放射治疗是许多恶性肿瘤的主要治疗方法之一，超过50%癌症患者的治疗方案中包含放疗。临床治疗过程中，局部放疗通常会引起一系列全身反应，如乏力、厌食、体重减轻、脱毛脱发等现象。1953年，Mole等^[1]发现照射局部组织可以在远离照射野的相同或不同组织中引发生物响应，并提出“异位 (abscopal)”的概念。人们在转移瘤的临床治疗中发现，对一个特定的肿瘤部位进行局部照射，能够引发非照射野的肿瘤体积出现明显缩小甚至消失，这个现象被称为远端效应 (abscopal effect)^[2]。近年来许多研究显示，射线直接杀伤肿瘤细胞的同时，也会在非照射野的组织或器官引发一系列系统性响应，一些学者将其纳入辐射远端效应的范畴^[3-4]。本文主要就放疗诱导肿瘤转移瘤退化这一辐射远端效应及其发生机制进行讨论。

肿瘤转移瘤有时可出现自发消退的现象，常见于肾细胞癌、淋巴瘤和白血病、神经母细胞瘤、乳腺癌和黑色素瘤等，但其自发消退几率非常低，例如仅有0.3%的肾细胞癌患者出现过转移瘤消退的情况^[2]。在放疗患者中，这一几率有了明显提高。一些研究者统计了辐射远端效应的病例报告，患者的年龄、种族、癌症类型的跨度都很大。在Reynders等^[5]的报道中，患者辐射剂量 (平均总剂量为32 Gy) 变化较大，剂量分割从1.2至26 Gy不等，出现远端效应的时间在1~24个月，中位时间5个月。其中，使用立体定向消融放疗 (stereotactic ablative radiotherapy, SABR) 的患者预后更好^[6-8]。本文总结了1981年以来部分有代表性的病例报告 (表 1)。临床数据表明，人体内存在某种潜在的抗肿瘤反应系统，一旦启动就能持续发挥有效的抗肿瘤作用，但是远端效应并没有在放疗后立即出现，而是存在几个月不等的延迟时间，这可能意味着人体启动的是一个级联抗肿瘤反应，如适应性免疫应答。

表 1(Table 1)

表 1 放疗后远端效应病例报告 Table 1 Reported cases of abscopal effects after radiotherapy 发表 年份 性别 年龄 (岁) 肿瘤病理类型 原发灶 主要治疗方案 放疗剂量/ 分割方式 远端效应 响应部位 延迟时间 (月) 无进展 生存期 (月) 2015[9] 男 71 肝癌 肝 手术切除，局部放疗 70 Gy/15次 肺转移灶 4 23 2013[8] 女 78 腺癌 肺 SRT 26 Gy/1次 骨、肾上腺转移灶 12 3 2012[10] 男 67 黑色素瘤 头颈 ipilimumab免疫治疗，SRS 24 Gy/3次 前额、头颈卫星转移灶 8 84 2012[7] 男 61 肾细胞癌 肾 肾切除术 18 Gy/1次，40 Gy/8次 肺、骨转移灶 1 33 2011[11] 男 63 肝细胞癌 肝 肝叶切除术 60.75 Gy/27次 肺转移灶 1 36 2011[12] 男 70 Merkel细胞癌 腓肠肌 手术切除, EBRT 12 Gy/2次 其他部位皮肤转移灶 ≤1 25 2009[13] 女 65 淋巴细胞白血病 腋下淋巴结 化疗 24 Gy/12次 宫颈淋巴结 ≤1 6 2008[14] 男 79 肝细胞癌 肝 局部栓塞 48 Gy/不明 肝内转移 5 不明 2007[15] 女 69 鳞癌 宫颈 EBRT，近距离放疗 50.8 Gy/27次，24 Gy/4次 腹主动脉淋巴结 不明 不明 2006[6] 女 83 肾细胞癌 肾 SRT 32 Gy/4次 肺转移灶、腹部淋巴结 24 不明 2006[6] 男 69 肾细胞癌 肾 肾切除术 30 Gy/2次 肺转移灶 3 8 2005[16] 男 65 肝细胞癌 肝 放疗，食用落叶松蕈 30 Gy/不明 肝内、骨转移 10 13 1998[17] 男 76 肝细胞癌 肝 手术切除、栓塞、化疗 36 Gy/不明 肝内、骨转移 10 29 1995[18] 男 77 慢性淋巴细胞白血病 造血组织 化疗 32.4 Gy/不明 外周淋巴结 ≤1 不明 1994[19] 男 58 肾细胞癌 肾 EBRT 20 Gy/10次 肺转移灶 6 11 1983[20] 男 49 腺癌 食管 EBRT 40 Gy/20次 肺转移灶 6 13 1983[20] 男 56 腺癌 肺 EBRT 35 Gy/10次 皮肤转移 ≤1 6 1981[21] 女 73 肾细胞癌 肾 肾切除术 40 Gy/15次 肺转移灶 ≤12 39   注：SRT.立体定位放疗；SRS.立体定位放射外科；EBRT.体外放疗

表 1 放疗后远端效应病例报告 Table 1 Reported cases of abscopal effects after radiotherapy

局部放疗往往会引发非照射野正常组织的损伤，如骨并发症、放射性肺损伤等。辐射诱发的常见骨骼并发症包括局部和全身性骨质疏松、骨坏死、骨折和非恶性骨肿瘤等，对患者的生活质量和生存期都产生或多或少的影响^[22-23]。大量辐射旁效应的研究表明，暴露于辐射场中的细胞会释放出可溶性的因子，对非照射野的组织产生影响^[24-26]。

多种炎性细胞与炎症因子的级联反应可能是引发正常组织损伤的主要原因。有研究者提出，肺巨噬细胞在放射性肺损伤中具有双向效应：局部照射肺组织后，巨噬细胞感知肺上皮细胞与成纤维细胞的辐射损伤，在受照射细胞周围形成炎性微环境，分泌大量炎性因子，其中IL-8和TNF-α加速损伤的上皮细胞凋亡，而IL-10和TGF-β能有效抑制成纤维细胞的胶原合成和细胞激化，负向调控肺纤维化的进展^[25]。

1.肿瘤细胞的免疫逃逸：肿瘤细胞通常能够有效逃避机体的免疫应答，细胞因子在其中起到了不可忽视的作用：肿瘤和基质分泌的血管内皮细胞生长因子 (VEGF)、IL-10和TGF-β能够有效抑制成熟树突状细胞进行抗原呈递^[27]。IL-6可以刺激肿瘤细胞生长，也可以促进肿瘤超氧化物歧化酶等保护性因子的释放，在多种恶性肿瘤中都存在过表达的现象^[28]。

Demaria等^[29]根据不同淋巴细胞在瘤体内的浸润程度，将肿瘤分为两种：“热”肿瘤，即浸润性肿瘤，富含肿瘤淋巴细胞浸润；“冷”肿瘤，肿瘤内缺乏足够的淋巴细胞浸润。肿瘤微环境中的效应T细胞 (CD8+T细胞) 和调节性T细胞 (Treg细胞) 比例变化反映出不同程度的免疫抑制，人们可以据此评价肿瘤的发展倾向。

2. DAMPs与T细胞激活：对肿瘤细胞的适应性免疫反应主要分3步：激活的树突状细胞对死亡细胞摄取后反向交叉递呈抗原；肿瘤抗原对T细胞作用；激发效应T细胞的抗肿瘤细胞响应^[30]。伴随着危险相关分子模式 (danger-associated molecular patterns, DAMPs) 释放和炎性环境诱导，恶性细胞的死亡可能引发远端效应。钙网蛋白[(CRT)/ ERP57]是内质网固有蛋白复合物，辐射诱导细胞凋亡后，钙网蛋白移位到细胞表面，可以募集树突细胞前来吞噬。死亡的肿瘤细胞会释放出一系列炎性因子，如高运动组蛋白B1(HMGB1) 和ATP，它们结合Toll样受体4(TLR4) 或嘌呤能受体P2X7，前者能促进树突状细胞抗原处理和交叉呈递，后者通过释放IL-1β启动T细胞。另一方面，受到辐射损伤后存活的肿瘤细胞表面抗原表达会增加，包括细胞间黏附分子1(ICAM-1)，死亡受体Fas和主要组织相容性复合体I (MHC-I) 等，都能为T细胞识别和杀灭肿瘤细胞提供帮助。放射治疗已被证明能够极大地增强T细胞的预激和活化，促进CD8+T细胞依赖的免疫反应，从而消灭肿瘤^[2]。

3.免疫检测点：“免疫检测点”是免疫细胞的抑制性受体或通路，用于平衡细胞的免疫反应。在肿瘤微环境中，检测点往往被肿瘤细胞利用，促进其免疫逃避^[31]。细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4) 是一个与CD28高度同源性的基因，与维持T细胞增殖、活化的CD28类似，CTLA-4可以更紧密地结合B7分子，拮抗B7与CD28的结合，从而抑制T细胞活性，调节T细胞的稳态^[32]。激活的T细胞诱导CTLA-4表达，在T细胞的T细胞-抗原递呈细胞接触面累积，最终中断共刺激信号，消除T细胞响应。

程序性死亡受体1(PD-1) 是免疫球蛋白CD28超家族成员，它不干涉T细胞抗原递呈细胞的共刺激反应，而是通过T细胞抗原受体干扰其信号通路。PD-1的两个配体PD-L1和PD-L2在多种细胞类型中都有表达。T细胞、上皮细胞、内皮细胞都可以表达PD-L1(B7-H1)，甚至干扰素-γ(IFN-γ) 刺激后的肿瘤细胞也可以表达^[33]。研究证明，以PD-1/PD-L1通路为代表的免疫检测点分子通过控制胞内、胞外信号调控细胞周期进程，持续保护正常和肿瘤细胞免于T细胞的攻击^[34]。

4.固有免疫：当肿瘤组织受到照射或破坏时，炎性反应会刺激单核细胞分化为巨噬细胞并向组织内迁移。活化的巨噬细胞能够分泌反应性因子和细胞因子，引起非靶向作用。辐射诱导的凋亡细胞被单核巨噬细胞吞噬，促进巨噬细胞向M1型转化。M1巨噬细胞活化可以通过激活适应性免疫间接促进抗肿瘤免疫，它们本身也有一个直接的抗肿瘤活性^[35]。

5.其他机制：Strigari等^[36]提出p53依赖的凋亡前信号可以影响未照射的肿瘤细胞，辐射剂量和p53状态之间的相互作用可能有助于消除照射野外的肿瘤细胞。Shiraishi等^[37]研究了肿瘤局部放疗后用趋化因子人巨噬细胞炎性蛋白-1α变体 (ECI301) 静脉给药，可以显著抑制残留的和远端的肿瘤细胞通过白细胞募集促进其生长，增强辐射远端效应。

1.免疫检测点抑制剂：免疫治疗最具突破性的进展首推免疫检测点抑制剂 (immune checkpoint inhibitors，ICI) 的开发和应用。ICI通过阻断免疫抑制途径，解除免疫细胞的抑制状态，恢复识别和抗击肿瘤的功能，取得了惊人的疗效。ICI的适应证是肿瘤内有有效的淋巴细胞浸润，所以“冷”肿瘤的患者使用ICI收效甚微^[33]。现有的临床数据显示，放疗能够有效提高肿瘤内浸润淋巴细胞的数量，刺激抗肿瘤T细胞的活性，从而大大提高“冷”肿瘤对ICI的敏感性，获得良好的治疗效果。

Hodge等^[38]的研究表明，局部放疗后肿瘤浸润T细胞 (tumor-infiltrating T cells，TIT) 在远端效应中发挥关键作用。通过封锁CTLA-4信号系统，一方面可以调节增强T细胞免疫，显著抑制原发性肿瘤和转移瘤的生长，而辐射可以促进更多的T细胞浸入肿瘤内，转化为抗肿瘤T细胞和细胞毒性T细胞；另一方面，CD8+T细胞进一步活化，肿瘤内的Treg细胞和效应T细胞的比例被逆转，免疫相关基因的表达上调，细胞因子产生明显增加。Park等^[39]研究了黑色素瘤和肾细胞癌小鼠模型，证明通过阻断抑制PD-1的表达，可以增强远端效应，并且认为SABR与PD-1抑制剂联用可以有效增强转移癌患者的抗肿瘤免疫，优化治疗方案。

随着临床应用的增加，放疗联用ICI也会出现适应性耐药。Koyama等^[40]提出，当阻断了PD-1调节通路时，肿瘤组织会自动启动另外一些免疫检测点如Tim-3(T-cell immunoglobulin and mucin-domain containing-3)，恢复自身的免疫逃逸。Vanpouille-Box等^[41]提出，TGF-β是辐射产生原位肿瘤疫苗的主要障碍物。TGF-β存在会导致肿瘤和骨髓细胞内的PD-1、PD-2配体、瘤内T细胞表面PD-1的表达上调，限制了肿瘤排斥反应，造成快速的肿瘤复发。

2.肿瘤细胞疫苗：Gorin等^[30]提出一种肿瘤疫苗的制备方法：将辐射灭活肿瘤细胞植入体内，诱导癌细胞DAMPs的释放，如热休克蛋白70(HSP70) 和HMGB1，诱导树突细胞介导的细胞毒性T淋巴细胞 (CTL) 反应，达到肿瘤抑制和消退的作用。Hodge等^[38]使用了抗肿瘤相关抗原 (TAA) 的病毒载体疫苗，诱导和加强T细胞对癌胚抗原 (CEA) 的响应。在实验的两种肿瘤模型中，疫苗和局部放疗联合诱导了抗肿瘤抗原级联反应，促进肿瘤转移灶抗原向阴性表达转化。

3.放疗剂量和分割方式：放射治疗方式包括常规放疗、近距离放射治疗、SABR等。传统的常规放疗是指每日照射剂量为1.8~2 Gy的多次分割照射。由于淋巴细胞的辐射敏感性较强，这种反复照射可能会减少淋巴细胞的迁移能力，从而影响TIT的数量。多例研究结果显示，相比常规放疗，SABR是一种更加有效的诱导远端效应的治疗方法^[42]。较大的辐射剂量导致基质和血管更大程度的损伤，DAMPs从肿瘤微环境中大量溢出，参与机体的抗原递呈。同时，以Dewan等^[43]、Habets^[44]等学者的研究结果为代表，大剂量分割照射与单次照射相比，更能激发机体的抗肿瘤免疫反应，联合应用抗CTLA-4、抗PD-1抗体时可诱导临床前癌症模型的远端效应产生。该现象在接受放疗和ipilimumab治疗的恶性黑色素瘤患者中也得到验证^[45]，同时接受免疫治疗和放疗患者的非照射野病灶消退情况良好，并且接受多次分割照射的患者效果更好。

随着肿瘤免疫学研究的不断深入，尤其免疫检查点抑制剂的成功研制，肿瘤免疫治疗取得了显著的成果，免疫联合疗法也逐渐受到越来越多关注。人们对远端效应的关注使辐射免疫疗法成为一个创新的、革命性的概念，但在将这种联合疗法应用在患者治疗之前，还有许多问题需要深入研究。目前，辐射远端效应研究主要集中于病例报道和实验诱导，如改变放疗方式、激活抗肿瘤T细胞等不同方法激发远端效应产生，但对于放疗诱导抗肿瘤免疫的机制研究甚少。这个机制的阐明将非常有助于为原发癌伴随转移的肿瘤患者制定新型的治疗方案，减轻甚至消除转移灶、延长患者生存期和预防肿瘤复发。随着分子机制研究的逐渐深入，人们有望将远端效应从一个罕见的现象引导成为一个抗肿瘤治疗的工具，为肿瘤治疗提供一个新的研究方向，这无论对于肿瘤放疗或是肿瘤免疫治疗领域都将是一个巨大的进步。