肿瘤放疗联合免疫检查点阻断治疗的应用进展

【摘 要】进一步研究表明，放疗联合多重免疫检查点阻断、共刺激分子激动剂以及免疫检查点基因敲除的细胞免疫治疗有助于提升联合治疗的抗肿瘤效果。文章就肿瘤放疗的免疫调节特性及其联合免疫检查点阻断治疗的应用现状与研究进展进行综述。

【关键词】肿瘤;免疫检查点阻断;放疗;研究进展

【中图分类号】R730.5【文献标识码】A 【文章编号】1002-8714（2019）11-0115-02

放射治疗作为局部治疗肿瘤的有效方法被广泛应用于临床。随着研究的不断深入，特别是放疗诱导的远端效应（abscopal effect）的发现，提示放疗与放疗局部免疫微环境及机体免疫状态密切相关。放疗诱导的肿瘤抗原释放、免疫细胞活化以及免疫因子的分泌能够有效地激活抗肿瘤免疫反应。机体免疫监视是阻止肿瘤发生和发展的重要机制。但在免疫逃逸阶段，肿瘤细胞常通过多种途径逃避免疫监视，导致肿瘤进展。

1 放疗对免疫功能的调节作用

最新研究显示，其机制是因为传统放疗照射位点不够精确，使得射线破坏了正常的淋巴组织所致。随着精确定位放疗如立体定向放疗（Stereotactic Body Radiation Therapy，SBRT）等的开展，放疗对周围组织的损伤可以达到最小化。同时随着肿瘤免疫治疗的进展，发现放疗杀伤肿瘤细胞的同时，可以激活机体全身的抗肿瘤免疫。可能的机制包括：放疗导致肿瘤细胞DNA断裂以及随后的细胞坏死，使得损伤相关分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP）分子如热激蛋白等肿瘤相关抗原大量暴露;树突状细胞（Dendritic cells，DC）等抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）捕获肿瘤相关抗原分子提呈给CD8+T细胞;T细胞增殖激活免疫系统产生相应的抗肿瘤免疫。局部放疗引起免疫刺激产生的全身系统性抗肿瘤反应，使得非照射部位的肿瘤缩小称为远位效应。而对免疫缺陷的裸鼠进行射线照射则不产生远位作用，提示远位效应与机体免疫相关。

2 局部放疗与检查点受体阻断剂的联合应用

2.1阻断CTLA4：小鼠肿瘤模型中，应用抗体阻断CTLA-4，能获得有效的抗肿瘤作用，但其治疗效果仅限于几种具有免疫原性的肿瘤;对于低免疫原性的肿瘤，需要与疫苗联合应用才能达到治疗效果。抗CTLA4单克隆抗体ipilimumab

（人源化IgGl抗体，美国百时美施贵宝公司）和tremelimumab（人源化IgG2抗体，美国Medlmmune公司）是首先进入临床试验的检查点阻断剂。ipilimumab在恶性黑色素患者中获得良好的治疗效果。目前，已广泛开展治疗肾透明细胞癌、小细胞及非小细胞肺癌和前列腺癌的临床试验，但已获数据显示，其效果差于针对恶黑的治疗。因此，为进一步提高治疗效果，抗CTLA4与疫苗联合应用的研究受到重视。局部放疗能够模拟自身肿瘤疫苗的作用，逆转对抗CTLA4抗体耐受的肿瘤细胞的敏感性。在TSA小鼠乳腺癌和MCA38小鼠大肠癌动物模型中，分割放疗联合抗CTLA4抗体可通过活化T细胞，发挥远端效应;而单独使用抗CTLA4抗体对肿瘤生长无抑制作用，单独放疗仅抑制局部肿瘤的生长。

2.2阻断PD.1/PD-L1通路：抗PD一1和PD—LI抗体能够促进CTL扩增，在多种肿瘤模型中显示良好的抗肿瘤效果。其与抗CTLA-4抗体比较，毒性降低，抗肿瘤谱扩大，目前进行的临床试验包括恶黑、肺癌、头颈部肿瘤和膀胱癌等。第一个批准用于临床试验的抗PD-1抗体nivolumab在恶性黑色素瘤、肾癌、大肠癌和肺癌中取得治疗效果，但其抗肿瘤谱仍不确定。由于抗PD一1/PD.L1治疗有效比例仍较低，目前联合治疗临床试验正在进行中。放疗联合抗PD一1抗体治疗能够促进肿瘤抗原提呈，显著提高荷瘤小鼠中位生存，部分小鼠的肿瘤甚至治愈，且维持了长期抗肿瘤免疫记忆。38。小鼠乳腺癌模型中，放疗联合抗PD—L1抗体通过维持T细胞活化，促进肿瘤坏死因子释放，从而阻断了肿瘤微环境中MDSCs对T细胞功能的抑制作用，最终发挥CTL依赖的抗肿瘤作用。

2.3放疗与免疫检查点双重阻断的联合应用：近来一项研究发现，高表达PD—L1的恶性黑色素瘤患者对放疗联合ipilimumab治疗无效，而PD—L1低水平表达的患者生存率明显延长，提示肿瘤细胞表面PD—L1可能是该类患者对放疗和ipilimumab治疗耐受的主要机制之一。因此，该研究小组在小鼠肿瘤模型中评价了放疗、抗CTLA-4和抗PD—L1/PD一1联合应用的治疗效果，发现三者联合应用，对初治或放疗联合抗CTLA-4抗体耐受的肿瘤均具良好效果。

3 放疗联合免疫检查点阻断治疗的研究进展

放疗与免疫检查点阻断剂相互协同，不仅能够提高放疗的局部疗效，还能有效激活机体抗肿瘤免疫反应，两者联合应用有望成为肿瘤治療领域一项极具潜力的新策略，但这一治疗模式目前还面临着具体方案尚未明确以及毒性反应叠加等难题。近年来，随着研究的不断深入，对这一联合治疗模式的不断改良与优化，使其突破了原先单一化的治疗模式及技术，能够进一步提高抗肿瘤疗效。

3.1放疗联合双重免疫检查点阻断剂治疗。最新研究表明恶性黑色素瘤患者行放疗联合双重免疫检查点阻断剂较放疗联合CTLA-4阻断剂有更好的疗效。在放疗联合Ipilimumab的Ⅰ期临床试验显示：仅18%的转移性黑色素瘤患者疗效评估部分缓解，这种治疗敏感性低下的现象可能与二联治疗易在患者中引起治疗抗性有关——肿瘤细胞表面PD-L1上调进而导致T细胞耗竭。随后研究者在此基础上添加PD-L1阻断剂以逆转T细胞耗竭，研究发现不同肿瘤模型的联合治疗组小鼠较单独治疗组存活明显延长，治疗有效率增加到80%。因此，三联疗法在多种肿瘤类型治疗疗效中的优越性提示每种治疗方式的非冗余机制——放疗可增加肿瘤内T细胞受体（T cell receptor，TCR）库的多样性及其在外周寡克隆扩增频率;阻断CTLA-4主要抑制Tregs，从而增加CD8/Tregs比例。添加PD-L1阻断剂可逆转T细胞耗竭，从而减轻对CD8/Tregs比例的抑制，并进一步促进T细胞寡克隆扩增。

3.2放疗联合新型免疫检查点阻断剂及共刺激分子治疗。放疗联合PD-1/PD-L1/CTLA-4阻断剂在之前的研究中已被证实具有很好的协同抗肿瘤作用，除此以外，其他一些伴随TCR通路激活的免疫抑制分子也被认为是可供干预的新型靶点，包括TIM-3、LAG-3、BTLA、VISTA、B7-H3等。值得一提的是，抗PD-1与抗TIM-3或抗LAG-3抗体的联合应用在临床前研究中取得了协同的抗肿瘤效果，目前也正在积极开展临床试验。如立体定向放疗联合抗PD-1抗体、抗TIM-3抗体治疗GL261胶质瘤的动物实验，研究显示联合治疗组较单独放疗组小鼠具有显著的生存获益。除免疫抑制分子型抗体的应用以外，4-1BB、OX40、IDO等T细胞共刺激分子的抗体通过增强抗肿瘤免疫细胞活性，在不同肿瘤的研究中取得了一定临床疗效，将为联合放疗提供新的思路。抗OX-40的激动性抗体联合抗

CTLA-4治疗可显著提高TRAMP-C1前列腺癌、MCA-205肉瘤荷瘤动物模型的生存率。另一种共刺激分子4-1BB的特异性抗体联合CTLA-4阻断、CD40活化、放射治疗以及肿瘤疫苗时均展现出一定的抗肿瘤活性。相较于免疫抑制分子在正常免疫系统具有促进外周耐受的作用，这一类免疫共刺激分子在活化T细胞的同时并不会引起外周耐受，故使用這种活化型抗体不会引起严重的自身免疫反应，减轻了联合治疗所造成的叠加毒性。

3.3放疗联合免疫检查点基因敲除的细胞免疫治疗。免疫检查点阻断剂会对皮肤、肝、肺以及胃肠道系统造成一定的损伤，而放疗对正常组织器官也有一定程度的损伤，故联合治疗在提高抗肿瘤疗效的同时也会导致毒性反应叠加，因此放疗联合免疫检查点阻断剂的毒副作用是影响其向临床转化的主要限制因素之一。为攻克这一难题，利用CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除表达于T细胞上的负性调节分子来调控其活化功能，从而逆转免疫耐受被认为是极具潜力的发展方向，其可有效替代免疫检查点单抗药物长期的、全身性的应用并实现“精准打击”，从而减轻药物所引起的不良反应。通过CRISPR-Cas9基因编辑技术，建立低剂量放疗联合免疫抑制检查点基因敲除的EBV相关胃癌细胞毒性T细胞过继性回输的治疗模式，实验结果发现PD-1敲除的T细胞联合低剂量放疗组和单独放疗等对照组相比，对EBV相关胃癌裸鼠皮下移植瘤有着更强的局控作用，机制上可能与基因敲除后的T细胞活化、杀伤能力增强以及肿瘤放疗增加这一类T细胞趋化浸润至肿瘤组织有关。

放疗联合免疫检查点阻断剂的治疗模式是今后癌症治疗的发展趋势之一。大量临床前研究已证实联合治疗可以有效激活机体抗肿瘤免疫反应，但相关机制仍需进一步研究。

参考文献

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