胰腺癌消融術(shù)后免疫反應(yīng)的變化

仝 昊，陳艷軍，程冰冰，胡水全綜述，李曉勇審校

(鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院肝膽胰腺外科，鄭州 450052)

胰腺癌惡性程度極高，外科手術(shù)是胰腺癌的主要治療手段，但早期難以發(fā)現(xiàn)，約45%的患者在初診時(shí)已經(jīng)發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，僅不到20%的患者尚有手術(shù)機(jī)會(huì)，另有40%的患者發(fā)展為局部進(jìn)展期胰腺癌 (locally advanced pancreatic cancer；LAPC),雖無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，但因腫瘤存在局部廣泛浸潤(rùn)，伴有嚴(yán)重的血管侵犯，無(wú)法行根治性切除[1]。對(duì)于無(wú)法根治性切除的患者，治療手段主要有放療、化療和局部治療。局部治療主要有動(dòng)脈灌注化療、區(qū)域放療和射頻消融(RFA)、微波消融及冷凍消融等常規(guī)的消融方法，以及不可逆電穿孔消融術(shù)。放化療可以提供短期疾病控制，但目前大多數(shù)化療方案并未顯著延長(zhǎng)生存期。對(duì)于晚期胰腺癌，以改善疾病相關(guān)癥狀、延長(zhǎng)生存期為主要目的，動(dòng)脈灌注化療、125I粒子植入、射頻和微波治療等可取得較好的治療效果。對(duì)于LAPC的治療，以消融術(shù)為主。常規(guī)消融方法利用溫度變化使目標(biāo)區(qū)域的細(xì)胞發(fā)生壞死，但因熱沉效應(yīng)使靶區(qū)周圍的溫度改變不足以殺死邊緣腫瘤細(xì)胞，從而導(dǎo)致腫瘤局部消融不全、復(fù)發(fā)率增高，同時(shí)對(duì)膽管、胰管、血管等造成不可逆損傷，因此術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率較高。不同于傳統(tǒng)的消融技術(shù)，不可逆電穿孔消融(IRE)利用高壓、高頻脈沖電流產(chǎn)生的電場(chǎng)，使細(xì)胞膜出現(xiàn)不可逆的納米孔道，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡，誘發(fā)凋亡，且短期內(nèi)安全性及有效性已得到臨床證實(shí)[2]。LAPC消融術(shù)后患者生存期顯著延長(zhǎng)，可能與消融術(shù)后機(jī)體抗腫瘤免疫激活有關(guān)[3]。本文將對(duì)各種消融術(shù)后機(jī)體的抗腫瘤免疫、免疫反應(yīng)變化逐一敘述。

1 免疫系統(tǒng)

正常人體免疫系統(tǒng)的功能包括免疫防御、免疫穩(wěn)定和免疫監(jiān)視，免疫應(yīng)答過(guò)程中有多種免疫細(xì)胞參與，免疫反應(yīng)主要包括體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)，細(xì)胞免疫主要參與機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。免疫細(xì)胞功能各異，T淋巴細(xì)胞擁有免疫監(jiān)視、免疫調(diào)節(jié)的功能，自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)除上述功能外，還可直接殺傷腫瘤細(xì)胞，組成機(jī)體的抗腫瘤免疫屏障。正常情況下，周圍組織中T淋巴細(xì)胞及其亞群的數(shù)目相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)免疫調(diào)節(jié)功能紊亂時(shí)通常表現(xiàn)為T(mén)淋巴細(xì)胞總數(shù)或CD4+/CD8+細(xì)胞比值異常，此時(shí)易發(fā)生腫瘤或自身免疫性疾病。CD4+T淋巴細(xì)胞即輔助性T淋巴細(xì)胞(Th細(xì)胞)，腫瘤細(xì)胞分泌的可溶性抗原可被CD4+T淋巴細(xì)胞識(shí)別，刺激Th細(xì)胞分化為不同亞型的T淋巴細(xì)胞，進(jìn)一步激活巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)，產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng)。除上述功能外，Th細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子同樣參與調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫反應(yīng)，如Th1細(xì)胞可分泌白細(xì)胞介素(IL)- 2、干擾素(IFN)- γ，通過(guò)促進(jìn)CTL的增生、激活NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，輔助抗體生成，參與細(xì)胞免疫以增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤效應(yīng)；Th2細(xì)胞主要分泌IL- 4、IL- 5及IL- 10等細(xì)胞因子，可刺激B淋巴細(xì)胞增殖并產(chǎn)生IgG、IgE抗體，參與體液免疫。CD8+T淋巴細(xì)胞按功能可分為抑制性T淋巴細(xì)胞(Ts細(xì)胞)和殺傷性T淋巴細(xì)胞，前者既可通過(guò)分泌抑制因子(TsF)作用于靶細(xì)胞如Th細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞，又可直接誘導(dǎo)抗原呈遞細(xì)胞表達(dá)抑制性受體，從而對(duì)免疫應(yīng)答活化階段起到抑制作用。多種免疫抑制因子(TDSF)于腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移時(shí)分泌增多，可使CD3和CD4+細(xì)胞減少，CD8+細(xì)胞增加，因而CD4+/CD8+細(xì)胞比值隨之降低[4]。TDSF還可導(dǎo)致NK細(xì)胞活性降低，伴隨著殺傷腫瘤細(xì)胞的過(guò)程，NK細(xì)胞被大量消耗，以及NK細(xì)胞在血液循環(huán)中再分布等原因，NK細(xì)胞數(shù)量也相對(duì)減少，機(jī)體的免疫功能嚴(yán)重受損，為腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件。而腫瘤的凋亡則與B淋巴細(xì)胞瘤- 2(Bcl- 2)蛋白及天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶- 3(Caspase- 3)有直接關(guān)系。Bcl- 2蛋白是Bcl- 2原癌基因的編碼產(chǎn)物，是細(xì)胞存活促進(jìn)因子，通過(guò)阻斷細(xì)胞色素C從線粒體釋放入細(xì)胞質(zhì)的過(guò)程，抑制細(xì)胞的凋亡，Bcl- 2蛋白的降低可促發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡[5]；同時(shí)促進(jìn)Caspase- 3這一重要促凋亡因子的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生不可逆性凋亡。腫瘤壞死因子- α(TNF- α)是熱休克蛋白(HSP)家族中最保守、最重要的一族，TNF- α和HSP70在腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用，能誘導(dǎo)和增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)，抑制腫瘤生長(zhǎng)[6]。晚期癌癥患者缺乏單核細(xì)胞和Ⅰ型免疫反應(yīng)，患者外周血IL- 2、IL- 10、IL- 12、IFN- c和TNF- α的表達(dá)水平明顯降低，熱消融后機(jī)體免疫功能發(fā)生改變，促炎細(xì)胞因子如IL- 1、IL- 6、IL- 8、IL- 18和TNF- α增加數(shù)小時(shí)至數(shù)天[7- 9]，其中IL- 1和IL- 18已知可促進(jìn)1型輔助性T淋巴細(xì)胞(Th1)應(yīng)答，促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)和CTL的激活；IL- 6是T淋巴細(xì)胞增殖和生存的關(guān)鍵，在T淋巴細(xì)胞向腫瘤部位運(yùn)輸中起著不可或缺的作用。但是，這種細(xì)胞因子也有負(fù)面影響，IL- 6通過(guò)阻礙DC的發(fā)展和成熟，增加骨髓來(lái)源的抑制細(xì)胞和抑制Th1細(xì)胞的極化來(lái)抑制抗腫瘤免疫應(yīng)答。此外，IL- 6激活酪氨酸激酶/轉(zhuǎn)錄激活因子- 3(JAK/STAT3)信號(hào)通路，從而增加腫瘤細(xì)胞增殖，支持腫瘤細(xì)胞存活并增強(qiáng)轉(zhuǎn)移潛能，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切的聯(lián)系[10]。因此，IL- 6通常被認(rèn)為是癌癥患者預(yù)后不良的指標(biāo)。由此可見(jiàn)，熱消融術(shù)后機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)中免疫激活與免疫抑制效應(yīng)共存，如果能夠給予適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施，患者的生存期將有望明顯延長(zhǎng)。

2 胰腺癌治療方法

2.1高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU) HIFU是近年來(lái)應(yīng)用于腫瘤治療的一種新手段，其利用高聲強(qiáng)的超聲波聚焦于腫瘤組織并產(chǎn)生高熱，使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凝固性壞死，釋放大量腫瘤相關(guān)抗原，可上調(diào)HSP及IL- 1表達(dá)，趨化相關(guān)免疫細(xì)胞，誘導(dǎo)特異性抗腫瘤免疫。HIFU治療胰腺癌后可明顯緩解患者疼痛，延長(zhǎng)患者生存期[11]，有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，減輕腫瘤負(fù)荷，且并發(fā)癥少[12]，引起胰腺癌細(xì)胞血行播散風(fēng)險(xiǎn)較手術(shù)更低[13]。經(jīng)HIFU同步吉西他濱化療聯(lián)合DC- 細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞免疫療法(DC- CIK)治療中晚期胰腺癌后，患者CD8+T淋巴細(xì)胞較治療前下降，而CD4+T淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞及CD4+/CD8+細(xì)胞比值升高，機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)明顯被激活，有效減少了腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，中位無(wú)進(jìn)展生存達(dá)8個(gè)月[14]。

2.2微波消融 微波消融主要用于晚期胰腺癌的治療，通過(guò)微波帶動(dòng)身體極性分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱，腫瘤組織經(jīng)高溫固化后，固化點(diǎn)處癌細(xì)胞完全凝固壞死，高溫使壞死組織產(chǎn)生HSP，刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)使抗腫瘤免疫效應(yīng)增強(qiáng)，抑制殘余的腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散。術(shù)中直視下直接穿刺體尾部胰腺癌行微波治療，未出現(xiàn)明顯腸漏、膽漏、大出血等不良反應(yīng)，胰漏發(fā)生率低，且患者的生存質(zhì)量有明顯的改善，術(shù)后生存期明顯延長(zhǎng)[15]。CT引導(dǎo)下經(jīng)皮高頻微波治療LAPC，可降低微波消融的侵襲性，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率低，從而在保持安全性和功效的同時(shí)提高患者生活質(zhì)量。術(shù)后3個(gè)月的隨訪中，腫瘤局部進(jìn)展率為1/10，表明微波消融是一種安全、有效的治療LAPC的方法，術(shù)后可以延長(zhǎng)生存期，明顯改善患者的生存質(zhì)量[16]。

2.3氬氦刀冷凍消融 氬氦刀冷凍消融主要通過(guò)急速地在針尖釋放氬氣、氦氣使冷凍刀周圍一定范圍內(nèi)的腫瘤細(xì)胞在極短時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)降溫、升溫處理而壞死或誘發(fā)其凋亡，同時(shí)微血管內(nèi)皮細(xì)胞被破壞，內(nèi)皮下膠原暴露及血小板的聚集為微循環(huán)血栓形成創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了腫瘤的壞死。釋放氬氣時(shí)迅速在冷凍刀周圍形成冰球，由于冰球內(nèi)溫度的下降速度差異，消融的中心區(qū)表現(xiàn)為液化性壞死，而周圍則表現(xiàn)為凋亡。低溫免疫療法能夠明顯增加轉(zhuǎn)移性胰腺癌的中位生存期[17]，通過(guò)檢測(cè)術(shù)后外周血CD4+、CD4+/CD8+細(xì)胞比值、NK細(xì)胞的變化及TNF- α、糖類抗原(CA)199、CA125、癌胚抗原(CEA)的血清水平，可預(yù)測(cè)及評(píng)估患者的療效與預(yù)后。研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后患者血清CA199及CEA水平較術(shù)前明顯降低，疼痛得到有效緩解，從而提高患者術(shù)后生活質(zhì)量[18]。術(shù)后患者生存期的明顯延長(zhǎng)，可能與胰腺癌患者的細(xì)胞免疫功能增強(qiáng)有關(guān)。大量的臨床及實(shí)驗(yàn)研究表明腫瘤冷凍后所致的抗腫瘤免疫效應(yīng)很強(qiáng)，但對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的抗腫瘤免疫效應(yīng)既可以是免疫刺激亦可以是免疫抑制，單靠冷凍消融可能不足以產(chǎn)生臨床相關(guān)的有效免疫應(yīng)答，冷凍消融最好與免疫佐劑結(jié)合用于臨床治療[19]。冷凍消融聯(lián)合低劑量環(huán)磷酰胺可通過(guò)減少Treg細(xì)胞來(lái)增強(qiáng)抵抗腫瘤復(fù)發(fā)的能力，延長(zhǎng)生存期，療效顯著[20]。

2.4RFA RFA是在術(shù)中直視或CT、超聲的引導(dǎo)下將電極針插入靶組織，通過(guò)射頻發(fā)生器發(fā)出射頻波，導(dǎo)致病灶組織局部高溫變性、凝固壞死，從而殺滅腫瘤細(xì)胞。RFA的體積大小與組織內(nèi)熱傳導(dǎo)、局部血流情況、電極針類型有關(guān)，普通電極針最大毀損直徑可達(dá)16 mm。保持適當(dāng)?shù)南跍囟?，并與重要結(jié)構(gòu)保持適當(dāng)?shù)木嚯x，將使胰腺癌的RFA治療更具有安全性及有效性。已有研究表明，RFA輔助治療晚期肝癌可誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞及體液免疫反應(yīng)，表現(xiàn)為CD3+、CD4+、CD4+/CD8+細(xì)胞比值及NK細(xì)胞水平明顯高于治療前，而CD8+水平明顯低于治療前，IgA、IgG及IgM水平均明顯高于治療前[21]。胰腺癌RFA術(shù)后抗腫瘤免疫反應(yīng)的激活與HSP70表達(dá)增加密切相關(guān)，HSP因所處環(huán)境的不同而功能各異，位于細(xì)胞內(nèi)的HSP可使細(xì)胞凋亡過(guò)程受到抑制，保護(hù)組織免受損傷；而分泌至細(xì)胞外的HSP通過(guò)參與多種抗原免疫反應(yīng)，促進(jìn)腫瘤特異性抗原的表達(dá)，誘導(dǎo)特異性CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞分化為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，從而增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)，延長(zhǎng)患者的無(wú)進(jìn)展生存期[22]。RFA術(shù)后CD4+、CD8+和效應(yīng)型記憶T淋巴細(xì)胞(TEM)表達(dá)首先增多，表明適應(yīng)性反應(yīng)的激活，免疫抑制T- Reg細(xì)胞水平保持穩(wěn)定，呈遞腫瘤相關(guān)抗原的骨髓DC表達(dá)較晚，循環(huán)IL- 6術(shù)后短暫升高后又將至正常水平，與假定的抗腫瘤作用一致。RFA并沒(méi)有顯著調(diào)節(jié)如CCL- 5、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1(SDF1)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子- β(TGF- β)和TNF- α等通過(guò)維持癌癥血管生成和促進(jìn)腫瘤相關(guān)炎癥以促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)必需的趨化因子[23]。越來(lái)越多的證據(jù)表明，熱消融可誘導(dǎo)自發(fā)的遠(yuǎn)距離腫瘤消退，即遠(yuǎn)隔效應(yīng)，遠(yuǎn)隔效應(yīng)可能依賴于抗腫瘤免疫應(yīng)答的激活[3]。然而，熱消融誘導(dǎo)的這種反應(yīng)通常被認(rèn)為是微弱的，并且很少誘導(dǎo)遠(yuǎn)處腫瘤消退。如果與合適的免疫調(diào)節(jié)劑組合，熱消融可以誘導(dǎo)治療有效的全身性抗腫瘤免疫應(yīng)答[24- 25]。

2.5IRE IRE俗稱“納米刀”，通過(guò)在腫瘤細(xì)胞兩側(cè)釋放千伏級(jí)高壓的直流電，以電脈沖方式產(chǎn)生強(qiáng)力的電場(chǎng)，使細(xì)胞膜上產(chǎn)生永久性的納米孔道，細(xì)胞內(nèi)液外流，進(jìn)而程序性地促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，達(dá)到消融腫瘤組織的目的。相較于通過(guò)改變溫度達(dá)到治療效果的傳統(tǒng)消融術(shù)，“納米刀”對(duì)血管、膽管、胰管等重要管道結(jié)構(gòu)損傷較小，具有更高的安全性，術(shù)后胰漏、出血、膽漏等并發(fā)癥發(fā)生率較其他消融方式明顯降低，近期療效肯定[26- 27]。一項(xiàng)經(jīng)皮圖像引導(dǎo)下LAPC的IRE治療研究顯示，腫瘤大小以3 cm為臨界值，腫瘤越小，術(shù)后患者生存期越長(zhǎng)[28]?！凹{米刀”治療兔胰腺移植瘤的實(shí)驗(yàn)表明，消融區(qū)邊界清晰，細(xì)胞核核固縮、碎裂、藍(lán)染；腫瘤血管變性壞死、血栓形成，內(nèi)見(jiàn)紅細(xì)胞碎裂物沉積，但血管腔結(jié)構(gòu)完整，納米刀治療組血漿水平及術(shù)區(qū)邊緣HSP70表達(dá)水平均較模型對(duì)照組明顯升高，由此得出“納米刀”可能通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡產(chǎn)生特異的抗腫瘤免疫效應(yīng)及抑制血管生成來(lái)抑制兔胰腺移植瘤的生長(zhǎng)，且在激發(fā)機(jī)體腫瘤免疫和保護(hù)周圍重要臟器上有一定的優(yōu)勢(shì)[29]。已有臨床試驗(yàn)將“納米刀”與免疫激動(dòng)劑聯(lián)合治療胰腺癌，短期臨床療效顯著，同種異體NK細(xì)胞免疫治療聯(lián)合IRE具有協(xié)同作用，不僅能增強(qiáng)患者的免疫功能，還能降低CA19- 9和CA242的表達(dá)，短期療效顯著，患者的生活質(zhì)量得到顯著提高[30]。

總之，無(wú)論是傳統(tǒng)的消融術(shù)還是“納米刀”消融術(shù)，都可以作為一種安全、有效的不可切除胰腺癌的治療方式，消融術(shù)后患者生存期的延長(zhǎng)，與抗腫瘤免疫反應(yīng)的激活有關(guān)，但其作用微弱，通過(guò)與免疫激動(dòng)劑聯(lián)合作用，使得抗腫瘤效應(yīng)增強(qiáng)，短期療效顯著，為延長(zhǎng)患者生存期提供了有效的臨床研究證據(jù)。而“納米刀”作為L(zhǎng)APC一種新的治療方法，在保護(hù)血管、胰管、膽管等重要結(jié)構(gòu)方面有著不可忽視的優(yōu)勢(shì)，相比于其他消融方式更適合不可切除胰腺癌的治療，其短期安全性及有效性更勝一籌，術(shù)后并發(fā)癥明顯減少，有效提高了患者的生活質(zhì)量，且在激活機(jī)體產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng)方面明顯優(yōu)于其他治療方式。伴隨著分子生物學(xué)、腫瘤免疫學(xué)的飛速發(fā)展，細(xì)胞免疫治療也有了質(zhì)的飛躍，使免疫治療成為胰腺癌繼手術(shù)治療、放療、化療之后的重要輔助治療方法。將“納米刀”與免疫治療結(jié)合應(yīng)用于LAPC的治療已初見(jiàn)成效，相信在不久的將來(lái)，“納米刀”聯(lián)合免疫治療將在不可切除胰腺癌的治療中發(fā)揮更大的作用。