放疗对免疫系统的影响具有两面性。一方面,放疗可以增强抗肿瘤免疫反应。当放疗作用于肿瘤组织时,癌细胞受损破裂,会释放出肿瘤相关抗原(tumor-associated antigens,TAAs)。这些 TAAs 就像 “旗帜”,被免疫系统中的抗原呈递细胞(antigen-presenting cells,APCs)识别捕获。APCs 将 TAAs 呈递给 T 细胞,激活 T 细胞,使其分化为效应 T 细胞,进而对癌细胞发起攻击,发挥抗肿瘤作用。
另一方面,放疗也可能导致免疫抑制微环境的形成。放疗会损伤肿瘤组织周围的正常细胞,释放出一些细胞因子,如转化生长因子 -β(transforming growth factor-β,TGF-β)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等。这些细胞因子会抑制免疫细胞的活性,促进调节性 T 细胞(regulatory T cells,Tregs)的产生。Tregs 就像免疫系统的 “刹车”,会抑制效应 T 细胞的功能,阻碍免疫系统对肿瘤的有效攻击,从而不利于癌症的治疗。
ICIs 是一类新型的抗癌药物,它能阻断免疫检查点蛋白,恢复免疫系统对癌细胞的攻击能力。目前研究较多的 ICIs 主要针对细胞毒性 T 淋巴细胞相关抗原 4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4,CTLA-4)和程序性死亡受体 1(programmed death 1,PD-1)及其配体(programmed death-ligand 1,PD-L1)。当放疗与针对 CTLA-4 和 PD-1/PD-L1 的 ICIs 联合使用时,放疗释放的 TAAs 能激活免疫系统,而 ICIs 则能解除免疫抑制,增强免疫细胞对癌细胞的杀伤作用,二者协同作用,增加远隔效应发生的可能性,提高癌症治疗效果。
远隔效应的作用机制探索
目前,远隔效应的具体机制尚未完全明确,但科学家们提出了多种假说。一种观点认为,放疗引起癌细胞死亡后,释放的 TAAs 激活了免疫系统,引发了全身性的免疫反应。这些 TAAs 被 APCs 摄取加工后,激活了初始 T 细胞,使其分化为效应 T 细胞。效应 T 细胞随着血液循环到达远处未受照射的肿瘤部位,识别并杀伤癌细胞,从而产生远隔效应。
此外,放疗还可能改变肿瘤微环境。肿瘤微环境是肿瘤细胞生长、增殖和转移的重要基础,它包含肿瘤细胞、免疫细胞、细胞外基质等成分。放疗可以破坏肿瘤血管,改变肿瘤微环境的物理和化学性质,使免疫细胞更容易进入肿瘤组织,增强免疫细胞与癌细胞的接触和相互作用,促进远隔效应的发生。同时,放疗还能诱导肿瘤细胞发生免疫原性死亡,释放一些危险信号分子,如高迁移率族蛋白 B1(high mobility group box 1,HMGB1)等,这些信号分子可以进一步激活免疫系统,增强免疫细胞对肿瘤的杀伤活性。