作者：杜仕清，廖克曼，万权，孙翠平，鲁晓杰，江南大学附属中心医院神经外科研究所

脑胶质母细胞瘤(Glioblastoma，GBM)是中枢神经系统最常见的原发性肿瘤之一。流行病学调查显示，原发性恶性脑肿瘤的发病率约为每7/10万，而GBM占中枢神经系统恶性肿瘤的49%。并随年龄增长而比例增加，成人恶性脑肿瘤中，大约80% ～85%为GBM。GBM的发病率高，死亡率高，治疗效果有限，并且严重威胁人民健康与生命安全。

GBM的治疗比较困难，一部分原因是GBM是高度免疫抑制的肿瘤，随着免疫检查点抑制剂(immunecheck point inhibitor，ICI)中抗程序性细胞死亡1 ( Programmed death protein 1，PD-1)/PD.L1和抗细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白(cytotoxicT.lymPhocyteassociated antigen 4，CTLA4)的出现，GBM免疫治疗有了些许突破，但单一的免疫治疗肿瘤缓解率还是很低，放射联合免疫治疗GBM有着更大的发展潜力。

1953年，Mole发现照射局部组织可以在远离照射野的相同或不同组织中引发生物响应，在转移瘤的临床治疗中发现，对一个特定的肿瘤部位进行局部照射，能够引发非照射野的肿瘤体积出现明显缩小甚至消失，这个现象被称为远隔效应，虽然发生率不高，但是这一现象鼓舞着科研人员进行放疗免疫研究。

然而，大部分患者不能从放疗联合免疫治疗中获益，即使已有获益患者仍存在较常见的免疫耐药现象，仍有大量亟待解决的临床问题。采用何种恰当的放疗模式，如何采用最佳放疗剂量和照射方式，哪种免疫治疗方案是最优的，都是现阶段肿瘤免疫治疗领域的重要研究方向。

1.放射联合ICI的作用机制

1.1胶质瘤免疫抑制

GBM与其他系统的恶性肿瘤在解剖结构及微环境方面有很大的区别，长期以来正常的大脑被认为是体内的免疫抑制的器官之一。首先，中枢神经系统通过血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)保护它免受炎症，但也导致其缺乏一般的淋巴引流，结构上形成隔离，物质交换相对闭塞。

虽然最近报道硬脑膜内存在丰富的淋巴网络，可将脑脊液吸收转运至颈深部淋巴结称为脑淋巴系统，而且在脑肿瘤和一些病理状态下，BBB受到损害，外周循环的淋巴细胞也有机会进入脑实质。但在正常大脑和一些早期脑肿瘤的微环境通常是免疫抑制的，基本上没有外周免疫细胞的浸润。

其次，大脑特有的驻留细胞包括小胶质细胞、星形胶质细胞和神经元细胞，其中胶质瘤细胞中约一半是肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophagesand microglia，TAMs)，在生理状态下小胶质细胞是脑中重要的发挥抗原提呈作用的免疫细胞，但在病理状态下经细胞分化发挥促血管生成和维持免疫抑制的作用。GBM微环境中还有转化生长因子、前列腺素E2、白细胞介素1等多种免疫抑制因子。综上所述这些因素共同构成GBM的免疫抑制环境。

1.2免疫检查点抑制剂的作用机制

免疫检查点是一种免疫系统调节器，在生理情况下能保护正常细胞不被免疫系统攻击，是免疫系统对抗自身免疫的一种防御措施。GBM细胞会分泌不同类型的趋化因子，细胞因子和生长因子增强各种细胞如星形胶质细胞、周细胞、内皮细胞、循环祖细胞和一系列免疫细胞包括TAMs，骨髓来源抑制细胞，CD4+T细胞以及调节性T细胞进入肿瘤。

作为GBM的免疫调节和免疫逃避机制，GBM细胞表面会过表达PD.L1等细胞序性死亡受体死亡配体，可以抑制T细胞信号的转导和细胞因子的产生，并减少T细胞的数量，从而逃脱宿主的免疫监视，而免疫检查点抑制剂本质是各种单克隆抗体例如纳武利尤单抗(作用PD-1靶点)等，抑制这些免疫检查点成分并阻止它们的相互作用，增强T细胞的反应，并介导抗肿瘤活性。

临床前研究表明，胶质瘤细胞表达识别并与免疫细胞表面的伴侣蛋白(受体)结合的配体在维持外周免疫耐受和控制，对炎症反应的过度反应中起着重要作用。在神经胶质瘤病例中，已经发现了许多的免疫检查点分子，例如CTLA.4、PD-1、TIM.3和LAG.3，这些受体中的每一个都有相应的配体。BBB是一个需要注意的因素，由于缺乏跨BBB成功的药物递送，许多在GBM患者临床试验中测试的药物都失败了，从而影响了它们对颅内肿瘤的治疗效果。

抗PD-1具有一种机制，使它们能够不可逆地与外周淋巴细胞上的PD1或CTLA.4结合，并最终穿透BBB，结合占据颅内的肿瘤浸润淋巴细胞从而发挥作用。尽管在过去几十年中报道了许多免疫检查点抑制剂药物在GBM临床前成功，例如，在小鼠GL261恶性神经胶质瘤模型中，在脑浸润淋巴细胞上存在类似的PD-1上调。使用单克隆PD-1阻断抗体，显著延长的存活率，55%的小鼠达到长期存活。

在一些大规模临床试验中，PD1及PD.L1抑制剂也表现出能有效延长患者生存期的能力，但免疫检查点在GBM中的治疗仍处于起步阶段，目前单一治疗效果有限，联合其他化疗或放疗没有证据表明能起协同作用，还有可能会增加药物不良反应概率。截至2023年3月，中国国家药品监督管理局已批准16个免疫检查点抑制剂药物在国内上市，包括10个PD-1单抗、5个PD.L1单抗和1个双抗(PD-1/CTLA4)，但它们尚未被批准用于GBM的临床治疗。

1.3放射联合免疫检查点抑制剂的作用机制

放射联合免疫检查点抑制剂对肿瘤细胞的免疫原性影响主要包括三个部分，即放疗增强肿瘤细胞的抗原释放与呈递、启动免疫相关信号通路、放疗调节肿瘤微环境。

1.3.1放疗增强肿瘤细胞的抗原释放与呈递

GBM抗原暴露程度低，前文已说明免疫原性细胞死亡(immunogenic cell death， ICD)会释放肿瘤相关抗原(tumor-associated antigens，TAAs)来调节对癌症的免疫反应，除此之外放疗还可以调节体内外主要组织相容性复合体I( major histocompatibility complex class I，MHC.I)分子、FAS、CD47和PD.L1的表达。虽然肿瘤细胞经常下调MHC.I分子的表达，以逃避免疫细胞的识别，但放疗则上调MHC.I分子表达，将抗原递呈给细胞毒性T细胞，使后者更好地识别抗原并活化杀伤肿瘤细胞。

1.3.2放疗启动免疫相关信号通路

大量的实验结果表明，辐射可以将免疫耐药的肿瘤转化为肿瘤特异性T细胞的启动部位，即原位疫苗，并可以在其他免疫检查点封锁(immunecheck point blockade，ICB)的耐药肿瘤中诱导应答。电离辐射会使DNA穿梭到细胞质中，而环状GMP.AMP合成酶(cyclicGMP.AMPsynthase，cGAS)，位于细胞质中，它可以识别不应该出现在细胞质中的DNA，并催化GTP和ATP合成“环状GMP.AMP(cGAMP)”，cGAMP结合并激活内质网蛋白STING，进而通过STING通路将信号传导进入细胞核，调控基因转录，开启免疫反应。促进树突状细胞的成熟及其抗原呈递，有助于抗肿瘤适应性免疫反应的放大。

1.3.3放疗调节肿瘤微环境

放射治疗对肿瘤微环境而言是一把双刃剑，一方面，放疗会诱导邻近未受辐射的癌细胞或组织产生氧化应激和DNA损伤，这种现象称为旁观者效应，经放射的肿瘤细胞所分泌的微颗粒(irradiated tumor cell-released microparticles，RT.MPs)是介导旁观者效应的主要成分，摄取了RT.MPs的肿瘤细胞会更容易被相关免疫细胞杀伤；另一方面，除了杀死癌细胞外，它们会导致放射耐药抑制细胞的积累，其中包括具有M2表型的肿瘤相关巨噬细胞、髓系来源的抑制细胞和调节性T细胞，从而引起肿瘤缺氧面积增加，减少氧依赖性DNA损伤，削弱抗癌放疗作用，导致癌症复发。

从局部来看，GBM的肿瘤微环境代表了一个高度复杂的环境，其中有大脑驻留和被招募的免疫细胞。放射治疗可诱导免疫细胞流入GBM的数量增加，这种效应可以部分归因于对脉管系统的影响。多种细胞因子和趋化因子表达改变，总体向促炎症反应方向倾斜，增强肿瘤免疫抑制。

在GBM状态下，绝大多数TAMs来源于骨髓，因此亦称为骨髓来源抑制细胞(marrow-derived suppressor cell，MDSC)，MDSC进一步分为M1型和M2型。M2型通过上调精氨酸酶1(arginase1)等方式发挥免疫抑制作用，为M2型MDSC；M1型则相反，表现为促炎症反应、高氧化代谢活性，有利于宿主免疫，但可能导致健康组织损伤。放射治疗引起一种后续作用持久的微小胶质细胞向M1转化。

从全身来看，放疗导致DNA损伤可以直接使肿瘤细胞死亡。但现在普遍的观点认为，放疗还能诱导“ICD”，ICD是指肿瘤细胞受到外界刺激发生死亡的同时，由非免疫原性转变为免疫原性而介导机体产生抗肿瘤免疫应答的过程称为免疫原性细胞死亡，肿瘤细胞发生ICD的同时，会释放TAAs和危险相关分子模式(damage associated molecular patterns，DAMPs)产生一系列的信号分子，包括暴露在细胞表面的钙网蛋白，肿瘤细胞向外界分泌的高迁移率族蛋白1，启动一系列的细胞学反应，最终激活先天和适应性免疫反应。

2.放射联合免疫检查点抑制剂治疗胶质瘤的临床进展

GBM的临床标准治疗方法是StuPP方案，包括保留患者神经功能状态下安全、最大范围地切除肿瘤加同步放化疗及辅助化疗。然而，由于其耐药性和侵袭性生长模式，GBM不能被完全控制。大多数GBM患者将在诊断后1 ～2年内局部复发，如何对患者进行持续有效的治疗充满挑战。

2.1联合治疗在GBM领域相关研究进展

2022年Lim等进行了迄今为止在O6.甲基鸟嘌呤.DNA甲基转移酶(O6.methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)启动子甲基化或不确定的胶质瘤患者中进行的规模最大的Ⅲ期研究，共随机分配了560例患者，每组280例。尼鲁单抗(nivolumab，NIVO一种作用于PD-1的阻断抗体) +放疗的中位生存期(median overallsurvival，MOS)为13.4个月，替莫唑胺(temozolomide，TMZ) +放疗的MOS为14.9个月；NIVO+放疗的中位无进展生存期为6.0个月，TMZ+放疗为6.2个月。NIVO+放疗的缓解率为7.8%(9/116)，TMZ+放疗的缓解率为7.2%(8/111)；治疗相关不良事件率分别为21.9%和25.1%，任何级别严重不良事件率分别为17.3%和7.6%。

虽然结果表明，免疫检查点抑制剂免疫治疗并没有改善标准治疗的效果，但可以被考虑纳入新的联合治疗方法；除此外，放免联合在非小细胞肺癌、黑色素瘤等一些其他实体肿瘤中联合治疗表现出协同作用。有研究发现，在对胶质瘤进行PD.L1阻断治疗时，需要考虑并不是所有给予的抗PD.L1免疫治疗抗体都能到达肿瘤细胞表面，可能有相当可观的比例被可溶性PD.L1 (solubilityPD.L1，sPD.L1)隔离在循环中，此外，sPD.L1的基线水平可能是预测胶质瘤患者预后的潜在标志物。

2.2临床研究

现有的临床试验数据并没有取得有效的成果，大部分患者的生存期及缓解期都没有延长，目前阶段主要问题还是在于GBM的免疫抑制和尚未发现十分有效的生物标记物。

3.放射联合ICI的发展趋势和前景

在肿瘤免疫治疗中除ICI外，还有嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(chimeric antigen receptor T cell，CAR.T)疗法，通过人为地给正常T细胞加入(嵌合)癌细胞抗原的受体，以使T细胞行使特异的杀伤癌细胞功能；还有用同种异体GBM干细胞系的裂解物制成的肿瘤疫苗治疗，也展现出了良好的疗效，诸如此类的方法都有希望和ICI联合延长患者的生存期。

3.1联合治疗遇到的瓶颈问题

3.1.1联合治疗的不良反应

近年来，越来越多的患者同时或序贯接受ICI和放疗。ICI已经被批准用于各种恶性肿瘤的治疗，它的免疫相关不良反应具有不同于传统化疗的一些特征，主要累及肺、肝、甲状腺、胃肠道等器官，主要不良反应是中性粒细胞减少、血小板减少、肺炎、结肠炎、内分泌病、疲乏、腹泻等。美国药品监督管理局专家Chana Weinstock及其团队，就放疗联合ICI治疗的安全性，进行了一项迄今为止最大规模的回顾性分析研究发现，放疗后90 d内接受ICI治疗和仅接受ICI治疗的患者相比，其不良反应发生率大致相同；也有学者持相反的意见，在免疫治疗相关不良反应这方面的研究还尚无结论。

3.1.2生物标记物的发现

因为单一免疫治疗及免疫联合放疗阳性率不高，所以现阶段迫切需要找到有效、安全、简便的生物标记物来确定哪些胶质瘤患者适合免疫放射联合治疗，最新的研究发现肿瘤体积增加可作为同步放疗免疫联合治疗获益的生物标志物。除此外，微卫星不稳定性和DNA错配修复检测还有肿瘤突变负荷等标志物都有希望成为判断放免联合治疗预后的生物标记物，未来应该收集患者和肿瘤的内在特征以及动态免疫参数，考虑一种整体的方法来寻找生物标记物。

3.1.3序贯治疗的选择

一方面，免疫治疗联合放疗的最佳时序也取决于放疗的方式，如立体定向放疗一般会选择体积相对较小的病灶，并在很短的时间内完成治疗；另一方面，免疫治疗联合放疗的最佳时序也取决于使用的免疫抑制剂，放疗对于不同的免疫抑制剂作用靶点的影响时间是不一样的。放疗对PD.L1的影响时间和对CTLA.4、OX40的影响时间都是不一样的，所以不同的免疫抑制剂和放疗联合使用的时序，或者不同种类的ICI联合使用，可能还需要更加个体化的选择。

3.2联合治疗的优势

3.2.1弥补胶质瘤传统治疗方法的不足

对于胶质瘤等恶性肿瘤，尽早手术切除是第一选择。单纯手术疗法不一定能完全清除残留在血液和淋巴系统中的肿瘤细胞，手术后或失去手术时机的患者，需要进行放化疗。但放化疗存在很多局限性(会杀伤正常细胞)，不够全面，应辅以其他方面的治疗，肿瘤免疫检查点抑制剂和放疗化疗或TMZ联合作用能达到1 +1 >2的效果。

3.2.2减少术后复发与转移

放化疗是无差别攻击，在治疗过程中，癌症患者的免疫力低下，在经受对抗疗法后，身体的免疫系统近乎崩塌；此时进行免疫细胞干预治疗，可显著增强肿瘤患者免疫系统功能，有利于清除术后体内残留的癌细胞及微转移灶，降低复发和转移发生的概率。

3.2.3联合治疗提高预后

在肿瘤放疗和化疗间歇期间进行免疫细胞治疗，具有协同抗肿瘤效应，同时有助于患者耐受放疗和化疗的毒副反应，并增强抗御肿瘤的能力，提高恶性肿瘤综合治疗效果。

4.结论

放疗联合免疫治疗可增强抗肿瘤免疫反应，由于局部放疗亦可引起机体免疫抑制，放疗联合免疫治疗能否有效激发远隔效应受到多种因素的影响，但关于免疫调节剂与放疗联合使用的临床前和临床数据还在不断快速增加。然而，在放疗与免疫调节剂结合时应遵循的最佳序列/时间表是什么，如何选择最佳的免疫治疗类型，免疫疗法对健康组织的影响是什么，哪些生物标志物可以帮助筛选免疫放射治疗的最药物，如何克服耐药性和增加有反应的患者数量，如何增加免疫检查点抑制剂的数量，只有解决了这些问题我们才能使更多的GBM患者能从放射免疫治疗中受益。

来源：杜仕清,廖克曼,万权,等.免疫检查点抑制剂联合放射治疗在胶质母细胞瘤治疗中的进展[J].临床神经外科杂志,2024,21(06):689-693.

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