放療結(jié)合免疫治療

1、腫瘤的下一個實踐腫瘤的下一個實踐：放療結(jié)合免疫治療放療結(jié)合免疫治療大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院毛績偉毛績偉放射治療的簡史 1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線 1898年居里夫發(fā)現(xiàn)放射性鐳 1899年報道了第1例經(jīng)放療治愈的皮膚癌病人 1913年 X線管問世 1920年Coolidge使用了放射線量的測量方法，定出了劑量單位即倫琴 1922年 深部X線機(jī)產(chǎn)生，報導(dǎo)放射治療可治愈晚期喉癌且無嚴(yán)重的合并癥X線成像設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理 1934年 分割照射的發(fā)明并沿用至今 二戰(zhàn)后60鈷、137銫、192銥不斷得到應(yīng)用 20世紀(jì)70年代后CT、模擬定位機(jī)、TPS的投入使用為提高治療效果起到重要作用 隨著放射物

2、理學(xué)、分子生物學(xué)、計算機(jī)、電子技術(shù)的進(jìn)步，影像學(xué)的發(fā)展，放射治療已經(jīng)成為腫瘤的三大治療方法之一 如：立體定向放射外科、三維適形放射治療、調(diào)強(qiáng)放射治療、影像引導(dǎo)的放射治療及自適應(yīng)放射治療等現(xiàn)代的放射治療系統(tǒng)Siemens Varian Elakta Accuray Brainlab Tomotherapy放療的作用機(jī)制 歷史上，放療的臨床功效歸 因于其誘導(dǎo)DNA 損傷的能力，其可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞直接死亡 然而在腫瘤放療， 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) 放療具有“遠(yuǎn)位效 應(yīng)”，其與放 療誘 發(fā)的免疫反應(yīng)有關(guān) 放療具有觸發(fā)抗原特異性，適應(yīng)放療具有觸發(fā)抗原特異性，適應(yīng)性免疫的潛力，這種現(xiàn)象被稱為性免疫的潛力，這種現(xiàn)象被

3、稱為“原位原位”接種接種放療誘導(dǎo)原位免疫 放療的腫瘤細(xì)胞有效暴露腫瘤抗原并觸發(fā)抗腫瘤免疫應(yīng)答的細(xì)胞死亡 免疫原性細(xì)胞死亡的標(biāo)志之一是攝取由死亡細(xì)胞釋放的抗原的APCs的成熟度增加 CD47表達(dá)的減少和細(xì)胞表面鈣網(wǎng)蛋白的增多促進(jìn)APCs攝取1.應(yīng)激凋亡狀應(yīng)激凋亡狀態(tài)下癌細(xì)胞的態(tài)下癌細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白復(fù)網(wǎng)蛋白復(fù)合體（由鈣網(wǎng)合體（由鈣網(wǎng)蛋白和二硫鍵蛋白和二硫鍵蛋白異構(gòu)酶蛋白異構(gòu)酶ERp57組成組成）異位到異位到質(zhì)膜質(zhì)膜促進(jìn)促進(jìn)進(jìn)進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬細(xì)胞的吞噬吞噬作用作用調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)胞的活性的活性鈣鈣網(wǎng)蛋白網(wǎng)蛋白提提供供“吃我吃我”信號信號促進(jìn)促進(jìn)DCs和巨噬細(xì)胞攝取該細(xì)胞和巨噬細(xì)胞攝取該細(xì)胞

4、2.CD47的的表達(dá)減少表達(dá)減少增加增加小鼠腫瘤的放射敏小鼠腫瘤的放射敏感性，同時賦予對正常組織的放射防護(hù)作用。感性，同時賦予對正常組織的放射防護(hù)作用。3.鈣鈣網(wǎng)蛋白也激活網(wǎng)蛋白也激活A(yù)PCs中促炎癥細(xì)胞因子中促炎癥細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素如白細(xì)胞介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子）和腫瘤壞死因子-（TNF）的產(chǎn)生。）的產(chǎn)生。4.RT4.RT誘導(dǎo)的誘導(dǎo)的IgMIgM結(jié)合壞死腫瘤細(xì)胞結(jié)合壞死腫瘤細(xì)胞補(bǔ)體補(bǔ)體激激活活釋放補(bǔ)體釋放補(bǔ)體過敏毒素過敏毒素有助于有助于DCsDCs募集募集和和成熟，成熟，并最終并最終導(dǎo)致導(dǎo)致T T細(xì)胞免疫細(xì)胞免疫5.RT誘導(dǎo)誘導(dǎo)的環(huán)鳥苷單磷酸腺苷單磷酸合酶（的環(huán)鳥苷單磷酸腺苷單

5、磷酸合酶（cGAS ） - 依賴依賴的的和和“干擾素（干擾素（IFN）基因的刺激物）基因的刺激物”（STING） - 依賴依賴的的細(xì)胞溶質(zhì)核酸細(xì)胞溶質(zhì)核酸感測途徑觸發(fā)感測途徑觸發(fā)DCs上的上的I型型IFN信號信號傳導(dǎo)，其傳導(dǎo)，其調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)RT誘導(dǎo)的適應(yīng)性誘導(dǎo)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答免疫應(yīng)答？誘導(dǎo)誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞（樹突狀細(xì)胞（DCs）的成熟，）的成熟，其獲得有效地呈遞抗原并調(diào)動適應(yīng)其獲得有效地呈遞抗原并調(diào)動適應(yīng)性免疫的能力性免疫的能力6.放射放射損傷損傷的腫瘤的腫瘤細(xì)胞細(xì)胞釋放釋放DAMPs與與PRR結(jié)合結(jié)合DAMPs包括由臨終的和應(yīng)激細(xì)胞釋放的ATP和 HMGB1蛋白 胞外ATP作為單核細(xì)胞和DCs的“尋

6、找”信號，并由嘌呤能受體P2X7感測，其作為炎癥小體的關(guān)鍵調(diào)節(jié)元件，導(dǎo)致促炎癥細(xì)胞因子如IL-1和IL-18的分泌 APCs在體外用ATP刺激導(dǎo)致表面共刺激配體CD80和CD86的表達(dá)增加; 并在體內(nèi)引起級聯(lián)的事件，包括信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子1（STAT1）磷酸化，IFN產(chǎn)生，T細(xì)胞擴(kuò)增和調(diào)節(jié)性T（Treg）細(xì)胞的減少？ 自噬增加腫瘤細(xì)胞對體外和體內(nèi)放療的細(xì)胞毒性作用的敏感性HMGB1是免疫原性細(xì)胞死亡的另一個關(guān)鍵標(biāo)志，是免疫原性細(xì)胞死亡的另一個關(guān)鍵標(biāo)志，是從受應(yīng)激或死亡的的細(xì)胞釋放的組蛋白是從受應(yīng)激或死亡的的細(xì)胞釋放的組蛋白 - 染色染色質(zhì)結(jié)合蛋白，特別是在暴露于放療后的壞死質(zhì)結(jié)合蛋白，特別

7、是在暴露于放療后的壞死細(xì)胞細(xì)胞HMGB1結(jié)合結(jié)合TLR4和和TLR9激活骨髓分化初激活骨髓分化初級應(yīng)答蛋白級應(yīng)答蛋白88（MyD88）途徑）途徑核因子核因子B（NF-B）的活）的活化和下游炎癥細(xì)胞因子應(yīng)化和下游炎癥細(xì)胞因子應(yīng)答答放射的“遠(yuǎn)位效應(yīng)”不會發(fā)生在腫瘤蛋白53（p53）缺陷的動物 這可能與在有功能性p53的存在下由放射激活細(xì)胞的死亡或者細(xì)胞應(yīng)激的機(jī)制有關(guān) 實際上，p53缺陷減弱了通常由高劑量照射誘導(dǎo)的和加強(qiáng)免疫激活的危險信號 p53參與NKG2D配體的調(diào)節(jié)，其在細(xì)胞應(yīng)激時上調(diào)并誘導(dǎo)NK細(xì)胞的有效活化，此外還對細(xì)胞溶解性CD8+T細(xì)胞提供強(qiáng)共刺激物免疫沙漠：當(dāng)腫瘤缺乏適當(dāng)?shù)难装Y介質(zhì)時，則

8、無法進(jìn)行有效的抗原呈遞和產(chǎn)生腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞；若T細(xì)胞募集趨化因子減少，則無法將T細(xì)胞聚集到腫瘤；腫瘤血管還可以通過表達(dá)T細(xì)胞免疫抑制配體或誘導(dǎo)凋亡的死亡配體，進(jìn)一步建立對腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞的屏障，產(chǎn)生缺乏炎癥細(xì)胞的腫瘤，我們稱之為“免疫沙漠”放療為腫瘤微環(huán)境放療為腫瘤微環(huán)境“洗牌洗牌” 腫瘤通過多途徑抑制宿主的抗腫瘤免疫應(yīng)答 1.腫瘤和基質(zhì)來源的免疫抑制性因子（如TGF，10 IL-10，PGE2）使腫瘤內(nèi)皮上調(diào)抑制性配體（TIM-3，PDL-1和/或PDL-2）和免疫抑制分子（如IDO1或 PGE2），限制效應(yīng)T細(xì)胞活化 2.即使是那些順利進(jìn)入腫瘤基質(zhì)的T細(xì)胞仍有可能會遇到抑制性免疫細(xì)胞，如

9、活化的2型巨噬細(xì)胞（M2），髓系衍生抑制性細(xì)胞（MDSC），以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg），繼而發(fā)生缺失、耗竭或凋亡 3.T細(xì)胞最終與靶腫瘤細(xì)胞相遇時，由于MHC或特異性腫瘤相關(guān)抗原的下調(diào)，以及腫瘤細(xì)胞表面免疫抑制性蛋白（如PD-1）表達(dá)增加，也無法進(jìn)行有效抗腫瘤免疫應(yīng)答放療是如何重編腫瘤微環(huán)境的放療是如何重編腫瘤微環(huán)境的 放療使得腫瘤微環(huán)境有利于效應(yīng)T細(xì)胞募集和發(fā)揮功能 電離輻射具有誘導(dǎo)涉及效應(yīng)T細(xì)胞募集的趨化因子的能力，有效地將腫瘤轉(zhuǎn)化為對T細(xì)胞攻擊敏感的“發(fā)炎”組織 RT可以通過局部血管內(nèi)皮炎癥增強(qiáng)腫瘤中的T細(xì)胞運(yùn)輸巨噬細(xì)胞可以極化為不同的功能表型 經(jīng)典活化的（M1型）巨噬細(xì)胞表達(dá)促炎細(xì)胞

10、因子，例如IL-12，IL-23和TNF，以及一氧化氮（NO）和高水平的主要組織相容性復(fù)合物（MHC）I類和MHC-II類 替代性活化的（M2）巨噬細(xì)胞表達(dá)抗炎細(xì)胞因子IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）以及精氨酸酶-1，其有助于消耗細(xì)胞外L-精氨酸并驅(qū)動T細(xì)胞抑制 腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞表型主要為M2型 有助于免疫抑制腫瘤微環(huán)境以及血管生成，生長和轉(zhuǎn)移 低劑量的RT(2Gy）將TAM重編程為M1表型，這又導(dǎo)致腫瘤血管系統(tǒng)的正?；?，CD31+血管減少和在腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞中血管細(xì)胞粘附蛋白上調(diào) -1（VCAM-1） 低劑量RT增強(qiáng)了過繼性免疫治療的功效，因為增強(qiáng)了T細(xì)胞的腫瘤歸巢 RT對Treg細(xì)胞的影響

11、尚未很好的被證實，可能與放療劑量有關(guān)RT還可以使腫瘤細(xì)胞對T細(xì)胞攻擊更敏感 在小鼠模型中，以高劑量（即 7Gy，不超過5個連續(xù)天）施用的大分割RT增加了type 1 IFN以及IFN的局部產(chǎn)生，其增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞中的MHC-1和抗原呈遞 此外，RT誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中的死亡受體Fas的上調(diào)，使得它們對表達(dá)Fas配體的活化T細(xì)胞的殺傷敏感 總結(jié)：RT可以對腫瘤微環(huán)境的基質(zhì)細(xì)胞具有啟動效應(yīng)，以及對腫瘤細(xì)胞本身的直接促炎作用，其一起促進(jìn)針對免疫介導(dǎo)的腫瘤排斥的允許微環(huán)境的建立三種放療與免疫治療聯(lián)合的模式： 1.大分割放療+免疫治療 2. 聯(lián)合放化療+免疫治療 3. 免疫治療+放療大分割放療+免疫治療 治療寡

12、轉(zhuǎn)移腫瘤病灶。利用放療的原位腫瘤疫苗效應(yīng)結(jié)合免疫治療的局部及全身作用，降低遠(yuǎn)處失敗率包括激活包括激活A(yù)PCs的藥物的藥物CD40 、TLRs激激動劑動劑釋放釋放T細(xì)胞抑制細(xì)胞抑制信號信號：比如放療期間短：比如放療期間短暫應(yīng)用抗暫應(yīng)用抗CTLA-4抗體，以增強(qiáng)、增加、抗體，以增強(qiáng)、增加、維持記憶維持記憶CD8+T細(xì)胞免疫應(yīng)答細(xì)胞免疫應(yīng)答免疫治療+放療 將放療作為免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)劑，最大限度提高免疫治療對特定腫瘤病灶的療效。單分割低劑量照射（單分割低劑量照射（LDI）（）（即即0.5-2Gy）可以重編腫瘤微環(huán)境，誘導(dǎo)巨可以重編腫瘤微環(huán)境，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向噬細(xì)胞向M1型極化。誘導(dǎo)一氧化氮型極化。誘導(dǎo)一氧化氮合酶陽性（合酶陽性（iNOS1）M1巨噬細(xì)胞又巨噬細(xì)胞又產(chǎn)生適當(dāng)?shù)内吇蜃右阅技?yīng)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)内吇蜃右阅技?yīng)T細(xì)細(xì)胞并誘導(dǎo)腫瘤血管正常化和炎癥反應(yīng)，胞并誘導(dǎo)腫瘤血管正?；脱装Y反應(yīng)，從而允許從而允許T細(xì)胞浸潤腫瘤。細(xì)胞浸潤腫瘤。聯(lián)合放化療+免疫治療 增加放化療的局部效應(yīng)，并通過放療和免疫治療的局部和系統(tǒng)協(xié)同作用，降低遠(yuǎn)處失敗率，最終提高無復(fù)發(fā)生存率及治愈率。1.已經(jīng)已經(jīng)證明，特定