综述：晚期非小细胞肺癌免疫检查点抑制剂皮肤毒性的研究进展：机制认识与预测性生物标志物鉴定的现状

本综述系统总结了免疫检查点抑制剂（ICIs）在晚期非小细胞肺癌（NSCLC）治疗中诱发的皮肤免疫相关不良事件（cirAEs）的最新进展。文章深入探讨了cirAEs的三大致病机制（遗传易感性、共享抗原驱动的交叉反应性及皮肤免疫耐受破坏），并评述了从传统标志物到多组学整合和影像组学等新兴预测策略，为毒性分层管理和个性化免疫治疗优化提供了重要见解。

　　

Abstract

免疫检查点抑制剂（Immune checkpoint inhibitors, ICIs）显著改善了晚期非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）患者的临床结局。然而，其所引发的皮肤免疫相关不良事件（cutaneous immune-related adverse events, cirAEs）作为最常见和最早出现的毒性反应，不仅影响治疗依从性，还与全身免疫激活及抗肿瘤疗效呈现独特的正相关。鉴于这些特性，阐明cirAEs的致病机制并鉴定预测性生物标志物，对于cirAEs的早期发现与干预、预测其他免疫相关不良事件（immune-related adverse events, irAEs）的发生以及评估ICI治疗预后至关重要。

Introduction

肺癌仍是全球癌症相关发病和死亡的主要原因。近十年来，ICIs极大地改变了晚期和转移性NSCLC的治疗模式。这些药物主要是靶向程序性死亡受体1/程序性死亡配体1（PD-1/PD-L1）和细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4）的单克隆抗体，通过抵消肿瘤细胞介导的T细胞活化抑制（例如通过PD-L1过表达），从而恢复抗肿瘤免疫力。然而，这种治疗性免疫再激活同时可能引发涉及多器官系统的irAEs。在这些毒性反应中，cirAEs是最常见和最早出现的，构成了重大的临床挑战。

cirAEs是ICI治疗期间最普遍且通常最早出现的irAEs，发生在30-50%的患者中。它们通常在治疗开始后约4周出现，明显早于内分泌irAEs（约12周）和胃肠道irAEs（约22.2周）。虽然大多数cirAEs不危及生命，但严重表现——包括史蒂文斯-约翰逊综合征（Stevens-Johnson syndrome, SJS）、中毒性表皮坏死松解症（toxic epidermal necrolysis, TEN）、伴嗜酸性粒细胞增多和系统症状的药物反应（drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms, DRESS）、广泛/严重的大疱性类天疱疮和4级皮疹（>30%体表面积伴严重症状或感染）——可能发生，并需要中断或停止治疗。此外，cirAEs表现出显著的ICI类别差异：与PD-1/PD-L1抑制剂相比，CTLA-4抑制剂通常导致cirAEs的发生率和严重程度更高，且出现更早。这种发生率在不同癌症类型、组织学亚型和疾病分期中也存在差异，提示了潜在的机制复杂性。

cirAEs的发生与后续多器官irAEs呈显著正相关；特别是在患有多器官irAEs的患者中，cirAEs的发生率远高于仅有孤立irAEs的患者，表明其作为预测更广泛免疫毒性的前哨生物标志物的潜在作用。值得注意的是，发生cirAEs的患者通常表现出更高的客观缓解率（objective response rates, ORR）、更长的无进展生存期（progression-free survival, PFS）和总生存期（overall survival, OS），以及相较于未受影响个体更低的死亡风险。此外，在患有多器官irAEs的患者中，irAEs的数量与PFS和OS呈正相关。从机制上讲，cirAEs从根本上反映了全身免疫激活的直接皮肤表现，为了解ICI的作用机制和毒性特征提供了独特视角。

因此，阐明cirAEs的病理生理学并鉴定可靠的预测性生物标志物，不仅能够实现cirAEs的早期诊断和干预，还能为其他irAEs的风险预测提供信息。虽然cirAEs是ICI治疗中的一种泛癌现象，但NSCLC作为最早取得突破且接受ICI治疗最广泛的实体瘤之一，积累了最丰富的临床经验和研究数据，从而为理解cirAEs的机制和发现预测性生物标志物提供了坚实的基础。

Pathogenic Mechanisms of cirAEs

ICIs通过阻断关键的抑制性免疫检查点（如PD-1/PD-L1和CTLA-4）来增强抗肿瘤免疫力。值得注意的是，CTLA-4和PD-1表现出根本不同的免疫调节机制。最佳的T细胞活化需要两个关键信号：1) T细胞受体（T-cell receptor, TCR）与抗原呈递细胞（antigen-presenting cells, APCs）上的肽-主要组织相容性复合物（major histocompatibility complex, MHC）复合物结合；2) CD28分子（CD28）通过与CD80/CD86结合介导的共刺激。CTLA-4主要通过三种关键机制抑制早期免疫反应：1) 启动抑制性信号；2) 促进配体跨细胞吞作用；3) 诱导免疫抑制性细胞因子。相反，PD-1广泛表达于活化的T细胞、B细胞、自然杀伤（natural killer, NK）细胞和其他免疫亚群上。它与两种配体结合：PD-L1和PD-L2。PD-1的核心抑制机制涉及：1) 减弱TCR信号；2) 破坏CD28共刺激。重要的是，CTLA-4和PD-1通路在调节T细胞活化中存在功能性交叉对话。

除了经典检查点，针对淋巴细胞激活基因-3（Lymphocyte Activation Gene-3, LAG-3）、具有Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体（T cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains, TIGIT）和T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域包含蛋白-3（T cell immunoglobulin and mucin domain-containing protein-3, TIM-3）的下一代抑制剂正处于临床开发中。

在概述了ICI的免疫调节作用后，我们聚焦于cirAEs的发病机制。值得注意的是，cirAEs表现出异质性的临床表现，其潜在的分子机制和驱动因素在不同遗传/免疫学特征的患者中存在显著差异。因此，阐明NSCLC相关cirAEs的复杂机制对于制定有效的预测和管理策略至关重要。一般irAEs的核心机制涉及ICI诱导的外周耐受机制破坏，从而抑制自身反应性T细胞，进而破坏组织稳态。然而，cirAEs的早期出现和高频率强烈提示存在不同于这些通用irAEs机制的独特影响因素。目前的证据支持三种主要的cirAEs特异性机制假说：1) 遗传易感性，2) 共享抗原驱动的交叉反应性，以及3) 皮肤免疫耐受破坏。

Genetic Predisposition: Contributions of Human Leukocyte Antigen (HLA), Autoimmunity Genes and Deoxyribonucleic Acid (DNA) Methylation

遗传易感性显著促进cirAEs的发展。几种cirAEs——包括白癜风、大疱性类天疱疮和银屑病样疹——表现出与经典自身免疫性疾病相似的临床特征。值得注意的是，银屑病样疹是PD-1/PD-L1抑制后常见的cirAEs，其表现出自身免疫介导的发病机制；这种关联具有临床意义，因为大约86%的银屑病患者在ICI治疗后出现银屑病样疹。由于自身免疫性疾病通常表现出强大的遗传基础，它们为解读ICI触发的cirAEs提供了一个概念框架。支持这种遗传联系的是，携带银屑病风险等位基因（例如HLA-Cw6、IL12B、IL23R、LCE3B/LCE3C）且有父母银屑病史的个体，对银屑病样疹的易感性升高。类似地，全基因组关联研究（genome-wide association studies, GWAS）已暗示CTLA-4和PD-1/PD-L1位点的遗传变异与自身免疫性疾病风险（包括格雷夫斯病和系统性红斑狼疮systemic lupus erythematosus, SLE）相关。特定的HLA等位基因和亚临床自身免疫标志物（例如升高的自身抗体）可能会增强自身免疫反应。除了经典遗传学，表观遗传调控（尤其是DNA甲基化）——连接遗传易感性和环境触发因素以调节基因表达和免疫——在肿瘤发生和免疫反应中已变得至关重要，因此与cirAE机制相关。

Shared Antigen-Driven Cross-Reactivity

除了遗传易感性，许多irAEs在机制上与共享抗原驱动的交叉反应性有关。ICIs增强了对肿瘤抗原的免疫识别和靶向。然而，不完美的免疫识别特异性使得在靶向肿瘤期间，能够与表达类似肿瘤抗原表位的正常组织发生交叉反应，从而引发irAEs。关键证据来自黑色素瘤研究：PD-1阻断在黑色素瘤患者中诱导靶向肿瘤的T细胞与黑色素细胞共享抗原发生交叉反应，驱动白癜风和其他cirAEs。重要的是，在黑色素瘤和自身免疫性皮肤病变中检测到的共享T细胞受体克隆型直接证明了相同的克隆靶向肿瘤和正常皮肤。类似地，亚临床自身免疫中升高的基线自身抗体与irAEs的发展相关。重要的是，这种范式延伸至NSCLC。临床证据支持共享抗原假说在NSCLC相关cirAEs中的作用。发生cirAEs的NSCLC患者表现出增强的循环TCR谱多样性。在患有cirAEs的NSCLC患者的ICI后皮肤活检中 consistently观察到T细胞浸润。虽然这些发现提供了强烈的临床相关性，但直接的机制验证（例如，证明相同的TCR克隆靶向共享的NSCLC肿瘤和皮肤抗原）目前缺乏。因此，共享抗原驱动的交叉反应性提供了一个连接NSCLC中ICI疗效和cirAEs的框架：针对肿瘤和正常皮肤组织之间共享表位的T细胞反应可能同时驱动抗肿瘤免疫和皮肤毒性。这种机制直接解释了cirAEs与ICI治疗期间增强的全身免疫激活/改善的临床结局之间的关联。

Breakdown of Skin Immune Tolerance

除了遗传易感性和共享抗原机制，cirAEs的一个关键机制是皮肤内局部免疫耐受的破坏。重要的是，遗传背景可能预先决定免疫耐受的稳定性——调节自身反应性T细胞库的大小和活性。这种遗传决定因素可能增加在ICI治疗期间发生深度耐受破坏和自身免疫反应的易感性。功能上，作为持续遭遇环境抗原的前线屏障，皮肤表现出一个独特的免疫微环境，旨在保护内部稳态免受直接的物理、化学和生物侵害。为了平衡这种持续监视与避免过度炎症的需要，皮肤维持着一个密集的常驻免疫细胞网络——包括朗格汉斯细胞（Langerhans cells, LCs）、组织驻留记忆T细胞（tissue-resident memory T cells, T_RM）、角质形成细胞和分泌细胞因子的黑素细胞——它们主动监视微环境。它们共同构成了一个高度警惕的“免疫哨点”，准备发起快速的免疫反应。然而，鉴于持续暴露于多样（通常是良性的）抗原（微生物/化学/物理），皮肤必须采用精致的外周耐受机制来区分威胁和无害信号，从而防止异常/自身免疫反应。维持这种局部耐受的核心是免疫检查点分子在皮肤免疫细胞上的持续表达。值得注意的是，PD-1在真皮树突状细胞和LCs上高表达，是维持局部免疫耐受的关键分子。这些分子对于抑制非必要的炎症和强制执行区域自身耐受至关重要。因此，ICI介导的这些检查点的阻断促使常驻/招募的免疫细胞过度活化，驱动攻击表达自身抗原的皮肤结构。这种对检查点依赖性耐受机制的内在依赖解释了皮肤作为ICI驱动的免疫失调的早期和频繁靶点的高度脆弱性。尽管皮肤耐受破坏提供了一个合理的致病框架，但建立皮肤毒性中因果关系的直接实验证据仍然有限。

Predictive Biomarkers of cirAEs

ICIs的广泛临床采用凸显了准确预测和早期识别cirAEs的迫切需求。可靠的预测性生物标志物能够实现对高风险患者的先发性治疗计划以及治疗获益-风险特征的全面评估。然而，发现预测早期治疗反应和安全性的生物标志物仍然具有挑战性。当前用于预测NSCLC中ICI相关cirAEs的生物标志物大致分为多个类别：传统标志物（例如人口统计学/免疫学特征）和新兴方法（例如多组学整合和影像组学）。

Conventional Biomarkers: Demographic/Immunological Features and Translational Challenges

虽然传统生物标志物——主要是人口统计学和免疫学特征——比新兴的多组学/影像组学方法得到了更广泛的研究，但它们的临床转化面临着巨大挑战。当前的调查主要依赖于横断面、队列或病例对照设计来检查人口统计学因素与cirAEs之间的关联。报告的关联包括：回顾性分析中，较高的体重指数（body mass index, BMI）与帕博利珠单抗治疗期间cirAE风险升高有关；年龄≥71岁的晚期NSCLC患者比65-70岁的患者表现出更高的ICI后irAE发生率；升高的治疗前老年营养风险指数（geriatric nutritional risk index, GNRI）与cirAEs（皮疹/瘙痒）发生率增加相关。性别和合并症也被认为可以调节cirAE风险。尽管观察到这些关联，这些人口统计学因素通常作为风险修饰因子而非直接病因，导致预测准确性和特异性有限。

外周血免疫特征代表了ICI相关cirAE预测的宝贵潜在生物标志物，因为它们侵入性最小且可连续采样。研究表明，ICI后早期CD8⁺ T细胞克隆扩增与严重irAEs相关；联合抗PD-1/CTLA-4治疗诱导早期PD-L1^high克隆CD21^low B细胞扩增，与严重irAEs相关。关于皮肤特异性毒性，NSCLC中的研究报告：发生ICI相关cirAEs的患者表现出早期循环TCR谱多样化和外周皮肤抗原特异性T细胞，表明这些特定免疫亚群的预测潜力。其他提出的基于血液的预测因子包括：炎症指数：升高的中性粒细胞与淋巴细胞比率（neutrophil-to-lymphocyte ratio, NLR）、降低的淋巴细胞与单核细胞比率（lymphocyte-to-monocyte ratio, LMR）、增加的血小板与淋巴细胞比率（platelet-to-lymphocyte ratio, PLR）和降低的预后营养指数（prognostic nutritional index, PNI）；基于免疫细胞的标志物：CD4⁺/CD8⁺比率和循环CD4⁺-血小板（PLT⁺）复合物。

细胞因子和趋化因子动态代表了cirAEs的额外潜在预测因子。促炎细胞因子（例如IL-2、IFN-γ、TNF-α、IL-1）可能与治疗反应和irAE风险均相关。研究在NSCLC/肺癌患者中发现了几个特异性关联：较低的治疗前血清C-X-C motif趋化因子配体9（CXCL9）、CXCL10、CXCL11和CXCL19水平与irAE发生相关；治疗后升高的粒细胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF）和正常T细胞表达和分泌调节活化（RANTES/CCL5）水平与irAEs相关；免疫治疗期间血清IL-1β、IL-2、IL-6和IL-10水平升高与irAEs相关。此外，基线自身抗体水平构成ICI后irAEs的潜在风险因素。例如：升高的基线抗BP180抗体增加了PD-1/PD-L1阻断治疗的NSCLC患者发生cirAEs的风险；亚临床自身免疫标志物，如抗甲状腺过氧化物酶抗体（anti-thyroid peroxidase antibody, anti-TPO），与晚期NSCLC的irAEs相关；升高的基线类风湿因子（rheumatoid factor, RF）独立预测ICI治疗后的皮肤反应。

尽管对传统生物标志物与cirAE关联进行了广泛研究，但其临床预测效用仍然有限。具体来说，关键限制包括：1) 方法学限制：主要是小队列的回顾性设计；2) 性能验证不足：缺乏敏感性/特异性的严格评估；3) 机制证据不足：主要是观察性关联，缺乏因果关系的实验验证；4) 异质性和可重复性问题：研究间存在显著变异性，跨人群的可重复性有限，阻碍了临床转化。

Emerging Approaches: Multi-Omics Integration and Radiomics

多组学整合（涵盖基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学）阐明了复杂的病理生理网络——从遗传改变到免疫-微生物组交叉对话——从而超越了传统的单维方法。这种方法不仅加速了新型cirAE生物标志物的发现，还解决了传统标志物的关键局限性，例如样本异质性和有限精度。

多组学方法已鉴定出几个有前景的irAEs和ICI反应预测的生物标志物候选物。通过对不同癌症类型的信使RNA（messenger RNA, mRNA）、微RNA（microRNA, miRNA）、长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）、蛋白质和非沉默突变进行整合分析，一项研究将淋巴细胞胞质蛋白1（lymphocyte cytosolic protein 1, LCP1）和ADP依赖性葡萄糖激酶（ADP-dependent glucokinase, ADPGK）——两者都与T细胞活化密切相关——鉴定为irAEs的候选生物标志物。一个基于LCP1和ADPGK组合的预测模型在线性回归模型中显示出卓越的预测准确性。在一个包含28名患者的初始验证队列中，经历irAEs的患者组织中LCP1/ADPGK表达显著更高，组合预测指标的交叉验证曲线下面积（area under the curve, AUC）达到0.80。然而，这些发现需要在大规模、前瞻性队列和独立验证集中进行确认，并仔细控制潜在混杂因素（例如有限的样本量、单中心偏倚和肿瘤异质性），以进一步评估其临床转化潜力。对179名接受PD-1/PD-L1阻断治疗的NSCLC患者进行高分辨率HLA-I分型显示，HLA-I纯合性与降低瘙痒/皮疹风险相关。此外，HLA-DRB1 * 11:01等位基因与瘙痒风险相关——与其在特应性皮炎中的作用一致——突出了皮肤毒性中的共享免疫遗传学。16S rRNA测序暗示肠道微生物组组成是潜在的cirAE预测因子。MiR-146a缺陷在临床前/临床研究中与严重irAEs相关，使得基于循环miRNA的无创预测成为可能。代谢组学将次黄嘌呤、组氨酸、吲哚胺2,3-双加氧酶（indoleamine 2,3-dioxygenase, IDO）活性和极长链脂肪酸脂质鉴定为潜在的ICI反应预测因子。蛋白质组学揭示白血病抑制因子作为一种新型ICI耐药生物标志物。功能性蛋白质组学分析强调了检测完整PD-1/PD-L1复合物对NSCLC中ICI反应的预测价值。重要的是，最初预测ICI疗效的多组学生物标志物也可能预测irAEs，需要针对毒性预测进行特异性验证。

影像组学通过从计算机断层扫描（computed tomography, CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）和正电子发射断层扫描-计算机断层扫描（positron emission tomography-computed tomography, PET-CT）图像中高通量提取定量特征，无创地表征肿瘤及其微环境。当前的努力利用影像组学作为肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）的成像替代物——特别是用于量化肿瘤浸润淋巴细胞（tumor-infiltrating lymphocytes, TILs），这是ICI反应的既定预测因子。源自CT、PET-CT或MRI特征的影像组学模型能够实现无创的TIL mapping，从而间接为疗效和毒性预测提供信息。此外，影像组学模型（带有或不带临床特征）可以预测肿瘤PD-L1表达——这是疗效和毒性的关键相关因素。尽管在肿瘤学中尚处于起步阶段，但多组学整合的影像组学代表了一个主要前沿。其无创的全病变分析捕获了空间异质性并允许纵向监测，为评估肿瘤异质性和动态监测提供了强大的解决方案。稳健的影像组学模型需要在前瞻性试验中进行验证——特别是对于器官特异性cirAEs——以实现临床效用。

目前，大多数新型生物标志物是探索性的或源自回顾性研究。它们的预测价值和潜在的因果机制需要严格验证。临床转化面临与成本、通量和标准化相关的挑战。未来的优先事项包括建立使用先进生物信息学分析的前瞻性多组学队列。此类队列必须控制混杂因素并解决异质性，以开发可量化的预测模型。最终，在独立队列和干预试验中进行验证对于指导个性化风险管理至关重要。

Conclusions and Future Directions

虽然ICIs显著改善了晚期NSCLC的结局，但治疗诱导的cirAEs带来了重大的临床挑战，同时也提供了独特的机制见解。尽管当前cirAEs的机制框架包括遗传易感性、共享抗原驱动的交叉反应性和皮肤免疫耐受破坏，但这些假说的直接实验验证仍然需要。此外，它们对非皮肤irAEs（例如肺炎、结肠炎、内分泌病）的适用性仍未得到证实。因此，未来的研究应调查irAEs与经典免疫性皮肤病之间的联系，以及器官特异性irAEs的类别特异性机制。

cirAEs预测性生物标志物的开发面临巨大挑战。尽管有众多候选生物标志物（特别是基于血液的免疫特征），有限的敏感性/特异性和显著的研究间异质性限制了它们的临床效用。关键的是，大多数候选物仍然是探索性的——主要源自小队列——并且缺乏在大型、独立的前瞻性研究中的验证；这些是主要的转化障碍。

一个关键的未解临床困境源于cirAEs与疗效的关联：区分“可管理的毒性”（反映有益的全身免疫激活）和“高风险毒性”（可能严重或危及生命）。目前，没有可靠的生物标志物能够早期预测cirAE的进展轨迹或识别毒性