脓毒症是一种人体对感染反应失调引起的器官功能障碍，有着极高的致死率。长期以来，放大的系统性免疫反应被认为是脓毒症发生和致死的原因，但是抑制这种免疫反应并没有提升患者的生存率，导致其失败的多种因素中，脓毒症相关性免疫调节异常起了重要的作用。作者观察到，这种免疫调节异常和某些肿瘤的免疫调节异常有着一定的相似性，尤其是上调了 PD-1/PD-L1 这一免疫检查点通路。而我们知道肿瘤细胞所表达的 PD-L1 能够和 T 细胞上的抑制性受体 PD-1 结合从而使 T 细胞识失活，逃避了人体的识别，因而，阻断 PD-1/PD-L1 通路是一种潜在的抗肿瘤治疗方法。
如今，阻断 PD-1 和 PD-L1 活性的单克隆抗体，即免疫检查点抑制剂，已经在抗肿瘤治疗中取得了很大的成功并且已经被批准用于某些癌症的治疗。那么既然这种调节异常在脓毒症和肿瘤中具有相似性，那阻断 PD-1/PD-L1 治疗用于脓毒症是否也能起到作用呢？作者列举了多项实验报道。在脓毒症动物模型上阻断 PD-1/PD-L1 能够防止 T 细胞的凋亡，调节细胞因子的产生，减少了器官功能障碍和死亡的发生。PD-1 敲除鼠的脓毒症致死率也要低于野生型鼠。脓毒症病人的免疫细胞上 PD-1 和 PD-L1 出现了上调，并且死亡率随着 PD-1、PD-L1 的表达升高而上升。另外，通过脓毒症病人血液样本进行体外实验观察到阻断 PD-1/PD-L1 之后细胞凋亡减少，免疫功能也得到了恢复。以上实验均表明：PD-1/PD-L1 通路很可能在脓毒症相关性免疫调节异常中发挥了重要的作用，并且抗-PD-L1 治疗对于脓毒症相关性免疫抑制的病人具有潜在价值。但是，这种治疗方法理论上有造成促炎反应失控和细胞因子风暴的风险。这也是为什么尽管尚未有此类报道，但任何用于肿瘤和脓毒症新型研究药物仍需严密监控是否会出现上述不良反应。因此，作者设计了该研究来评估抗-PD-L1（BMS-936559）用于脓毒症相关性免疫抑制的安全性、耐受性、药代动力学和药效动力学，以及对免疫标志的影响。
该研究使用的免疫检查点抑制剂 BMS-936559（Bristol-Myers Squibb, Princeton, NJ）目前已经被用于癌症和抑制性抗病毒治疗的 HIV 感染病人的Ⅰ期临床试验，它能够阻断 PD-L1 和 PD-1、CD80 的结合。抗-PD-L1 能够有效地增强免疫反应。在癌症病人中它能够诱导了肿瘤衰退，延长了疾病稳定性；在 HIV-1 感染病人中它能够提升了 Gag 特异性 CD8+T 细胞功能。该试验是免疫检查点抑制剂首次用于脓毒症的临床试验，以 T 细胞耗竭和适应性免疫缺陷为目标，代表了一种独特的、全新的免疫治疗方法。
一、研究设计
该研究为Ⅰb 期、前瞻性、随机、双盲、安慰剂对照、多中心、单剂量递增研究。试验纳入了 24 位病人，他们满足脓毒症、器官功能障碍（低血压、急性呼吸衰竭、急性肾衰竭中任意一种）、脓毒症相关性免疫抑制（白细胞计数绝对值 ≤ 1100/μL）、ICU 内治疗等主要纳入标准和一些排除标准。如图 1 所示，受试者被分为 5 组（10、30、100、300、900 mg），每组 5 人按 4:1（BMS-936559: 安慰剂）随机分配（*900 mg 组原计划 5 人，其中 1 人在随机分组后、治疗之前退出，因此实际仅有 4 人，4 人均接受 BMS-936559）。受试者接受单剂量 BMS-936559（10-900 mg; n = 20）或者安慰剂（n = 4），随后跟踪 90 天，期间接受标准监护治疗。
研究的主要目的：检测 90 天内脓毒症受试者 BMS-936559 单剂量给药（10-900 mg）的安全性和耐受性。
研究的次要目的：检测 BMS-936559 单剂量给药的药代动力学和 RO，以及对免疫功能影响。
主要终点：死亡或不良事件。
重要的次要终点：受体占有率（RO）和 mHLA-DR 水平等等。
试验中对以下指标进行检测：
1. 安全性：体格检查、生命征、心电图、不良事件报告、眼底镜检查和实验室检测。
2. 药代动力学：BMS-936559 血清浓度、最大血清浓度 Cmax、最大浓度时间、AUC(0–T)/AUC(INF)、总体内清除率、分布容积、终末半衰期、比例化剂量反应关系。
3. BMS-936559 RO（受体占有率）和免疫系统状态：RO（≥ 80% 时，T 细胞功能得到恢复或提升）、mHLA-DR（＜5000 mAb/cell 时，通常被认为是免疫瘫痪状态）、白细胞计数绝对值、细胞因子（IL-6、IL-8、CXCL8、IL-10）
二、结果
1. 受试者处理和基本信息
35 人根据准入标准和排除标准筛选后，24 人参与试验，接受 BMS-936559（n = 20）或者安慰剂（n = 4）治疗，最终 14 人（58.3%）完成了 90 天的试验周期，受试者各方面基本特征均相似（表 1）。
2. 安全性
死亡：6 人在 2-52 天之间死亡（表 2），10 mg 组 2 人（50%），30 mg 组 2 人（50%），100 mg 组 1 人（25%），300 mg 组 1 人（25%）。死亡和研究治疗无关，病人病情较重，相关死因均属于预期之中。
不良事件（AE）：4 人发生严重不良事件（SAE），（16.7%; BMS-936559, n = 3/20 [15.0%]; 安慰剂, n = 1/4 [25.0%]），与研究治疗无关。频率较高的不良事件从高到低依次是低血压（n = 11; 55%）、腹泻（n = 7; 35%）、谵妄（n = 7; 35%）、贫血（n = 6; 30%）、脂肪酶升高（n = 5; 25%）、胸腔积液（n = 5; 25%）、体重下降（n = 4; 20%）、低钾血症（n = 4; 20%）、营养不良（n = 4; 20%）。大部分不良事件程度为轻度、适中（1-2 级），在各剂量组中发生的频率和严重程度相似。仅有 1 人出现了治疗相关的不良事件：淀粉酶升高（2 级）、脂肪酶升高（1 级）、血 LDH 升高（1 级），均自行缓解。不良事件均未导致试验中断。
特别关注的不良事件（AEOSI，即在癌症抗-PD-L1 研究中被认为是有潜在免疫相关原因的不良事件）：13 人发生 AEOSI（54.2%, BMS-936559, n = 11/20 [55.0%]; 安慰剂, n = 2/4 [50.0%]）（表 3），大部分为 1-2 级，和研究治疗无关。2 人（10%）有 3 级 AEOSI 腹泻，分别用洛哌丁胺、地芬诺治疗后缓解，未使用糖皮质激素。1 人（5%）有 3 级 AEOSI 肺部浸润，使用抗生素后缓解，未使用糖皮质激素。所有人均未出现肺炎（在肿瘤抗-PD-L1 治疗中出现过，可以威胁生命）。15 位接受眼底检查的病人均无局灶的视网膜损伤（灵长类动物毒性试验有报道）。
3. 药代动力学
BMS-936559 的平均终末半衰期从 29 小时（10 mg）到 189 小时（300 mg），表现为非线性的药代动力学和靶点介导的药物处置动力学。和肿瘤病人相比消除速率更快，分布容积更高。剂量标准化后，实体瘤病人抗-PD-L1 药物浓度比脓毒症病人普遍更高、下降更慢。
4. 生物标志
RO：RO 持续时间以及 RO ≥ 80% 时长均呈剂量依赖性增长，900 mg 可以使得完全性 RO 长达 28 天。（图 2A）
mHLA-DR：mHLA-DR 表达随时间增长而增长，300 mg 和 900 mg 组增幅最大。从第 15 天到第 90 天，300 mg 和 900 mg 组 mHLA-DR 水平的中位数＞5000 mAb/cell（图 2B）。将 10、30、100 mg 归入低剂量组，300、900 mg 归入高剂量组后，可以看到完全性 RO 在低剂量组维持了 8 天，高剂量组维持了 29 天（图 2C）；低剂量组在第 8 天 mHLA-DR 超过了 5000 mAb/cell，高剂量组在第 4 天超过了 5000 mAb/cell；8 天过后，在任一时间点，高剂量组 mHLA-DR 表达水平始终高于低剂量组。
其他生物标志：白细胞计数绝对值和细胞因子水平均无明显的剂量相关性变化。
三、讨论
该研究所是对抗-PD-L1 用于脓毒症相关性免疫抑制病人的首次临床评价。可以看到病人可以很好地耐受单剂量 BMS-936559，大部分 AEOSI 程度为轻度到适中。试验中并未发现有药物诱导的细胞因子释放综合征的临床、生物标志证据。作者特别提到，没有迹象表明抗-PD-L1 治疗和恶化的发烧和血流动力学不稳定具有相关性，也没有观察到细胞因子浓度有明显的变化，这一点很重要，因为尽管抑制 PD-1/PD-L1 信号通路非常有效，但是增强脓毒症病人免疫反应的治疗研究仍未被实施，一定程度上就是由于理论上存在过度促炎反应的风险。
药代动力学研究显示，和肿瘤病人相比，脓毒症病人的 BMS-936559 消除速率更快，分布容积更高，这意味着脓毒症病人可能需要更高的给药剂量和给药频率。完全性 RO 持续时长呈剂量依赖性增长，剂量达到 900 mg 时长达 28 天的 RO 对预防继发感染大有裨益。
mHLA-DR 表达随时间而增长，这和免疫功能的恢复相一致。更高的剂量可以带来持续、高度的 PD-L1 靶向参与（RO）和更迅速的免疫功能恢复（mHLA-DR 表达）。作者提醒，由于本试验参与者较少，这些数据在解读时需要更为谨慎。但是，免疫治疗和 mHLA-DR 表达增高（更好的临床结局）的这种关联也有过类似的报道。
白细胞计数绝对值在接受治疗后并未呈现明显的趋势。因此作者提出，虽然白细胞计数绝对值减少是脓毒症相关性免疫抑制常用并且很容易检测的特征，这在短期试验内并非是评估 PD-1/PD-L1 通路抑制效果的最佳评药代动力学标志，作者认为这可能是因为淋巴细胞增殖和产生所需的时间较长，导致白细胞计数绝对值无法在 90 天内完全恢复。
IL-6、IL-8、IL-10 同样也并未呈现明显的或者剂量相关的趋势，作者提出了几种可能的原因，一是选择的取样时间点恰好没能够检测到细胞因子水平快速、短暂的变化，二是细胞因子的变化可能高度局限在某一部位，而无法系统性地检测到，除此之外，样本规模太小也可能是一个因素。不过，试验中没有任何「细胞因子风暴」程度的细胞因子水平变化出现，从首次临床试验的角度来说，这是一个重要的目标。
最后，作者讨论了一些该研究存在的局限：一、样本规模太小。正如前文所述，这导致了本研究缺乏捕捉到促炎反应相关事件的能力，一些本研究未报道的不良事件也许在更大规模的实验中会被报道。不过，本文报道的不良事件和出现在其他更大规模的癌症研究中的不良事件有广泛的相似性，这一点令人鼓舞。二、本研究使用的「免疫抑制」的定义存在一些问题。在研究中，作者处于实际考虑，采用了试验开始前 96 小时内白细胞计数绝对值 ≤ 1100/μL 作为「免疫抑制」的标准，白细胞计数绝对值越小，脓毒症的临床结局越差。但是这并不是脓毒症相关性免疫抑制最可靠的标志。不过，作者也做了补充说明，病人的 mHLA-DR 水平在治疗前很低，意味着病人的免疫被抑制了，死亡的风险增加了。同时，一项对 ICU 脓毒症病人的整合基因组学研究表明，免疫抑制表型（SRS1）比另一种脓毒症表型（SRS2）的白细胞计数绝对值水平更低。综上，白细胞计数绝对值降低的确和脓毒症的免疫抑制有着密切联系。
以上数据表明脓毒症相关性免疫抑制病人可以很好地耐受 PD-1/PD-L1 通路抑制治疗。BMS-936559，尤其是更高剂量治疗时，mHLA-DR 表达有明显的提升。关于它是否能够安全地恢复免疫功能以及防止继发感染和相关的临床结果，仍需要进一步的研究
本文供稿者：徐逸天 南京医科大学第一临床医学院 2015 级临床医学专业本科生，2019 年 9 月被北京协和医学院拟录取为中日友好医院 2020 级内科学直博生
原文出处：Hotchkiss RS, Colston E, Yende S, Angus DC, Moldawer LL, Crouser ED, Martin GS, Coopersmith CM, Brakenridge S, Mayr FB, Park PK, Ye J, Catlett IM, Girgis IG, Grasela DM. Immune Checkpoint Inhibition in Sepsis: A Phase 1b Randomized, Placebo-Controlled, Single Ascending Dose Study of Antiprogrammed Cell Death-Ligand 1 Antibody (BMS-936559). Crit Care Med. 2019 May;47(5):632-642. doi: 10.1097/CCM.0000000000003685.
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