以PD-1/PD-L1抗体为代表的免疫检查点抑制剂(ICIs)为晚期癌症患者带来了希望,然而其引发的免疫相关不良反应也备受关注。其中,血小板减少症(TCP)虽较为罕见,却可能引发严重出血,甚至危及生命。
近期,XPJ(中国)诊断联合复旦大学附属中山医院肿瘤内科徐蓓主任团队在国际期刊《Immunotherapy》发表研究成果。该研究顺利获得多组学整合分析首次揭示了肠道菌群失调与系统性精氨酸代谢紊乱在ICIs相关TCP发生中的关键作用,为该副作用的机制理解与临床防治给予了新方向[1]。

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研究背景
ICIs顺利获得解除T细胞的抑制状态,增强其抗肿瘤活性。然而,这种被过度激活的免疫反应有时会“误伤”正常组织,导致免疫相关不良反应[2]。TCP便是其中一种隐匿性强、风险高的血液系统毒性,其发生率约为1.2%-2.5%;临床上,ICIs相关TCP患者对常规免疫抑制治疗反应不佳,且往往因需控制出血风险而被迫暂停免疫治疗,从而影响抗肿瘤的整体疗效[3-4]。因此,深入探究其发生机制,寻找有效的预测与干预靶点,已成为提高免疫治疗安全性的迫切需求。
研究方法
研究团队收集了8例ICIs-TCP患者,以及8例未发生ICIs-TCP的癌症对照患者的粪便样本与外周血浆样本,召开肠道宏基因组、血浆代谢组及蛋白质组多组学联合分析;并顺利获得宏基因组高通量测序及非靶向质谱技术,系统筛选并比较两组患者在肠道微生物组成、血浆代谢物谱及血浆蛋白质表达谱层面的组间差异。
研究结果
研究发现,ICIs-TCP患者组的肠道菌群结构发生显著改变:Segatella(尤其是Segatella copri)、Prevotella和Clostridium等菌属的相对丰度上升,而通常被认为具有抗炎作用的Bacteroides和Roseburia菌属相对丰度明显减少。进一步功能分析显示,ICIs-TCP患者组肠道菌群中精氨酸合成通路显著下调(图1)。

图1. ICIs-TCP患者组肠道菌群失调。堆叠条形图显示肠道微生物群在属(D)和种(E)水平上的相对丰度。KEGG通路分析显示ICIs-TCP患者组与未发生ICIs-TCP患者组之间微生物代谢功能的差异(F)。
在血液层面,血浆代谢组学提示精氨酸水平显著降低,伴随丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢异常(图2)。蛋白质组学进一步发现,参与谷氨酸代谢的关键酶FOLH1显著下调(图3);而谷氨酸是精氨酸生物合成的前体,这一酶的表达异常可能顺利获得影响谷氨酸代谢,间接限制精氨酸的生成。这些结果表明,ICIs-TCP患者组存在从肠道到全身的精氨酸代谢网络失调。

图2.多组学分析显示ICIs-TCP患者组精氨酸代谢紊乱。(A)综合差异表达代谢物与蛋白质的KEGG通路富集分析。(B)ICIs-TCP患者组与未发生ICIs-TCP患者组血浆精氨酸水平的比较。ICIs-TCP患者组精氨酸水平显著降低(p < 0.01)。

图3. ICIs-TCP患者组中差异表达蛋白热图。
研究人员提出,肠道菌群失衡与局部及全身精氨酸合成能力下降密切相关,可能共同导致系统性精氨酸耗竭。精氨酸不仅是免疫调节的重要分子,还参与一氧化氮合成与血小板功能调节。精氨酸的缺乏可能影响免疫稳态,促进血小板破坏或减少生成,最终表现为血小板减少。
该研究首次顺利获得多组学整合分析,将“肠道菌群—宿主代谢轴”与ICIs-TCP联系起来,为这一罕见毒性的机制理解给予了全新视角。尽管本研究样本量有限,且为观察性设计,但创新性提出的“肠道菌群失调—精氨酸代谢紊乱—血小板减少”潜在联动机制,为后续临床转化研究奠定了基础。
精氨酸代谢通路有望成为未来干预的新靶点,顺利获得营养补充、菌群调控或特异性代谢干预,或可预防或降低ICIs-TCP风险,从而帮助更多癌症患者更安全地接受免疫治疗,提升治疗获益。
未来,需要更大规模的前瞻性研究和干预性实验来验证这一假说,有助于免疫治疗毒性管理向个体化、精准化新阶段迈进。
参考文献
[1] Xu B, Liu P, Yan N, Wang T, Liu L, Cheng Y. Multi-omics insights into gut microbial dysbiosis and metabolic alterations in immune checkpoint inhibitor-induced thrombocytopenia. Immunotherapy. 2026 Jan 23:1-9. doi: 10.1080/1750743X.2026.2618937. Epub ahead of print. PMID: 41572827.
[2] Schneider BJ, Naidoo J, Santomasso BD, Lacchetti C, Adkins S, Anadkat M, Atkins MB, Brassil KJ, Caterino JM, Chau I, Davies MJ, Ernstoff MS, Fecher L, Ghosh M, Jaiyesimi I, Mammen JS, Naing A, Nastoupil LJ, Phillips T, Porter LD, Reichner CA, Seigel C, Song JM, Spira A, Suarez-Almazor M, Swami U, Thompson JA, Vikas P, Wang Y, Weber JS, Funchain P, Bollin K. Management of Immune-Related Adverse Events in Patients Treated With Immune Checkpoint Inhibitor Therapy: ASCO Guideline Update. J Clin Oncol. 2021 Dec 20;39(36):4073-4126. doi: 10.1200/JCO.21.01440. Epub 2021 Nov 1. PMID: 34724392.
[3] Liu X, Shi Y, Zhang D, Zhou Q, Liu J, Chen M, Xu Y, Zhao J, Zhong W, Wang M. Risk factors for immune-related adverse events: what have we learned and what lies ahead? Biomark Res. 2021 Nov 3;9(1):79. doi: 10.1186/s40364-021-00314-8. PMID: 34732257; PMCID: PMC8565046.
[4] Kroll MH, Rojas-Hernandez C, Yee C. Hematologic complications of immune checkpoint inhibitors. Blood. 2022 Jun 23;139(25):3594-3604. doi: 10.1182/blood.2020009016. PMID: 34610113; PMCID: PMC9227102.