成超 李杰

作者單位：030000 太原 1山西醫(yī)科大學；2山西省腫瘤醫(yī)院，中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院山西醫(yī)院，山西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院

肺癌是目前全球第二常見的惡性腫瘤，也是癌癥死亡的第一大主要原因[1]。放療和免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICI）是肺癌重要的治療手段，目前研究顯示放射治療聯(lián)合ICI治療在肺癌中可以起到1+1＞2的效果，這也推動了更多患者接受聯(lián)合治療并從中獲益[2]。在聯(lián)合治療過程中，相關性肺炎是常見的嚴重并發(fā)癥，可能導致治療進程中斷，從而影響患者預后。近年來，有關放療和ICI以及兩者聯(lián)合治療所致的相關性肺炎及其發(fā)生機制的研究不斷涌現(xiàn)，本文就放射性肺炎（radiation pneumonitis，RP）和免疫檢查點抑制劑相關性肺炎（checkpoint inhibitor-related pneumonitis，CIP）以及放射-免疫相關性肺炎的可能發(fā)病機制及其診斷與治療展開綜述。

1 RP

1.1 RP的發(fā)生機制

在肺癌放療過程中，正常肺組織損傷不可避免。放射性肺損傷（radiation-induced lung injury，RILI）是胸部放射治療常見的并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為早期（治療后12周內）出現(xiàn)的RP和晚期（治療6月后）出現(xiàn)的放射性肺纖維化（radiation pulmonary fibrosis，RPF）[3]。肺組織受到照射后電離輻射誘導肺泡上皮細胞出現(xiàn)退行性變、基底膜增厚，釋放出轉化生長因子-α（transforming growth factor-α，TGF-α）、轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）、白介素（interleukin，IL）等多種細胞因子，進而誘導外周免疫細胞分化、分泌細胞因子促進炎癥反應。隨著劑量的增加及時間的延長，血管通透性增加，導致血液滲出物和炎癥細胞集聚肺泡腔，Ⅰ型肺泡細胞裂解、凋亡，Ⅱ型肺泡細胞分泌、增殖分化能力減退，造成肺泡塌陷及肺不張，最終出現(xiàn)RP[4]。此后，成纖維細胞異常增生，受損的血管內皮細胞及肺泡細胞經過上皮間質轉化（epithelialmesenchymal transition，EMT）過程，逐漸修復受損肺組織，形成RPF[5]。

此外，CD4+T淋巴細胞、巨噬細胞、間充質干細胞等也全程參與了RILI的形成。CD4+T淋巴細胞是一種重要的免疫細胞，主要有Th1細胞、Th2細胞、Th17細胞、Tregs細胞等亞型。其中，Th1細胞由IFN-γ、IL-12誘導分化而來，通過分泌TGF-α、IFN-γ、IL-12等細胞因子參與急性炎癥反應，并影響RPF進程，在RP早期形成中扮演了重要的角色。Th2細胞通過分泌IL-4、IL-10和IL-13等細胞因子抑制Th1細胞因子產生，推動RILI向RPF發(fā)展。有研究表明，Th1細胞因子與Th2細胞因子比例失調可能是RPF的病因之一[6]。巨噬細胞主要分布在肺泡、肺泡隔的結締組織中，可被不同類型細胞因子誘導極化為M1巨噬細胞、M2巨噬細胞，其中M1巨噬細胞可以清除病原體，推動RP的進展，M2巨噬細胞通過表達IL-10、TGF-β等細胞因子抑制炎癥反應，促進RPF。綜上所述，RILI是一個由電離輻射導致細胞損傷，多種細胞因子及其相關通路調節(jié)、參與的損傷及損傷后修復的過程。

1.2 RP的預測因素

嚴重RILI是導致肺癌放射治療終止的因素之一，對放療療效和結局具有重要影響。因此，明確RILI相關危險因素有助于評估肺部情況、篩選高風險患者并及時采取預防措施。有研究將RILI的危險因素分為患者自身因素及治療因素，在患者自身因素方面，女性、年齡＞60歲、較差的體力狀態(tài)評分、長期吸煙史、既往肺部疾病史包括慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）、間質性肺疾病（interstitial lung disease，ILD）、治療前較差的肺功能參數(shù)等均與高RP發(fā)生率相關[7-9]。在治療因素方面，目前研究顯示，肺平均受照劑量（mean lung dose，MLD）、肺V5、肺V20、肺V30等與RP發(fā)生相關，但受限于回顧性研究的局限性，部分指標的邊界值尚未達成共識，甚至不同研究可能會得出矛盾的結果，因此仍需開展更多的前瞻性試驗進一步探索[7-10]。

近年來，隨著對RILI發(fā)生機制研究的深入及放射基因組學、影像學技術的發(fā)展，單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）、外周血指標如細胞因子以及淋巴細胞亞群等與RILI發(fā)生的關系也成為研究的新熱點。SNP是人類可遺傳的變異中最常見的一種，是在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。以TGF-β1為例，NIU等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在我國肺癌患者群體中，TGF-β1（rs11466345）的AG/GG基因型與＞3級RP的發(fā)生相關。除TGF-β外，共濟失調毛細血管擴張突變基因、5，10-亞甲基四氫葉酸還原酶等的SNP也被報道與RILI相關[12]。另有研究顯示，在治療過程中監(jiān)測細胞因子及免疫細胞指標的波動也可用于預測RILI的發(fā)生。WANG等[13]通過前瞻性研究觀察到治療前IL-8低水平及治療前/后2周的TGF-β1高比值與RP的發(fā)生密切相關。BAI等[14]回顧性分析129例接受放療的肺癌患者放療前后淋巴細胞亞群的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)治療過程中外周血淋巴細胞數(shù)顯著減少與＞3級RP相關，并在小鼠模型中驗證了這一發(fā)現(xiàn)。

影像學技術的深入發(fā)展不僅豐富了臨床檢查手段，也給放射治療提供新的指導。X線暗場成像是一種通過分析X射線與不同密度物質（比如肺和空氣之間的界面）交互時形成的小角度散射，得到非常精細的組織結構及與其相關的額外信息（如肺泡完整性）的一種成像技術。GASSERT等[15]利用X線暗場成像技術對RILI模型小鼠進行評估，發(fā)現(xiàn)X線暗場成像相較于普通成像技術能更早發(fā)現(xiàn)RILI，且靈敏度更高（95%vs50%）。

2 CIP

2.1 CIP的發(fā)生機制

CIP是一種嚴重且有可能致命的免疫相關不良反應（immune-related adverse events，irAEs）。免疫檢查點主要包括程序性死亡受體-1（programmed cell death protein 1，PD-1）、程序性死亡配體-1（programmed cell death 1 ligand 1，PD-L1）以及細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白 4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4）等，ICI通過與對應的靶點結合促進T細胞的活化與增殖，起抗腫瘤細胞的作用。關于CIP的發(fā)生機制目前尚不明確，多數(shù)研究者認為CIP的發(fā)生與ICI在調節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮的作用有關，如ICI導致的CD4+T淋巴細胞各亞型比例失調、細胞因子抗體水平以及自身抗體水平升高等。少數(shù)研究還發(fā)現(xiàn)腸道微生物菌群、SNP等與CIP發(fā)生相關，但確切的發(fā)生機制尚無定論[16-17]。

2.1.1 ICI造成CD4+T淋巴細胞各亞型比例失調 CD4+T淋巴細胞主要有Th1細胞、Th2細胞、Th17細胞、Tregs細胞等亞型。SURESH等[18]分析了12例接受ICI治療的非小細胞肺癌患者的肺泡灌洗液標本，發(fā)現(xiàn)CIP患者的灌洗液T細胞趨化因子含量升高，CD4+T細胞顯著增加。提示ICI可以促進Th1細胞的產生并抑制Th2相關細胞因子分泌，從而誘導急性炎癥的產生。Tregs細胞同時表達PD-1和PD-L1，可導致免疫抑制及Th1細胞數(shù)量減少[19]。在小鼠模型中應用ICI后可觀察到Tregs細胞數(shù)量下降、功能低下，從而提高了T細胞抗感染及抗腫瘤免疫能力，并有可能導致自身免疫反應[20]。除上述2個細胞亞型外，還有研究發(fā)現(xiàn)ICI應用于小鼠后Th17細胞數(shù)量增加，但Th17細胞同時具有募集CD8+T淋巴細胞及促進腫瘤血管生成的功能，目前對CIP的影響尚無定論[21]。

2.1.2 細胞因子抗體水平提升 細胞因子是一類由免疫細胞合成和分泌、具有廣泛生物學活性的小分子蛋白質，可以調節(jié)先天免疫和獲得性免疫，影響腫瘤生長并參與炎癥反應。有研究發(fā)現(xiàn)應用ICI后多種細胞因子如IL-1、IL-2和IL-13等在治療早期顯著上調，并與高級別irAEs的發(fā)生有關[22]。說明ICI可以激活T細胞，導致細胞因子的過度釋放和強大的促炎反應，從而誘導irAEs的發(fā)展。雖然目前已發(fā)現(xiàn)大量與irAEs發(fā)生相關的細胞因子，但是肺癌患者發(fā)生CIP的證據尚缺乏，仍需更多的研究去探索和發(fā)現(xiàn)。

2.1.3 自身抗體水平提升 irAEs的發(fā)生可能與人類免疫中先前存在的和新出現(xiàn)的自身抗體增加有關。多變量分析表明，體內存在的自身抗體，如類風濕因子、抗核抗體、抗甲狀腺球蛋白和抗甲狀腺過氧化物酶等可能與不同器官中irAEs的發(fā)展獨立相關，在CIP患者中發(fā)現(xiàn)ICI治療后抗CD74自身抗體的中位數(shù)增加1.34倍，表明CD74自身抗體可能與肺炎的發(fā)生有關[23]。由此可見，自身抗體水平升高在免疫相關不良事件的發(fā)生中可能發(fā)揮了作用，值得進一步深入研究。

2.2 CIP的預測因素

CIP的發(fā)生與多種因素相關，目前研究顯示患者個體特征和治療過程中的實驗室檢查項目與CIP的發(fā)生密切相關。多項系統(tǒng)綜述發(fā)現(xiàn)，相對于其他類型的惡性腫瘤，肺癌患者CIP發(fā)生率更高，且年齡＞70歲、COPD病史和胸部放療史可能與CIP的發(fā)病率增加有關[24-26]。除COPD病史外，一項韓國的回顧性研究分析了167例接受ICI治療的肺癌患者，發(fā)現(xiàn)ILD患者相較于無肺部疾病患者肺炎發(fā)病率明顯增高（18.2%vs2.8%；P=0.002）[25]。在實驗室檢查方面，一項納入300例患者的回顧性分析觀察到CIP患者外周血嗜酸性粒細胞絕對計數(shù)高于無CIP患者，并分析出最佳預測值為 0.125×109/L[27]。WANG等[28]發(fā)現(xiàn)IL-17A和IL-35水平升高與CIP的發(fā)生發(fā)展相關。WUSSLER等[29]發(fā)現(xiàn)與基線水平相比，阿替利珠單抗治療后發(fā)生CIP的非小細胞肺癌患者CRP和IL-6水平升高。另外，不同類型ICI的選擇也會影響CIP的發(fā)生，已有研究顯示應用PD-1單抗免疫治療肺炎發(fā)生率高于單獨應用抗細胞毒T淋巴細胞-4（CTL-4）或PD-L1單抗免疫治療，并且聯(lián)合免疫療法（抗PD-1/PD-L1聯(lián)合抗CTL-4）與單藥療法相比肺毒性發(fā)生率更高[30]。

3 放射-免疫相關性肺炎

3.1 放射-免疫相關性肺炎的發(fā)生率

相較于單獨放療和免疫治療，聯(lián)合治療可明顯提高療效，但同時也增加了肺炎的發(fā)生率。在Ⅲ期臨床PACIFIC試驗中，與安慰劑組相比，放化療后接受度伐利尤單抗治療的肺癌患者發(fā)生肺炎的比例更高（33.9%vs24.8%）[31]。Ⅱ期臨床DETERRED 試驗得出類似結果，即接受放化療同步阿替利珠單抗治療的患者任意級別和≥3級肺炎發(fā)生率相較于放化療序貫阿替利珠單抗治療患者更高（23%vs3%，30%vs0）[32]；Ⅱ期臨床ETOP 6-14試驗納入了79例接受放化療同步納武利尤單抗治療的患者，其中有9例患者經歷了≥3級肺炎事件，8例為3級，1例為5級[33]；在Ⅱ期LUN 14-179試驗中，不可切除非小細胞肺癌患者接受放化療后給予帕博利珠單抗鞏固治療，其≥2級和≥3級肺炎發(fā)生率分別為17.2%和6.5%[34]。綜上所述，放療和ICI序貫治療較同步治療所致的治療相關性肺炎發(fā)生率更低。但上述各研究中，患者分期、放療技術選擇、劑量分割方式等均不相同，因此聯(lián)合治療的安全性仍需進一步研究評估。

3.2 放射-免疫相關性肺炎的發(fā)生機制

放射-免疫相關性肺炎的發(fā)生機制目前尚無定論，多項研究認為放射-免疫相關性肺炎并不是一種獨立于RP和CIP的特殊類型肺炎，而是RP和CIP的單獨出現(xiàn)或單純疊加。放療和ICI均可造成肺毒性，一方面，肺組織受到射線照射后可導致DNA和蛋白質產生氧化損傷，誘導腫瘤抗原和炎癥因子的釋放，從而誘導更多細胞因子及炎癥細胞聚集于肺泡腔而產生炎癥反應[35]。另一方面，ICI通過誘導淋巴細胞分化、上調細胞因子及自身抗體水平來強化抗腫瘤免疫反應，使更高水平的細胞因子和更多的免疫細胞進入受照射的肺組織[36]。協(xié)同兩種治療能增強抗腫瘤作用，但同時也可能加劇了肺毒性[37]。

放療和ICI還可以誘導免疫細胞活化，釋放IL-3、IL-4、IL-10、IL-17、TNF-α、TGF-β等多種炎癥因子介導肺損傷。研究發(fā)現(xiàn)RILI及ICI相關性肺損傷可能存在信號通路交叉，形成協(xié)同效應，增強對肺組織的損傷。以cGAS-STING信號通路為例，cGAS-STING信號通路在炎癥的發(fā)展、檢測腫瘤驅動的DNA以及介導抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用。肺組織受照射后，局部細胞DNA受損并由細胞核或線粒體釋放至胞漿及內環(huán)境中，從而導致cGAS-STING信號通路的激活，最終引發(fā)炎癥反應并導致纖維化[38]。還有研究報道，應用ICI后機體抗腫瘤效應增強，而死亡的腫瘤細胞釋放的自身DNA積累可觸發(fā)cGAS-STING信號通路，從而誘導干擾素和炎性細胞因子的產生[39]。CHUNG等[40]在小鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)，通過阻斷cGAS-STING信號通路可使小鼠模型腎臟纖維化得到改善，這也為防治相關肺損傷提供了新的途徑。除cGAS-STING信號通路外，TGF-β1/smad信號通路、細胞焦亡也被發(fā)現(xiàn)存在RILI及ICI相關性肺損傷的交叉并可能介導治療相關肺損傷[41-42]。

3.3 放射-免疫相關性肺炎的診斷和鑒別

鑒別和診斷放射-免疫相關性肺炎是其治療的關鍵。RP和CIP癥狀均無特異性，大多表現(xiàn)為咳嗽、咳痰、呼吸困難，但與RP相比，CIP較少出現(xiàn)發(fā)熱及胸痛。在發(fā)病時間方面，RP多發(fā)生于放療后的6個月內，以放療后1～3個月內最為常見，CIP則在治療后2～24個月內均有可能發(fā)生。在影像學表現(xiàn)方面，RP一般表現(xiàn)為局限于放射野內的滲出、實變及纖維化改變，CIP的影像學表現(xiàn)則多種多樣，目前根據影像學表現(xiàn)及發(fā)病機制的不同可分為以下5種類型：⑴離散的斑片狀或融合影的隱源性組織性肺炎（cryptogenic organizing pneumonia，COP）；⑵邊緣或胸膜下的磨砂玻璃樣結節(jié)的磨玻璃樣混濁（ground glass opacities，GGO）；⑶小葉間隔增厚并侵犯支氣管血管周圍的間質性肺炎；⑷小葉中心結節(jié)或細支氣管微小結節(jié)的超敏反應性肺炎；⑸未明確定義的肺炎[43]。目前大多以病灶位置來鑒別RP與CIP，其中RP多發(fā)生于受到照射的高劑量區(qū)域，并與放療劑量參數(shù)密切相關，而CIP多發(fā)生于高劑量區(qū)域以外的肺野。

在臨床實踐中，除了要明確放射-免疫相關性肺炎性質外，鑒別放射-免疫相關性與其他可能導致類似癥狀的疾病也具有重要意義，但僅憑臨床癥狀與影像學表現(xiàn)尚無法明確診斷。在臨床表現(xiàn)上，RP和CIP均為無菌性炎癥，與感染性疾病相比，較少出現(xiàn)發(fā)熱、白細胞升高等感染性疾病特征性表現(xiàn)。在影像學方面，感染性肺炎早期影像表現(xiàn)為毛玻璃樣陰影，細菌性肺炎病變多局限于肺葉或肺段，病毒性肺炎可為多發(fā)毛玻璃樣陰影。此外，還需要注意放射-免疫相關性肺炎與腫瘤進展的鑒別。腫瘤進展多表現(xiàn)為咳嗽、咯血、胸痛、體重減輕、呼吸困難和咳嗽，并可觀察到腫瘤標志物升高，影像學則多表現(xiàn)為肺癌原發(fā)灶增多，并伴有新的結節(jié)狀影、片狀影、毛玻璃影等。

綜上，放射-免疫相關性肺炎的診斷應綜合患者的放療史、ICI應用史、臨床癥狀、起病時間、影像學表現(xiàn)、實驗室檢查并且排除其他可能導致類似表現(xiàn)的疾病。但聯(lián)合治療后RP、CIP的鑒別困難，單純通過放療劑量區(qū)域確定病灶類型，靈敏度及特異性均不理想，仍需更多研究從不同角度如影像學特征、外周血指標等輔助鑒別，從而實現(xiàn)精準預防和精準干預。

3.4 放射-免疫相關性肺炎的治療

盡管放射-免疫相關性肺炎的鑒別難度較高，但明確鑒別RP與CIP對后續(xù)的聯(lián)合治療續(xù)存至關重要。以RP為主的患者在RP緩解后可以繼續(xù)聯(lián)合治療，但CIP發(fā)生后部分患者需要永久停用ICI，無法繼續(xù)進行聯(lián)合治療。放射-免疫相關性肺炎的治療目前以激素治療為核心，但在劑量上略有差別。對于RP，癥狀輕微（RTOG標準0～1級）的患者通常不需要治療，可以考慮臨床觀察；有明顯癥狀的患者（RTOG標準≥2級）建議接受潑尼松 1 mg/（kg·d），2～4周，再緩慢減量治療6～12周。對于CIP，1級肺炎無需停用ICI，＞2級肺炎應立即停用ICI，并開始應用激素治療[2級口服潑尼松1 mg/kg，3～4級甲強龍2～4mg/（kg·d）][44]。除激素治療外，止咳祛痰、預防性抗感染、擴張支氣管等也是放射-免疫相關性肺炎的重要治療原則。

4 小結

近年來，放療、ICI治療以及兩者聯(lián)合治療在肺癌的治療中取得了顯著的療效，但同時也導致部分正常組織毒性疊加，從而導致RP、CIP以及放射-免疫相關性肺炎等并發(fā)癥發(fā)生。關于這些并發(fā)癥的發(fā)生機制目前尚未明確，但相信隨著相關研究的深入，以及兩者聯(lián)合治療方案的廣泛應用，將來會有更多的患者納入研究，相關信號傳導通路的研究也將為探索其作用機制指引新方向。此外，放療與ICI結合的時機、放療劑量分割方式、不同種類ICI治療對相關性肺炎發(fā)生率的影響等也需更多前瞻性臨床試驗評估及探索，從而建立有效的診斷標準，以實現(xiàn)治療效果的最大化，使更多的患者獲益。