自2010年III期臨床試驗首次證實依匹木單抗(ipilimumab)可改善惡性黑色素瘤患者總生存率,免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors, ICI)在腫瘤免疫治療領(lǐng)域不斷取得進展,深刻變革了腫瘤治療理念,將治療靶點由腫瘤轉(zhuǎn)向自身免疫系統(tǒng),2018年榮獲諾貝爾生理學醫(yī)學獎。ICI通過抑制免疫檢查點(如細胞毒性淋巴細胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T-lymphocyte antigen 4, CTLA-4)、程序性細胞死亡蛋白-1(programmed cell death protein 1, PD-1)及程序性細胞死亡蛋白配體-1(programmed cell death ligand 1, PD-L1)等),阻斷腫瘤免疫逃逸機制,促進機體對腫瘤的免疫應答,改善腫瘤患者生存,但伴隨而來的是對全身其他臟器產(chǎn)生的免疫相關(guān)不良反應(immune-related adverse events, irAE),心臟毒性是其中少見但嚴重的irAE。ICI相關(guān)心臟毒性初期多為零星的個案報道,近年來隨著ICI臨床應用的開展及適應癥的擴大,相關(guān)病例不斷增多,ICI相關(guān)心臟毒性逐漸成為熱點,出現(xiàn)樣本量增多的病例系列、回顧性分析 、注冊登記研究及meta分析等,但目前對其機制及管理等方面的理解仍十分有限。既往ICI在中國尚處于臨床試驗階段,已觀察到部分出現(xiàn)心臟毒性的患者,近期ICI在中國逐步上市,預計ICI相關(guān)心臟毒性的病例將不斷增多,提高臨床醫(yī)生對其的認識十分必要。在此根據(jù)現(xiàn)有證據(jù),對ICI相關(guān)心臟毒性的臨床表現(xiàn)、機制、診斷、治療及預后等做一綜述。
免疫檢查點抑制劑的應用進展
免疫調(diào)節(jié)點(如CTLA-4、PD-1等)是機體抑制T細胞過度活化,阻斷自身免疫應答失控的重要機制。腫瘤抗原經(jīng)抗原遞呈細胞(antigen?presenting?cells,?APC)遞呈后,通過主要組織相容復合物(major histocompatibility complex, MHC)與T細胞受體(T cell?receptor,?TCR)結(jié)合,激活純真T細胞,T細胞表面的CD28與APC表面的CD80(B7-1)或CD86(B7-2)結(jié)合對此過程起協(xié)同作用,而T細胞表達的CTLA-4可與CD28競爭性結(jié)合CD80/CD86,阻止T細胞激活并使之失能,同時CTLA-4可增強調(diào)節(jié)性Treg細胞的活性,起到免疫抑制作用。腫瘤細胞還可表達PD-L1,通過與效應T細胞表面的PD-1結(jié)合使其失活并凋亡,導致免疫逃逸。免疫調(diào)節(jié)點抑制劑通過阻斷CTLA-4、PD-1、PD-L1等免疫下調(diào)機制位點,激活自身免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的應答,起到抗腫瘤作用。目前已有數(shù)個ICI (如CTLA-4抑制劑: iplimumab;PD-1抑制劑: pembrolizumab,nivolumab;PD-L1抑制劑: atezolizumab , avelumab,durvalumab)經(jīng)美國食品藥品管理局批準并上市,獲準用于多種不同腫瘤(如非小細胞肺癌、腎細胞癌、淋巴瘤、頭頸部腫瘤等),臨床研究證實其有效性,可改善多種腫瘤患者的總生存率,其中nivolumab和pembrolizumab已于2018年在中國上市。ICI在激活免疫系統(tǒng)起抗腫瘤作用的同時,可能產(chǎn)生脫靶效應,引起irAE,其機制尚不完全明確,推測與其打破機體自身免疫與免疫耐受之間的平衡有關(guān)。ICI相關(guān)不良反應十分常見,全身各個臟器均可受累,常見的有皮疹、結(jié)腸炎、肝炎、甲狀腺炎等,少見但嚴重的irAE包括肺炎、腎損傷、心臟毒性、神經(jīng)系統(tǒng)毒性等,根據(jù)Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE)標準,大部分不良反應為1-2級,患者對其耐受性通常良好。免疫相關(guān)心臟毒性在irAE中發(fā)生率低但進展迅速,死亡率高,需引起重視。
圖源(Varricchi G, Galdiero MR, Tocchetti CG: Cardiac Toxicity of Immune Checkpoint Inhibitors: Cardio-Oncology Meets Immunology. Circulation 2017, 136(21):1989-1992.DOI:10.1161/circulationaha.117.029626)
免疫檢查點抑制劑心臟毒性
1 發(fā)生率
對百時美施貴寶公司截至2016年4月的藥物安全性數(shù)據(jù)庫進行分析顯示,0.09%接受ICI治療的患者出現(xiàn)心肌炎,其中接受ICI聯(lián)合治療的患者發(fā)生心肌炎的比例更高(0.27%),診斷中位時間是接受首次ICI治療后17天。但在一項8個臨床中心的注冊登記研究中,1.14%接受ICI治療患者發(fā)生心肌炎,發(fā)病中位時間是首次治療后34天。由于既往ICI應用過程中心臟相關(guān)實驗室指標監(jiān)測及影像學檢查并非常規(guī),實際發(fā)病率可能更高。大部分ICI相關(guān)心臟毒性發(fā)生于首次治療后2-3月內(nèi),但也有遲發(fā)性起病的報道。ICI相關(guān)心臟毒性發(fā)生的危險因素尚不十分明確,可能相關(guān)的因素包括合并自身免疫性疾病、基礎(chǔ)心臟疾病、糖尿病,聯(lián)合用藥等。
2 臨床表現(xiàn)
2.1 心肌炎:心肌炎是ICI相關(guān)心臟毒性中最常被報道的,臨床表現(xiàn)以充血性心力衰竭、心律失常等相關(guān)癥狀為主,異質(zhì)性較大且不特異,胸悶、氣短、乏力等是常見的主訴,也可以惡心等不典型癥狀起病,部分患者可無癥狀,僅表現(xiàn)為心臟標志物升高,而部分嚴重患者可表現(xiàn)為暴發(fā)性心力衰竭,甚至快速進展的心源性休克。大部分ICI相關(guān)心肌炎患者有心肌肌鈣蛋白(cardiac troponin, cTn)的升高,心電圖及超聲心動圖異常亦很常見,患者的射血分數(shù)可正?;虺霈F(xiàn)不同程度的減低。許多患者在發(fā)生ICI相關(guān)心肌炎的同時合并其他irAEs,其中最常見的是肌炎,約有1/4的患者合并肌炎。
2.2 心律失常:心律失常是ICI相關(guān)心臟毒性的另一重要表現(xiàn),可與左心收縮功能障礙合并或單獨出現(xiàn),患者可發(fā)生房顫、室上性或室性心動過速等各種心律失常,傳導阻滯十分常見,且常常進展至完全性傳導阻滯,甚至發(fā)生心臟驟停,尸檢可見淋巴細胞浸潤竇房結(jié)及房室結(jié)。
2.3 其他:ICI治療相關(guān)心包炎、心包積液、心包填塞等已多次被報道,可出現(xiàn)于治療開始后的10至50周,對心包積液相關(guān)病因(如感染性、腫瘤性等)篩查未見明顯陽性結(jié)果。ICI相關(guān)心包炎發(fā)生機制尚不明確,考慮可能與細胞毒性T細胞浸潤心包相關(guān),患者在糖皮質(zhì)激素輔以心包引流等治療后好轉(zhuǎn)。ICI還被報道可引起高血壓、癥狀性竇性心動過速、心絞痛、Takotusbo樣心肌病等。
3 機制
ICI相關(guān)心臟毒性的確切機制尚不十分明確?;A(chǔ)研究表明心肌抗原激活T淋巴細胞在自身免疫性心肌炎的發(fā)生中起重要作用。免疫檢查點CTLA-4、PD-1等參與建立針對活化T細胞的外周免疫耐受機制,在動物試驗中,CTLA-4、PD-1與PD-L1有助于保護心肌免受免疫相關(guān)損傷。Love等報道CTLA-4可限制細胞毒性T細胞增殖,阻斷心肌炎病理生理機制,CTLA-4缺陷的CD8+細胞毒性T淋巴細胞較野生型細胞毒性T細胞更易導致致命性心肌炎。Nishimura和Okazaki等的研究顯示PD-1基因敲除小鼠可出現(xiàn)抗肌鈣蛋白抗體介導的擴張性心肌病。PD-1缺陷的自身免疫疾病模型小鼠可出現(xiàn)淋巴細胞性心肌炎,在PD-L1缺陷小鼠中亦觀察到類似的致死性淋巴細胞性心肌炎。CTLA-4抑制劑通過與CD80/CD86競爭性結(jié)合CTLA-4,PD-1抑制劑與PD-L1抑制劑通過阻斷PD-1與其配體PD-L1的結(jié)合,破壞外周免疫耐受,使T細胞的激活易化,導致心臟損害。此外,對ICI相關(guān)心肌炎患者的尸檢顯示心肌、骨骼肌及腫瘤組織可見大量T細胞浸潤,對浸潤淋巴細胞TCR的測序發(fā)現(xiàn)三者存在高度克隆擴增,同時腫瘤組織中檢出肌肉特異性抗原,提示心肌與腫瘤組織表達相同抗原可能是ICI相關(guān)心臟毒性的機制之一。
4 診斷
ICI相關(guān)心臟毒性起病急驟,致死率高,需要臨床醫(yī)生提高警惕、及時識別。初始評估包括詳細的病史詢問及體格檢查,應迅速地對患者的心功能、血流動力學穩(wěn)定性、電生理異常等情況進行綜合評估,注意有無危及生命的緊急情況。心電圖及cTn檢查是初步檢查的重要手段。心電圖異常在ICI相關(guān)心臟毒性中十分常見,包括ST-T變化、束支阻滯、快速/緩慢心律失常等,靈敏度及特異度有限,但其在識別完全性傳導阻滯、室性心動過速等心律失常中的作用毋庸置疑,必要時還可行動態(tài)心電圖或持續(xù)心電監(jiān)測。心臟標志物(如cTn、肌酸激酶等)對心臟損傷有重要診斷意義。大部分已報道的暴發(fā)性心肌炎患者存在cTn升高,但cTn正常不能完全除外ICI相關(guān)心臟毒性,特別是在ICI治療晚期起病者。其他指標如腦利鈉肽(brain natriuretic peptide, BNP)、N端-腦利鈉肽前體(N-terminal pro brain natriuretic peptide, NT-proBNP)、血沉、C反應蛋白、自身免疫抗體等亦有助于輔助診斷。指南建議在ICI治療前留取基線心電圖及心臟標志物檢查,并在治療過程中定期監(jiān)測,出現(xiàn)癥狀時及時復查。
對于懷疑ICI相關(guān)心臟損害的患者下一步可行超聲心動圖或心臟核磁共振(cardiac magnetic resonance imaging, CMR)檢查。典型的心肌炎發(fā)生時可出現(xiàn)室壁增厚、心室收縮功能減低、彌漫性或局限性室壁運動減低等,但多隨病情演進而呈動態(tài)變化,建議反復行超聲心動圖檢查。CMR空間分辨率高,可對心肌組織特征進行無創(chuàng)評估,心肌炎癥浸潤時毛細血管滲透性增加,可出現(xiàn)組織水腫及細胞壞死,CMR檢查可出現(xiàn)釓造影劑延遲強化等表現(xiàn),能為診斷提供更多信息。但CMR亦存在局限性,如檢查時間過長、正在接受呼吸循環(huán)支持或起搏器治療的重癥患者無法進行檢查等。
根據(jù)Dallas標準,心內(nèi)膜活檢仍是ICI相關(guān)心肌炎診斷的金標準。但由于其有創(chuàng)性、風險性及活檢范圍局限性等缺點,心內(nèi)膜活檢目前仍未常規(guī)普及,是否行心內(nèi)膜活檢應由心內(nèi)科醫(yī)生、腫瘤科醫(yī)生、患者及家屬等共同討論,綜合考慮患者病情及預后、活檢相關(guān)獲益與風險(如心肌穿孔、心律失常、心包填塞等)后決定。ICI相關(guān)心臟毒性患者心內(nèi)膜活檢病理可見心肌組織淋巴細胞浸潤伴或不伴纖維化,可累及竇房結(jié)、房室結(jié)等,免疫組化染色可見CD4+及CD8+ T細胞、CD68+巨噬細胞等,同時可見FOXP3+ Treg細胞減少,CD20-有助于除外抗體介導免疫反應。
懷疑ICI相關(guān)心臟損害的同時需進行充分的鑒別診斷,注意除外其他病因?qū)е碌男呐K損害,冠脈造影、冠脈CTA等有助于除外缺血性心臟病,病毒相關(guān)血清學檢查、心內(nèi)膜活檢組織PCR擴增等有助于排除病毒性心肌炎。腫瘤患者多存在合并用藥,需充分考慮其他可能導致心臟毒性的藥物。
對于發(fā)生ICI相關(guān)心臟毒性的患者,為評估病情及指導治療,應根據(jù)CTCAE標準進行分級:1級:無癥狀,但心臟標志物檢查(如cTn、BNP)異?;蛐碾妶D異常;2級:中等活動出現(xiàn)癥狀,伴實驗室檢查異常;3級:休息或輕微活動時出現(xiàn)癥狀,需要干預;4級:危及生命,需要緊急干預(如持續(xù)靜脈治療、機械循環(huán)支持)。
5 治療
ICI相關(guān)心臟損害常進展迅速,一旦診斷需盡快啟動治療。目前關(guān)于ICI相關(guān)心臟毒性治療的前瞻性研究很少,癌癥免疫治療協(xié)會(Society for Immunotherapy of Cancer, SITC)、歐洲腫瘤內(nèi)科學會(European Society for Medical Oncology, ESMO)、美國臨床腫瘤學會(American Society of Clinical Oncology, ASCO)、國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network, NCCN)等根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗及有限證據(jù),在指南中對ICI相關(guān)心臟毒性的處理作出了相應推薦,對臨床實踐具有一定指導意義。停止ICI治療及免疫抑制治療目前仍是ICI相關(guān)心臟損害治療的基石,糖皮質(zhì)激素是免疫抑制治療中的一線藥物,盡早開始大劑量激素治療可改善ICI相關(guān)心臟損害患者左室收縮功能,減少主要心血管不良事件(major adverse cardiac events, MACE)。關(guān)于糖皮質(zhì)激素的用量,對于ICI相關(guān)心肌炎,推薦初始盡快予大劑量(1-2mg/kg)強的松或甲強龍(根據(jù)病情決定靜脈或口服給藥),對于病情嚴重(3-4級)或大劑量激素治療3-5天后反應欠佳的患者,可考慮激素沖擊治療(甲強龍1g靜脈輸注3-5天)。患者病情穩(wěn)定、心功能恢復至基線水平后可考慮開始減量,在4-6周內(nèi)逐漸減停。對重癥心肌炎、糖皮質(zhì)激素治療無效或不耐受的患者,可考慮加用他克莫司、嗎替麥考霉酚酸酯、英夫利昔單抗、抗胸腺細胞球蛋白、血漿置換等其他免疫調(diào)節(jié)治療。需要注意的是,英夫利昔單抗曾被觀察到可能導致心衰的發(fā)生及惡化,其應用存在爭議。
在免疫抑制治療的同時,支持治療亦十分重要,建議取得心內(nèi)科醫(yī)生的協(xié)助。充血性心衰患者應適當利尿,并在可耐受的情況下逐步加用β受體阻滯劑、RAAS阻滯劑等心血管指南推薦的治療,心包積液患者可適當行心包引流,發(fā)生心律失常的患者需根據(jù)情況予抗心律失常治療,對于出現(xiàn)心臟傳導阻滯的患者,進展至完全性傳導阻滯的比例較高,應適當放寬起搏器植入指征。部分患者病情呈暴發(fā)性進展,迅速出現(xiàn)心源性休克及多臟器功能衰竭,最終導致死亡,對于血流動力學不穩(wěn)定患者應盡早予有創(chuàng)血流動力學監(jiān)測并加強循環(huán)支持治療。
發(fā)生ICI相關(guān)心臟損害的患者通常不建議再次嘗試ICI治療,ASCO指南建議所有發(fā)生ICI相關(guān)心臟毒性的患者終身禁用ICI,而NCCN指南中對于發(fā)生1級心臟毒性的患者,癥狀好轉(zhuǎn)后可考慮再次嘗試ICI治療。對于許多晚期腫瘤患者而言,ICI可能是唯一可行治療,是否重啟及何時重啟ICI治療需根據(jù)腫瘤病情、ICI治療反應性、備選療法、心臟毒性嚴重程度、對免疫抑制治療的反應性、患者意愿等進行個體化考量,由腫瘤科醫(yī)生、心內(nèi)科醫(yī)生及患者共同討論決定。對于決定重啟治療的患者,可考慮換用其他類型的單個ICI治療并進行嚴密監(jiān)測。
6 預后
目前關(guān)于ICI相關(guān)心臟毒性的報道多為個案報道及小規(guī)?;仡櫺匝芯浚休^大,對其預后的認識有限。世界衛(wèi)生組織個人病例安全數(shù)據(jù)庫分析顯示,101名ICI治療后發(fā)生心肌炎的患者中有46例(46%)死亡,接受PD-1或PD-L1抑制劑聯(lián)合CTLA-4抑制劑治療者死亡率高于PD-1或PD-L1抑制劑單藥治療者(67% vs 36%, p=0.008),5位接受ipilimumab單藥治療的患者中亦有3位(60%)死亡?,F(xiàn)有報道顯示ICI相關(guān)心肌炎較其他病因所致心肌炎預后更差,Mahmood等還發(fā)現(xiàn)cTn升高、糖皮質(zhì)激素用量低等與預后不良相關(guān)。未來的大規(guī)模、前瞻性的隨訪研究將有助于進一步明確ICI相關(guān)心臟損害患者的長期預后。
討論
ICI的出現(xiàn)是腫瘤免疫治療領(lǐng)域的重要里程碑,可明顯抑制腫瘤增殖,改善患者生存,在實體及血液系統(tǒng)腫瘤中均取得良好療效,為腫瘤患者提供更多治療選擇,但伴隨而來的是irAE的發(fā)生。心臟毒性是ICI應用中少見但嚴重的不良反應,具有發(fā)病早、癥狀不特異、進展迅速、致死率高等特點,需引起臨床醫(yī)生的重視。既往在ICI臨床試驗及治療過程中未常規(guī)進行心臟相關(guān)評估,對ICI相關(guān)心臟毒性發(fā)病率可能存在低估,未來更大樣本量、更長隨訪時間的注冊研究將有助于明確心臟毒性的真實發(fā)生率。ICI相關(guān)心臟毒性的發(fā)生機制目前尚不完全明確,應積極對其毒理學、免疫學、分子生物學等機制進行探索,進一步闡明心臟毒性相關(guān)特點與危險因素。隨著ICI在中國的逐步上市,同時多種新型ICI正在研發(fā)中,臨床醫(yī)生必須提高對ICI相關(guān)心臟毒性的認識與警惕,在ICI應用前及使用過程中應定期進行心血管評估,以便早期識別ICI相關(guān)心臟毒性并及時治療。ICI相關(guān)心臟毒性發(fā)生率低,開展大規(guī)模前瞻性研究難度大,應充分調(diào)動各醫(yī)療中心之間的資源,加強合作,共同開展針對ICI相關(guān)心臟毒性的高質(zhì)量研究,為優(yōu)化監(jiān)測及治療方案提供更多證據(jù)。隨著腫瘤研究領(lǐng)域日新月異的進展,腫瘤治療手段逐步增多,患者生存時間明顯延長,合并心臟疾病的比例逐漸升高,同時多種腫瘤治療方法可導致心血管并發(fā)癥,腫瘤心臟病學的理念應運而生并逐漸引起重視,ICI相關(guān)心臟毒性正是腫瘤學、心臟病學等多學科交叉的重要案例,應建立由腫瘤科醫(yī)生、心內(nèi)科醫(yī)生、免疫科醫(yī)生、全科醫(yī)生、檢驗科醫(yī)生、影像科醫(yī)生、病理科醫(yī)生等共同組成的協(xié)作團隊,在治療前病情評估、腫瘤治療計劃制定、治療過程中心臟毒性監(jiān)測與處理等方面共同努力,使患者在腫瘤得到控制的同時優(yōu)化心血管健康,獲得高生活質(zhì)量的長期生存。
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