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立体定向体部/消融放射治疗(stereotactic body radiotherapy/stereotactic ablative radiotherapy(SBRT/SABR))在治疗早期、局部晚期肿瘤或寡转移肿瘤已与手术效果媲美。除了局部控制,立体定向消融放疗改变了肿瘤局部免疫微环境,产生抗肿瘤免疫抗原,增加杀伤性T细胞的浸润和细胞因子释放来达到全身病灶的消退。尽管如此,放疗抗拒导致的肿瘤局部复发和远处转移,仍然是治疗失败的主要模式。此外,大分割立体定向消融放疗后的免疫反应在本质上并不完全是促炎的,有时大分割立体定向消融放疗后可能招募和激活免疫抑制细胞。因此,本课题旨在探索立体定向消融放疗联合免疫治疗的机制,为临床治疗方案提供新策略。第一部分研究目的:大分割立体定向消融放疗直接杀死肺癌细胞,刺激肿瘤抗原释放,通过全身免疫调节剂进一步增强免疫应答。然而,局部复发往往发生在单独放疗后,这表明免疫抑制机制可能限制肿瘤细胞凋亡诱导的抗肿瘤免疫反应。我们推测,Smac Mimetic通过抑制凋亡抑制剂(IAP)蛋白的活性使细胞对凋亡敏感,而大分割立体定向消融放疗后通过促进免疫抑制的髓细胞的破坏可能导致延长抗肿瘤免疫。研究方法:通过建立LLC-OVA小鼠移植瘤模型,评价大分割立体定向消融放疗联合Smac Mimetic Debio 1143的抗肿瘤免疫作用。流式细胞术分析肿瘤免疫微环境中的肿瘤特异性CD8+T淋巴细胞以及功能的活化、骨髓源性抑制细胞(MDSCs)、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和调节性T细胞(Tregs)。ELISA法检测血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α),干扰素-γ(IFN-γ),白细胞介素-10(IL-10)和白细胞介素-1β(IL-1β)水平,探讨肿瘤抗原对T细胞启动的重要作用。应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测肿瘤组织中肿瘤坏死因子-α(TNF-α),干扰素-γ(IFN-γ)以及免疫抑制性细胞因子Arg-1和IL-10的表达。研究结果:Debio 1143显著提高了立体定向消融放疗在小鼠肺癌中的治疗疗效,延长了生存时间。流式细胞术检测发现肿瘤特异性OVA+CD8+T淋巴细胞在Debio1143联合立体定向消融放疗组中升高,OVA+CD8+T淋巴细胞表达的IFN-γ和TNF-α水平升高,表明联合组能诱导强烈的肿瘤抗原特异性适应性免疫反应。Debio1143增强了立体定向消融放疗在抗原提呈和T淋巴细胞启动水平上诱导肿瘤特异性Tc1细胞效应的能力。单独应用立体定向消融放疗可减少MDSCs细胞浸润,Debio1143的加入显著减少了肿瘤免疫微环境(TME)中MDSCs的数量。单独应用大分割立体定向消融放疗可增加CD45+细胞中TAM表型,加入Debio1143后,这种表型是可逆的。联合应用立体定向消融放疗和Debio1143有助于消除肿瘤免疫微环境内的免疫抑制细胞。Debio1143联合大分割立体定向消融放疗促进炎性细胞因子释放。Debio1143联合大分割立体定向消融放疗抗肿瘤免疫效应依赖于CD8+T淋巴细胞,并由TNF-α和IFN-γ介导。结论:Smac Mimetic联合立体定向消融放疗对肺癌有持久的抗肿瘤免疫作用,这种作用由TNF-α和IFN-γ介导,依赖于CD8+T细胞,从而抑制肿瘤免疫微环境中的MDSC细胞,为肺癌免疫治疗联合立体定向消融放疗提供新策略。第二部分研究目的:立体定向消融放疗是前列腺癌的标准治疗方案之一。然而,尽管在放射治疗技术方面取得了显著进展,但在接受放射治疗的患者中,仍有很大比例存在前列腺癌的放疗抵抗现象。作为提高放射治疗效果的一种方法,对调节免疫反应机制的研究进展重新引起了人们对放射治疗和基于免疫的治疗结合的兴趣。研究方法:从GSE21032数据集中分析miR-195/-16家族和PD-L1水平。采用Kaplan-Meier分析评价miR-195和miR-16表达的生化无复发生存率的差异。采用qRT-PCR和western blot检测miR-195、miR-16和PD-L1的表达。生物信息学分析和荧光素酶报告基因分析来预测和控制miR-195和miR-16靶基因。通过qRT-PCR、western blot、流式细胞术和ELISA等方法,解释miR-195和miR-16在放射治疗DU145/T细胞共培养模型和小鼠模型中的免疫逃逸作用。研究结果:高表达的miR-195和miR-16与前列腺癌患者的生化无复发生存呈正相关。miR-195和miR-16与PD-L1、PD-1、CD80和CTLA-4表达呈负相关。进一步的机制研究显示,miR-195和miR-16抑制PD-L1的表达。此外,miR-195和miR-16的过表达通过阻断PD-L1,激活肿瘤免疫微环境中的T细胞,增强立体定向消融放疗的抗肿瘤免疫效应。这种免疫治疗和立体定向消融放疗的协同效应与功能性细胞毒性CD8+T细胞的增殖,髓系来源的抑制细胞和调节性T细胞的抑制有关。研究结论:本研究通过miR-195/-16家族调控级联反应揭示了免疫治疗和立体定向消融放疗之间的生物学和功能相互作用效应。第三部分研究目的:探讨立体定向消融放疗治疗结直肠癌肺寡转移的有效性和安全性,并对局部控制和预后的预测因素进行评估。研究方法:本回顾性研究纳入2008年2月至2017年10月收治的85例肺转移瘤患者51例。采用Kaplan-Meier法计算总生存率(OS)、无进展生存率(PFS)和局部控制率(LC)。采用单变量log-rank检验和多变量Cox回归分析评估预后变量。不良反应根据NCI-CTCAE4.0版进行分级。研究结果:中位随访时间为24个月。中位总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)分别为44个月和14个月。1年和3年的OS率、PFS率和LC率分别为94%和62%、51%和23%、80%和71%。多因素分析显示,BED10≥138Gy与LC控制率相关(HR 0.340;p=0.038)。肺和其他器官同时发生转移的患者PFS较差(HR2.144;p=0.028)。3级不良事件仅1例。研究结论:立体定向消融放疗是治疗结直肠癌肺寡转移的有效手段。我们确定了几个影响预后的因素,但仍需要更多的前瞻性临床试验证实。