放疗(放射治疗),作为癌症治疗的“三大支柱”之一,其在临床上的应用已有百年历史,且不断演进与发展。它利用高能射线(如X射线、伽马射线、电子束等)精确照射肿瘤组织,通过破坏肿瘤细胞的DNA结构,阻止其进行正常的复制与增殖,从而达到抑制肿瘤生长甚至消灭肿瘤的目的。然而,放疗的作用并非仅限于此,其与人体免疫系统的互动关系,构成了抗癌战线上一道独特的风景线,对理解放疗疗效、优化治疗策略乃至推动癌症免疫治疗的发展具有深远影响。
一、放疗诱导肿瘤细胞死亡:启动免疫反应的“扳机”
放疗在直接杀伤肿瘤细胞的同时,无意间扮演了免疫反应启动者的角色。当肿瘤细胞在放疗作用下发生程序性死亡(包括凋亡、坏死和自噬等途径),其内部的多种分子会被释放到周围环境中,这些分子中包含有肿瘤特异性抗原,即肿瘤细胞特有的蛋白质片段,它们是免疫系统识别并攻击肿瘤的“身份证”。这一过程,被形象地称为放疗诱导的免疫原性细胞死亡(Radiotherapy-Induced Immunogenic Cell Death, RICD)。RICD不仅局限于被照射的肿瘤细胞,其释放的抗原还可以通过血液循环,被远端的免疫细胞捕获,引发全身性的免疫反应,为抑制或清除潜在的转移病灶提供了可能。
二、放疗重塑肿瘤微环境:为免疫细胞铺就“战场”
肿瘤并非孤立存在的细胞团,其周围环绕着由多种细胞类型、基质成分及生物分子构成的复杂生态系统,即肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)。TME在很大程度上决定了肿瘤的生长、侵袭及对治疗的响应。在大多数情况下,TME倾向于形成一种免疫抑制状态,通过招募调节性T细胞(Treg)、髓源性抑制细胞(MDSCs)、肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)等免疫抑制性细胞以及分泌免疫抑制性分子(如PD-L1、IDO、TGF-β等),限制了免疫细胞尤其是杀伤性T细胞(CD8+ T cells)对肿瘤的有效攻击。
放疗则能对这一不利局面进行改写。一方面,放疗可以直接杀伤部分免疫抑制性细胞,降低其在TME中的比例;另一方面,放疗可以诱导肿瘤细胞及周围基质细胞表达细胞因子和趋化因子,如CXCL9、CXCL10、CCL5等,这些分子能够吸引并激活免疫效应细胞(如CD8+ T cells、自然杀伤细胞[NK cells]、树突状细胞[DCs]等)向肿瘤区域聚集,并改善其在肿瘤内的渗透与分布。放疗还能上调肿瘤细胞表面的主要组织相容性复合体I类(MHC-I)分子的表达,增强其对免疫细胞的呈递抗原能力,进一步提升免疫细胞的识别效率。
三、放疗触发免疫旁观者效应:扩大抗癌“战果”
放疗引发的免疫反应并不局限于直接接受照射的肿瘤细胞,还可能通过一种被称为“旁观者效应”(Bystander Effect)的现象,影响未被照射的肿瘤细胞,甚至远处转移灶。旁观者效应是指放疗直接杀死的肿瘤细胞释放出一系列信号分子(如细胞因子、趋化因子、微小RNA等),这些分子在细胞间传递,激活或抑制周围未受照射的正常细胞或肿瘤细胞的功能。在免疫系统方面,放疗诱导的旁观者效应可以刺激免疫细胞,特别是DCs和NK cells,增强其杀伤活性和抗原呈递功能,间接导致未受照射的肿瘤细胞死亡,甚至激发全身性免疫反应,攻击远端转移灶。
四、放疗与免疫治疗联袂:释放抗癌“双剑合璧”之力
免疫治疗,尤其是近年来发展迅速的免疫检查点抑制剂、过继性细胞疗法、癌症疫苗等,旨在通过激活和强化患者自身的免疫系统,使其更有效地识别并清除癌细胞。这些疗法与放疗的结合,有望实现抗癌效果的叠加与互补,即所谓的“协同效应”。
以免疫检查点抑制剂为例,如PD-1/PD-L1抑制剂,其作用在于解除肿瘤细胞对免疫细胞(主要是T细胞)的抑制,恢复其对肿瘤的攻击能力。当与放疗联合使用时,放疗一方面通过上述机制增加肿瘤抗原的释放、重塑TME、引发旁观者效应,增强免疫原性;另一方面,放疗导致的肿瘤细胞死亡和炎症反应可进一步上调PD-L1等免疫抑制分子的表达,使原本对免疫检查点抑制剂反应不佳的肿瘤变得更为敏感。两者联用,犹如为免疫系统插上了双翼,既能精准定位肿瘤,又能解除束缚,使其得以全力出击。
五、挑战与对策:精细化管理放疗与免疫治疗的“共舞”
尽管放疗与免疫治疗的联合展示了巨大的潜力,但同时也带来了新的挑战,如放疗可能导致的免疫相关副作用,如炎症反应过度、自身免疫疾病的发生等。此外,如何优化放疗剂量、分割方案、照射方式以及免疫治疗的用药时机、持续时间、联合模式等,以最大程度发挥协同效应、减轻不良反应,仍是临床研究和实践中的重要课题。
对此,精准医学理念提供了指导方向。通过基因组学、转录组学、免疫组学等多维度的生物标志物检测,可以评估患者个体化的免疫状态、肿瘤免疫原性、预后风险等,为制定个体化联合治疗方案提供依据。例如,某些基因突变(如错配修复缺陷、高微卫星不稳定性)或免疫表型(如PD-L1表达水平、TMB、免疫细胞浸润情况)可能提示患者对放疗与免疫治疗联合更为敏感。此外,新型放射生物学技术(如立体定向消融放疗[SABR]、FLASH放疗)与免疫调节剂(如IDO抑制剂、STING激动剂)的研发,也为放疗与免疫治疗的深度融合提供了新工具。
综上所述,放疗与免疫系统之间的相互作用构成了抗癌治疗领域的一座富矿。通过深入挖掘这一领域的科学内涵,优化放疗与免疫治疗的联合策略,我们有望开启癌症治疗的新篇章,为更多患者带来生存质量和生存期的双重改善。在未来的研究与实践中,应继续强化基础研究与临床转化的紧密结合,推动多学科交叉合作,以期早日实现癌症的精准、高效、安全治疗。
王守峰
临沂市人民医院