消融治疗联合免疫治疗的机理

导读近年来，以PD-1/PD-LI抗体、CTLA-4抗体为代表的免疫治疗给肿瘤学领域带来了革命性的变化，并且我国国家药品监督管理局（NMPA)也陆续批准PD-1抗体来治疗淋巴瘤、肺癌、肝癌等国内适应证。

近年来，以PD-1/PD-LI抗体、CTLA-4抗体为代表的免疫治疗给肿瘤学领域带来了革命性的变化，并且我国国家药品监督管理局（NMPA)也陆续批准PD-1抗体来治疗淋巴瘤、肺癌、肝癌等国内适应证。尽管免疫检查点抑制剂的卓越疗效展示出巨大潜力，很多肿瘤患者却依然缺乏疗效（单药有效率20%~40%),这与肿瘤本身缺少抗原性、机体淋巴细胞贫瘠、免疫反应受到抑制等有关。免疫应答包括了肿瘤抗原释放、抗原递呈、淋巴细胞活化、免疫分子形成及免疫效应等一系列反应。消融治疗可快速、大量地促进肿瘤相关抗原的暴露与释放，增强肿瘤抗原性，使机体免疫系统“锚定”肿瘤；增强血管通透性，运送更多的CD8+T淋巴细胞到瘤内，以发挥细胞毒T淋巴细胞的“导弹”杀伤作用。随着消融技术的不断提高以及设备更新换代，消融治疗已被广泛应用于包括肝癌、转移性肝癌、转移性肺癌等多个领域，消融联合免疫治疗模式亦“崭露头角”，显示出较好的疗效及安全性。个体化选择的微创消融技术模式以及合理联用免疫疗法，有望成为未来治疗各种恶性肿瘤的重要治疗策略。

1.消融治疗分类

 肿瘤消融（ablation)是在影像设备的引导下，经皮穿刺肿瘤组织，利用物理或化学的方法，直接使肿瘤坏死，达到原位灭活，“切除”肿瘤目的。包括化学消融（chemicalablation)和能量消融（energy-based ablation).前者主要利用无水乙醇、乙酸、溶瘤病毒等毁损肿瘤，后者包括射频消融（radio-frequency ablation,RFA)、微波消融（microwave ablation,MWA)、激光消融（laser ablation,LA)和高强度聚焦超声（high-intensity focused ultrasound ablation,HIFU)几种常用热消融方式、以及冷冻消融（cryoablation,Cryo-A)。

2.消融激活和增强机体免疫状态

肿瘤患者大多处于“免疫抑制”状态，以肝癌为例，肝癌患者外周血和肿瘤局部，特别是癌组织内的免疫状态明显受抑，包括自然杀伤细胞（NK),淋巴因子活化的杀伤细胞（LAK),白介素－2,CD3+、CD4+的T细胞，CD4+/CD8+T细胞的比值等明显降低。而免疫效应最终依靠CD8+T细胞以杀伤肿瘤细胞，机体“火力不足”的状态将不利于免疫治疗。最早在2006年，Alessandro Zerbini等观察到肝细胞癌患者射频后表达更多的CD56和CD8+T细胞亚群和NK细胞等，提示热消融治疗本身能够触发先天免疫以启动肿瘤特异性免疫。

近年来多个研究发现，除提高淋巴细胞数量外，热消融治疗还通过其他多种途径参与了肿瘤的免疫反应调节，其中重要的一点是：消融原位灭活产生大量抗原，包括热休克蛋白、外泌体等，与灭活的留于体内而形成的肿瘤细胞“疫苗”一起，作为“新抗原”在免疫效应启动环节发挥重要作用。其他作用途径包括：（1)消融治疗提高红细胞的免疫功能：Siegel等于1981年发现红细胞具有免疫功能，C3b作为常见的补体受体之一，90%分布在红细胞膜上，局部消融治疗后C3b表达明显升高，人血管中免疫复合物清除率较治疗前显著升高；（2)消融治疗降低机体免疫抑制：消融直接杀死恶性肿瘤，减轻甚至清除肿瘤负荷，多种由肿瘤细胞分泌的免疫抑制因子如可溶性IL-2受体、转化生长因子β1、VEGF及TGF-B2等在局部消融治疗后显著降低，从而改善了肿瘤导致的免疫抑制状态；（3)改善肿瘤局部微环境免疫功能状态，肿瘤血管通透性增加，有助于药物及免疫细胞在肿瘤组织聚集等。

基于以上机制，消融后免疫效应获得不同程度的增强，术区旁的微小病灶可被消除，甚至有时会产生“远隔效应”（abscopal effecl),即针对肿瘤局部治疗时（消融、放疗等），非治疗区域之外的病灶亦缩小。有实验观察到同一患者不同部位的癌结节，位于中间位置的癌结节消融后，另外未治疗癌结节会出现先增大后退缩的现象，而内部免疫细胞浸润数增加，并与受治疗结节内浸润的免疫细胞表型相同。虽然这种现象较为少见，但它对癌症的影响可能是显著的，亦引发对消融联合免疫治疗的探索。

3.低温冷冻消融抑制免疫

低温冷冻消融是采用超低温来破坏细胞结构，以达到消融肿瘤组织的目的。与射频和微波消融不同，冷冻消融对免疫系统的作用表现为激活或者抑制的双重性作用。近期研究认为，冷冻消融对免疫调节的机制主要取决于细胞的死亡机制，主要表现为肿瘤中心区的坏死和周围带的凋亡，一般认为坏死可促进细胞内容物的释放，而这些因子通常具有刺激机体产生免疫反应的作用；而凋亡时不释放细胞内容物（抗原、热休克蛋白和高迁移率族蛋白B1),所产生的细胞碎片不能被树突状细胞（dendritic cells,DC)吞噬，故不引起炎症反应，并可导致局部免疫耐受和免疫抑制。有研究认为，冷冻消融的频次影响肿瘤生长和局部T细胞募集，影响到机体冷冻消融后处于免疫活化或免疫抑制状态。Sabel MS等，通过改变冷冻速率来分析冷冻消融治疗小鼠乳腺癌的免疫效应影响，发现高速冷冻能显著增加特异性T细胞在肿瘤引流淋巴结中的表达，抑制性T细胞（Treg细胞）数量减少，肺转移灶减少，从而提高生存率。越来越多的证据表明单纯冷冻消融治疗不足以产生足够的临床免疫效果，如何应用冷冻消融技术实现最大化的冷冻免疫效果，尚待进一步研究。

4.消融治疗联合免疫治疗

消融治疗术后可快速释放大量新的抗原，是真正意义上的体内肿瘤疫苗，但其诱发的免疫反应尚不足以完全消灭肿瘤或阻断肿瘤复发；另一方面，PD-1/PD-LI抑制剂可发挥长效的免疫效应，但为何PD-L1表达阳性和TMB-H的部分患者响应度仍不理想呢？将二者联合使用，期望能够提供一种合理的解决方案：消融产生内源性主动免疫疫苗作用，刺激人体免疫系统，加入外源性免疫治疗可获得“助燃放大作用”；消融治疗降低肿瘤负荷，减少TrmgCD4+T细胞数量，减轻肿瘤免疫抑制；增加血管通透性，招募更多的CD84T细胞，增加肿瘤浸润淋巴细胞（TILA),从而协助输送更多的“火力”。通过诸多途径改善肿瘤的免疫微环境，使得消融暴露出的新抗原最终转为肿瘤免疫原性。

5.化学消融联合免疫治疗

除了物理消融，近来化学消融联合免疫治疗也获得突破性的研究进展。有研究根据肿瘤浸润淋巴细胞（TILs)的存在与否，将肿瘤分为“冷肿瘤”和“热肿瘤”，换言之，热肿瘤是有浸润淋巴细胞的肿瘤，而冷肿瘤则相反。“热”和“冷”反映的是肿瘤是否有免疫原性。已有的研究证明，免疫检验点抑制剂对大量“热肿瘤”有非常好的效果，而对“冷肿瘤”则基本无效。因此，免疫检查抑制剂是通过影响不同类型的T细胞从而来启动抗癌免疫攻击的，如果肿瘤内本来就缺乏T细胞，那么这些抑制剂也很难起效。使用溶瘤病毒进行瘤内注射的化学消融治疗，一则能够直接造成肿瘤细胞裂解死亡，此外还能够在细胞裂解后释放集落刺激因子，造成局部的炎症环境，从而吸附大量T细胞浸润，可将“冷肿瘤”转变为“热肿瘤”，从而增强免疫疗法的抗肿瘤活性。2017年《Cell》杂志发布的一项研究采用溶瘤病毒（T-VEC)和PD-1单抗（Pembrolizumab)联合治疗转移性黑色素瘤，患者总缓解率为62%,其中33%为完全缓解，这一联合疗法的缓解率高于比单独使用这两药治疗的预期缓解率（通常约为35%~40%)。

免疫检查点抑制剂的出现使肿瘤进入免疫治疗时代。消融治疗可快速有效的破坏肿瘤，提高抗原释放和暴露，与免疫治疗的联合应用能够进一步消灭残留的亚临床病灶，以巩固消融治疗的疗效，同时改善肿瘤的免疫微环境，产生持久的抗肿瘤免疫功能，为未来肿瘤治疗方向提供一种新的思路。

参考文献

1.Li Q, Chen K, Huang W, Ma H, Zhao X, Zhang J, et al. . Minimally Invasive Photothermal Ablation Assisted by Laparoscopy as an Effective Preoperative Neoadjuvant Treatment for Orthotopic Hepatocellular Carcinoma. Cancer Lett (2021) 496:169–78. doi: 10.1016/j.canlet.2020.09.024.

2.Rettman P, Blunt MD, Fulton RJ, Vallejo AF, Bastidas-Legarda LY, Espa?a-Serrano L, et al. Peptide: MHC-Based DNA Vaccination Strategy to Activate Natural Killer Cells by Targeting Killer Cell Immunoglobulin-Like Receptors. J Immunother Cancer (2021) 9(5):1912–22. doi: 10.1136/jitc-2020-001912.

3.Duan X, Wang M, Han X, Ren J, Huang G, Ju S, et al. . Combined Use of Microwave Ablation and Cell Immunotherapy Induces Nonspecific Immunity of Hepatocellular Carcinoma Model Mice. Cell Cycle (Georgetown Tex) (2020) 19(24):3595–607. doi: 10.1080/15384101.2020.1853942.

4.Yoon JS, Song BG, Lee J-H, Lee HY, Kim SW, Chang Y, et al. . Adjuvant Cytokine-Induced Killer Cell Immunotherapy for Hepatocellular Carcinoma: A Propensity Score-Matched Analysis of Real-World Data. BMC Cancer (2019) 19(1):523. doi: 10.1186/s12885-019-5740-z.

5.Xia Q-H, Lu C-T, Tong M-Q, Yue M, Chen R, Zhuge D-L, et al. . Ganoderma Lucidum Polysaccharides Enhance the Abscopal Effect of Photothermal Therapy in Hepatoma-Bearing Mice Through Immunomodulatory, Anti-Proliferative, Pro-Apoptotic and Anti-Angiogenic. Front Pharmacol(2021) 12:648708. doi: 10.3389/fphar.2021.648708 .