NGS指导irAEs患者免疫治疗再挑战获得临床巨大收益

【IF=12.5】NGS指导irAEs患者免疫治疗再挑战获得临床巨大收益

导读

免疫检查点抑制剂（ICI）的出现彻底改变了肿瘤治疗格局。然而，ICI治疗相关的毒副作用（irAE）在很大程度上限制了ICI的疗效与应用。重症肌无力（MG）是一种严重的irAE，其特征是早发、多器官衰竭导致器官永久性损伤甚至死亡。且患者使用ICI后一旦出现MG，需立即停药，无法再从ICI治疗获益。目前临床上，通过生物标志物检测来富集ICI治疗优势人群已逐渐被认可，而对irAE的分子驱动机制仍缺乏了解。因此，识别和筛选潜在irAE生物标志物，明确irAE的分子驱动机制，实现ICI治疗的精确管理甚至早期预防至关重要。

江苏省人民医院郭人花教授团队报道了一例全外显子测序（WES）揭示irAE分子驱动机制的案例。一名胸腺瘤患者接受ICI治疗17天后发生MG伴多器官功能损伤，WES检测发现患者携带SLC22A5基因种系变异（c.1400C>G；p.S467C）。该基因发生变异会影响肉碱转运至肌肉细胞的效率，进而影响肌肉组织能量代谢。同时，ICI治疗会促使T细胞竞争使用肉碱，从而使得肌肉组织能量供应不足，发生MG。

基于上述机制，研究团队探索了左旋肉碱预处理后ICI再挑战的治疗方案，患者病灶得到部分缓解，且无MG相关症状。本研究创新性地探索了基因检测揭示irAE分子机制的可行性，依据基因检测结果，进一步实践了免疫治疗的精准个体化管理，使发生irAE患者成功实现免疫再挑战治疗。研究成果发表于Journal for ImmunoTherapy of Cancer（IF=12.469）[1]。

病例详情

一名男性胸腺瘤患者，38岁，术后两年发生复发转移。复发时无任何MG相关症状。

手术组织进行PD-L1表达和NGS检测，结果显示PD-L1表达阳性（TPS=30%，CPS=32）， 且无ICI治疗相关负向或超进展基因标志物。患者接受ICI联合化疗，并取得了部分缓解。

17天后，患者出现右上睑下垂、复视，随后双眼睑下垂，伴有轻度呼吸和吞咽困难。实验室检查提示患者心肌酶谱异常，伴多脏器功能损伤，临床诊断为III级MG。

而后，江苏省人民医院免疫不良反应MDT团队积极采取对症治疗，患者的MG相关症状及指标逐渐恢复正常。

MG症状缓解后，研究者暂停ICI治疗，改为化疗方案，但患者对治疗无响应且发生了疾病进展（PD）。

基因检测揭示免疫治疗相关MG分子机制

由于缺乏后续的治疗方案，研究者考虑是否能够通过基因检测揭示MG发生机制，从而指导ICI再挑战。

研究者采集患者及其父母的外周血样本，进行WES检测，通过家系分析发现，患者携带母系遗传的SLC22A5基因杂合种系变异（c.1400C>G；p.S467C）。该基因编码高亲和力肉碱转运蛋白OCTN2，其功能缺失与全身原发性肉碱缺乏相关。

研究者进一步通过多种生物信息学方法预测分析SLC22A5（c.1400C>G；p.S467C）基因变异的致病性，发现p.S467C位点是一种稳定的突变（ΔΔGpred.=-0.347；MAESTRO分析），其可能会影响OCTN2蛋白的转运活性。既往报道显示，SLC22A5基因编码的蛋白负责转运肉碱，从而参与肌肉组织的主要能量代谢途径——脂肪酸氧化通路（FAO）[2]。

为验证这一问题，研究者进一步分析了GTEx数据库中SLC22A5基因、肉碱代谢和FAO通路的表达谱数据，发现它们均在肌肉组织中表达上调（图1），与肌肉组织能量代谢密切相关。上述分析表明，SLC22A2致病性基因突变，可能导致 OCTN2 蛋白的功能障碍，使胞内肉碱缺乏，影响肌肉组织通过FAO获取能量。

图1. SLC22A5、肉碱代谢和FAO通路在肌肉组织中高表达，与肌肉能量代谢密切相关

由于患者携带SLC22A5基因杂合种系变异（c.1400C>G；p.S467C），且未使用ICI前无MG症状，那么，ICI治疗是否会加重患者的能量代谢紊乱？针对这一问题，研究者分析了74例ICI治疗前后的T细胞mRNA数据（GSE141479）。结果发现，ICI治疗后，增殖相关标志物Ki-67和MKI67的表达显著升高（秩和检验，p=0.014），说明ICI治疗诱导T细胞增殖（图2A）。

此外， MKI67 mRNA表达水平与FAO的富集分数（通过单样本基因集富集分析，ssGSEA）相关（Spearman相关，rho=0.32；p=0.0056）（图2B）。这些研究结果共同表明，ICI治疗诱导T细胞增殖，由于增殖需要能量供给，T细胞中FAO通路活性上调，需要更多的肉碱，从而导致T细胞与肌肉细胞竞争肉碱（图2C），使得肌肉细胞能量供应减少，从而引起MG并发症。

图2. ICI治疗导致T细胞竞争使用肉碱，促进T细胞增殖

基因检测指导ICI再挑战成功

基于基因检测结果，患者携带的SLC22A5基因杂合种系变异（c.1400C>G；p.S467C）可能降低肉碱转运至肌肉细胞的效率，是ICI引起MG的风险因素。考虑到肉碱在FAO中的关键作用，研究者提出，ICI治疗中补充肉碱，可能会恢复肌肉组织的能量生成。因此，为防止再次发生MG，预先给予患者左旋肉碱进行补充，而后ICI再挑战。应用上述方案治疗后，患者病灶获得再次缓解（图3）且再无MG等irAE的发生。

图3. 免疫相关MG患者，免疫再挑战成功，病灶得到部分缓解

病例总结

该病例提示基因检测有助于准确识别irAE相关机制和早期诊断评估，并有助于临床个性化指导后续治疗策略。发生免疫相关MG的患者，应特别关注其FAO或其他能量代谢相关途径的基因变异，这些患者可能会从左旋肉碱治疗中受益，从而获得ICI再挑战的可能。

随着基因检测技术的进展，通过疗效预测生物标志物，富集免疫治疗应答者是克服ICI治疗应答率低的有效方法。而另一方面，通过检测irAE潜在风险基因，预测易发生irAE的患者，也同样重要。因此免疫治疗疗效预测、毒副反应预测的生物标志物探究，仍是重要的研究方向，为免疫治疗的个体化精准管理提供依据。

本研究使用了世和基因全外显子测序（WES）及世和一号®大Panel检测技术。

参考文献

[1] J Immunother Cancer. 2022 Nov;10(11):e005970. doi: 10.1136/jitc-2022-005970.

[2] Biochim Biophys Acta. 2016 Oct;1863(10):2422-35. doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.01.023. Epub 2016 Jan 29.