消融性放疗联合免疫检查点抑制剂时序性对远位肿瘤效应及机制研究

Stereotactic ablative radiotherapy (SABR) promotes the production of tumor-specific immune reaction, which suppresses the growth of non-irradiated tumors (abscopal effect). However, evidence of its clinical activity is uncommon. Combination of immune checkpoint inhibitor and SABR can augment abscopal effect, but the sequence and mechanism remain unclear. We previously showed that SABR, compared to conventional fractionated radiotherapy increases the amount of CD8+T cells in the irradiated tumor and peripheral blood and that PDL-1 inhibitor restored the function of CD8+ T cells. The sufficient number and cell-killing function is the important basis for SABR to achieve clinical activity of abscopal effect. We hypothesize that the optimal time point of combination of the two is when the amount and function of peripheral CD8+ T cells reach the plateau. This project will use different tumor models and methods of molecular biology to explore the mechanism of treatment combination and related toxicity, the immune mechanism of SABR and amount and functional change of peripheral CD8+ T cells. The possibility of using the latter as the indicator of combination time point will also be investigated. The result will provide important evidence for clinical optimization of combination of SABR and immune checkpoint inhibitor.

立体定向消融放疗(SABR)可诱发机体产生肿瘤特异性免疫效应（免疫远位效应），但极少获得临床客观活性证据。将免疫检查点抑制剂与SABR联用可放大免疫远位效应，但临床如何联用及机理尚不明晰。我们前期研究，证实SABR较常规分割放疗可明显增加照射野和外周血中CD8+T细胞数量；发现PD-L1抑制剂可明显恢复CD8+T细胞功能。这种细胞毒CD8+T细胞的足够数量与杀伤功能是获得SABR临床免疫远位效应客观活性的重要基础。因此我们推测：外周血CD8+T细胞达到数量和功能峰值可能是SABR和免疫检查点抑制剂联用的最佳时机。本课题将在前期工作基础上，通过不同肿瘤模型，利用分子生物学和免疫学手段，进一步研究SABR联合免疫检查点抑制剂免疫效应与毒性反应机制，探讨外周血CD8+T细胞数量与功能变化作为联合治疗时序性潜在标记的可能性，以期为临床优化SABR与免疫检查点抑制剂协同效应提供重要的实验依据。

立体定向体部放疗（Stereotactic Body Radiation Therapy,SBRT）能作为原位瘤苗促进机体T细胞抗肿瘤免疫反应，甚至引起照射野外肿瘤缩小，这种现象被称为放疗远位效应。但单独应用放疗，远位效应难以达到临床客观疗效。据文献报道，低剂量放射治疗（low-dose radiotherapy, LDRT）可重塑肿瘤微环境，促进T细胞向放疗局部的浸润，增强T细胞过继免疫疗法的疗效。本研究旨在探讨LDRT能否募集CD8+T细胞以增强免疫检查点抑制剂的疗效以及能否募集SBRT致敏的T细胞，放大SBRT的远位效应。我们的研究发现，LDRT可促进瘤内CD8+T细胞的浸润，增加肿瘤内与CD8+T细胞募集有关的趋化因子。LDRT+PD-1单抗组小鼠肿瘤体积明显小于对照组和单药组或放疗组，且小鼠生存明显延长。联合组小鼠肿瘤组织和脾脏内IFNγ+CD8+T细胞显著多于其他各组。在探索远位效应的实验中，原位肿瘤HFRT+远位肿瘤LDRT组的小鼠远位肿瘤体积明显小于其它三组。流式细胞术结果显示，联合组小鼠外周血及远位肿瘤中CD8+T细胞明显增加。此外，联合治疗组小鼠经体内拮抗CD8+T细胞后治疗效果削弱，说明CD8+T细胞在联合治疗的疗效中起着重要作用。为进一步增强对远位肿瘤的控制，我们采用了PD-1单抗+原位肿瘤HFRT+远位肿瘤LDRT的三联治疗疗法，发现其对远位肿瘤治疗疗效优于其余各组。三联治疗小鼠远位肿瘤内效应性CD8+T细胞显著增加，T细胞趋化相关因子也显著增加。在临床工作中，我们发现在10例接受LDRT联合免疫检查点抑制剂治疗的广泛期SCLC患者中（均为2线及以上），9例总体疗效评价为部分缓解，1例为疾病进展，所有患者中位PFS为6.4月，4级及以上不良反应发生率为10%（1/10）。在9例接受三联治疗的晚期非小细胞肺癌患者中，3例患者为部分缓解，2例为疾病稳定。在这9个接受LDRT的大病灶（175.7 ± 42.3 cm3）中，6个病灶缩小，其平均缩小体积为28%。以上基础和临床数据表明，低剂量放疗可募集T细胞，与免疫检查点抑制剂具有协同作用，与消融性放疗联合可促进机体的系统性肿瘤免疫，其对于免疫检查点治疗无效患者和转移性肿瘤患者的治疗可能具有潜在的临床意义。