編者按：“移植藥師主題（SOTP,Solid Organ Transplantation Pharmacy）月評”是由《藥學(xué)瞭望》編輯部聯(lián)合首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院藥劑科崔向麗主任藥師共同發(fā)起的移植藥師相關(guān)學(xué)術(shù)月評專欄，每月以移植用藥為主題展開，旨在介紹國內(nèi)外移植藥物治療熱點，幫助藥師快速了解有關(guān)領(lǐng)域的進展，提高移植藥學(xué)服務(wù)水平。我們期望本專欄能為醫(yī)藥領(lǐng)域的專家和研究人員提供深入了解相關(guān)熱點的平臺，并為尋求實用知識的一線移植藥師提供有益的參考和指導(dǎo)。

2024年6月北京醫(yī)院Lin Li團隊在iScience發(fā)表血漿蛋白組與代謝組學(xué)預(yù)測老年晚期非小細胞肺癌患者免疫相關(guān)不良反應(yīng)的一項多組學(xué)研究，納入46例≥65歲晚期非小細胞肺癌患者，整合血漿蛋白組+代謝組+免疫表型，首次發(fā)現(xiàn)治療前ALDOB低、乳酸/丙酮酸比值低及ST6GAL1高可精準預(yù)測免疫相關(guān)不良反應(yīng)（irAEs）發(fā)生與嚴重程度，并構(gòu)建了代謝物預(yù)測模型；且上述指標與更優(yōu)免疫療效和更長PFS獨立相關(guān)，為老年肺癌免疫治療安全分層及預(yù)后評估提供新型液體活檢標志物。

原文鏈接：：https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109946

摘要

免疫檢查點抑制劑的臨床成功受到免疫相關(guān)不良事件（irAEs）的制約，尤其對老年患者而言。為識別老年 irAE 患者的預(yù)測生物標志物，本研究采用多重免疫分析、流式細胞術(shù)和液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)檢測非小細胞肺癌（NSCLC）患者的免疫因子和血漿蛋白及代謝物水平。結(jié)果顯示，老年irAE患者基線時CD28、CD4+ T細胞和B細胞水平較低，而IL-10 和CCL2水平較高。此外，老年irAE患者基線時醛縮酶、果糖-1,6-二磷酸B（ALDOB）水平較低，ST6GAL1水平較高，乳酸/丙酮酸比率較低。基于代謝組學(xué)標志物建立了預(yù)測模型，用于區(qū)分2-4級irAE患者與0-1級患者（曲線下面積，AUC=0.831），以及區(qū)分3-4級irAE患者與2級患者（AUC=1）。本研究結(jié)果證實了血漿代謝物對NSCLC老年患者irAE的預(yù)測價值。

一.前言

免疫檢查點抑制劑（ICIs）的廣泛應(yīng)用革新了癌癥治療，但可能引起累及多器官的免疫相關(guān)不良事件（irAEs），任何≥3級的irAEs均需永久停藥，2級亦須暫停，導(dǎo)致治療中斷。肺癌多見于≥65歲患者，免疫衰老和衰老相關(guān)分泌表型的出現(xiàn)使其irAEs發(fā)生率更高、耐受更差，治療中斷風險大。代謝程序調(diào)控免疫細胞的存活、增殖和效應(yīng)功能，有研究通過代謝組學(xué)證實T細胞代謝狀態(tài)決定免疫應(yīng)答，但基線血漿代謝特征與irAEs的關(guān)系尚缺證據(jù)。本研究整合老年非小細胞肺癌（NSCLC）患者接受抗PD-1治療前的血漿蛋白組與代謝組，篩選可預(yù)測irAEs的代謝標志物，旨在為老年群體建立精準、可重復(fù)的安全預(yù)警體系，提升免疫治療管理質(zhì)量。

二.

研究方法

1. 研究人群與樣本處理

納入2019-07至2022-03在北京醫(yī)院接受抗PD-1治療的＞65歲、III-IV期NSCLC患者共46例，排除EGFR、ALK、ROS1突變者及自身免疫病史或激素使用者。收集其治療前、1–2周期后及irAE發(fā)生時的血漿，?80°C保存?zhèn)溆谩?/p>

2. 免疫因子檢測和免疫細胞亞群分析

使用ProcartaPlex多因子免疫檢測平臺，檢測血漿中59種免疫因子水平。采用流式細胞術(shù)檢測外周血中T細胞（CD3+、CD4+、CD8+）、B細胞（CD19+）、NK細胞（CD16+、CD56+）及CD28表達水平。

3. 蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)分析

血漿樣本經(jīng)SDT裂解提取蛋白并裂解肽段，使用Q Exactive HF-X質(zhì)譜儀進行高通量蛋白質(zhì)鑒定與定量，進行蛋白組學(xué)分析。用UHPLC-QTOF MS平臺進行非靶向代謝組學(xué)分析，分別在正負離子模式下檢測血漿代謝物，使用OPLS-DA模型篩選差異代謝物（p<0.05，VIP>1）。蛋白質(zhì)與代謝組學(xué)均設(shè)置質(zhì)控樣本進行質(zhì)量控制。對差異蛋白和代謝物進行GO和KEGG通路富集分析；使用模糊C均值聚類（FCM）分析蛋白表達隨時間變化趨勢。

4.預(yù)測模型構(gòu)建與統(tǒng)計分析

采用集成學(xué)習方法（結(jié)合邏輯回歸、SVM、隨機森林等）篩選驗證差異代謝物，構(gòu)建ROC曲線并建立邏輯回歸預(yù)測模型，使用R和SPSS進行統(tǒng)計分析，p<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。

三.結(jié)果

1. irAE基本特征

研究納入46例接受PD-1抑制劑治療的III–IV期老年NSCLC患者，采集103份血樣。中位年齡70歲，隨訪19.2個月。發(fā)生47.8% irAE≥G2，23.9%≥G3，無毒性死亡。最常見irAE為間質(zhì)性肺炎（32.6%）、皮膚毒性（26.1%）和甲減（10.9%）。irAE組（G2-4，n=22）與對照組（G0-1，n=24）基線特征無顯著差異（表1）。

表1. 患者的irAE基本特征

2. 免疫學(xué)特征分析

盡管導(dǎo)致 irAE 發(fā)生的具體機制尚未完全明確，但潛在機制可能類似于自身免疫性疾病的病理。為探索 irAE 與免疫調(diào)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)，研究分析45例患者血漿中46種免疫因子（圖1A）及23例淋巴細胞亞群（圖 1C-D），顯示發(fā)生≥G2 irAE者CD28顯著降低，IL-10和CCL2升高（圖1B）；CD4?T細胞和B細胞數(shù)量明顯減少（圖1C-D），提示老年患者irAE發(fā)生前已存在免疫抑制狀態(tài)。

圖 1. 對照組與irAE組在基線時免疫因子和淋巴細胞亞群的比較分析

3. 蛋白組學(xué)分析

隨后對入組患者的血漿樣本進行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析，共篩出188個基線差異分子（irAE組132個上調(diào)、56個下調(diào)）（圖2A-C）。GO/KEGG顯示：糖酵解、PI3K-Akt、磷酸戊糖等代謝通路下調(diào)，N-聚糖等糖基化通路上調(diào)；糖酵解酶ALDOB降低，糖基化酶ST6GAL1升高（圖2D-F），提示葡萄糖代謝失衡與irAE風險密切相關(guān)。

圖2. 基線時與irAEs相關(guān)的蛋白質(zhì)組差異

4. 代謝組學(xué)分析

血漿代謝組學(xué)共檢出1186種代謝物，OPLS-DA篩選出33種差異代謝物中，前三大代謝物類別為脂質(zhì)和脂質(zhì)類分子、有機酸及其衍生物和有機雜環(huán)化合物（圖3A-B）；irAE組乳酸/丙酮酸比值顯著降低（圖3C-D）；聯(lián)白氨酸、石膽酸、骨脂甾醇等亦明顯變化（圖3E-F）；KEGG富集分析顯示谷胱甘肽、半乳糖代謝及PI3K/AKT/mTOR通路顯著富集（圖3G）。結(jié)果顯示irAE發(fā)生前已存在特征性血漿代謝紊亂和代謝重塑可能導(dǎo)致irAE發(fā)生。

圖 3. 基線時與 irAE 相關(guān)的代謝組差異

5．糖酵解和糖基化在免疫相關(guān)不良事件中的嚴重程度和時序動態(tài)分析

動態(tài)蛋白組追蹤提示，irAE發(fā)生前1-2個周期ALDOB和乳酸/丙酮酸比值隨嚴重等級升高而下降（p=0.011/0.033），而ST6GAL1雖總體升高但未達顯著；進一步FCM聚類和KEGG分析顯示，上調(diào)蛋白富集于膽固醇代謝、磷酸戊糖、糖酵解及PI3K-Akt通路；下調(diào)蛋白富集于N-聚糖等糖基化通路（圖4D-E）。irAE組在治療早期即出現(xiàn)ALDOB顯著上調(diào)與ST6GAL1下調(diào)（p=0.004/0.026），乳酸/丙酮酸比率沒有顯著變化（p=0.542）（圖 4I-K），表明糖酵解增加和糖基化減少參與了irAEs的發(fā)生發(fā)展。

圖4. 接受免疫檢查點抑制劑治療的患者的蛋白質(zhì)和代謝物的嚴重程度和時序動態(tài)分析

6. 具有高診斷價值的代謝生物標志物在預(yù)測 irAEs

基于57種差異代謝物（p<0.1，VIP>1），通過 ROC 曲線分析并構(gòu)建4種代謝物組合邏輯回歸模型（MT171T257、M219T111、M604T33 和 M146T49），區(qū)分≥G2與G0-1 irAE，訓(xùn)練組AUC=0.831，測試組AUC=0.976（圖5A-C）。進一步篩選78種差異代謝物，建立8種代謝物組合模型（M219T111、M595T216、M647T389、M413T111、M119T429、M564T275_1、M405T101 和 M279T48），區(qū)分≥G3與G2 irAE，訓(xùn)練與測試集均AUC=1.00（圖5D-E）。兩個模型均能較好預(yù)測不同等級irAE的發(fā)生。

圖 5. 靶向免疫相關(guān)不良事件的代謝生物標志物發(fā)現(xiàn)

7. ALDOB 和乳酸/丙酮酸比值與ICIs的預(yù)后相關(guān)

臨床反應(yīng)與 ALDOB 表達、乳酸/丙酮酸比值和 ST6GAL1 表達之間沒有顯著關(guān)聯(lián)（圖 6A-6C）。ALDOB低表達與乳酸/丙酮酸比值低者mPFS顯著延長（14.6 vs 8月，13 vs 6.2月），ST6GAL1無預(yù)后差異（圖6D-F）。多因素分析確認ALDOB（HR=2.25）和乳酸/丙酮酸比值（HR=2.52）為老年NSCLC患者PFS獨立預(yù)測因子，且irAE發(fā)生與否不影響臨床反應(yīng)或PFS（表2）。

圖6. ICI 療效與 ALDOB、乳酸/丙酮酸比值和ST6GAL1的關(guān)聯(lián)

表 2. 無進展生存期的單因素和多因素分析

討論與總結(jié)

隨著ICIs廣泛應(yīng)用并成為NSCLC一線治療標準，但其irAEs頻發(fā)而導(dǎo)致部分患者治療受限。老年患者因免疫衰老且irAEs發(fā)生率高、耐受性差，臨床亟需可提前識別高危人群并預(yù)測療效的生物標志物。

本研究對46例≥65歲晚期NSCLC患者進行前瞻性多組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)治療前血漿ALDOB低表達、乳酸/丙酮酸比值降低及ST6GAL1升高與≥2級irAEs獨立相關(guān)；基于4種代謝物構(gòu)建的預(yù)測模型在驗證隊列AUC達0.976（95%CI 0.94-1.00）。多變量Cox模型證實，低ALDOB（HR=2.25）和低乳酸/丙酮酸比值（HR=2.52）與更長PFS顯著相關(guān)，為老年患者免疫治療風險分層和療效預(yù)判提供了高準確性、可復(fù)現(xiàn)的液體活檢標志物。

同時，研究進一步發(fā)現(xiàn)，irAEs發(fā)生前已出現(xiàn)糖酵解上調(diào)、糖基化下調(diào)的早期代謝漂移，提示免疫耐受失衡早于臨床毒性顯現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)不僅拓展了對irAEs發(fā)病機制的理解，也為未來開發(fā)“代謝調(diào)節(jié)+免疫治療”聯(lián)合策略、實現(xiàn)不良反應(yīng)的前置管理提供了理論基礎(chǔ)與生物標志物支持，以推動老年肺癌患者免疫治療的精準化與個體化發(fā)展。

譯者介紹

武一，北京友誼醫(yī)院藥劑科，主管藥師，藥理學(xué)博士。

主要研究方向：系統(tǒng)組學(xué)、藥物代謝動力學(xué)與合理用藥，一作發(fā)表論文4篇。

審稿專家

崔向麗，北京友誼醫(yī)院藥劑科副主任，博士，主任藥師（執(zhí)業(yè)醫(yī)師），碩士生導(dǎo)師。研究方向：肝腎移植藥學(xué)、藥物警戒、藥物經(jīng)濟學(xué)。以第一或通訊作者發(fā)表論文180余篇，SCI 33篇。

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