血細(xì)胞因子是由多種類型的細(xì)胞(主要為免疫細(xì)胞)產(chǎn)生并釋放到循環(huán)系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)分子,包括干擾素、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)、集落刺激因子。細(xì)胞因子可通過(guò)與特定受體結(jié)合,調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和其他相關(guān)生理過(guò)程。在機(jī)體免疫應(yīng)答中,外周血細(xì)胞因子能夠促進(jìn)或抑制免疫反應(yīng),并參與調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和其他免疫效應(yīng)器官之間的相互作用。近年來(lái),外周血細(xì)胞因子在腫瘤患者中的臨床價(jià)值日益受到關(guān)注。有研究結(jié)果顯示,血清IL-6、IL-8、TNF-α和癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、糖類抗原(carbohydrate antigen,CA)72-4的聯(lián)合診斷模型可用于胃癌早期篩查。另外,血清細(xì)胞因子水平與腫瘤患者預(yù)后也密切相關(guān),其中研究最為廣泛的指標(biāo)是IL-6。一項(xiàng)包含23種腫瘤的Meta分析結(jié)果顯示,在晚期腫瘤患者中,血清IL-6水平升高與患者的不良預(yù)后相關(guān),與腫瘤類型無(wú)關(guān)。血清IL-8和TNF-α水平與乳腺癌臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。LI等的研究結(jié)果顯示,血清巨噬細(xì)胞炎癥蛋白(macrophage inflammatory protein,MIP)-1α和MIP -1β水平與乳腺癌患者臨床分期有關(guān)。
在與治療相關(guān)的臨床研究中,血清細(xì)胞因子也具有應(yīng)用潛力。在接受FOLFIRINOX化療方案治療的胰腺癌患者中,血清白細(xì)胞介素-1受體拮抗劑(interleukin 1 receptor antagonist,IL-1RA)、IL-7、IL-18和MIP-1β水平與患者總體生存期密切相關(guān)。血清轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1、IL-6、IL-8和IL-10可作為免疫治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)或預(yù)后判斷因素,如基線血清IL-8水平可預(yù)測(cè)黑色素瘤和非小細(xì)胞肺癌患者抗PD-1治療的反應(yīng)性,基線血清IL-10水平與黑色素瘤復(fù)發(fā)有關(guān)。
目前,臨床常用的血清細(xì)胞因子檢測(cè)方法主要為酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、流式細(xì)胞術(shù)和多重?zé)晒馑孛笜?biāo)法等。微芯片、質(zhì)譜和單分子探針等新技術(shù)具有高通量、高靈敏度和高特異性等優(yōu)勢(shì),可推動(dòng)血清細(xì)胞因子向精準(zhǔn)化和個(gè)體化檢測(cè)模式發(fā)展。然而,血清細(xì)胞因子在腫瘤患者中的臨床應(yīng)用也面臨諸多挑戰(zhàn)。首先,血清細(xì)胞因子水平受患者自身免疫狀態(tài)和外界因素(如藥物)的影響,需要排除干擾因素;其次,檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、操作復(fù)雜,不適合對(duì)患者進(jìn)行大規(guī)模篩查。針對(duì)血清細(xì)胞因子的檢測(cè)目前尚缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法和參考區(qū)間,不同實(shí)驗(yàn)室之間的檢測(cè)結(jié)果存在一定的差異,在檢測(cè)流程標(biāo)準(zhǔn)化方面還有待進(jìn)一步提高。未來(lái)應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證具有臨床應(yīng)用潛力的細(xì)胞因子,并根據(jù)腫瘤類型和診療目的建立不同的細(xì)胞因子組合檢測(cè)方案,以實(shí)現(xiàn)其最佳的臨床監(jiān)測(cè)效果。
3 腫瘤相關(guān)自身抗體
腫瘤相關(guān)自身抗體(tumor-associated autoantibody,TAAb)是指由腫瘤相關(guān)抗原(tumor-associated antigen,TAA)刺激B細(xì)胞活化增殖而產(chǎn)生的針對(duì)TAA的自身抗體。TAAb非常穩(wěn)定,在患者出現(xiàn)臨床癥狀的數(shù)月,甚至數(shù)年之前就可以被檢測(cè)到,即使在相應(yīng)抗原消失后仍能持久存在,因此在腫瘤早期診斷方面具有重要價(jià)值。CUI等的研究結(jié)果顯示,血清大鼠肉瘤病毒基因家族成員(neuroblastoma-rat sarcoma,NRAS)、乳脂球表皮生長(zhǎng)因子8(milk fat globule epidermal growth factor like 8,MFGE8)、蛋白酪氨酸磷酸酶 4A1(protein tyrosine phosphatase type IVA1,PTP4A1)和RAS相關(guān)2(RAS-related 2,RRAS2)抗體聯(lián)合檢測(cè)可用于胃癌的輔助診斷。LOU等的研究結(jié)果顯示,血清干擾素誘導(dǎo)蛋白5(interferon-induced protein with tetratricopeptide repeat 5,IFIT5)、苯丙氨酸羥化酶(phenylalanine hydroxylase,PAH)和Fc ε受體Ⅱ(Fc epsilon receptor Ⅱ,F(xiàn)CER2)抗體可用于前列腺癌的早期診斷。在肝細(xì)胞肝癌、肺癌、食道癌、卵巢癌和骨肉瘤的診斷中,不同種類的血清TAAb也表現(xiàn)出一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。
目前,有關(guān)TAAb與腫瘤患者預(yù)后關(guān)系的研究較少。LI等發(fā)現(xiàn),血清蛋白基因產(chǎn)物9.5(protein gene product 9.5,PGP9.5)水平與肺癌患者的不良預(yù)后有關(guān)。DEMIRCAN等發(fā)現(xiàn),血清高水平硒蛋白P(selenoprotein P,SEPP)可用于乳腺癌復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)。在接受PD-1/PD-L1抑制劑治療的晚期非小細(xì)胞肺癌患者中,低血清水平的延胡索酸脫氫酶(fumarate dehydrogenase,F(xiàn)H)、17-β-羥基類固醇脫氫酶10(hydroxysteroid 17-beta dehydrogenase 10,HSD170B)、人食管鱗狀上皮癌抗原(New York esophugeal squamous cell carcinoma-1,NY-ESO-1)和波形蛋白抗體與患者更長(zhǎng)的OS密切相關(guān)。基于5種TAAb[腫瘤蛋白53(protein 53,p53)、乳腺癌易感基因2(breastcancer gene 2,BRCA2)、HUD、三基序蛋白21(tripartite motif-containing protein 21,TRIM21)和NY-ESO-1]的聯(lián)合檢測(cè)方法可預(yù)測(cè)非小細(xì)胞肺癌患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的反應(yīng),且5種TAAb 聯(lián)合檢測(cè)陽(yáng)性的患者具有更長(zhǎng)的PFS。
目前,用于檢測(cè)TAAb的方法較多,如間接免疫熒光法、化學(xué)發(fā)光法、免疫印跡法、流式熒光法。每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),尚未形成統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然TAAb種類繁多,但在特異性方面表現(xiàn)一般,因此為了提高早期發(fā)現(xiàn)腫瘤的能力,需制定統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法,并對(duì)不同的TAAb檢測(cè)組合進(jìn)行優(yōu)化,以建立更加高效、經(jīng)濟(jì)和便捷的腫瘤早期診斷新模式。
4 可溶性免疫檢查點(diǎn)
免疫檢查點(diǎn)在免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)中扮演著關(guān)鍵角色,阻斷細(xì)胞膜上的免疫檢查點(diǎn)是一種有效的腫瘤治療策略。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)是首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的功能性免疫檢查點(diǎn)。CTLA-4可在T細(xì)胞初始活化階段抑制淋巴結(jié)中的T細(xì)胞,PD-1通路可在免疫應(yīng)答后期抑制已激活的T細(xì)胞。因此,抗CTLA-4抗體和抗PD-1/PD-L1抗體在多種實(shí)體腫瘤和血液系統(tǒng)惡性腫瘤中具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái),學(xué)者們發(fā)現(xiàn)了一系列可溶性免疫檢查點(diǎn),如可溶性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(soluble cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,sCTLA-4)和可溶性程序性死亡受體-1(soluble programmed death-1,sPD-1),這2種可溶性免疫檢查點(diǎn)是細(xì)胞膜上免疫檢查點(diǎn)的功能組分,由免疫細(xì)胞分泌并可擴(kuò)散至外周血,其水平變化會(huì)影響腫瘤的發(fā)生和患者的療效、預(yù)后。
隨著腫瘤免疫治療的快速發(fā)展,外周血可溶性免疫檢查點(diǎn)作為潛在的標(biāo)志物在腫瘤診斷中引起了廣泛關(guān)注。血清sCTLA-4被認(rèn)為是卵巢癌的輔助診斷指標(biāo)。血漿中的可溶性程序性死亡受體-配體2(soluble programmed death-ligand2,sPD-L2)可用于肺癌患者的輔助診斷。聯(lián)合應(yīng)用血清可溶性T淋巴細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白3(T cell immunoglobulin domain and mucin domain-3,TIM-3)和鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen,SCC-Ag)能夠提高口腔鱗癌的診斷準(zhǔn)確率。血清可溶性CD137對(duì)侵襲性非小細(xì)胞肺癌和肝細(xì)胞肝癌具有較高的輔助診斷價(jià)值。在預(yù)后判斷方面,高血清sCTLA-4水平與膠質(zhì)瘤患者PFS顯著縮短有關(guān);高水平的血清可溶性CD86與骨髓瘤患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。此外,結(jié)直腸癌術(shù)后復(fù)發(fā)患者血清sTIM-3水平顯著高于未復(fù)發(fā)患者(P<0.05)。
在與治療相關(guān)的臨床研究中,血清可溶性免疫檢查點(diǎn)也顯示出其應(yīng)用潛能。在采用納武單抗治療的胃癌患者中,高血漿sPD-1水平與患者PFS縮短顯著相關(guān),可作為預(yù)測(cè)患者預(yù)后的指標(biāo)。非小細(xì)胞肺癌患者接受抗PD-1治療后,高sPD-1水平與患者更長(zhǎng)的OS密切相關(guān);高可溶性程序性死亡受體-配體1(soluble programmed death-ligand 1,sPD-L1)水平與患者較短的PFS密切相關(guān)。LI等的研究結(jié)果顯示,新輔助化療后達(dá)到完全緩解或部分緩解的三陰性乳腺癌患者血清sPD-1和sPD-L1水平明顯低于治療反應(yīng)不佳患者(P<0.05)。
目前,外周血可溶性免疫檢查點(diǎn)的檢測(cè)方法主要為ELISA,具有較高的靈敏度和特異性。多款基于Luminex多因子檢測(cè)技術(shù)的商品化試劑盒可用于檢測(cè)可溶性免疫檢查點(diǎn)。該方法所需樣本量少,可同時(shí)檢測(cè)數(shù)種,甚至數(shù)十種可溶性免疫檢查點(diǎn),特異性與ELISA高度相符,具有良好的應(yīng)用前景。在臨床應(yīng)用方面,由于外周血免疫檢查點(diǎn)檢測(cè)起步較晚,缺乏統(tǒng)一的參考區(qū)間,尚難以在臨床實(shí)驗(yàn)室推廣,其臨床應(yīng)用仍需進(jìn)一步探索。對(duì)接受免疫治療的腫瘤患者進(jìn)行篩查,制定個(gè)體化的治療監(jiān)測(cè)和評(píng)估方案,可能是未來(lái)外周血免疫檢查點(diǎn)的發(fā)展方向。
5 總結(jié)與展望
近年來(lái),腫瘤患者外周血免疫指標(biāo)的臨床價(jià)值日益受到臨床重視,尤其是隨著免疫治療的發(fā)展,監(jiān)測(cè)腫瘤患者的免疫狀態(tài)顯得更加重要。大量的臨床研究結(jié)果表明,外周血免疫細(xì)胞分群、細(xì)胞因子、TAAb和可溶性免疫檢查點(diǎn)等多種生物學(xué)指標(biāo)在腫瘤的輔助診斷、患者療效監(jiān)測(cè)和預(yù)后評(píng)估等方面表現(xiàn)出潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。然而,目前大部分研究結(jié)果是基于小樣本的探索,且存在檢測(cè)方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等局限性。因此,相關(guān)研究結(jié)果需要進(jìn)一步在大規(guī)模前瞻性臨床試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證,以更好地為臨床決策服務(wù)。另外,根據(jù)腫瘤患者的診療目的,制定精準(zhǔn)化和個(gè)體化的外周血免疫指標(biāo)檢測(cè)方案,可能對(duì)患者治療監(jiān)測(cè)和預(yù)后評(píng)估具有更為重要的臨床意義。