胰腺癌消融術后免疫反應的變化

仝 昊，陳艷軍，程冰冰，胡水全綜述，李曉勇審校

(鄭州大學第五附屬醫院肝膽胰腺外科，鄭州 450052)

胰腺癌惡性程度極高，外科手術是胰腺癌的主要治療手段，但早期難以發現，約45%的患者在初診時已經發生遠處轉移，僅不到20%的患者尚有手術機會，另有40%的患者發展為局部進展期胰腺癌 (locally advanced pancreatic cancer；LAPC),雖無遠處轉移，但因腫瘤存在局部廣泛浸潤，伴有嚴重的血管侵犯，無法行根治性切除[1]。對于無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。局部治療主要有動脈灌注化療、區域放療和射頻消融(RFA)、微波消融及冷凍消融等常規的消融方法，以及不可逆電穿孔消融術。放化療可以提供短期疾病控制，但目前大多數化療方案并未顯著延長生存期。對于晚期胰腺癌，以改善疾病相關癥狀、延長生存期為主要目的，動脈灌注化療、125I粒子植入、射頻和微波治療等可取得較好的治療效果。對于LAPC的治療，以消融術為主。常規消融方法利用溫度變化使目標區域的細胞發生壞死，但因熱沉效應使靶區周圍的溫度改變不足以殺死邊緣腫瘤細胞，從而導致腫瘤局部消融不全、復發率增高，同時對膽管、胰管、血管等造成不可逆損傷，因此術后并發癥發生率較高。不同于傳統的消融技術，不可逆電穿孔消融(IRE)利用高壓、高頻脈沖電流產生的電場，使細胞膜出現不可逆的納米孔道，從而導致細胞內穩態失衡，誘發凋亡，且短期內安全性及有效性已得到臨床證實[2]。LAPC消融術后患者生存期顯著延長，可能與消融術后機體抗腫瘤免疫激活有關[3]。本文將對各種消融術后機體的抗腫瘤免疫、免疫反應變化逐一敘述。

1 免疫系統

正常人體免疫系統的功能包括免疫防御、免疫穩定和免疫監視，免疫應答過程中有多種免疫細胞參與，免疫反應主要包括體液免疫和細胞免疫反應，細胞免疫主要參與機體的抗腫瘤免疫反應。免疫細胞功能各異，T淋巴細胞擁有免疫監視、免疫調節的功能，自然殺傷細胞(NK細胞)除上述功能外，還可直接殺傷腫瘤細胞，組成機體的抗腫瘤免疫屏障。正常情況下，周圍組織中T淋巴細胞及其亞群的數目相對穩定，當免疫調節功能紊亂時通常表現為T淋巴細胞總數或CD4+/CD8+細胞比值異常，此時易發生腫瘤或自身免疫性疾病。CD4+T淋巴細胞即輔助性T淋巴細胞(Th細胞)，腫瘤細胞分泌的可溶性抗原可被CD4+T淋巴細胞識別，刺激Th細胞分化為不同亞型的T淋巴細胞，進一步激活巨噬細胞、NK細胞、B淋巴細胞和特異性細胞毒性T淋巴細胞(CTL)，產生抗腫瘤免疫反應。除上述功能外，Th細胞分泌的細胞因子同樣參與調節抗腫瘤免疫反應，如Th1細胞可分泌白細胞介素(IL)- 2、干擾素(IFN)- γ，通過促進CTL的增生、激活NK細胞和巨噬細胞，輔助抗體生成，參與細胞免疫以增強機體抗腫瘤效應；Th2細胞主要分泌IL- 4、IL- 5及IL- 10等細胞因子，可刺激B淋巴細胞增殖并產生IgG、IgE抗體，參與體液免疫。CD8+T淋巴細胞按功能可分為抑制性T淋巴細胞(Ts細胞)和殺傷性T淋巴細胞，前者既可通過分泌抑制因子(TsF)作用于靶細胞如Th細胞和B淋巴細胞，又可直接誘導抗原呈遞細胞表達抑制性受體，從而對免疫應答活化階段起到抑制作用。多種免疫抑制因子(TDSF)于腫瘤細胞擴散轉移時分泌增多，可使CD3和CD4+細胞減少，CD8+細胞增加，因而CD4+/CD8+細胞比值隨之降低[4]。TDSF還可導致NK細胞活性降低，伴隨著殺傷腫瘤細胞的過程，NK細胞被大量消耗，以及NK細胞在血液循環中再分布等原因，NK細胞數量也相對減少，機體的免疫功能嚴重受損，為腫瘤的生長、轉移創造條件。而腫瘤的凋亡則與B淋巴細胞瘤- 2(Bcl- 2)蛋白及天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶- 3(Caspase- 3)有直接關系。Bcl- 2蛋白是Bcl- 2原癌基因的編碼產物，是細胞存活促進因子，通過阻斷細胞色素C從線粒體釋放入細胞質的過程，抑制細胞的凋亡，Bcl- 2蛋白的降低可促發腫瘤細胞凋亡[5]；同時促進Caspase- 3這一重要促凋亡因子的表達，進而導致腫瘤細胞發生不可逆性凋亡。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在腫瘤免疫中發揮重要作用，能誘導和增強機體抗腫瘤免疫反應，抑制腫瘤生長[6]。晚期癌癥患者缺乏單核細胞和Ⅰ型免疫反應，患者外周血IL- 2、IL- 10、IL- 12、IFN- c和TNF- α的表達水平明顯降低，熱消融后機體免疫功能發生改變，促炎細胞因子如IL- 1、IL- 6、IL- 8、IL- 18和TNF- α增加數小時至數天[7- 9]，其中IL- 1和IL- 18已知可促進1型輔助性T淋巴細胞(Th1)應答，促進樹突狀細胞(DC)和CTL的激活；IL- 6是T淋巴細胞增殖和生存的關鍵，在T淋巴細胞向腫瘤部位運輸中起著不可或缺的作用。但是，這種細胞因子也有負面影響，IL- 6通過阻礙DC的發展和成熟，增加骨髓來源的抑制細胞和抑制Th1細胞的極化來抑制抗腫瘤免疫應答。此外，IL- 6激活酪氨酸激酶/轉錄激活因子- 3(JAK/STAT3)信號通路，從而增加腫瘤細胞增殖，支持腫瘤細胞存活并增強轉移潛能，與腫瘤的發生、發展有著密切的聯系[10]。因此，IL- 6通常被認為是癌癥患者預后不良的指標。由此可見，熱消融術后機體的抗腫瘤免疫反應中免疫激活與免疫抑制效應共存，如果能夠給予適當的干預措施，患者的生存期將有望明顯延長。

2 胰腺癌治療方法

2.1高強度聚焦超聲(HIFU) HIFU是近年來應用于腫瘤治療的一種新手段，其利用高聲強的超聲波聚焦于腫瘤組織并產生高熱，使腫瘤細胞發生凝固性壞死，釋放大量腫瘤相關抗原，可上調HSP及IL- 1表達，趨化相關免疫細胞，誘導特異性抗腫瘤免疫。HIFU治療胰腺癌后可明顯緩解患者疼痛，延長患者生存期[11]，有效抑制腫瘤生長，減輕腫瘤負荷，且并發癥少[12]，引起胰腺癌細胞血行播散風險較手術更低[13]。經HIFU同步吉西他濱化療聯合DC- 細胞因子誘導的殺傷細胞免疫療法(DC- CIK)治療中晚期胰腺癌后，患者CD8+T淋巴細胞較治療前下降，而CD4+T淋巴細胞、NK細胞及CD4+/CD8+細胞比值升高，機體抗腫瘤免疫反應明顯被激活，有效減少了腫瘤復發和轉移，中位無進展生存達8個月[14]。

2.2微波消融 微波消融主要用于晚期胰腺癌的治療，通過微波帶動身體極性分子運動產熱，腫瘤組織經高溫固化后，固化點處癌細胞完全凝固壞死，高溫使壞死組織產生HSP，刺激機體的免疫系統使抗腫瘤免疫效應增強，抑制殘余的腫瘤細胞擴散。術中直視下直接穿刺體尾部胰腺癌行微波治療，未出現明顯腸漏、膽漏、大出血等不良反應，胰漏發生率低，且患者的生存質量有明顯的改善，術后生存期明顯延長[15]。CT引導下經皮高頻微波治療LAPC，可降低微波消融的侵襲性，術后并發癥發生率低，從而在保持安全性和功效的同時提高患者生活質量。術后3個月的隨訪中，腫瘤局部進展率為1/10，表明微波消融是一種安全、有效的治療LAPC的方法，術后可以延長生存期，明顯改善患者的生存質量[16]。

2.3氬氦刀冷凍消融 氬氦刀冷凍消融主要通過急速地在針尖釋放氬氣、氦氣使冷凍刀周圍一定范圍內的腫瘤細胞在極短時間內經過降溫、升溫處理而壞死或誘發其凋亡，同時微血管內皮細胞被破壞，內皮下膠原暴露及血小板的聚集為微循環血栓形成創造了條件，促進了腫瘤的壞死。釋放氬氣時迅速在冷凍刀周圍形成冰球，由于冰球內溫度的下降速度差異，消融的中心區表現為液化性壞死，而周圍則表現為凋亡。低溫免疫療法能夠明顯增加轉移性胰腺癌的中位生存期[17]，通過檢測術后外周血CD4+、CD4+/CD8+細胞比值、NK細胞的變化及TNF- α、糖類抗原(CA)199、CA125、癌胚抗原(CEA)的血清水平，可預測及評估患者的療效與預后。研究發現，術后患者血清CA199及CEA水平較術前明顯降低，疼痛得到有效緩解，從而提高患者術后生活質量[18]。術后患者生存期的明顯延長，可能與胰腺癌患者的細胞免疫功能增強有關。大量的臨床及實驗研究表明腫瘤冷凍后所致的抗腫瘤免疫效應很強，但對機體產生的抗腫瘤免疫效應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生臨床相關的有效免疫應答，冷凍消融最好與免疫佐劑結合用于臨床治療[19]。冷凍消融聯合低劑量環磷酰胺可通過減少Treg細胞來增強抵抗腫瘤復發的能力，延長生存期，療效顯著[20]。

2.4RFA RFA是在術中直視或CT、超聲的引導下將電極針插入靶組織，通過射頻發生器發出射頻波，導致病灶組織局部高溫變性、凝固壞死，從而殺滅腫瘤細胞。RFA的體積大小與組織內熱傳導、局部血流情況、電極針類型有關，普通電極針最大毀損直徑可達16 mm。保持適當的消融溫度，并與重要結構保持適當的距離，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機體產生細胞及體液免疫反應，表現為CD3+、CD4+、CD4+/CD8+細胞比值及NK細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術后抗腫瘤免疫反應的激活與HSP70表達增加密切相關，HSP因所處環境的不同而功能各異，位于細胞內的HSP可使細胞凋亡過程受到抑制，保護組織免受損傷；而分泌至細胞外的HSP通過參與多種抗原免疫反應，促進腫瘤特異性抗原的表達，誘導特異性CD4+和CD8+T淋巴細胞分化為細胞毒性T淋巴細胞，從而增強機體抗腫瘤免疫反應，延長患者的無進展生存期[22]。RFA術后CD4+、CD8+和效應型記憶T淋巴細胞(TEM)表達首先增多，表明適應性反應的激活，免疫抑制T- Reg細胞水平保持穩定，呈遞腫瘤相關抗原的骨髓DC表達較晚，循環IL- 6術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并沒有顯著調節如CCL- 5、基質細胞衍生因子1(SDF1)、血管內皮生長因子(VEGF)、轉化生長因子- β(TGF- β)和TNF- α等通過維持癌癥血管生成和促進腫瘤相關炎癥以促進腫瘤生長必需的趨化因子[23]。越來越多的證據表明，熱消融可誘導自發的遠距離腫瘤消退，即遠隔效應，遠隔效應可能依賴于抗腫瘤免疫應答的激活[3]。然而，熱消融誘導的這種反應通常被認為是微弱的，并且很少誘導遠處腫瘤消退。如果與合適的免疫調節劑組合，熱消融可以誘導治療有效的全身性抗腫瘤免疫應答[24- 25]。

2.5IRE IRE俗稱“納米刀”，通過在腫瘤細胞兩側釋放千伏級高壓的直流電，以電脈沖方式產生強力的電場，使細胞膜上產生永久性的納米孔道，細胞內液外流，進而程序性地促進腫瘤細胞凋亡，達到消融腫瘤組織的目的。相較于通過改變溫度達到治療效果的傳統消融術，“納米刀”對血管、膽管、胰管等重要管道結構損傷較小，具有更高的安全性，術后胰漏、出血、膽漏等并發癥發生率較其他消融方式明顯降低，近期療效肯定[26- 27]。一項經皮圖像引導下LAPC的IRE治療研究顯示，腫瘤大小以3 cm為臨界值，腫瘤越小，術后患者生存期越長[28]。“納米刀”治療兔胰腺移植瘤的實驗表明，消融區邊界清晰，細胞核核固縮、碎裂、藍染；腫瘤血管變性壞死、血栓形成，內見紅細胞碎裂物沉積，但血管腔結構完整，納米刀治療組血漿水平及術區邊緣HSP70表達水平均較模型對照組明顯升高，由此得出“納米刀”可能通過誘導細胞凋亡產生特異的抗腫瘤免疫效應及抑制血管生成來抑制兔胰腺移植瘤的生長，且在激發機體腫瘤免疫和保護周圍重要臟器上有一定的優勢[29]。已有臨床試驗將“納米刀”與免疫激動劑聯合治療胰腺癌，短期臨床療效顯著，同種異體NK細胞免疫治療聯合IRE具有協同作用，不僅能增強患者的免疫功能，還能降低CA19- 9和CA242的表達，短期療效顯著，患者的生活質量得到顯著提高[30]。

總之，無論是傳統的消融術還是“納米刀”消融術，都可以作為一種安全、有效的不可切除胰腺癌的治療方式，消融術后患者生存期的延長，與抗腫瘤免疫反應的激活有關，但其作用微弱，通過與免疫激動劑聯合作用，使得抗腫瘤效應增強，短期療效顯著，為延長患者生存期提供了有效的臨床研究證據。而“納米刀”作為LAPC一種新的治療方法，在保護血管、胰管、膽管等重要結構方面有著不可忽視的優勢，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，術后并發癥明顯減少，有效提高了患者的生活質量，且在激活機體產生抗腫瘤免疫反應方面明顯優于其他治療方式。伴隨著分子生物學、腫瘤免疫學的飛速發展，細胞免疫治療也有了質的飛躍，使免疫治療成為胰腺癌繼手術治療、放療、化療之后的重要輔助治療方法。將“納米刀”與免疫治療結合應用于LAPC的治療已初見成效，相信在不久的將來，“納米刀”聯合免疫治療將在不可切除胰腺癌的治療中發揮更大的作用。