放疗结合免疫治疗

• 放疗具有触发抗原特异性，适应 性免疫的潜力，这种现象被称为 “原位”接种
放疗诱导原位免疫
• 放疗的肿瘤细胞有效暴露肿瘤抗原并 触发抗肿瘤免疫应答的细胞死亡 • 免疫原性细胞死亡的标志之一是摄取 由死亡细胞释放的抗原的APCs的成 熟度增加 • CD47表达的减少和细胞表面钙网蛋 白的增多促进APCs摄取
• 肿瘤相关的巨噬细胞表型主要为M2 型 • 有助于免疫抑制肿瘤微环境以及血管 生成，生长和转移
• 低剂量的RT(≤2Gy）将TAM重编程 为M1表型，这又导致肿瘤血管系统 的正常化，CD31+血管减少和在肿 瘤内皮细胞中血管细胞粘附蛋白上调 -1（VCAM-1） • 低剂量RT增强了过继性免疫治疗的 功效，因为增强了T细胞的肿瘤归巢 • RT对Treg细胞的影响尚未很好的被 证实，可能与放疗剂量有关
HMGB1是免疫原性细胞死亡的另一个关键标志， 是从受应激或死亡的的细胞释放的组蛋白 - 染色 质结合蛋白，特别是在暴露于放疗后的坏死细胞
HMGB1
结合TLR4 和TLR9
激活骨髓分化初 级应答蛋白88 （MyD88）途径
核因子κB（NF-κB）的活 化和下游炎症细胞因子应 答
Fra Baidu bibliotek
放射的“远位效应”不会发生在肿瘤 蛋白53（p53）缺陷的动物
RT还可以使肿瘤细胞 对T细胞攻击更敏感
• 在小鼠模型中，以高剂量（即> 7Gy，不 超过5个连续天）施用的大分割RT增加了 type 1 IFN以及IFNγ的局部产生，其增强 了肿瘤细胞中的MHC-1和抗原呈递
• 此外，RT诱导肿瘤细胞中的死亡受体Fas 的上调，使得它们对表达Fas配体的活化T 细胞的杀伤敏感
1.应激凋亡状 态下癌细胞的 内质网蛋白复 合体（由钙网 蛋白和二硫键 蛋白异构酶 ERp57组成）
异位到 质膜
促进进吞噬细胞的吞 噬作用 调节吞噬细胞的活性
钙网蛋白提 供“吃我” 信号
促进DCs和巨噬细胞摄取该细胞
2.CD47的表达减少增加小鼠肿瘤的放射敏 感性，同时赋予对正常组织的放射防护作用。 3.钙网蛋白也激活APCs中促炎症细胞因子 如白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子α（TNFα）的产生。
巨噬细胞可以极化 为不同的功能表型
• 经典活化的（M1型）巨噬细胞表达促炎 细胞因子，例如IL-12，IL-23和TNFα，以 及一氧化氮（NO）和高水平的主要组织 相容性复合物（MHC）I类和MHC-II类
• 替代性活化的（M2）巨噬细胞表达抗炎 细胞因子IL-10和转化生长因子β（TGFβ） 以及精氨酸酶-1，其有助于消耗细胞外L精氨酸并驱动T细胞抑制
• 1.肿瘤和基质来源的免疫抑制性因子（如 TGFβ，10 [IL-10]，PGE2）使肿瘤内皮 上调抑制性配体（TIM-3，PDL-1和/或 PDL-2）和免疫抑制分子（如IDO1或 PGE2），限制效应T细胞活化 • 2.即使是那些顺利进入肿瘤基质的T细胞 仍有可能会遇到抑制性免疫细胞，如活化 的2型巨噬细胞（M2），髓系衍生抑制性 细胞（MDSC），以及调节性T细胞 （Treg），继而发生缺失、耗竭或凋亡
• 总结：RT可以对肿瘤微环境的基质 细胞具有启动效应，以及对肿瘤细胞 本身的直接促炎作用，其一起促进针 对免疫介导的肿瘤排斥的允许微环境 的建立
三种放疗与免疫治疗联合的 模式：
• 1.大分割放疗+免疫治疗
• 2. 联合放化疗+免疫治疗 • 3. 免疫治疗+放疗
大分割放疗+免疫治疗
• 治疗寡转移肿瘤病灶。利用放疗的原位肿 瘤疫苗效应结合免疫治疗的局部及全身作 用，降低远处失败率 包括激活APCs的药物CD40 、TLRs激 动剂 释放T细胞抑制信号：比如放疗期间短 暂应用抗CTLA-4抗体，以增强、增加、 维持记忆CD8+T细胞免疫应答
联合放化疗+免疫治疗
• 增加放化疗的局部效应，并通过放疗 和免疫治疗的局部和系统协同作用， 降低远处失败率，最终提高无复发生 存率及治愈率。
1.已经证明，特定的化疗剂可以发挥多 效免疫调节效应，这个或许是剂量依赖 性的和时间表依赖性的 2.疫苗应用与放化疗结合增加放化疗的 益处
结语
• 放疗联合免疫治疗的研究仍处于初级 阶段，期望随着对其机制的更深入理 解和I/II期临床试验的开展，这个目 前看来具有巨大潜力的联合治疗模式 可以为肿瘤治疗带来下一个春天。
X线成像设备结构和原理
• 1934年 分割照射的发明并沿用至 今 • 二战后60钴、137铯、192铱不断得 到应用 • 20世纪70年代后CT、模拟定位机、 TPS的投入使用为提高治疗效果起 到重要作用
• 随着放射物理学、分子生物学、计算 机、电子技术的进步，影像学的发展， 放射治疗已经成为肿瘤的三大治疗方 法之一 如：立体定向放射外科、三维适形 放射治疗、调强放射治疗、影像引导 的放射治疗及自适应放射治疗等
• 3.T细胞最终与靶肿瘤细胞相遇时， 由于MHC或特异性肿瘤相关抗原的 下调，以及肿瘤细胞表面免疫抑制性 蛋白（如PD-1）表达增加，也无法 进行有效抗肿瘤免疫应答
放疗是如何重编肿瘤微环境的
• 放疗使得肿瘤微环境有利于效应T细胞募 集和发挥功能 • 电离辐射具有诱导涉及效应T细胞募集的 趋化因子的能力，有效地将肿瘤转化为对 T细胞攻击敏感的“发炎”组织 • RT可以通过局部血管内皮炎症增强肿瘤中 的T细胞运输
诱导树突状细胞（DCs）的成熟， 其获得有效地呈递抗原并调动适应 性免疫的能力
DAMPs包括由临终的和应激细胞释放 的ATP和 HMGB1蛋白
• 胞外ATP作为单核细胞和DCs的“寻找” 信号，并由嘌呤能受体P2X7感测，其作 为炎症小体的关键调节元件，导致促炎症 细胞因子如IL-1β和IL-18的分泌 • APCs在体外用ATP刺激导致表面共刺激 配体CD80和CD86的表达增加; 并在体内 引起级联的事件，包括信号转导和转录激 活因子1（STAT1）磷酸化，IFNγ产生， T细胞扩增和调节性T（Treg）细胞的减少？ • 自噬增加肿瘤细胞对体外和体内放疗的细 胞毒性作用的敏感性
现代的放射治疗系统
Siemens
Varian
Elakta
Brainlab
Accuray
Tomotherapy
放疗的作用机制
• 历史上，放疗的临床功效归 因于其 诱导DNA 损伤的能力，其可导致肿 瘤细胞直接死亡 • 然而在肿瘤放疗， 进一步研究发现 放疗具有“远位效 应”，其与放 疗诱 发的免疫反应有关
免疫沙漠：当肿瘤缺乏适当的炎症介质 时，则无法进行有效的抗原呈递和产生 肿瘤反应性T细胞；若T细胞募集趋化因 子减少，则无法将T细胞聚集到肿瘤；肿 瘤血管还可以通过表达T细胞免疫抑制配 体或诱导凋亡的死亡配体，进一步建立 对肿瘤反应性T细胞的屏障，产生缺乏炎 症细胞的肿瘤，我们称之为“免疫沙漠”
肿瘤通过多途径抑制宿主的抗肿 瘤免疫应答
肿瘤的下一个实践： 放疗结合免疫治疗
大连大学附属中山医院 毛绩伟
放射治疗的简史
• 1895年伦琴发现X线 • 1898年居里夫发现放射性镭 • 1899年报道了第1例经放疗治愈的皮 肤癌病人
• 1913年 X线管问世 • 1920年Coolidge使用了放射线量的 测量方法，定出了剂量单位即伦琴 • 1922年 深部X线机产生，报导放 射治疗可治愈晚期喉癌且无严重的 合并症
免疫治疗+放疗
• 将放疗作为免疫应答调节剂，最大限 度提高免疫治疗对特定肿瘤病灶的疗 效。
单分割低剂量照射（LDI）（即0.52Gy）可以重编肿瘤微环境，诱导巨 噬细胞向M1型极化。诱导一氧化氮 合酶阳性（iNOS1）M1巨噬细胞又 产生适当的趋化因子以募集效应T细 胞并诱导肿瘤血管正常化和炎症反应， 从而允许T细胞浸润肿瘤。
4.RT诱导的 IgM 有助于DCs募集和 成熟，并最终导致 T细胞免疫
结合坏死肿瘤细胞 释放补体 过敏毒素 补体激 活
5.RT 诱导的环鸟苷单磷酸腺苷单磷酸合酶（ cGAS ） 依赖的和“干扰素（IFN）基因的刺激物”（STING） 依赖的细胞溶质核酸感测途径触发 DCs 上的 I 型 IFN信号 传导，其调节RT诱导的适应性免疫应答？ 6.放射损伤 的肿瘤细胞 释放 DAMPs 与PRR结合
• 这可能与在有功能性p53的存在下由放射 激活细胞的死亡或者细胞应激的机制有关 • 实际上，p53缺陷减弱了通常由高剂量照 射诱导的和加强免疫激活的危险信号 • p53参与NKG2D配体的调节，其在细胞应 激时上调并诱导NK细胞的有效活化，此 外还对细胞溶解性CD8+T细胞提供强共刺 激物
放疗为肿瘤微环境“洗牌”