由于放疗可以调节肿瘤免疫微环境，随着免疫治疗的出现和普及，有关远隔效应的报道日渐增加。

研究表明，放疗和免疫治疗相结合可以增强抗肿瘤的远隔效应[1,2,3]。但其诱导肿瘤远隔效应的潜在机制尚不清楚，且目前缺乏增强远隔效应的最佳放疗免疫联合模式。

放疗联合免疫治疗促进远隔效应有何机制？放疫联合治疗如何选择最佳治疗时机？确定最佳剂量与分割方式？本文与大家共同学习放疗联合免疫治疗促进远隔效应的临床前原理及其临床结果，以探讨放免联合的最佳模式。仅供学习参考。

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▲放射免疫治疗中的远隔效应

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远隔效应发生机制

首先我们从三个角度来了解一下远隔效应的发生机制，这部分内容可能略感枯燥（一如我们学习影像解剖时的感受），但对于底层逻辑建议能够渐渐渗透理解！

1. 放疗介导的免疫调节增强抗肿瘤免疫反应

电离辐射会引起DNA损伤、氧化应激和细胞死亡，抗原提呈细胞（APC）可以通过

识别病原体相关分子模式（PAMP）和损伤相关分子模式（DAMP）的特定分子，来识别病原体和受损细胞。

此外，死亡的肿瘤细胞释放双链DNA和核糖核酸（RNA），从而通过Ⅰ型干扰素在树突状细胞（DC）中激活干扰素基因刺激因子（STING）信号通路，这可能是放疗诱导抗肿瘤反应的关键途径[4]。

STING通路依赖性的干扰素-β生成与受照肿瘤中DC更好的招募以及抗肿瘤性CD8+T细胞更有效的交叉诱导有关，二者对于防治远处转移的发生亦是至关重要的[5,6]。

原始DC响应上述信号经历成熟过程，从而激活淋巴结中的肿瘤特异性T细胞，激活的T细胞会被肿瘤细胞分泌的C-X-C基序趋化因子10（CXCL10）招募到新发的肿瘤部位[7]。

此外，高迁移率族蛋白B1的释放也会促进包括Ⅰ型干扰素的一系列促炎因子的合成，而干扰素则介导CXCL10的产生。最后，CD4+T淋巴细胞增殖成细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和自然杀伤细胞，并释放大量的趋化因子和细胞因子，以促进这些细胞的渗透。

DAMP包括一些对免疫系统有警示作用的分子，其中常见的一种是HMGB1，这种蛋白会在细胞死亡后释放。而暴露在电离辐射下的濒死细胞还会释放一些其他警报，包括热休克蛋白、S100、氧化DNA、腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）等。

APC会识别这些警报，并将它们呈现给CD4+T淋巴细胞和CTL。这些警报信号与APC表面的受体结合，比如HSP70能够结合Toll样受体４（TLR4）和CD91，从而激活CTL和自然杀伤细胞。在应对这些警报时，CTL会释放包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和干扰素-γ在内的炎症因子，激活CTL，并诱导CD4+T淋巴细胞到CTL的极化，并且可抑制调节性T细胞（Treg）和髓源性抑制细胞（MDSC）。

炎性细胞因子也可以激活作为APC的巨噬细胞，甚至能够将M2型巨噬细胞逆向极化为M1型巨噬细胞。这些变化触发免疫系统抵抗癌细胞，从而导致肿瘤干细胞和其他癌细胞的凋亡。

远隔效应是指当炎性因子迁移至远处肿瘤或转移灶时可以观察到的现象。研究表明，局部肿瘤照射后血清干扰素-γ水平的升高会导致另一个非照射区域的肿瘤消退[8]。同时趋化因子在电离辐射诱导抗肿瘤免疫中也起到关键作用，因其可以将CTL招募到肿瘤和转移灶中[8]。辐射诱导的细胞因子和间质、免疫以及血管的改变重塑了TME，并介导了抗肿瘤反应。辐射诱导重塑的TME将免疫细胞浸润较少的“冷”肿瘤转变为淋巴细胞渗透的“热”肿瘤，为应对免疫检查点抑制剂（TCIs）提供了先决条件。

2. 放疗介导的免疫调节促进免疫抑制

放疗诱导的免疫调节效应是一把双刃剑，虽然增强了全身抗肿瘤免疫反应，但在一定程度上促进了免疫抑制[9,10]。

一般认为，辐射抑制机体免疫是由于其对外周血中免疫细胞的杀伤。事实上，辐射对免疫系统的损害远不止于此，辐射还能通过增加Treg和MDSC等免疫抑制细胞来影响TME。

此外，已经有研究表明，放疗后体内免疫抑制性细胞因子增加[11]。肿瘤分泌的免疫抑制细胞因子（如转化生长因子-β）以及T细胞表面受体（如细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-４，CTLA-4）可以抑制T细胞的功能；M2型巨噬细胞、MDSC和未成熟DC也可能抑制T细胞功能；Treg可以进一步抑制肿瘤的清除。一些免疫抑制作用是由肿瘤相关抑制细胞驱动的，放疗可能会加速这些细胞群体的进一步扩增。

此外，效应免疫细胞的放射敏感性比癌细胞和其他癌症相关细胞群更强，这也使得放疗容易生成免疫抑制性肿瘤环境。放疗可以增强癌细胞和免疫细胞上的免疫检查点受体，如程序性细胞死亡配体（PD-L1）和CT-LA-4的表达。

总的来说，放疗可以刺激免疫反应，增强对肿瘤控制，但也可能促进TME内免疫抑制细胞的招募和分化，从而削弱抗肿瘤免疫反应的效力。

放疗对免疫的整体作用可能会受到许多因素的影响，包括肿瘤的特征（如突变负荷）、特定的组织或器官以及精确的放疗方案（如单次剂量、总剂量、治疗间隔时间以及总治疗时间）。

3. 放疗联合免疫治疗促进远隔的相关机制

与免疫疗法类似，放疗引发的远隔效应可以激活免疫系统，但单独使用放疗或免疫治疗可能难以完全实现这一目标。

部分患者可能对免疫疗法产生排斥反应[12]，而仅靠放疗并不能完全消除肿瘤[13]。因此，在产生免疫耐受和肿瘤抵抗之前，需要有效的抗肿瘤免疫来消灭所有癌细胞。放疗与ICIs的结合可以延长CTL和自然杀伤细胞的诱导，同时抑制促肿瘤免疫细胞的活性，包括MDSCs、M2型巨噬细胞和Treg。

ICIs的机制主要是基于防止CTL诱导的细胞凋亡。CTL表面有2个检查点：PD-1和CTLA-4。PD-1是由抗癌细胞，如CD4+T淋巴细胞、CTL、DC和自然杀伤细胞等表达的。PD-1和PD-L1结合，PD-L1由癌细胞、Treg和APC释放。PD-1/PD-L1的上调不仅关系到CTL的抑制，还会增加Treg浸润肿瘤的数量.

针对PD-1和PD-L1等免疫检查点，并结合放疗的远隔效应，可以产生更强的抗肿瘤免疫[14]。虽然放疗可以提高肿瘤的免疫原性，但放疗后一些信号通路，如磷脂酰肌醇 3 激酶／丝氨酸苏氨酸蛋白激酶与信号转导和转录激活因子-3的表达增加，会诱发PD-1上调。这些机制阻碍了有效的抗肿瘤免疫反应。因此，抑制免疫检查点可以延长放疗诱导的远隔效应。

有报道显示，在携带鼠类肉瘤病毒癌基因（KRAS）突变的非小细胞肺癌（NSCLC）小鼠中，放疗2次（8.5Gy/次）后给予抗PD-1的治疗可以增加肿瘤缓解率并提高生存率，而单独应用放疗或免疫治疗的效果较差[15]。

另一方面，癌细胞以及Treg和M2型巨噬细胞等促瘤细胞会释放一些因子，使PD-1和CTLA-4上调，从而导致抗肿瘤免疫功能的衰退。

ICIs通过阻断PD-1和CTLA-4来阻止CTL的凋亡。放疗和ICIs的联合可以增加抗原呈递和抗肿瘤细胞的成熟，也可以防止Treg等引起的耐受反应，且这种组合会对免疫系统产生更强的诱导效应[14]。

局部放射治疗已被证明可增强抗CTLA-4抗体的全身免疫反应[16]。肿瘤还可能进一步促进某些机制导致肿瘤免疫衰退，但是通过耗竭Treg和MDSC或将M2型巨噬细胞逆向极化为M1型巨噬细胞，可以防止放射免疫治疗后免疫系统的耗竭。

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放疗联合免疫治疗促进远隔效应的临床应用

基于上述远隔效应的发生机制，相关研究进一步探讨了放免联合的最佳治疗时机、放疗剂量与分割方式的选择。

1. 放疗和免疫治疗的最佳治疗时机

放疗和免疫治疗的时间间隔对疗效尤为重要，如使2种治疗发挥最大协同作用，应考虑在放疗前或后开始使用免疫治疗。

当肿瘤细胞或Treg释放大量PD-1时，抗PD-1/PD-L1药物是有效的，放疗后几个小时后，自然杀伤细胞和CTL会更多地浸润和增殖，从而导致Treg上调 PD-1。

然而，有报道称，放疗后4~6d内PD-1的表达会达到顶峰，随后表达逐渐下降[17]，这说明在放疗期间应该立即开始抗PD-1治疗，并在放疗后几天内持续治疗。

据PACIFIC研究[18]的最新数据显示，在放疗后的14d内，总生存期和无进展生存期均有显著改善。而将免疫治疗与放疗同步进行时，改善效果更为明显。

另一项意大利放射治疗和临床肿瘤协会对NSCLC脑转移患者的多中心回顾性研究也表明，在SBRT和免疫治疗间隔≤7d的患者生存期比SBRT和免疫治疗间隔>7d的患者更长[1]。

一项I期临床试验显示，在Ⅳ期NSCLC患者中，SBRT联合治疗与序贯治疗相比安全性相当，可以在不增加毒性的情况下进行早期全身治疗[19]。

这些数据证明，同步放免治疗可能更有效。然而由于临床数据相对较少，需要更多的研究来确定最佳的治疗时机。

2. 最佳放疗剂量及其分割方式

关于如何优化经典放疗和免疫治疗联合应用时的剂量与分割方式存在很多争议。

一项NSCLC患者肺和肝脏病变的研究结果表明，与帕博利珠单抗联合传统放疗（45Gy，15次）相比，低分割放疗（50Gy，4次）的远处客观缓解率更好，中位无进展生存期更长，低分割放疗能够更有效地协调免疫治疗的效果[20]。

在一项前列腺癌细胞的临床前研究中，与10Gy单剂量放疗相比，10Gy分10次的分割放疗能更好地诱导DAMP的释放[21]。

有研究将低分割放疗（6~8Gy/次，3~5 次）与单剂量治疗方案进行了比较，临床前模型中显示分割放疗在ICIs诱导远隔效应方面更有优势[22]。

一项针对NSCLC和肝脏病变的随机I/Ⅱ期试验表明，帕博利珠单抗+SBRT（50Gy/4次）比帕博利珠单抗+传统放疗（45Gy/15次）有更好的远处缓解率和更长的中位无进展生存期，这可能表明低分割放疗能更好地协调免疫治疗效果[20]。

总之，这些数据表明低分割放疗可能产生更有效的抗肿瘤免疫反应，但患者的最佳剂量仍需要更多临床试验数据来确定。

3. 放疗部位

转移灶间的基因和免疫多样性较常见，且已被证实会改变肿瘤的抗原组成，从而影响免疫治疗的疗效。

单部位照射远隔效应发生率较低，由于肿瘤病灶间的异质性，通过多部位照射，则可以暴露多种肿瘤相关抗原，且部分器官（肝脏或肺）可能更有利于产生免疫反应[23]。

Tang等[24]研究表明，肝脏照射比肺照射与系统免疫激活的相关性更高。

Palma等[25]针对寡转移肿瘤（≤5处转移）的研究中发现，照射全部转移点的方法对比支持治疗，显著提高了生存率，并提供了联合免疫治疗的可能性。

此外，一项针对寡转移性NSCLC患者进行局部治疗（手术或SBRT）后使用帕博利珠单抗治疗的2期试验（治疗所有转移部位）表明，无进展生存期比历史中位数增加了12个月[26]。

但Wang等[27]研究显示，单部位放疗联合免疫治疗对≤2处的寡转移性NSCLC患者更有益。

鉴于此，放疗部位仍需要更多临床试验数据来确定。

4. 淋巴减少的影响

虽然多部位放疗可能对治疗疾病有帮助，但也有可能导致淋巴减少，影响抗PD-1/PD-L1疗法的有效性和生存率。

为避免这种情况，需避免照射淋巴或髓性组织，例如骨髓、脾脏和胸腺。当淋巴结链受照射时也会出现类似问题，APC在近照部位的淋巴结中诱导 CD8+T 细胞的分化成熟。

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综上所述，可以看到放疗联合免疫治疗可以增强远隔效应，并可能成为治疗局部晚期肿瘤特别是寡转移性肿瘤的新方案。

此外，多部位照射、低分割放疗以及放疗联合免疫治疗引发的全身抗肿瘤反应在肿瘤治疗中具有重要意义。放疗联合免疫治疗在广泛应用于临床之前，还需要更多研究验证其适用性及可重复性，进一步激发远隔效应的潜力。

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作者

山东省肿瘤医院邢力刚教授等

来源：转载自放疗说公众号

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