李文輝 常 莉 王 麗 侯 宇 李 嵐 熊 偉

局部晚期非小細(xì)胞肺癌(local advanced non-small cell lung cancer,LA-NSCLC)放射治療標(biāo)準(zhǔn)劑量60Gy基本共識來源于RTOG 0617臨床試驗，但一直存在較多爭議。該試驗是比較不可手術(shù)切除的LA-NSCLC放化療同期加或不加西妥昔單抗靶向治療、高放射劑量和標(biāo)準(zhǔn)放射劑量四個隨機分組的中位生存期(median overall survival,MOS)、無疾病進展生存率(progression-free survival,PFS)和毒副反應(yīng)有無差異。試驗結(jié)果研究者認(rèn)為60Gy標(biāo)準(zhǔn)劑量優(yōu)于74Gy高劑量，可能的原因是高劑量組食道炎、心臟損傷、腫瘤負(fù)荷太大導(dǎo)致嚴(yán)重的相關(guān)性不良事件[1-3]。其中，除放射治療技術(shù)因素、臨床實際對試驗產(chǎn)生影響之外，放射生物學(xué)因素造成的影響也不能忽視。

1 放射生物學(xué)多因素決定放射治療劑量應(yīng)個體化考量

歐美許多放療機構(gòu)嚴(yán)格遵循美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)指南規(guī)定LA-NSCLC放化療同期治療標(biāo)準(zhǔn)劑量60Gy[4]，理由是“RTOG 0617試驗告訴了我們60Gy好于74Gy”。這是西方科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化、文化哲學(xué)與醫(yī)保、醫(yī)療循證要求的結(jié)果。放療醫(yī)師如果不遵循這個劑量，一旦出現(xiàn)放療相關(guān)性損傷或死亡，責(zé)任追究會很大。國內(nèi)不少放射治療機構(gòu)和醫(yī)生也嚴(yán)格遵循RTOG 0617試驗按照60Gy標(biāo)準(zhǔn)劑量照射。符合循證醫(yī)學(xué)明確要求，也是最安全、最簡單的劑量給予，但更多的立場是站在“醫(yī)療安全”的角度，保護醫(yī)生或醫(yī)療機構(gòu)自己。如果我們真正立足于“治病救人、醫(yī)者仁心”的境界，可能會更加關(guān)注RTOG 0617試驗的過程、結(jié)果原因分析，追求放射治療標(biāo)準(zhǔn)劑量60Gy基礎(chǔ)上的個體化劑量。

1.1 放射生物學(xué)理論認(rèn)為生物學(xué)效應(yīng)與照射劑量呈正相關(guān)

經(jīng)典的放射生物學(xué)理論，主要是涉及組織或腫瘤受照射后的“4R”效應(yīng)、時間-劑量、分割方式、劑量率帶來的不同生物學(xué)效應(yīng)等等?！?R”效應(yīng)即是受照射后的DNA損傷與修復(fù)(Repair)、組織和細(xì)胞的再增殖(Repopulation)、組織再氧合(Reoxygenation)和細(xì)胞周期再分布(Redistribution)，總體結(jié)果導(dǎo)致腫瘤“反應(yīng)性”(Responsibility)改變，即“5R”。這些結(jié)果與DNA損傷、乏氧周期阻滯、凋亡、生長比例、血供、營養(yǎng)、分裂機制……改變有關(guān)，還會導(dǎo)致分裂阻滯、免疫力變化等等。

而無論什么樣的放射生物學(xué)效應(yīng)，經(jīng)典理論的原則是隨著照射劑量增加，生物學(xué)效應(yīng)提高。放射治療就是追求最好的控制腫瘤而最小的正常組織損傷(見圖1)，在放療技術(shù)精準(zhǔn)和質(zhì)量控制與保障的前提下，照射劑量越高，局部控制越好，有利于總體生存率。

圖1 腫瘤與組織照射劑量升級與生物效應(yīng)關(guān)系(于金明院士講座惠供)

1.2 復(fù)雜的腫瘤學(xué)干預(yù)因素影響“標(biāo)準(zhǔn)劑量”的應(yīng)用

然而，RTOG 0617試驗結(jié)果是60Gy標(biāo)準(zhǔn)劑量優(yōu)于74Gy高劑量(見表1)，單純以食道、心臟和放射性肺炎等放射損傷增加[1-3]難以解釋。如按照經(jīng)典放射生物學(xué)說，照射劑量越高，局部控制率應(yīng)該越好，照射后腫瘤細(xì)胞活性下降，可事實并非如此，RTOG 0617試驗結(jié)果高劑量組局部復(fù)發(fā)率、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率比標(biāo)準(zhǔn)劑量組分別增加約10%和5%，試驗設(shè)計中許多復(fù)雜的干預(yù)因素被忽略了。第一，治療干預(yù)因素設(shè)計包含放療、化療、靶向藥物。這種聯(lián)合方式，在日常臨床實踐中比較少見，而更多的是放射治療與化療的同期或序貫聯(lián)合治療。加入西妥昔單抗靶向藥物的后“三聯(lián)方案”，實際效果是協(xié)同還是抑制，很難闡明；第二，放射治療根據(jù)臨床實際分為高劑量組、標(biāo)準(zhǔn)劑量組考察療效，無法對更多的照射劑量做比較；第三，時間因素是同期進行，放化療的相互協(xié)同作用被許多試驗和理論證明，主要體現(xiàn)在時間協(xié)同、空間協(xié)同、“4R”協(xié)同和機制協(xié)同4個方面。其結(jié)果只能應(yīng)用到對LA-NSCLC的放化同期治療，序貫治療時不能照搬。

表1RTOG0617試驗標(biāo)準(zhǔn)劑量與高劑量組比較結(jié)果[1]

結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)劑量(60Gy)高劑量(74Gy)中位生存期(個月)28.719.5預(yù)估18個月總生存率(%)66.953.9局部復(fù)發(fā)率(%)25.134.3遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率(%)42.447.8治療相關(guān)死亡例數(shù)210

腫瘤組織放射敏感性與可治愈性的影響因素很多，其中之一是細(xì)胞本身固有的放射敏感性。不同的細(xì)胞類型，甚至相同細(xì)胞類型不同的細(xì)胞株之間存在較大差異，即同一個照射劑量引起的細(xì)胞殺滅指數(shù)不同。

目前認(rèn)為固有敏感性的差異其實是因為細(xì)胞分子亞分型的不同。2011年國際肺癌研究協(xié)會、美國胸科學(xué)會和歐洲呼吸病學(xué)會整合多學(xué)科知識，提出“肺腺癌國際多學(xué)科分類新標(biāo)準(zhǔn)”，含表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)基因突變檢測、組織和細(xì)胞分子研究等新概念[5]。二代高通量基因測序(next generation sequencing,NGS)、突變阻滯擴增系統(tǒng)法(application refractory mutation system,ARMS)等精準(zhǔn)醫(yī)療分子生物學(xué)技術(shù)更是發(fā)現(xiàn)越來越多的精準(zhǔn)分子亞型分類。隨后，外科學(xué)切除范圍觀念開始轉(zhuǎn)變；影像融合基因組學(xué)和代謝組學(xué)，數(shù)字化顯影更精細(xì)；腫瘤內(nèi)科治療，特別是晚期肺癌綜合治療中個體化和時空性更加突出，靶向診治全面指導(dǎo)臨床實踐。如肺腺癌或肺鱗癌根據(jù)EGFR18、19和21外顯子突變預(yù)測患者對EGFR-TKI藥物的治療反應(yīng)，逐漸深入認(rèn)識到下游或者融合的ALK、HER2、B-RAF、MET、ROS1、RET、K-RAS等八基因檢測[4]，甚至全基因檢測指導(dǎo)靶向藥物選擇。RTOG 0617試驗納入標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于靶向診治、精準(zhǔn)醫(yī)療的時代要求。

1.3 已經(jīng)證明肺癌中不同的亞分型，化放療反應(yīng)不同

盡管屬于內(nèi)科學(xué)范疇，有必要再提IPASS等試驗[6-7]，因為對于放射治療有借鑒意義。2003年美國食品藥品監(jiān)督管理局根據(jù)IDEAL(IRESSA Dose Evaluation in Advanced Lung Cancer)研究[8-9]發(fā)現(xiàn)吉非替尼二線或三線治療晚期非小細(xì)胞肺癌客觀緩解率在9.0%～19.0%之間，生活質(zhì)量改善，不良反應(yīng)輕微等結(jié)果，快速通道批準(zhǔn)上市，適用于晚期非小細(xì)胞肺癌二線或三線治療?？上?004年全球28個國家210個中心比較研究吉非替尼與最佳支持治療對復(fù)發(fā)難治性非小細(xì)胞肺癌患者進行二線治療的ISEL試驗[10]顯示吉非替尼較最佳支持治療無生存獲益，故歐美撤銷使用。2008年IPASS開放、隨機、平行、多中心、Ⅲ期臨床試驗[6-7](Iressa Pan-Asia Study)，吉非替尼與卡鉑聯(lián)合紫杉醇一線治療亞洲晚期(ⅢB或Ⅳ期)非小細(xì)胞肺癌的療效、安全性和耐受性的對比研究，發(fā)現(xiàn)EGFR突變患者中，吉非替尼組的PFS明顯優(yōu)于化療組，而EGFR未突變患者，化療組的PFS明顯優(yōu)于吉非替尼組；吉非替尼治療組EGFR無突變者PFS遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于EGFR突變者，分別為1.1%和71.2%。首次證明EGFR突變與否是影響吉非替尼治療療效的主要原因。

IPASS試驗也說明肺腺癌中存在EGFR陽性和EGFR陰性等更多的亞分型，它們對吉非替尼治療的反應(yīng)性不一樣， 而RTOG 0617試驗亞組統(tǒng)計分析也證實對放射治療有影響，放化療同期加入西妥昔單抗靶向藥物，EGFR高表達(dá)患者的PFS優(yōu)于低表達(dá)者[2]。

更直接的證據(jù)是2015年Yagishita等[11]在《國際放射腫瘤學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)雜志》報道，根治性放化療同期治療Ⅲ期非鱗、非小細(xì)胞肺癌患者，EGFR突變型和野生型的療效比較。198個入組病例，17%EGFR突變率，EGFR陽性突變患者療效好于非突變患者，中位局部復(fù)發(fā)時間(median time to local relapse,MTTLR)和中位進展后生存時間(median postprogression survival,MSPP)分別是27.8個月vs.19.4個月和18.1個月vs.13.0個月。

從IPSS試驗到Y(jié)agishita等報道都提示非小細(xì)胞肺癌EGFR狀態(tài)與靶向治療和放射治療結(jié)果有密切相關(guān)性。那么，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)檢測使得組織學(xué)分型變成越來越細(xì)化，除了EGFR外，還有ALK、HER2、B-RAF、MET、ROS1、RET、K-RAS……基因變異[12]，靶向藥物層出不窮，又會不會影響到肺癌放射生物敏感性？這就是腫瘤細(xì)胞放射生物學(xué)固有敏感性問題。

1.4 不同肺癌細(xì)胞株照射劑量與殺滅效應(yīng)關(guān)系存在較大差異

2010年Das等[13]報道了典型小細(xì)胞肺癌、變異小細(xì)胞肺癌、肺腺癌、鱗癌、大細(xì)胞癌、腺鱗癌等共29個不同細(xì)胞株分別照射2Gy后的放射敏感性。典型小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株整體放射敏感性高，存活分?jǐn)?shù)低，但各細(xì)胞放射敏感性均有差異。7個肺腺癌細(xì)胞株之間差異更大，2Gy后照射細(xì)胞存活分?jǐn)?shù)(survival fraction,SF)相差達(dá)20%～80%。不同細(xì)胞株代表“劑量-效應(yīng)關(guān)系”的2Gy、4Gy、6Gy、8Gy、10Gy劑量照射后的存活曲線也不同，最抗拒的是NCI-H661細(xì)胞，存活曲線“肩”更寬，如6Gy劑量照射時，SF較NCI-H23和NCI-H460高出10倍以上。

Das等[13]還比較了EGFR突變細(xì)胞株和非突變細(xì)胞株的放射敏感性，突變型高于野生型，但即使是9株EGFR突變型細(xì)胞或10株EGFR野生型細(xì)胞之間，照射后細(xì)胞活力也分別表現(xiàn)出差異。這僅僅是EGFR突變、非突變與細(xì)胞本身放射敏感性的關(guān)系，不要忘記除EGFR外，還存在ALK、HER2、B-RAF、MET、ROS1、RET、K-RAS……甚至整個基因組學(xué)固有因素與細(xì)胞放射敏感性都有關(guān)系。王承紅等[14]比較宣威肺腺癌05細(xì)胞(Xianwei Lung Cancer-05, XWLC-05)、A549肺腺癌細(xì)胞株和p53突變前后，以及進一步抑制PI3K/AKT通道后的放射敏感性都存在不同。

2 微環(huán)境與代謝因素影響腫瘤的放射殺滅效應(yīng)

再考察非腫瘤細(xì)胞本身的其他放射生物學(xué)因素，主要包括腫瘤細(xì)胞之外的微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)，由腫瘤組織內(nèi)血管、淋巴管和細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成，結(jié)合被激活的纖維母細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞等基質(zhì)細(xì)胞的參與導(dǎo)致了實體腫瘤異常的微環(huán)境，其結(jié)果是扭曲疏漏的微血管帶來的乏氧和酸性環(huán)境。這些因素都可以促進腫瘤進展、轉(zhuǎn)移、免疫抑制和誘導(dǎo)產(chǎn)生表型腫瘤干細(xì)胞，使得腫瘤對治療產(chǎn)生抗拒[13,15]。

由于基質(zhì)細(xì)胞、血管結(jié)構(gòu)和局部細(xì)胞因子的因素，即使同一個腫瘤中的微環(huán)境都會非常復(fù)雜，不同區(qū)域之間的乏氧情況、營養(yǎng)、pH值和組織間滲透壓等等有很大變化[16]。這也就是為什么近十余年來，在正電子發(fā)射計算機斷層顯像(Positron Emission Tomography,PET)等腫瘤生物影像技術(shù)出現(xiàn)后，放射治療逐漸淡化物理學(xué)劑量均勻性，反而強調(diào)“穩(wěn)、準(zhǔn)、狠”和“劑量描繪(Dose Painting)”的選擇性劑量不均勻性原則[17-18]。如果一個腫瘤本身不同區(qū)域都要考慮到乏氧、代謝而雕琢出不同劑量區(qū)域，又怎么可能從RTOG 0617一個試驗中得出不同患者的“標(biāo)準(zhǔn)劑量”呢？

3 放化療反作用證明劑量不足夠高可能促進復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移

一般而言，腫瘤學(xué)家最為關(guān)心的是放化療后腫瘤負(fù)荷縮小程度和相關(guān)副反應(yīng)毒性大小，要么治療不足，要么治療過度，而往往忽略了一個概念：“反作用”，即放療、化療干預(yù)后腫瘤本身的生物學(xué)行為和固有放射生物特性的改變。實際上很多文獻(xiàn)報道過放化療導(dǎo)致細(xì)胞生物學(xué)行為惡化的現(xiàn)象。Kaplan等[19]最早在1949年報道腫瘤照射導(dǎo)致肺遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移增加，Strong等(1978年)[20]、Anderson等(1981年)[21]和Fagundes等(1992年)[22]臨床試驗也分別有腫瘤照射后遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移增加的報道。

2006年Jadhav等[23]研究發(fā)現(xiàn)0Gy、5Gy、10Gy、20Gy照射神經(jīng)母細(xì)胞瘤后，殘留細(xì)胞外侵能力增強，照射劑量越高接種到動物后的殘留細(xì)胞對新生血管破壞越強，殘留細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白酶金屬蛋白激酶(matrix metalloprotein 2,MMP-2)和尿激酶型纖溶酶原激活物等等表達(dá)也越豐富，說明放射后殘留細(xì)胞“反作用”越明顯。

Li 等[24]對裸鼠皮下腫瘤放射后殘留組織接種于裸鼠肝臟，3周～4周后發(fā)現(xiàn)肝臟內(nèi)明顯播散和彌漫性病灶，而接種無放射腫瘤組織則主要在局部生長，腫瘤組織侵襲與轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白MMP-2和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)蛋白明顯增高，與照射劑量正相關(guān)。

Xiong等[25]發(fā)現(xiàn)化療導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生侵襲度和轉(zhuǎn)移能力提升的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。更直接的化療“反作用”實驗是Yamauchi等[26]直接把熒光標(biāo)記的纖維肉瘤細(xì)胞HT1080細(xì)胞注射入小鼠尾靜脈，觀察腸系膜微血管、微循環(huán)小血管，結(jié)果環(huán)磷酰胺“預(yù)處理”的小鼠腫瘤細(xì)胞很多溢出血管外形成轉(zhuǎn)移灶，而未經(jīng)過環(huán)磷酰胺“預(yù)處理”的小鼠則較少發(fā)生該現(xiàn)象，證明化療有可能通過損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞從而促進腫瘤轉(zhuǎn)移。

2017年，Karagiannis等[27]發(fā)現(xiàn)紫杉醇化療可以增加腫瘤微環(huán)境轉(zhuǎn)移(tumor microenvironment of metastasis,TMEM)的活性和密度，增加促進癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的肌動蛋白調(diào)節(jié)蛋白(mammalian actin binding protein enabled,MENA)表達(dá)，增加遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。Chang等[28]證明，紫杉醇直接殺滅縮小腫瘤的同時，增加了循環(huán)腫瘤細(xì)胞和TMEM豐度，改善腫瘤轉(zhuǎn)移微環(huán)境。隨著腫瘤細(xì)胞外泌體在腫瘤進展和轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵信使作用認(rèn)識越來越普遍，Keklikoglou等[29]近期發(fā)現(xiàn)，紫杉醇可以促進腫瘤釋放外泌體，改變肺中的微環(huán)境，促進腫瘤肺轉(zhuǎn)移。

以上幾個試驗都告訴我們放療、化療會增加腫瘤殘留細(xì)胞的侵襲度和轉(zhuǎn)移力，似乎可以解釋RTOG 0617高劑量組局部復(fù)發(fā)率、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率比標(biāo)準(zhǔn)劑量組高，并不一定是“高劑量”惹的禍，反而可能是劑量還不足夠高，殺滅不徹底。

4 其他放射治療和藥物使用等干預(yù)因素對“標(biāo)準(zhǔn)劑量”的影響

RTOG 0617的作者Cox[3]提出RTOG 0617的結(jié)果可能還有更多、更透徹的原因，任何一種細(xì)致的解釋都可能，60Gy照射是否一定是“標(biāo)準(zhǔn)劑量”，也還不清楚。放射損傷與修復(fù)、時辰放療、修飾劑和放射分割模式等等都可能會影響到放射治療對肺腺癌的局部控制率與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率。所以，也可能治療一開始而不是結(jié)束后，腫瘤就發(fā)生變化了。

4.1 放射損傷與修復(fù)、時辰放療和修飾劑影響放射殺滅效應(yīng)

Wachsberger等[30]研究報道腫瘤細(xì)胞照射后5分鐘，損傷的DNA就可以大量修復(fù)，多數(shù)細(xì)胞放射后2小時內(nèi)DNA雙鏈損傷就基本修復(fù)完畢。Chang等[31]關(guān)于時辰放療研究，不同時間點放療腫瘤控制無差異，但比較上午照射組與夜間對時照射組，正常組織損傷情況不同，由于凋亡、周期以及時辰基因與蛋白PER1、PER2和Clock……的不同表達(dá)影響到生物學(xué)結(jié)果的改變。這些因素，在RTOG 0617試驗中自然不可能匹配，“標(biāo)準(zhǔn)劑量”60Gy照射優(yōu)于高劑量74Gy的結(jié)論受到影響。

真實世界的臨床實踐中，還要更多地考慮放療結(jié)合多學(xué)科綜合治療因素的貢獻(xiàn)，研究這種情況下的生物學(xué)因素：分子分型、靶向、化療、旁效應(yīng)、微循環(huán)、低劑量照射、時間節(jié)點、放射敏感性、正常組織保護性等等。如作為重要因素，放射修飾劑應(yīng)用對腫瘤控制與正常組織損傷，影響到放射治療劑量決策。14個隨機對照研究的Meta分析表明放射防護劑阿米福丁對頭頸、胸腹盆部放射毒性有很好保護作用，黏膜炎、食管炎、口腔干燥、放射性肺炎明顯下降[29]。Christofidou等[32]報道天然植物亞麻籽素有很好的放射防護作用。李文輝團隊也篩選發(fā)現(xiàn)多個天然防輻射藥物(不詳述)。所以，結(jié)合臨床不同的藥物干預(yù)，結(jié)果也會不一樣，我們不能受到“標(biāo)準(zhǔn)劑量”的羈絆。

4.2 精確放療技術(shù)指導(dǎo)下的大分割模式不適用于“標(biāo)準(zhǔn)劑量”要求

精確技術(shù)指導(dǎo)下的放射治療“穩(wěn)、準(zhǔn)、狠”已經(jīng)成為更多的治療和質(zhì)控要求，而大分割照射模式的放射生物學(xué)機制與常規(guī)分割(2Gy/次)明顯不同。經(jīng)典放射生物學(xué)認(rèn)為，連續(xù)的多次小劑量照射可以逐級放大腫瘤組織與正常組織的殺滅與損傷效應(yīng)，有常規(guī)分割、超分割、大分割等等不同的臨床嘗試。但DNA損傷與修復(fù)試驗則提示腫瘤細(xì)胞一旦放射干預(yù)就會變化很大、變化很快[30]，應(yīng)該爭取一次性打擊，符合精確放療時代放射治療界提倡的立體定向放射治療(stereotactic body radiotherapy,SBRT)或者放射消融治療(stereotactic ablative radiotherapy,SABR)之主流。

總之，通過放射生物學(xué)原理與實驗分析，可以得出結(jié)論：放射治療最終效應(yīng)取決于很多因素，個體化、異質(zhì)性、放射生物修飾、綜合治療措施……差異很大，要客觀辯證分析，在盡量減少正常組織損傷和保護重要器官的基礎(chǔ)上予以高劑量放射治療，不應(yīng)該過度拘泥于RTOG 0617結(jié)果60Gy“標(biāo)準(zhǔn)劑量”的限制。同時關(guān)注放射治療的“反作用”，即不能徹底殺滅腫瘤時，殘留細(xì)胞浸潤、轉(zhuǎn)移力就會增加，這樣在精確放射治療技術(shù)指導(dǎo)下SBRT或SABR“穩(wěn)、準(zhǔn)、狠”地殺滅腫瘤顯得更加合理。