蔣雨軒， 嚴(yán)羽欣， 劉文哲， 李雪， 夏添松

熱消融治療方法是利用不同的能量快速加熱靶病灶，使用物理熱能造成細(xì)胞及組織的凝固性壞死，從而滅活靶病灶。根據(jù)熱能來源的差異，可分為高強(qiáng)度超聲(high intensity focused ultrasound,HIFU)、微波消融(microwave ablation,MWA)、射頻消融(radiofrequency ablation，RFA)等。因其具有非侵入性、精準(zhǔn)等優(yōu)點，近年來得到快速發(fā)展，在子宮肌瘤、乳腺癌、肝癌、前列腺癌、胰腺癌、骨肉瘤等治療中取得較大進(jìn)展。熱消融技術(shù)不但能夠原位滅活腫瘤細(xì)胞，還能增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫[1]。熱消融治療后，腫瘤抗原的釋放等途徑有可能誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)的免疫反應(yīng)，有助于腫瘤的治療。

1 腫瘤的免疫逃逸機(jī)制

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移等過程與機(jī)體免疫監(jiān)視能力關(guān)系緊密，T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell， NK)在機(jī)體抗腫瘤的免疫監(jiān)視功能中發(fā)揮著重要作用。在腫瘤發(fā)生發(fā)展的過程中，腫瘤細(xì)胞可以通過阻礙抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presenting cells, APC)的激活、產(chǎn)生免疫抑制細(xì)胞因子和抑制性細(xì)胞等不同方法抵抗人體免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和清除，即免疫逃逸。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)腫瘤免疫逃逸發(fā)生時，淋巴細(xì)胞發(fā)生了顯著的變化：NK細(xì)胞顯著減少，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory cells, Treg)增加，這可能是由于腫瘤細(xì)胞主要組織相容性復(fù)合物(major histocompatibility complex， MHC)Ⅰ、Ⅱ類分子共刺激信號的缺乏或異常表達(dá)等原因?qū)е碌腫2]。此外，腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸也與某些細(xì)胞因子水平的變化密切相關(guān)。癌癥患者機(jī)體中，白細(xì)胞介素-8(Interleukin 8, IL-8)等免疫因子水平升高，抑制了CD8+T細(xì)胞的活性[3]；IL-4、IL-10大量產(chǎn)生，使γ-干擾素(Interferon γ， IFN-γ)水平降低，且Th1/Th2降低，腫瘤細(xì)胞通過抑制CD4+T細(xì)胞向Th1細(xì)胞的分化來實現(xiàn)免疫抑制[4]。

2 熱消融的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

癌細(xì)胞的死亡及后續(xù)反應(yīng)啟動了免疫原性級聯(lián)反應(yīng)。熱消融后機(jī)體抗腫瘤免疫的建立和增強(qiáng)取決于腫瘤細(xì)胞死亡產(chǎn)生的抗原和分泌性物質(zhì)。前者指癌細(xì)胞被殺死時釋放或暴露抗原，激活T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)；后者指壞死細(xì)胞和周圍組織釋放熱休克蛋白(heat shock proteins,HSP)等或損傷相關(guān)分子模式或多種細(xì)胞因子，增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫。下面對于熱消融的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制做簡要綜述，特別考慮了不同熱消融治療方式產(chǎn)生的不同效應(yīng)。

2.1 腫瘤抗原的釋放與抗原性改變 腫瘤抗原可誘導(dǎo)宿主免疫應(yīng)答。熱消融治療中，高溫導(dǎo)致細(xì)胞凝固性壞死，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使腫瘤細(xì)胞釋放多種抗原性物質(zhì)[5]。這個過程中，高溫是較主要的因素。但HIFU的其他非熱學(xué)機(jī)制也發(fā)揮作用，如瞬間空化效應(yīng)，能產(chǎn)生氣泡，使腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜、核膜、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等在短時間內(nèi)膨脹收縮。這些膜性結(jié)構(gòu)被機(jī)械破壞，直至破裂成碎片狀，導(dǎo)致腫瘤抗原更徹底釋放，增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)[6]。

腫瘤抗原大量釋放后，可以被樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DC)捕獲和處理，隨后DC將捕獲的腫瘤抗原呈遞給未致敏T細(xì)胞，啟動、激活針對腫瘤抗原的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte， CTL)。CTL可以識別MHC-I類分子呈遞的腫瘤抗原，進(jìn)一步破壞靶癌細(xì)胞，擴(kuò)大癌癥的免疫周期[7]，增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)能力。丁振昊等[8]發(fā)現(xiàn)，在肝癌患者接受RFA治療后，體液中的IgA、IgG及IgM濃度明顯上升，提示抗腫瘤免疫及全身免疫功能得到明顯提高。

熱消融產(chǎn)生的熱量使細(xì)胞膜流動性增強(qiáng)，暴露腫瘤細(xì)胞抗原決定簇或改變其空間結(jié)構(gòu)，提高其抗原性，促進(jìn)抗體結(jié)合抗原，進(jìn)而促進(jìn)APC對抗原的捕獲與呈遞，刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，殺傷同源性腫瘤細(xì)胞。研究表明，熱消融還可以提高淋巴細(xì)胞的免疫能力。RFA治療后，CD3+、CD4+水平明顯上升，抑制性CD8+T淋巴細(xì)胞水平下降，CD4+/CD8+比值顯著升高[9]。CD4+T細(xì)胞主要通過其釋放的細(xì)胞因子激活單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞，再由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞介導(dǎo)，發(fā)揮殺傷腫瘤細(xì)胞的作用。

熱消融后，一些腫瘤抗原仍保留在腫瘤碎片中，可能是刺激免疫系統(tǒng)的潛在抗原來源。更多特異性抗原，如HSP-肽復(fù)合物，在熱消融治療后能否繼續(xù)誘導(dǎo)宿主抗腫瘤免疫方面是未來研究的要點。

2.2 熱休克蛋白 高溫誘導(dǎo)下，細(xì)胞產(chǎn)生HSP。HSP屬于應(yīng)激反應(yīng)性蛋白，是分子伴侶的一種，在蛋白質(zhì)修飾過程中，能夠促進(jìn)多肽鏈折疊為有天然空間構(gòu)象的蛋白質(zhì)，具有廣泛的生理作用。

熱消融治療后局部HSP表達(dá)上調(diào)，幫助體內(nèi)抗原的呈遞，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性，產(chǎn)生強(qiáng)大的細(xì)胞免疫應(yīng)答。HSP的表達(dá)與腫瘤免疫原性強(qiáng)弱密切相關(guān)[10]。Kramer等[11]使用HIFU治療前列腺癌患者，發(fā)現(xiàn)HSP在熱消融導(dǎo)致的腫瘤凝固區(qū)高表達(dá)，且表達(dá)時間變長。

作為HSP家族非常重要的一員，HSP70能夠結(jié)合腫瘤肽抗原，與多肽結(jié)合形成HSP-肽復(fù)合物，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性，承擔(dān)抗原肽載體的作用。HSP協(xié)助抗原提呈至APC，誘導(dǎo)APC分泌細(xì)胞因子及趨化因子，進(jìn)而加強(qiáng)CTL、NK細(xì)胞和淋巴細(xì)胞因子等對腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。

羅善明等[12]發(fā)現(xiàn)，HSP70-肽復(fù)合物可以刺激DC成熟，促進(jìn)DC分泌各種細(xì)胞因子，誘導(dǎo)特異性抗腫瘤細(xì)胞免疫。此外，HSP70-肽復(fù)合物能夠顯著提高DC的腫瘤抗原提呈能力，提高肝癌細(xì)胞抗原的免疫原性，激活未致敏T細(xì)胞，誘導(dǎo)較強(qiáng)的特異性抗腫瘤免疫。有研究模擬了HSP的結(jié)構(gòu)，開發(fā)新型納米疫苗[13]，發(fā)現(xiàn)其可與DC細(xì)胞相互作用，增強(qiáng)抗原在細(xì)胞質(zhì)中的交叉呈遞，增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。

另外，HSP還可能與一種執(zhí)行固有免疫功能的T細(xì)胞即γδT細(xì)胞的活化有關(guān)[14]。細(xì)胞應(yīng)激后可以表達(dá)HSP70等分子，γδT細(xì)胞識別這些分子并被激活，表達(dá)出對應(yīng)激細(xì)胞的細(xì)胞毒活性。

但是，非致死熱處理會使腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition， EMT)，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，這一變化很可能與HSP有關(guān)[15]。研究顯示，不完全的肝癌RFA增加了消融灶組織內(nèi)的HSP70，可以刺激遠(yuǎn)處的腫瘤生長。使用HSP抑制劑可以降低全身性致瘤作用[16]。

2.3 細(xì)胞因子理論 腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生IL-10、TGF-β、PGE2等多種免疫抑制因子，抑制DC的活性，降低機(jī)體抗腫瘤免疫功能。而細(xì)胞因子相關(guān)理論認(rèn)為：一方面熱消融產(chǎn)生的高熱可以降低或滅活這些免疫抑制因子，解除免疫抑制；一方面受熱作用刺激，腫瘤細(xì)胞的生物因子受體活性被激發(fā)，可以改善全身及腫瘤局部免疫微環(huán)境，增強(qiáng)抗腫瘤免疫。

熱消融治療后，腫瘤微環(huán)境中TGF-β1水平一般有明顯降低,但也有研究表明[17]，單一或不足的熱消融治療后，Treg和CTL明顯下調(diào)，TGF-β和IL-10表達(dá)上調(diào)，表明對細(xì)胞免疫的輕微抑制可能會影響抗腫瘤免疫。所以在熱消融治療后再采取免疫調(diào)節(jié)療法，恢復(fù)Th1和Tc主導(dǎo)的免疫反應(yīng)是必要的。

腫瘤免疫過程中，Th細(xì)胞通過分泌細(xì)胞因子發(fā)揮重要的輔助作用。HIFU治療后，腫瘤局部環(huán)境中T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞明顯增加，T細(xì)胞、NK細(xì)胞浸潤增強(qiáng)，外周血中，CD3+/CD4+及CD4+/CD8+明顯上升[18]。研究表明，在MWA后，IL-2，IL-1β，IL-6，IL-8和TNF-α較原來增加了兩倍[19]。RFA治療后，血清IL-10水平下降[20]。但有實驗表明，NK細(xì)胞才是在延長生存期中起重要作用的免疫細(xì)胞，MWA通過激活巨噬細(xì)胞，產(chǎn)生IL-15以激活自體NK細(xì)胞，抑制轉(zhuǎn)移性乳腺癌原發(fā)腫瘤的轉(zhuǎn)移進(jìn)展[21]。

在機(jī)體的抗腫瘤免疫中，細(xì)胞免疫與體液免疫共同發(fā)揮作用。熱消融通過提高IL-12等增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫因子的濃度，降低免疫抑制因子的濃度，增強(qiáng)抗腫瘤免疫作用。

2.4 異位效應(yīng) 異位效應(yīng)指局部的腫瘤熱消融治療引起遠(yuǎn)距離的腫瘤轉(zhuǎn)移灶消退的現(xiàn)象[22]。熱消融后，患者的抗腫瘤免疫反應(yīng)增強(qiáng)，殺滅轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞。相較于傳統(tǒng)手術(shù)切除治療的小鼠，經(jīng)RFA治療的結(jié)腸腺癌小鼠對腫瘤再接種表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗腫瘤免疫能力[23]。MWA后，HCC患者的腫瘤特異性T細(xì)胞應(yīng)答(IFN-γ和IL-5)比其他患者更頻繁，并表現(xiàn)出更長的無進(jìn)展生存期[24]。

熱消融對腫瘤的破壞誘導(dǎo)了腫瘤抗原的釋放，進(jìn)而激活了免疫系統(tǒng)，引發(fā)了人體抗腫瘤免疫系統(tǒng)的反應(yīng)[25]。HIFU具有熱消融產(chǎn)生的異位效應(yīng)，與其他熱消融技術(shù)的重要區(qū)別是，HIFU通過空化和機(jī)械效應(yīng)徹底破壞腫瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu)，更徹底地暴露釋放腫瘤抗原，引發(fā)全身性抗腫瘤免疫。

熱消融局部治療使組織釋放促炎性細(xì)胞因子，特別是IL-1和IL-8。IL-1和IL-8可以促進(jìn)Th1反應(yīng)，促進(jìn)DC和CTL的活化，從而殺死腫瘤細(xì)胞,P53和轉(zhuǎn)化生長因子的參與也起相同的作用[26]。

異位效應(yīng)的機(jī)制尚未研究完全。熱消融導(dǎo)致異位效應(yīng)屬于罕見事件，不足的MWA甚至?xí)ㄟ^激活β-catenin信號通路來促進(jìn)殘留乳腺癌的EMT，導(dǎo)致殘留乳腺癌轉(zhuǎn)移增強(qiáng)[27]。但熱消融治療與免疫治療聯(lián)合可以引發(fā)有效的異位效應(yīng)：熱消融結(jié)合Toll樣受體激動劑治療后[28]，90%的遠(yuǎn)處腫瘤有反應(yīng)，CD11c+和CD3的表達(dá)增強(qiáng)，增加了遠(yuǎn)處腫瘤中獨特的T細(xì)胞受體重排的數(shù)量。HIFU和檢查點抑制劑聯(lián)合治療已建立雙側(cè)腫瘤的小鼠時，相較于單獨使用HIFU或檢查點抑制劑治療，更明顯的誘導(dǎo)了CD4+、CD8α+、CD11c+等，具有明顯的異位作用[29]。

3 熱消融聯(lián)合免疫療法在腫瘤治療中的應(yīng)用

單獨的熱消融刺激的確能激發(fā)免疫系統(tǒng)功能，但激發(fā)的總體抗腫瘤效應(yīng)較弱。且熱消融治療也可能抑制免疫系統(tǒng)功能，增強(qiáng)腫瘤的生長和擴(kuò)散，不利于腫瘤的治療[30]。因此，使用適當(dāng)?shù)拿庖忒煼?lián)合熱消融，可以增強(qiáng)熱消融誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫作用，使全身性的抗腫瘤免疫更加有效，更好地抑制腫瘤的復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。

聚焦超聲聯(lián)合微泡搭載免疫藥物治療可以增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫。微泡的破壞增強(qiáng)了細(xì)胞膜的通透性，使免疫藥物能夠跨越屏障，富集于腫瘤內(nèi)，更好地刺激機(jī)體抗腫瘤免疫。Narihira等[31]在口腔部鱗狀細(xì)胞癌的實驗中發(fā)現(xiàn)，微泡搭載西妥昔單抗對口腔部鱗狀細(xì)胞癌的抑制作用較單獨給藥增加了5倍。

阻止檢查點介導(dǎo)的抑制T細(xì)胞反應(yīng)的抗體在腫瘤治療領(lǐng)域的作用日益突出?？筆D-1抗體(anti-PD-1 antibody， aPD-1)是重要的檢查點抑制劑，可阻斷PD-1與其CTL上的配體結(jié)合，促進(jìn)免疫檢查點抗體向殘留的腫瘤的傳遞，解除免疫耐受，降低腫瘤復(fù)發(fā)率。Bulner等[32]發(fā)現(xiàn)與單一治療相比，aPD-1與超聲微泡的結(jié)合顯示出抑制腫瘤和延長動物生存時間的潛力。針對程序性死亡配體1(Programmed Death-Ligand 1, PD-L1)工程化的血小板的單克隆抗體可通過促進(jìn)aPD-1轉(zhuǎn)運至高強(qiáng)度聚焦超聲消融區(qū)域，有效抑制腫瘤局部復(fù)發(fā)[33]。MWA聯(lián)合免疫檢查點封鎖治療乳腺癌誘導(dǎo)血漿IFN-γ升高，同時增強(qiáng)特異性免疫反應(yīng)，幫助小鼠抵抗4T1腫瘤再攻擊[34]。HIFU與αCTLA-4和αPD-L1的組合可顯著增強(qiáng)抗腫瘤反應(yīng)，誘導(dǎo)腫瘤內(nèi)CD4、CD8、CD11c T細(xì)胞明顯增加，循環(huán)中的IL10降低[35]。

免疫激動劑可增強(qiáng)熱消融誘導(dǎo)的CTL反應(yīng)，從而有效抑制原發(fā)性腫瘤的生長和肺轉(zhuǎn)移。RFA與免疫刺激劑OK-432聯(lián)用，可以增加OX-62+相對特異性抗原、CD4+、CD8+、DC，IFN-γ和TNF-α細(xì)胞的數(shù)量，介導(dǎo)腫瘤抑制[36]。MWA與OK-432聯(lián)用，可以增加CD4+和CD8+T細(xì)胞腫瘤浸潤，并使Th1/Th2升高，極化T細(xì)胞對Th1優(yōu)勢狀態(tài)的反應(yīng)[37]。

熱消融治療與化療藥物的聯(lián)用也可以增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫。HIFU和吉西他濱的聯(lián)合使用抑制了原發(fā)性三陰性乳腺癌的生長，延長了小鼠的總體生存期[38]。

4 總結(jié)和展望

熱消融療法已成為臨床上微創(chuàng)治療腫瘤的有效方式，并逐漸被人們接受。大量的研究提示，熱消融能增強(qiáng)患者的抗腫瘤免疫能力，有助于降低腫瘤的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移風(fēng)險。單一熱消融治療也有可能導(dǎo)致短期的機(jī)體抗腫瘤免疫強(qiáng)度降低，明確熱消融適應(yīng)證，聯(lián)合適當(dāng)?shù)拿庖咻o助治療是必要的。針對不同熱消融的非熱學(xué)機(jī)制所導(dǎo)致的機(jī)體抗腫瘤免疫機(jī)制的研究較為有限，還需要進(jìn)一步深入。

熱消融介導(dǎo)患者抗腫瘤免疫能力增強(qiáng)的主要可能機(jī)制有：①熱消融導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凝固性壞死，釋放多種抗原性物質(zhì)，誘導(dǎo)機(jī)體特異性免疫的產(chǎn)生。②熱效應(yīng)使局部HSP表達(dá)上調(diào)，活化γδT細(xì)胞，激活CTL，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性。③熱消融治療可以改善腫瘤局部及全身免疫微環(huán)境。熱消融治療誘導(dǎo)全身抗腫瘤免疫，起到滅活原位腫瘤和腫瘤轉(zhuǎn)移灶的作用。

熱消融在腫瘤臨床的應(yīng)用前景廣泛。更好地理解熱消融技術(shù)與具體腫瘤及分型的作用模式，將熱消融與免疫療法相結(jié)合，規(guī)范臨床應(yīng)用，在提高腫瘤療效、改善患者生活質(zhì)量、減少復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移等方面具有很大潛力。