免疫检查点抑制剂相关肌炎的肌肉可视化和评估方法

Summary

免疫检查点抑制剂 （ICI） 彻底改变了癌症治疗，但有肌炎的风险;早期多模式评估（临床、生物标志物、肌电图、影像学、活检）在诊断挑战中优化诊断、管理和方案标准化。

Abstract

免疫检查点抑制剂 （ICI） 从根本上改变了癌症治疗的格局，但其给药经常与免疫相关不良事件 （irAE） 相关，其中肌炎（一种影响肌肉的炎症性疾病）尤为突出。及时识别和彻底评估与 ICI 相关的肌炎对于有效的治疗管理和改善患者预后至关重要。在本报告中，我们对肌肉功能进行了详细评估，旨在准确诊断和评估 ICI 相关肌炎。对基本的诊断方法进行审查，例如临床评估、肌肉力量评估、实验室生物标志物分析、肌电图 （EMG）、成像方式和肌肉活检。彻底探讨了区分 ICI 诱发的肌炎与其他自身免疫性疾病以及非自身免疫性疾病所涉及的复杂性。对肌肉特异性因素的重点评估对于提高诊断精度、优化患者管理策略和建立标准化评估方案至关重要。通过解决这些关键方面，我们可以促进对 ICI 相关肌炎的更细致入微的了解，最终改善受这种疾病影响的患者的预后。这种综合方法不仅有助于及时识别肌炎，还有助于实现在肿瘤环境中最大限度地提高免疫治疗疗效的更广泛目标。

Introduction

免疫检查点抑制剂 （ICI） 已成为治疗各种恶性肿瘤的基石，通过调节免疫系统识别和攻击癌细胞，为癌症治疗提供了新的维度¹。然而，这类新型药物并非没有挑战，因为它可能导致免疫相关不良事件 （irAE），可能影响任何器官系统，包括肌肉骨骼系统²。

肌炎是一种以肌肉组织炎症和损伤为特征的疾病，就是这样一种 irAE，通常表现为肌肉无力、疼痛和肌肉酶升高³。ICI 相关肌炎的发病率虽然罕见，但发病率很高，并可能严重影响患者的生活质量和癌症治疗结果⁴。

先前对免疫检查点抑制剂 （ICI） 相关不良事件潜在机制的研究主要集中在免疫系统过度激活的作用上。ICI，如抗 PD-1 和抗 CTLA-4 抗体，可增强 T 细胞对肿瘤的反应，但也可能通过破坏免疫耐受平衡来导致自身免疫。研究表明，自身反应性 T 细胞的激活和由此产生的细胞因子释放可以引发各种器官的炎症反应，导致不良反应的发展，包括关节炎、肌炎和结肠炎 ^5,6。了解这些机制对于制定更有效地预测、预防和管理这些不良事件的策略至关重要。

ICI 相关肌炎的临床表现通常包括非特异性症状，例如肌肉无力、肌痛和疲劳，这会使诊断复杂化⁷.这种无力可能会影响眼部肌肉、面部和喉咙肌肉、颈部肌肉以及肩带和骨盆带肌肉。患者可能出现睁眼、说话、吞咽、抬头或四肢或呼吸困难。此外，部分患者有心肌受累，常表现为呼吸困难、胸痛、心悸等。严重时，它可能发展为心力衰竭、心源性休克和恶性心律失常。ICI 相关肌炎还可表现为重症肌无力 （MG） 样综合征和呼吸衰竭。ICI肌炎患者报告的特征总结于表1 ^7,8,9。这种情况可能在 ICI 治疗开始后数天至数月内发生，并且可能持续数月至数年，即使在停用 ICI¹⁰ 后也是如此。受影响的肌肉会限制活动能力并可能造成永久性损伤，严重时需要进行关节置换手术¹¹.因此，了解ICI相关肌炎的评估方法对于有效的患者管理至关重要。

ICI 相关肌炎的诊断基于临床症状、血清肌酶（肌酸激酶）升高和炎症标志物，包括 T 细胞活化、肌电图 （EMG） 和肌肉活检（如有必要）^{1 2,13,1 4}。这些评估有助于区分特发性炎症性肌病 （IIM） 和 ICI 相关肌炎。

ICI相关肌炎的治疗通常将皮质类固醇作为一线治疗¹⁵。如果对类固醇无反应，可以考虑额外的免疫抑制治疗，如甲氨蝶呤、硫唑嘌呤、吗替麦考酚酯、利妥昔单抗或阿巴西普^{1 6,17,1 8}。在肌炎消退后再次挑战 ICI 的决定需要仔细考虑风险和益处，并密切监测 irAE 的复发¹⁹。

在这里，我们旨在全面概述 ICI 相关肌炎的评估方法，包括临床表现、诊断方法、成像技术和管理策略。我们还将讨论这种严重的 irAE 诊断和管理中的潜在陷阱和挑战，强调需要采用多学科方法来确保最佳的患者护理。

案例介绍：
一名70岁亚洲男性在过去20天内出现进行性眼睑下垂和四肢无力。在症状出现的第一周内，他还出现了头晕、心悸以及吞咽和呼吸困难。他的肌肉无力迅速加重，在症状出现后3周内卧床不起，无法移动、进食或说话，并且由于_CO2 潴留而需要机械通气。

诊断、评估和计划：
患者接受了全面的病史回顾和系统回顾。他的肌肉无力和其他症状出现在鳞状细胞癌抗 PD-1 免疫治疗开始两周后。体格检查显示全身肌无力、呼吸肌衰竭和完全双侧上睑下垂。实验室检查，包括肌酸激酶水平、心肌肌钙蛋白 I 水平、心电图和双侧大腿肌肉的 MRI，有助于识别肌肉损伤。肌肉活检证实炎症性肌病。肌炎和重症肌无力的自身抗体检测结果为阴性。循环 CD8 T 细胞上 CD38 和 HLA-DR 的流式细胞术染色证实了与抗 PD-1 治疗相关的 T 细胞活化。

患者被诊断出患有 ICI 相关肌炎，可能是由抗 PD-1 治疗引起的，在通过新斯的明阴性和重复神经刺激试验排除其他疾病以及缺乏相关自身抗体后。

全身肌无力、呼吸肌衰竭、双侧上睑下垂和舌头移动困难等症状，以及异常的 MRI 结果和肌纤维损伤的组织病理学证据，支持 ICI 相关肌炎的诊断。

鉴别诊断包括特发性炎症性肌病、重症肌无力以及神经、感染或代谢紊乱，通过特异性检查排除这些疾病。

患者开始服用甲泼尼龙（每天 80 毫克）和阿巴西普（每周 125 毫克）来控制炎症过程。其基本原理是减少炎症并防止进一步的肌肉损伤。4周后，糖皮质激素剂量逐渐减量，停用阿巴西普。患者肌肉力量和功能恢复有所改善。

没有发现明显的并发症，但有必要仔细监测免疫反应并逐渐减少治疗以避免突然发作或进一步的肌肉损伤。患者对治疗方案反应良好，恢复了睁眼、进食、说话和独立行走的能力。

Protocol

所有患者均提供书面同意，该研究获得中国上海仁济医院伦理委员会（ID：2013-126）的批准。
注意：当怀疑 ICI-肌炎时，必须进行彻底的诊断评估。ICI 相关肌炎需要一种全面的诊断方法，包括各种评估方法来确认诊断、评估疾病严重程度和监测治疗反应。此处描述了详细的评估方案。

1. 病史和症状评估

1. 获取接受靶向 PD-1/PD-L1 和/或 CTLA-4 的免疫检查点抑制剂 （ICI） 的有癌症病史的患者的完整病史。确定 ICI 治疗后出现新发肌肉无力、呼吸困难或胸痛的患者。 表 2 显示了标准化的症状检查表。查看病史以了解先前存在的肌炎诊断。
2. 评估与 ICI 治疗相关的症状发作时间。记录 ICI 治疗第一或第二周期后症状的开始。
   注意：ICI 肌炎可能会在 ICI 的前 1 或 2 个周期后不久发展。如果在多个周期后或停用ICI后出现症状，应考虑以下原因：1）非ICI诱发的肌炎：如肿瘤进展引起的副肿瘤综合征或肌病;2）自身免疫性疾病复发或共存：ICI治疗期间可能复发已有的皮肌炎，或可能存在其他自身抗体（如抗TIF1γ抗体或抗横纹肌抗体）驱动的病理过程;3）其他药物引起的感染或毒性：应排除引起肌炎的感染或其他化疗药物（如紫杉醇）引起的神经肌肉毒性。

2.体格检查

1. 皮肤表现评估
   1. 从头到脚观察患者的皮肤，评估患者是否有皮肌炎的特征性皮疹（如天芥菜皮疹、Gottron丘疹或披肩征）。
2. 联合受累评估
   1. 评估患者是否有关节疼痛、肿胀或僵硬的主诉，这可能表明并存炎性关节炎。
   2. 通过检查受影响关节的皮肤温度升高、触诊关节部位是否有压痛以及评估关节的活动范围来评估每个关节。
   3. 区分关节炎症引起的无力和肌肉受累引起的无力。表 3列出了肌肉无力和关节僵硬之间的差异。
3. 心肺检查
   1. 对呼吸功能进行全面评估。
      1. 询问是否有任何症状，例如呼吸困难或肺部噼啪声的存在。
      2. 进行胸部听诊以检测异常的心音或杂音。
   2. 通过评估外周水肿（四肢肿胀）、颈静脉扩张来检查心力衰竭的迹象。
   3. 通过检测 B 型利钠肽 （BNP） 和超声心动图评估心力衰竭的严重程度。
4. 神经系统检查
   1. 进行基本的神经学评估，以排除其他潜在的虚弱原因。
   2. 进行全面检查。
      1. 评估患者的意识水平。
      2. 评估颅神经功能。
      3. 测试运动功能，包括肌肉力量、肌肉张力和协调性。
      4. 警惕地检查感觉功能，注意浅表和深层感觉。
      5. 评估深部腱反射和浅表反射。
   3. 如果出现感觉丧失、反射无常和阳性病理体征等症状，应要求神经内科会诊。

3. 肌肉评估

1. 手动肌肉测试 （MMT）
   1. 根据被评估的肌肉群，将患者舒适地定位，坐着或躺着。
   2. 指导患者对抗阻力进行特定动作，例如抬起手臂或腿。
   3. 在运动过程中对特定关节或肌肉群施加阻力。
   4. 根据以下量表对肌肉力量进行分级：0：无肌肉收缩;1：无动静可见收缩;2：消除重力运动;3：逆重力运动;4：运动抵抗中等阻力;5：对完全阻力的正常强度。
      注意：建议考官接受联合培训，以减少考试评估的异质性。
2. 进行成像技术。
   1. 进行肌肉磁共振成像 （MRI） 以评估肌肉受累的存在和程度。记录任何观察到的肌肉水肿和炎症，注意变化是弥漫性的还是局灶性的。优先考虑 T1 加权、T2 加权脂肪抑制 （T2-FS） 和 STIR（短 tau 反转恢复）序列。
      注意：T1 加权成像突出显示结构异常，例如脂肪浸润（表现为明亮的高信号）和纤维化，提供慢性肌肉损伤的基线评估。T2-FS 和 STIR 序列对于检测活动性炎症至关重要。这些序列抑制脂肪信号，增强对水肿（发炎组织中的游离水分含量）的敏感性，水肿表现为高信号区域。STIR 对于识别细微或弥漫性水肿特别有用。或者，可以使用肌肉超声或PET/CT扫描等成像方法²⁰.
3. 进行电生理检查。
   注意：ICI 相关肌炎通常类似于重症肌无力 （MG），并伴有上窥下滑和动眼功能障碍等症状 ^{8,2 1}，导致误诊，强调需要进行全面的电生理评估，包括针肌电图 （EMG）、神经传导研究 （NCS） 以及低频和高频重复神经刺激 （RNS）。
4. 评估呼吸肌力量：进行肺功能测试以评估呼吸肌力量，特别是横膈膜。
5. 运动耐量测试：6 分钟步行测试 （6MWT）
   1. 解释测试的目的以及起搏对患者的重要性。
   2. 测量并记录基线心率、血压和血氧饱和度。
   3. 让患者在平坦、笔直的走廊中来回行走 6 分钟。
   4. 指导患者按照自己的节奏尽可能走远，必要时允许他们停下来。
   5. 定期鼓励患者，注意步行的距离以及任何疲劳、呼吸困难或不适的迹象。
   6. 记录步行总距离以及运动后心率和血氧饱和度。
   7. 通过将结果与既定的规范值和患者的临床状况进行比较来解释结果。
      注意：健康成人的 6MWD 通常在 400-700 m 之间。对于不同的年龄和性别组，6MWD 的正常值可能会有所不同。步行距离小于150m可能提示严重心肺功能障碍;150 m 至 425 m 之间可能提示中度心肺功能障碍;大于425 m可能属于轻度心肺功能障碍。

4. 实验室测试

1. 肌酶检测：测量血清样本中以下肌酶的水平：肌酸激酶 （CK）、乳酸脱氢酶 （LDH）、天冬氨酸转氨酶 （AST）、丙氨酸转氨酶 （ALT）。
2. 炎症标志物评估：评估血清中以下非特异性炎症标志物的水平：血清铁蛋白、C 反应蛋白 （CRP）、血清淀粉样蛋白 A 和红细胞沉降率 （ESR）。
3. 使用流式细胞术测量 T 细胞上的 CD38 和 HLA-DR 表达，以提供 T 细胞活化的相对特异性指示^{1 4}。
   1. 使用荧光染料偶联的 CD38 和 HLA-DR 抗体对细胞进行表面染色，然后对特定细胞亚群进行门控流式细胞术分析。
   2. 在双参数散点图中量化阳性细胞百分比和平均荧光强度 （MFI），以评估激活或功能状态。
4. 心肌肌钙蛋白 I （cTnI） 检测：
   1. 测量 cTnI 水平以评估疾病活动度高且预后不良的 ICI 相关肌炎患者的潜在心脏受累情况。
   2. 在 cTnI 水平升高的患者中，持续监测肌钙蛋白水平。进行心电图 （ECG） 以检测危及生命的 ICI 心肌炎的迹象。
   3. 考虑对正在评估急性冠脉综合征的患者进行冠状动脉造影。
   4. 当出现血流动力学不稳定或心律失常时，应优先进行超声心动图检查，以快速评估心功能和急性并发症（例如心包积液）。
5. 自身抗体检测
   1. 检测患者血清样本中是否存在肌炎特异性自身抗体 （MSA） 和肌炎相关自身抗体 （MAA）。常用的方法是线印迹测定。
   2. 审查已有自身抗体的 ICI 肌炎患者的自身抗体状态。记录新 MSA 或 MAA 的任何发展。
   3. 请参阅 表4 ，其中总结了与ICI相关肌炎和IIM相关的不同自身抗体，以进行详细鉴定。

5. 病理学

1. 肌肉活检准备
   1. 根据以下内容进行彻底的身体检查以确定适当的活检部位： 1） 存在肌肉力量下降;2） MRI 上有肌水肿的证据;3） 易激惹肌电图表现表明活动性炎症。
   2. 优先考虑强度下降的肌肉进行活检，避开表现出严重肌肉萎缩或脂肪浸润的部位。
   3. 如果肌肉表现出 3/5 <手动肌肉测试 （MMT） 评分，请进行 MRI 以选择最佳活检部位。
   4. 对于 ICI 相关肌炎，对肌电图发现异常的肌肉对侧进行活检，以尽量减少针头引起的肌肉损伤。
2. 试样处理
   1. 包裹肌肉标本
      1. 将收集的肌肉标本包裹在用生理盐水润湿的纱布中。
      2. 将包裹好的标本放入装满干冰的培养容器中，以防止肌肉结构干燥和退化。
   2. 固定肌肉标本
      1. 选择活检肌肉的一部分，直径约 5 毫米，长度约 1 厘米。
      2. 将这部分垂直固定在一小块软木塞上。
      3. 用黄芪胶固定肌肉，与水轻轻混合。
      4. 确保组织稳定且不会翻倒。
      5. 避免过度使用可能掩埋肌肉的黄芪胶。
   3. 冷冻过程
      1. 冷却异戊烷
         1. 在通风良好的地方使用液氮冷却异戊烷。
         2. 在继续之前，确保异戊烷已充分冷却。
      2. 浸入组织
         1. 用镊子抓住固定纸巾的软木塞。
         2. 快速将软木塞和纸巾放入冷却的异戊烷中。
         3. 来回移动软木塞以确保组织均匀冻结。
         4. 将组织在异戊烷中保持约20-30秒。
      3. 干燥和储存
         1. 将组织从异戊烷转移到装有干冰的盒子中。
         2. 将组织在干冰中放置约1小时，让异戊烷蒸发。
         3. 蒸发后，将组织放入密封的塑料袋或拜耳瓶中。
         4. 将组织储存在温度低于-70°C的冰箱中。
   4. 组织学处理
      1. 切片冷冻肌肉标本
         1. 从冰箱中取出冷冻的肌肉标本。
         2. 使用低温恒温器将标本切成 6 μm 切片（范围 5-10μm）。
      2. 染色程序
         1. 对切片进行苏木精和伊红（HE）染色，以使用标准程序可视化一般组织结构。
         2. 进行酶组织化学以评估肌肉组织内的特定酶活性（修饰的戈莫里三色 [MGT]、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸四唑还原酶 [NADH-TR]、SDH、PH 4.6/pH 10.6 的 ATP 酶、酸性磷酸酶 [ACP]、碱性磷酸酶 [ALP]、高碘酸希夫 [PAS]、油红 O [ORO]）^22。
         3. 使用以下标记物进行免疫组织化学：主要组织相容性复合物 I （MHC-I） 和 II （MHC-II）、C5b-9、粘病毒耐药蛋白 A （MxA）、淋巴细胞标志物（CD3、CD4、CD8、CD20）和巨噬细胞标志物 （CD68）²³。
   5. 结果解释
      1. 炎症浸润和通路的评估
         1. 检查染色切片是否有肌纤维坏死的模式。
         2. 寻找肌内膜巨噬细胞浸润和肌食细胞增多症。
         3. 观察炎症区域 MHC I 级和 II 级的强烈阳性，在肌膜上出现局灶模式。
         4. 请注意坏死肌纤维上以非特异性模式存在 C5b-9。
         5. 确定肌内膜中淋巴细胞的丰度，特别是 CD8+ T 细胞。
      2. DM 相关 MSA 的特殊注意事项
         1. 对于患有 DM 相关 MSA 的病例，请寻找典型的 DM 样肌病理学，例如束周围萎缩。
         2. 评估导致肌肉梗塞的严重血管损伤。
         3. 如果可能，评估 I 型干扰素诱导基因的表达²⁴.

Results

流程图用于评估疑似 ICI 肌炎（图 1）。患者报告没有 IIM 的既往表现或家族史，也没有已知的毒素暴露。对病史的回顾显示，他的症状在接受第一轮抗 PD-1 免疫治疗右上肺鳞状细胞癌 2 周后出现。

经体格检查，患者意识清醒，但由于从头到脚的全身肌肉无力而无法交流。由于呼吸肌衰竭，他的生命体征稳定，通过气管切开术进行机械通气。他表现出完全的双侧上睑下垂，眼球无法移动。瞳孔直径 3 毫米，光反射完整。他无法伸出舌头，但可以横向移动舌头（3 级）。肌肉力量评估显示颈部屈曲为 3 级，近端和远端肢体力量为 2 级。四肢未引起腱反射，病理体征为阴性。

由于在已有皮肌炎的患者中，出现表明皮肌炎的皮肤症状的肌炎患者可能会在 ICI 后发作，因此在新发 ICI 肌炎中并不常见。既往糖尿病的发作特征是标志性的糖尿病皮疹（例如，天芥菜皮疹（眼睛周围的紫色皮疹）、Gottron丘疹（关节背表面的红斑丘疹）以及可能覆盖躯干的红斑或紫罗兰皮疹）在ICI开始后迅速恶化，通常先于肌肉症状进展。...

Discussion

免疫检查点抑制剂的出现彻底改变了癌症治疗的格局，免疫检查点抑制剂在一系列恶性肿瘤的持久反应方面显示出前所未有的益处²⁵。然而，伴随的 irAE 由于其多系统性和不可预测的严重程度而成为一项重大挑战²⁶。迄今为止，大多数研究都集中在影响内分泌系统、皮肤和胃肠道的众所周知的 irAE 上。虽然这些发现至关重要，但人们越来越认识到 irAE 也可能涉及肌肉骨骼系统，导致肌炎和肌肉无力等并发症²⁷。正是在这种背景下，评估 ICI 相关肌炎患者的肌肉状况变得尤为重要。

出于多种原因，评估 ICI 相关肌炎患者肌肉功能和完整性的专用方案的必要性是显而易见的。首先，肌肉并发症会深刻影响患者的生活质量，导致疲劳和身体机能下降等衰弱症状

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
ATP酶染色试剂盒（pH 10.6）	Solarbio	G2380	剂
ATP酶染色试剂盒（pH 4.6）	Solarbio	G2380	剂
C5b-9	Dako	M0777
CD20	ZSGB-BIO	ZM-0039
CD3	MXB	MAB-0740
CD4	MXB	RMA-1086	抗体
CD68	ZSGB-BIO	ZM-0060	抗体
CD8	MXB	MAB-1031	抗体
低温恒温器	徕卡生物系统	CM1950	仪器
黄芪胶粉	Ourchem	69013283	化学
苏木精	BASO	BA4041	化学
异戊烷	Ourchem	XW7878406	化学
MHC-I	invitrogen	14-9983-82	抗体
MHC-II	invitrogen	MA1-25914	抗体
改良的 Gomori Trichrome 染色剂	Solarbio	G3510	试剂
MxA	Millipore	MABF938	抗体
NADH-TR 染色试剂盒	Solarbio	N8120	试剂
油红O染色试剂盒	Solarbio	G1261	剂
PAS染色试剂盒	BASO	BA4080B	剂
SDH染色试剂盒	Solarbio	G2000	剂