于金明 滕菲菲

近來，腫瘤治療越來越趨向于多學(xué)科綜合治療。手術(shù)、放療和化療是目前控制腫瘤的三大主要手段。然而，腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移仍是致死的主要原因，免疫治療作為一種新興治療方式，與常規(guī)腫瘤治療聯(lián)合能夠激活人體的自身免疫反應(yīng)而特異、持續(xù)的識(shí)別全身腫瘤細(xì)胞。局部放療聯(lián)合全身免疫治療在臨床應(yīng)用中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。與既往普遍認(rèn)為的放療只具有免疫抑制作用的觀點(diǎn)不同，研究表明局部放療可促進(jìn)機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)［1］。腫瘤通過釋放多種免疫抑制因子以及招募免疫抑制細(xì)胞，導(dǎo)致免疫抑制微環(huán)境阻礙放療產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng)［2］。如何有效的放療聯(lián)合免疫治療成為腫瘤治療的一大挑戰(zhàn)。本文主要對(duì)放療與免疫聯(lián)合治療的相關(guān)機(jī)制及有效結(jié)合方式進(jìn)行討論。

1 腫瘤與免疫系統(tǒng)的交互作用

免疫系統(tǒng)一方面促進(jìn)機(jī)體抗腫瘤，另一方面誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞形成免疫耐受，這一復(fù)雜的過程稱為免疫編輯，在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起雙重作用。其可分為3個(gè)主要階段：免疫清除、免疫平衡、免疫逃逸［3］。

1.1 免疫清除

固有免疫和特異性免疫系統(tǒng)共同識(shí)別生長初期的腫瘤細(xì)胞，并在其臨床可見之前被消滅，這一階段稱為免疫清除階段。在腫瘤細(xì)胞形成初期，細(xì)胞表面的相關(guān)蛋白激活機(jī)體固有免疫系統(tǒng)，NK細(xì)胞和γδ T細(xì)胞釋放干擾素γ，激活具有細(xì)胞毒作用的巨噬細(xì)胞消滅腫瘤細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞死亡時(shí)釋放眾多危險(xiǎn)信號(hào)及相關(guān)抗原并由DC細(xì)胞識(shí)別、加工、遞呈給CD4+、CD8+T細(xì)胞，激活特異性免疫應(yīng)答。這一階段的固有免疫和特異性免疫系統(tǒng)需要相互配合，才能保護(hù)機(jī)體清除腫瘤細(xì)胞。

1.2 免疫平衡

免疫清除如果未能消滅所有腫瘤細(xì)胞，少部分腫瘤細(xì)胞生存下來進(jìn)入免疫平衡階段，腫瘤細(xì)胞生長和死亡達(dá)到一定平衡。殘存的腫瘤細(xì)胞進(jìn)入功能休眠階段，潛伏在患者體內(nèi)可達(dá)數(shù)十年，直至出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，這一整個(gè)過程是由免疫系統(tǒng)調(diào)控?？刂颇[瘤細(xì)胞生長的同時(shí)又誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞免疫源性的產(chǎn)生，對(duì)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生耐受。

1.3 免疫逃逸

腫瘤細(xì)胞在應(yīng)對(duì)免疫調(diào)控過程中出現(xiàn)突變或者機(jī)體免疫系統(tǒng)出現(xiàn)衰弱，導(dǎo)致部分腫瘤細(xì)胞逃脫免疫系統(tǒng)的控制，進(jìn)入免疫逃逸階段。這一過程有眾多機(jī)制參與，腫瘤細(xì)胞相關(guān)抗原的丟失、抗凋亡因子表達(dá)上調(diào)、腫瘤細(xì)胞釋放血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothe?lial growth factor，VEGF）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（transform?ing growth factor-β，TGF-β）多種免疫抑制因子，招募髓系抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells，MD?SC）、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regular T cell，Treg）等免疫抑制細(xì)胞，改變腫瘤微環(huán)境，抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)［4］。其中，腫瘤相關(guān)抗原丟失導(dǎo)致的免疫逃逸是一關(guān)鍵因素。

2 放療激活抗腫瘤免疫反應(yīng)的相關(guān)機(jī)制

臨床上出現(xiàn)一種有趣的現(xiàn)象，在腫瘤局部放療時(shí)放射野外遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移病灶也出現(xiàn)了縮小，即“遠(yuǎn)位效應(yīng)”。研究表明，這一現(xiàn)象是由放療激活機(jī)體免疫應(yīng)答引起的［5］。2012年，2篇臨床案例報(bào)道［6-7］了在黑色素瘤患者局部放療后，已存在的腫瘤特異性抗體水平升高，T細(xì)胞活化指標(biāo)升高，而且出現(xiàn)新的抗腫瘤特異性抗體。放療聯(lián)合免疫治療顯著優(yōu)于任一單一療法，但對(duì)于放療促進(jìn)抗腫瘤免疫反應(yīng)的具體機(jī)制還需要進(jìn)一步探討［8］。

2.1 放療促進(jìn)腫瘤抗原擴(kuò)增、改變和表達(dá)

由于基因突變，惡性腫瘤細(xì)胞許多抗原表達(dá)區(qū)別于正常組織細(xì)胞。Ⅰ和Ⅱ期的臨床試驗(yàn)證明，抗腫瘤免疫疫苗的療效與腫瘤相關(guān)抗原的數(shù)量具有明顯相關(guān)性［9］。放療能夠促進(jìn)腫瘤相關(guān)抗原的表達(dá)以及促進(jìn)新的腫瘤抗原產(chǎn)生，激活抗腫瘤免疫反應(yīng)。然而腫瘤會(huì)抑制抗原遞呈，其中CD8+T細(xì)胞識(shí)別抗原的關(guān)鍵分子MHC-1，在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)明顯下降［10］。放療能夠有效促進(jìn)MHC-1分子的表達(dá)，同時(shí)促進(jìn)DC成熟并向腫瘤浸潤［11］。研究表明，不成熟DC抑制T細(xì)胞增殖，進(jìn)而抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)，而腫瘤細(xì)胞通過釋放多種抑制因子抑制抗原遞呈細(xì)胞（APC）的成熟，促進(jìn)腫瘤生長［12］。

2.2 放療連接固有免疫與特異性免疫

TLR4是連接固有免疫與特異性免疫的關(guān)鍵分子。放療導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，釋放HMGB-1，其與TLR4結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)MHC-1對(duì)腫瘤抗原的加工和遞呈［8，13］。淋巴結(jié)陽性的乳腺癌患者中，攜帶TLR4失活基因突變的對(duì)放化療的敏感性較差［14］。另外，食管鱗癌患者術(shù)前放化療能夠明顯提高腫瘤特異性T細(xì)胞的應(yīng)答以及HMGB-1在血液中的水平，而HMGB-1的表達(dá)與預(yù)后明顯相關(guān)［15］。以上研究均證明了放療在連接固有免疫和特異性免疫中的關(guān)鍵作用。

2.3 放療誘導(dǎo)T細(xì)胞應(yīng)答

目前絕大多數(shù)免疫治療通過拮抗CTLA-4（cyto?toxic T-lymphocyte antigen-4）、PD-1（programmed cell death receptor-1）、TIM3等免疫抑制因子以及抑制間質(zhì)細(xì)胞（如MDSC）來改變腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)T細(xì)胞活化和應(yīng)答［8］。以細(xì)胞為基礎(chǔ)的免疫治療避免淋巴細(xì)胞的活化過程，直接由體外輸入活化的腫瘤特異性淋巴細(xì)胞。但這些活化的淋巴細(xì)胞到達(dá)腫瘤微環(huán)境后，在多種抑制因子作用下功能同樣被抑制。放療通過促進(jìn)HMGB-1釋放，進(jìn)而促進(jìn)APC活化和成熟，促進(jìn)T細(xì)胞的活化。有研究顯示，腫瘤接受放療后，臨近引流淋巴結(jié)內(nèi)的T細(xì)胞增殖活化水平明顯高于未放療者［15］。

放療通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞形成“原位疫苗”，激活機(jī)體已存在的免疫反應(yīng)抵抗腫瘤，主要由CD8T細(xì)胞介導(dǎo)。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌鼠模型中，原發(fā)病灶行放療可抑制肺轉(zhuǎn)移病灶的生長，且療效與CD8T細(xì)胞的數(shù)量有關(guān)。同樣的結(jié)果在放療聯(lián)合免疫治療時(shí)更為顯著［15］。目前，已開展多項(xiàng)針對(duì)局部晚期腫瘤疾病的放療聯(lián)合免疫治療的臨床試驗(yàn)。

2.4 遠(yuǎn)位效應(yīng)的偶然性

患者行放療后出現(xiàn)了針對(duì)腫瘤相關(guān)抗原的免疫應(yīng)答，說明放療后的確存在一定程度的免疫激活反應(yīng)，但單獨(dú)依賴放療還不能夠解除機(jī)體對(duì)腫瘤形成的免疫耐受。

雖已進(jìn)行了大量的腫瘤疫苗研究，但結(jié)果卻不容樂觀，并未觀察到腫瘤的客觀縮小。在人群中選擇性使用疫苗所帶來的生存獲益雖不明顯，但仍然證明了免疫系統(tǒng)在延緩腫瘤進(jìn)展上還是具有一定作用。也就是說的確有免疫抑制存在，抑制了免疫效應(yīng)期的抗腫瘤作用。T細(xì)胞不可能靠識(shí)別一種或兩種抗原來達(dá)到抗腫瘤療效，同時(shí)，對(duì)抗特定腫瘤的唯一的最佳抗原靶點(diǎn)難以尋找，更何況，雖然腫瘤細(xì)胞表達(dá)大量的抗原，但大部分具有免疫源性的抗原在腫瘤被發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)丟失，在逃脫免疫控制時(shí)已“被編輯”掉。因此，免疫治療的療效不依賴于T細(xì)胞的擴(kuò)增程度，而依賴于腫瘤抗原級(jí)聯(lián)擴(kuò)增的程度，這樣擴(kuò)增的T細(xì)胞針對(duì)的是不同的腫瘤抗原，而不是疫苗中使用的單一抗原。有趣的是，放療能夠促進(jìn)腫瘤抗原的級(jí)聯(lián)擴(kuò)增［16］。

T細(xì)胞殺滅腫瘤細(xì)胞需要具備的條件：1）T細(xì)胞需要透過血管浸潤腫瘤微環(huán)境內(nèi)；2）保持效應(yīng)功能；3）對(duì)靶點(diǎn)抗原能夠形成穩(wěn)定的免疫活化［17-18］。盡管放療能夠促進(jìn)T細(xì)胞向腫瘤集簇并誘導(dǎo)相關(guān)抗原表達(dá)增強(qiáng)T細(xì)胞的識(shí)別，但只部分解釋了遠(yuǎn)位效應(yīng)的偶然性。而且腫瘤特異性T細(xì)胞，尤其是CD8+T細(xì)胞必須達(dá)到一定濃度才能夠有效抑制腫瘤的生長［19］。

一方面，腫瘤細(xì)胞釋放如TGF-β等多種免疫抑制因子，同時(shí)高表達(dá)CTLA-4、PD-1等免疫抑制蛋白，均抑制了效應(yīng)T細(xì)胞的功能［20］。另一方面，髓系抑制細(xì)胞聚集在腫瘤微環(huán)境內(nèi)抑制效應(yīng)T細(xì)胞的功能，包括M2型巨噬細(xì)胞（MDSC）、不成熟DC。Treg通過釋放免疫抑制細(xì)胞因子，在抑制效應(yīng)T細(xì)胞功能方面也起到關(guān)鍵作用［21-22］。有研究顯示，Treg對(duì)放療具有耐受性，盡管不知Treg功能是否受到損害，但其數(shù)量在放療后可增加［23］。

總之，放療引起遠(yuǎn)位效應(yīng)的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)變已存在的腫瘤免疫抑制微環(huán)境，增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)進(jìn)而超過免疫抑制效應(yīng)。

3 放療聯(lián)合免疫治療與現(xiàn)存挑戰(zhàn)

放療聯(lián)合免疫治療已開始應(yīng)用于臨床。目前，F(xiàn)DA已批準(zhǔn)使用轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的免疫制劑伊匹單抗（Ipilimumab）并正在進(jìn)行Ⅰ期及Ⅱ期臨床試驗(yàn)，觀察放療聯(lián)合伊匹單抗的近期療效及安全性。其中，最值得關(guān)注的是一項(xiàng)對(duì)比放療聯(lián)合伊匹單抗與單獨(dú)使用伊匹單抗療效的雙臂試驗(yàn)（NCT01689974）。另外，一些其他臨床試驗(yàn)在探索全身應(yīng)用DC疫苗或瘤內(nèi)注射與放療聯(lián)合應(yīng)用的可行性［26］。對(duì)于細(xì)胞免疫制劑聯(lián)合局部放療的應(yīng)用研究雖已成熟，但尚未應(yīng)用于臨床。目前進(jìn)行的放療聯(lián)合免疫治療的臨床試驗(yàn)，主要包括早期預(yù)后數(shù)據(jù)，如外周血中的免疫指標(biāo)（細(xì)胞因子水平、抗原特異性T細(xì)胞活性、淋巴細(xì)胞分型等），但不包括遠(yuǎn)期生存數(shù)據(jù)。

3.1 放療聯(lián)合免疫治療的最佳時(shí)機(jī)

放療前已存在的活化免疫微環(huán)境能夠增強(qiáng)后續(xù)放療的療效，但考慮到放療的細(xì)胞毒作用，其可能破壞已存在和正在進(jìn)行的細(xì)胞免疫反應(yīng)［24］。目前的臨床試驗(yàn)中，免疫治療在放療前數(shù)日、放療中或與放療同時(shí)進(jìn)行，關(guān)于放療聯(lián)合免疫治療的最佳時(shí)機(jī)一直未有定論。因放療所帶來的免疫活化時(shí)間短暫，放療結(jié)束后行免疫治療效果將大打折扣，在放療結(jié)束后行免疫治療可能效果不佳，具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

3.2 放療的分割模式與總劑量

常規(guī)分割放療與大分割放療在促進(jìn)抗腫瘤免疫應(yīng)答方面發(fā)揮著不同的作用。隨著放療技術(shù)的發(fā)展，大大提高了靶區(qū)適形度，降低了周圍正常組織的受照量，使單次大劑量照射成為可能，從而達(dá)到更高的生物等效劑量。目前，大分割體部立體定向放療（SBRT）越來越成為一種趨勢(shì)。

放療聯(lián)合免疫治療時(shí)最佳分割模式的臨床前期試驗(yàn)大量的結(jié)果不盡相同。在一項(xiàng)聯(lián)合T細(xì)胞免疫治療的黑色素瘤動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，單次大劑量放療療效優(yōu)于常規(guī)分割放療［15］。然而，在另一項(xiàng)聯(lián)合TLR7激動(dòng)劑的淋巴瘤動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，放療劑量10 Gy/次較2 Gy×5次模式顯出絕對(duì)優(yōu)勢(shì)［25］。目前不同放療分割模式是否能達(dá)到相同的生物等效劑量，以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中不同的分割模式是否與臨床上應(yīng)用的常規(guī)分割和大分割具有相同的效果尚未明確。

聯(lián)合免疫治療所需的最佳放療總劑量同樣也是亟待解決的問題之一。既要誘發(fā)有效的抗炎反應(yīng)，又要激活特異性抗腫瘤免疫應(yīng)答［26］。研究表明，較高的放療劑量有利于促進(jìn)T細(xì)胞的集簇以及腫瘤抗原的表達(dá)，但同時(shí)刺激免疫抑制細(xì)胞Treg的增殖［27］。

3.3 放療部位的選擇

放療引起的免疫應(yīng)答程度還與放療的部位有關(guān)，如皮膚、胃腸道和肺臟等器官，由于部分與外界相通，其免疫系統(tǒng)具有特殊性。肝臟由于長期接觸機(jī)體代謝產(chǎn)物，其免疫應(yīng)答方式也有所不同。另外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及生殖系統(tǒng)（如睪丸）也是特殊的免疫豁免器官［28-30］。放療在這些器官引起的免疫反應(yīng)是不同的，如何確定合適的放療部位以達(dá)到聯(lián)合免疫治療的最佳療效，仍需要進(jìn)一步探索。

4 結(jié)語

局部放療與全身免疫系統(tǒng)之間的相互調(diào)節(jié)作用使放療與免疫聯(lián)合治療成為可能。大量臨床前期試驗(yàn)已取得顯著療效，部分臨床試驗(yàn)正在探索其安全性和有效性。在不同類型腫瘤中選擇合適的免疫制劑，放療的最佳分割模式與總劑量，最佳的聯(lián)合時(shí)機(jī)是放療與免疫聯(lián)合治療成功的關(guān)鍵。

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