在肿瘤治疗领域,放疗一直是重要的手段之一。随着科学研究的不断深入,低剂量放疗(Low-Dose Radiotherapy, LDRT)逐渐引起了医学界的关注。相比传统的高剂量放疗,低剂量放疗非常安全,极低的放疗剂量对正常组织的损伤几乎可以忽略不计,但是其可以有效重塑免疫微环境,使冷肿瘤向热肿瘤转化,在此基础上联合免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitors,ICB)可实现晚期肿瘤的有效的免疫应答,为晚期肿瘤患者的治疗带来新的希望。
一.什么是低剂量放疗
低剂量放疗(LDRT)是一种利用较低剂量辐射治疗肿瘤的方法,是指短时间内吸收≤0.1Gy或长时间暴露期间≤0.1mGy/min剂量率。与传统的高剂量放疗不同,低剂量放疗通过多次低剂量的辐射,间接抑制肿瘤生长,减少了副作用,提高了患者的生活质量【1】。
二.低剂量放疗如何影响肿瘤免疫微环境
低剂量放疗可以通过多种机制调节肿瘤免疫微环境,增强机体的抗肿瘤免疫反应【2-3】:
1.重塑肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME):低剂量放疗通过改变肿瘤微环境,逆转肿瘤免疫荒漠化,激发免疫反应,增强免疫治疗的疗效。
2.激活免疫通路:低剂量放疗联合免疫检测点抑制剂可同时激活多种固有和适应性免疫通路。
3.增加肿瘤浸润免疫细胞的丰度:低剂量放疗可诱导肿瘤炎症,上调多种细胞因子和炎症趋化因子,促进T细胞、巨噬细胞等免疫细胞浸润。
4.诱导巨噬细胞M1极化:低剂量放疗可诱导巨噬细胞极化为经典活化型(M1型),具有促进炎症和抗肿瘤作用,还可产生相关趋化因子招募效应T细胞。
5.促进T细胞活化:低剂量放疗刺激促炎介质释放,招募并激活树突状细胞(Dendritic cells,DC)及其抗原呈递作用,促进T细胞活化。
6.增强肿瘤细胞对T细胞的抗肿瘤效应:低剂量放疗的促炎以及调节免疫微环境的作用,激发肿瘤内的免疫反应,提高T细胞的抗肿瘤效应。
7.改善肿瘤血管结构:低剂量放疗诱导肿瘤血管正常化,改善肿瘤内部的氧供,增强免疫细胞的浸润和攻击能力。
三.低剂量放疗在肿瘤治疗中的最新研究进展
对肿瘤免疫分型的研究较多,其中比较受研究者广泛认可的就是肿瘤的三大免疫分型:「免疫浸润型」、「免疫排斥型」、「免疫沙漠型」。在免疫沙漠型肿瘤中很少有CD8+ T细胞的浸润,肿瘤免疫应答反应较差。低剂量放射疗法 (LDRT) 联合免疫检查点抑制剂 (ICB) 能够通过调动先天免疫和适应性免疫的参与,以及下调免疫抑制性因子 TGFb,最终有效地控制肿瘤的转移。近日,洛桑大学路德维格癌症研究所的研究团队在Cancer Discovery 期刊在线发表了题为Low Dose Radiotherapy Reverses Tumor Immune Desertification and Resistance to immune的文章,研究人员通过探索,证实了LDRT和合理的免疫疗法组合在治疗免疫浸润不良肿瘤方面的一种新颖而重要的协同作用,其关键在于同时激活多种固有和适应性免疫通路,揭示了LDRT和免疫调节之间的相互依赖性,这导致了强大的抗肿瘤免疫动员。更为重要的是,他们的初步临床数据表明了对所有转移性肿瘤进行放射治疗的重要性,因为在有反应的患者中,仅在放射病灶中观察到持久的反应,而最初被认为是非病理性的病变 (因此不是放射治疗的区域) 最终被证实是进展的转移性沉积物【4-5】。
四.低剂量放疗的临床应用前景
低剂量放疗(LDRT)作为一种创新的肿瘤治疗方法,正在展现出广阔的临床应用前景。通过与免疫检查点抑制剂(ICB)结合,LDRT显著改善肿瘤的免疫微环境,增强免疫系统对肿瘤的攻击能力。
逆转肿瘤免疫荒漠化和免疫疗法耐药性
LDRT与免疫检查点抑制剂的结合使用,在临床上显示出显著疗效。患者接受LDRT治疗后,肿瘤微环境从免疫抑制状态转变为免疫刺激状态,增强了效应T细胞的功能,提升了整体免疫反应。这种疗法已经在多种肿瘤类型中显示出潜力,特别是对于传统疗法耐药的患者,LDRT可以显著提高治疗效果和生存率。
肝转移治疗的突破
肝脏作为免疫豁免器官,通常使肝转移患者对免疫疗法的反应不佳。LDRT通过重新编程肿瘤微环境,使其更加有利于免疫系统的攻击,显著改善了肝转移患者的治疗效果。在临床试验中,LDRT与PD-L1和CTLA-4抑制剂的联合使用,展示了对肝转移肿瘤的治疗潜力,能够有效地突破肝脏的免疫豁免状态,提高免疫治疗的成功率。
适用于多种肿瘤类型
除了肝转移,LDRT在多种难治性肿瘤的治疗中也展现出应用前景。LDRT能够与多种免疫疗法结合使用,提供个性化治疗方案,显著改善患者的预后。其通过增强局部免疫反应,减少肿瘤的免疫逃逸,适用于包括肺癌、乳腺癌等多种肿瘤类型的综合治疗。
五.未来发展方向
尽管低剂量放疗通过增强肿瘤免疫反应和改善免疫微环境,展现出广阔的临床应用前景,为提高肿瘤治疗效果提供了新的希望。但其在临床上的广泛应用仍面临一些挑战。随着临床研究的深入,LDRT有望进一步优化其治疗方案,扩大其适用范围,并通过与其他疗法的组合应用,提供更加全面、个性化的治疗策略【6】。
参考文献:
1. Hall, E. J., & Giaccia, A. J. (2012). Radiobiology for the Radiologist. Lippincott Williams & Wilkins.
2. Zhou, Shujuan, et al. (2024). Low-dose radiotherapy synergizes with iRGD-antiCD3-modified T cells by facilitating T cell infiltration. Radiotherapy and Oncology. DOI:10.1016/j.radonc.2024.110213.
3. Zhai D, An D, Wan C, et al. (2022). Radiotherapy: Brightness and darkness in the era of immunotherapy. Translational oncology. DOI:10.1016/j.tranon.2022.101366.
4. Fernanda G Herrera 1, Catherine Ronet, Maria Ochoa de Olza, et al. Low-Dose Radiotherapy Reverses Tumor Immune Desertification and Resistance to Immunotherapy. Cancer Discovery. DOI: 10.1158/2159-8290.CD-21-0003
5. Dewan, M. Z., Galloway, A. E, et al. (2009). Fractionated but not single-dose radiotherapy induces an immune-mediated abscopal effect when combined with anti-CTLA-4 antibody. Clinical Cancer Research. DOI:10.1158/1078-0432.CCR-09-0265.
6. Demaria, S., Ng, B., Devitt, M. L., et al. (2004). Ionizing radiation inhibition of distant untreated tumors (abscopal effect) is immune mediated. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics. DOI:10.1016/j.ijrobp.2003.09.012.