王李强1，2#，谢晓鸿1，周承志1*
1.呼吸与危重症医学部，广州医科大学附属第一医院，广州医科大学，广州市，广东省
2.生命科学学院，河南大学，开封市，河南省
#第一作者:王李强，E-mail:Wang_37@live.cn,tel:13030191582
*通讯作者:周承志；E-mail:doctorzcz@163.com,tel:13560351186
摘要 免疫检查点抑制剂(ICIs)现已成为多肿瘤的标准治疗，ICIs在激活T细胞发挥抗肿瘤作用，也导致免疫相关不良事件（irAEs），ICIs相关心肌炎（ICIs-心肌炎）是其中一种发生率低但病死率高的irAE。本文回顾近期ICIs的研究成果，总结ICIs-心肌炎流行病学、发病机制、临床特点和诊断，以提高临床医生ICIs-心肌炎的认识。
关键词 免疫检查点抑制剂；心肌炎；程序性死亡受体-1；细胞毒T淋巴细胞相关抗原-4。
近年来，免疫检查点抑制剂(ICIs)在多种肿瘤中取得了令人瞩目的疗效并改变了传统肿瘤的治疗策略。免疫治疗过程中可出现免疫相关不良事件 (irAEs)，甚至发展为致命性不良事件(FAEs)。ICIs相关性心肌炎(ICIs-心肌炎)是一种发生率低但致死率高的irAE。本文就ICIs-心肌炎的流行病学、发病机制、临床特点和诊断等多方面的研究进展综述如下。
- ICIs-心肌炎流行病学
ICIs-心肌炎是一种死亡率极高的irAEs，既往ICIs的临床试验中心脏毒性的报告很少,其真实发病率未知(1)。Wang等进行了一项meta分析纳入19217名患者，共122名患者出现致命性不良事件，其中9名发生心脏事件(2)。真实世界中，Mahmood等回顾了8个中心接受ICIs治疗的患者，ICIs-心肌炎的发生率为1.14%(3)。在药物研究安全性数据库VigiBase分析中，Salem等纳入了31321例irAEs病例，心肌炎占比为0.39%，而Wang筛查出613个致命的irAEs，其中心肌炎占5.5%(2, 4)。ICIs-心肌炎在首剂ICI后即可发生，中位发病时间17-65天，3个月内发生率约为80%(3-6)。低级别的ICIs-心肌炎预后较好，3-4级的ICIs-心肌炎则属于是致命性不良事件(FAE)，预后极差，致死率为39.7%-50%(2, 4, 7)。与ICI单药治疗相比，双免疫方案的死亡率更高(65.6% vs 44.4%，p=0.04)(4)。
- ICIs-心肌炎危险因素
由于ICIs-心肌炎极低的发病率，目前其危险因素探索的高质量研究有限。一项涉及8个中心的回顾性研究表明，糖尿病、阻塞性睡眠呼吸暂停、高BMI指数和接受血管紧张素受体阻滞剂是ICIs-心肌炎的危险因素。而另一项研究表明力衰竭病史和急性冠脉综合征也是ICIs-心肌炎的高危因素(3, 8)。Drobni等对比了ICIs-心肌炎组与对照组(各55例)基线信息，发现心肌炎患者中男性的比例更高且具有显著统计学差异，表明男性也是ICIs-心肌炎的高危因素(9)。
- ICIs-心肌炎的机制
ICIs-心肌炎的具体机制尚未完全阐明，目前存在几种比较流行的理论，包括：(1)免疫耐受的下调; (2) 共同抗原导致的交叉反应；(3)自身抗原介导的免疫反应；(4)细胞因子水平的增加；(5)调节性T细胞稳态丧失。
3.1 免疫耐受的下调 动物模型研究发现抑制了CTLA-4检查点通路的野生型小鼠或CTLA4表达缺陷的小鼠可发生严重的自身免疫性心肌炎(EAM)，还观察到Tregs中CTLA-4的缺乏可导致小鼠模型中的全身淋巴增殖和自身免疫性疾病。此外，Lova等在小鼠心肌炎模型中证明缺乏CTLA-4的T细胞在诱导心肌炎方面比 CTLA-4+的T细胞更具致病性(10-13)。类似地，在动物模型亦观察到PD-L1缺陷型 MRL小鼠可出现大量CD8+和CD4+ T细胞浸润心肌的致命淋巴细胞性心肌炎(14)。在CD4+ T细胞介导的EAM模型中，与野生型小鼠相比，缺乏PD-1的小鼠心肌炎更重(15)。需要注意的是，心肌损伤期间心肌PD-L1的上调是细胞因子介导的心脏保护机制，对于限制免疫介导的心脏损伤至关重要(16, 17)。这些研究表明，CTLA-4/B7、PD-1/PD-L1信号通路的阻断可导致心肌的外周免疫耐受性破坏并导致心肌炎的免疫性损伤。
3.2 共同抗原导致的交叉反应 Johnson等报道了两例接受纳武利尤单抗和伊匹木单抗联合治疗的患者发生致命性心肌炎并伴有肌炎，他们对心肌、骨骼肌以及肿瘤中T细胞的T细胞受体(TCR)进行二代测序，发现浸润这些部位的选择性克隆T细胞群是相同的(5)。此外，他们发现这些患者的肿瘤中存在高水平的肌肉特异性抗原(结蛋白和肌钙蛋白)，这些结果表明ICIs治疗后激活的T淋巴细胞在识别肿瘤细胞的抗原时，可通过肿瘤和心肌之间的共享表位攻击心肌炎细胞（交叉反应），导致自身免疫性心肌炎的发生。
3.3自身抗原介导的免疫反应 自身免疫是心肌炎病因和进展的机制之一。通过上述免疫耐受打破、共同抗原交叉反应等机制损伤的心肌细胞可释放肌球蛋白，其释放又可导致自身免疫反应增强，进一步损伤心肌细胞，动物模型中支持了这一观点。Wang等敲除MRL小鼠PD-1基因后小鼠发生了自身免疫性心肌炎，同时观察到高滴度的抗肌球蛋白自身抗体(18)。Nishimura等发现敲除PD-1基因的BALB/c小鼠中出现了扩张性心肌病，进一步在心肌细胞表面弥漫性沉积IgG发现了针对心肌细胞表面表达的一种自身抗原的高滴度自身抗体(19)。在普通心肌炎患者中已观察到心脏特异性抗肌球蛋白自身抗体和心脏抗原特异性T细胞(20-22)。然而，在人类ICIs-心肌炎仅观察到T细胞和巨噬细胞的浸润，尚无自身抗体沉积心肌细胞的证据。
3.4 细胞因子水平增加 ICIs治疗过程中T细胞活化后可产生多种诱导细胞死亡的炎症因子，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、颗粒酶B和干扰素-γ(IFN-γ)等，随着血液中细胞因子水平的增加可导致局部炎症(23, 24)。Tsuruda等证实了ICIs-心肌炎发生后白细胞介素(IL)-6、IL-8、单核细胞趋化激活因子和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和IFN-γ的激活(25)。
3.5 调节性T细胞稳态丧失 调节性T细胞(Tregs)在免疫耐受中起着至关重要的作用，在肿瘤微环境中，Tregs可通过抑制抗肿瘤免疫以促进肿瘤细胞的免疫逃避(26)。临床前研究观察结果表明接受抗CTLA-4抗体治疗时肿瘤部位Tregs的Fc依赖性消耗发挥着重要的抗肿瘤作用，且在人IgG1同种型Ipilimumab治疗的癌症患者中也观察到Treg数量减少和Teff/Treg比率增加，这些都表明ICIs可通过耗竭Tregs促进了肿瘤免疫(27-30)。然而，Tregs的耗竭在促进肿瘤免疫的同时也打破了免疫的平衡，从而促进了irAEs的发生(31, 32)。 Läubli等在1例Pembrolizumab介导的自身免疫性心肌炎的心肌活检观察到除了CD8+T淋巴细胞浸润之外，也发现了FOXP3+调节性T细胞减少，这表明了Tregs的耗竭可能促进了心肌炎的发生(33)。
- ICIs-心肌炎的临床特点及诊断
ICIs-心肌炎的临床表现因心肌细胞受累部位、范围和程度的不同呈多样性。少数可表现为无症状的心脏标志物升高，大部分可出现典型心肌炎综合征的临床表现，包括心脏特异性症状如心力衰竭、胸痛、气促、心悸、肺水肿、恶性心律失常、心源性休克和非特异性的症状如肌痛、疲劳、乏力、发热等(34-36)。
ICIs-心肌炎的诊断流程主要依据2013年欧洲心脏病学会心肌炎临床诊断指南。当怀疑ICIs-心肌炎时应及早进入相关的诊断流程，初步检查包括心脏生物标志物、心电图(ECG)和超声心动图，进一步的评估可通过心脏磁共振成像(cMRI)或者正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET-CT)等影像学技术。肌钙蛋白在ICIs-心肌炎中是提示心肌损伤的首选指标，在诊断ICIs-心肌炎时有较高的敏感性，Mahmood等研究中显示94%的ICIs-心肌炎患者出现肌钙蛋白，且肌钙蛋白升高的程度与更差的结果相关，但其特异性差(3)。与肌钙蛋白类似，脑钠肽(BNP)或N端前脑钠肽(NT-proBNP)在ICIs-心肌炎中也会升高，有较好的敏感性但特异性不佳(3, 37, 38)。肌酸激酶(CK)在ICIs-心肌炎中可观察到明显升高，可提示心肌受损的程度，在心肌炎的诊断中具有一定的价值，然而，部分ICIs-心肌炎患者，特别在胸腺瘤患者中，往往可能伴随骨骼肌损伤，因此其特异性比较差(39, 40)。
ECG因其便利性在识别和诊断可疑ICIs-心肌炎上发挥着重要作用，ICIs相关毒性中40-89%可出现心电图的异常变化，但这些变化往往是非特异性的；需要注意的是，即使ECG报告正常，也不能排除心肌炎(3, 6, 24, 35)。若患者出现ST段抬高和缺血症状并且伴有心脏标志物升高时，应进行紧急冠状动脉造影以排除急性冠状动脉综合征的可能性(41)。超声心动图是确定室壁收缩功能改变、左室射血分数(LVEF)下降、心包积液的首选方法。Mahmood等研究显示ICIs-心肌炎患者中约50%患者出现LVEF下降(LVEF<50%)，另一项病例系列研究中显示79%的ICIs-心肌炎患者报告了左心室收缩功能障碍，其中一半的患者出现严重的LV收缩功能障碍(LVEF<35%)，这些研究表明ICIs-心肌炎容易出现左心室收缩功能障碍，但正常的LVEF不能排除ICIs-心肌炎(3, 42)。
相比于超声心动图，cMRI是一种更优的无创性诊断诊手段，在心肌炎的早期检测和连续监测中起着关键作用。cMRI可显示心肌炎组织特征，如显示心肌水肿和晚期钆增强 (LGE)，为早期血流动力学稳定的心肌炎患者提供了心肌炎症和纤维化的诊断依据(43, 44)。尽管cMRI检测心肌水肿和纤维化有较高的特异性，但其敏感性差，因此cMRI阴性并不能排除ICIs-心肌炎(3)。此外，相对于其他的检测手段，操作时间长的cMRI不适用于需要生命支持的重症患者。18F-氟脱氧葡萄糖(18F-FDG)PET-CT可显示心肌炎症性变化以及其解剖部位，有助于心肌炎的诊断(5)。Arponen等通过PET-CT诊断了一例cMRI阴性的可疑ICIs-心肌炎，这表明当cMRI有禁忌或不可用时，PET-CT可能是cMRI的替代诊断手段(45)。
目前ICIs-心肌炎的诊断金标准是心内膜心肌活检(EMB)，镜下可见心肌中弥漫性或多灶性或斑片状炎症细胞浸润，可累及心肌、心脏传导系统、室间隔和心包，可伴有间质纤维化。免疫组织化学显示浸润的炎症细胞以CD3+ /CD8+ T淋巴细胞和CD68+巨噬细胞为主，还有一些CD4+T细胞，嗜酸性粒细胞、巨细胞、B细胞浸润以及肉芽少见肿，抗体沉积明显缺乏(5, 38, 46-49)。尽管EMB在诊断心肌炎方面特异度很高，但受限于技术性原因，如取材部位不准或斑片状或局灶性心肌炎可能导致心肌炎的漏诊，其敏感度较差(50)。此外，EMB有心脏穿孔、心包填塞、心律失常等严重并发症的风险，因此必须权衡风险与获益才能进行。
- 小结
ICIs-心肌炎是一种少见的irAE，具有发病时间早、易出现暴发性进展、死亡率高的特点，其发病机制尚未完全阐明。ICIs-心肌炎临床表现缺乏特异性，在怀疑心肌炎时必须尽快进入诊断流程，考虑各种检测方式都存在特异性或敏感性差的问题，应联合多种诊断方式进行综合评估。
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个人简历：王李强，广州医科大学专业型硕士，河南大学生命科学学院博士在读，师从周承志教授。主要研究方向为呼吸肿瘤，目前发表共一第二发表了SCI论文4篇。