肾癌是全球第14大恶性肿瘤，其中，肾细胞癌(renal cell carcinoma，RCC)占绝大多数^[1-2]。在中国，RCC的发病率和死亡率均呈上升趋势，预计未来发病率和死亡率会继续升高^[2]。RCC发病受性别、年龄等诸多因素影响，与肥胖、高血压、吸烟以及遗传性疾病相关^[1]。RCC曾被认为是一种均质的恶性肿瘤，而现在多认为是来自肾小管的多样化癌症，其中透明细胞癌、乳头状细胞癌和嫌色细胞癌是最常见的类型，分别占肾脏肿瘤的75%~85%, 10%~15% 和5%~10%，除此之外还有一些罕见的亚型如集合管肾细胞癌、髓质肾细胞癌及透明细胞乳头状肾细胞癌等，不同亚型的RCC表现出不同的病理特征，对现有的治疗策略展示出不同的临床效果^[3]。

临床上局限性RCC较多见，根治性手术切除是其标准治疗方法，但在满足适应症的前提下行部分切除术也有一定的可行性，且能保留患者的部分肾功能。以冷冻疗法和射频消融术为代表的微创手术近年来也有所发展，一些证据支持其作为T1a肿块(≤3 cm)患者的潜在替代治疗方案^[4]。对于转移性RCC患者而言，其治疗多依赖于化疗以及新兴的免疫治疗、靶向药物治疗等手段，如血管内皮生长因子(VEGF)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)等均可作为转移性RCC治疗的有效靶点。另外免疫疗法也逐渐进入一线，在一定程度上可以提高RCC患者生存率，延长生存时间^[5]。长期以来，研究者们认为RCC对放疗不敏感，在临床工作中放射治疗也往往因效果不理想而应用受限。近年来立体定向放射治疗(stereotactic body radiotherapy，SBRT)的应用为RCC的放射治疗带来了新的希望，SBRT疗法已经被证实在RCC中具备一定的有效性和安全性，其联合靶向药物以及免疫药物治疗初步展现了更好的疗效^[6]。国际立体定向放射外科学会(ISRS)的一项最新的系统综述和实践指南也表示支持SBRT作为原发性肾细胞癌的标准治疗方案^[7]。未来，放射治疗在RCC中的应用将更加值得期待，为不宜手术、手术高风险或拒绝手术的RCC患者提供新的治疗选择。

放疗抵抗是肿瘤放射治疗过程中的常见问题，也是RCC放疗效果不佳的重要原因。放疗抵抗指抗肿瘤放射治疗有效性的降低，是癌细胞基因改变、表型改变和肿瘤微环境保护作用等诸多因素的共同作用结果^[8]。目前针对肿瘤细胞放射抗拒的产生机制开展了大量研究，包括辐射诱导的DNA损伤修复、细胞周期阻滞、细胞凋亡逃逸、肿瘤干细胞、肿瘤细胞及其微环境的修饰、外泌体、非编码RNA的存在、代谢重编程和铁死亡等^[9]。对肿瘤细胞放射抗拒产生机制的深入研究，可以更好地指导临床使用放疗增敏剂，使患者获益。故本文就RCC放疗抵抗产生的机制，RCC相关放疗增敏剂进行概述，希望能给RCC的临床放射治疗提供更多思路。

一、RCC的放疗抵抗机制

1. DNA损伤修复：DNA损伤修复是DNA损伤去除、基因组完整性恢复的生化和分子生物学过程，通过DNA损伤感知、信号传导，募集修复蛋白到损伤位点等步骤，逐步恢复基因组完整性^[10]。临床上，放疗可以通过诱导DNA损伤有效地治疗各种癌症，而肿瘤细胞DNA损伤修复能力的提高则是肿瘤出现放疗抵抗的重要原因。一些研究发现，RCC细胞放射抗拒的产生和DNA损伤修复能力的增强有关，如Li等^[11]对新鲜分离的原代转移性RCC细胞经过分割放疗处理后，观察到肿瘤干细胞富集，肿瘤干细胞表现出更高的DNA损伤检查点反应激活，使细胞阻滞在G₂/M期，完成DNA损伤修复，保持其遗传信息的完整性。同样的，还有其他研究也证实了RCC细胞中DNA损伤修复能力提高和放射抗拒的相关性，Yun等^[12]对几种有或无DAB2IP表达的RCC细胞系进行辐照，发现DAB2IP缺陷的RCC细胞辐照后获得了放射抗拒性，机制为DAB2IP可以与E3连接酶(RANBP2)共同调节PARP-1蛋白的降解，而PARP-1水平的升高使RCC细胞DNA损伤修复能力提高，导致放射抗拒。Rachamala等^[13]发现mTOR抑制剂依维莫司和存活素抑制剂YM155的组合脂质体制剂能抑制DNA损伤修复关键蛋白如PARP1、ATM/Chk2和ATR/Chk1的表达，抑制多种DNA损伤修复机制以降低放射抗拒性。综合来看，增强的DNA损伤修复能力和RCC的放疗抵抗产生息息相关，Chk1、Chk2及PARP等都可以作为靶点，降低RCC DNA损伤修复能力，增强放疗敏感性。

2. 细胞周期阻滞：持续的细胞分裂是恶性肿瘤的重要特征，细胞周期的调控在恶性肿瘤的发生和发展中起着重要作用。细胞周期分为4个阶段：G₁、S、G₂和M期，其中S期对电离辐射不敏感，而G₂期和M期的细胞对电离辐射最敏感。Zhu等^[14]发现，稳定的STAT1敲低细胞系表现出明显的体内外生长抑制，且重新获得了放疗敏感性，同时观察到STAT1的敲低使更多细胞在G₂/M期聚集，PCR结果显示G₂/M检查点基因p21、GADD45A和Rb在STAT1敲低后表达显著降低，这些基因的低表达会促进RCC细胞快速通过G₂/M检查点，细胞没有足够的时间完成DNA修复而死亡。同样的，HIF2α缺失也可以促进电离辐射后细胞在G₂/M期的积累，HIF2α缺失可以提高pS15-p53和总p53蛋白水平，刺激p53依赖的靶基因的表达，从而使G₂/M期阻滞增加，影响RCC的放疗抵抗性^[15]。Su等^[16]使用三氧化二砷联合放疗处理肾癌细胞，也发现了细胞在G₂/M期的聚集。以上种种证据都表明细胞周期阻滞是RCC放疗抵抗产生的重要机制，将细胞周期阻滞在对放疗更敏感的时期可能是应对RCC放疗抵抗性的有效手段。

3. 抗凋亡途径的激活：细胞凋亡，也被称为程序性细胞死亡，是一种由细胞内部程序控制的、自主的、有序的细胞死亡过程，通过内源性或外源性途径介导产生^[17]。细胞凋亡逃逸是肿瘤细胞的特征之一，这种逃逸能保护肿瘤细胞在DNA损伤修复失败时免受辐射损伤^[18]。Bertout等^[15]使用DNA微阵列技术发现HIF2α敲低的RCC细胞p53活性增强，进而影响p53介导的凋亡途径，提高凋亡水平，减少细胞的克隆存活率，增加RCC对放射治疗的敏感性。NF-κB信号通路也参与细胞凋亡调控，影响RCC细胞的放射抗拒性。Li等^[19]发现，在人RCC细胞中，姜黄素联合电离辐射处理肾癌ACHN细胞后，NF-κB下游调节蛋白VEGF、COX2和Bcl-2的表达水平明显降低，这表明姜黄素可以抑制NF-κB信号通路，从而抑制肿瘤细胞增殖，诱导细胞凋亡，影响放射抗拒性。Krasny等^[20]通过体外肿瘤微环境模型发现，Ⅰ型胶原导致的RCC细胞放射抗拒是由PI3K/Akt通路引起抗凋亡信号转导介导的。综合来看，抗凋亡途径的激活是RCC产生放疗抵抗的原因之一，接受电离辐射刺激后，RCC细胞可能同时激活多条抗凋亡途径来保护细胞免受电离辐射损伤。

4. 自噬：自噬是促进细胞物质降解和再循环的关键稳态途径，对多种疾病都起着保护作用，然而在肿瘤中，自噬的作用十分复杂，一方面，自噬可以抑制肿瘤的发生发展，而在某些情况下，自噬也是促进肿瘤发生发展的重要因素^[21]。对于RCC的放疗抵抗，有研究发现，DIRAS2能够通过激活MKK4-JNKl-Bcl-2信号通路诱导自噬，这种保护性自噬可以增加肾透明细胞癌细胞的放射抗拒性^[22]。相对的，也有研究通过使用自噬诱导剂联合电离辐射增强自噬，增加肾癌细胞的放疗敏感性，如Zhang等^[23]发现，使用自噬诱导剂雷帕霉素处理后，FLCN缺陷的RCC细胞可以获得更高的放疗敏感性。而Liu等^[24]发现乌苯美司可以将辐射诱导的自噬作用从保护性转变为致死性，从而增加RCC细胞的放疗敏感性。保护性自噬和致死性自噬在RCC的发生和发展过程中均发挥了重要作用，因此根据肿瘤的不同阶段、不同遗传背景，针对性的抑制或促进自噬，才能达到更好的治疗效果。

5. 肿瘤干细胞：肿瘤干细胞，亦被称为肿瘤起始细胞，具有自我更新和分化的能力，治疗过程中也因其耐药性、放射抗拒性的存在而无法根除，导致肿瘤的再生、复发^[25]。在肾癌领域，研究者们已经确定了几种识别肿瘤干细胞的标志物，如CD133、CD24、CD105、CD44等，标志物的阳性表达往往和致瘤性、侵袭、迁移、耐药等特征紧密相关^[26]。还有一些新的标志物如周细胞分泌的甲硫氨酸也在研究当中，也可作为RCC治疗的新靶点^[27]。肿瘤干细胞的存在和肿瘤放疗抵抗有密切关系，有研究认为肿瘤干细胞与放射抗拒的肿瘤细胞具有某些相同的特征——放疗后其DNA损伤反应均明显增加，而这种特性可以保护其免受放疗损害^[28]。关于RCC中肿瘤干细胞和放疗抵抗的关系研究数量较少。Li等^[11]对RCC中肿瘤干细胞放射抗拒产生的机制进行了进一步探索，发现这种抗拒性可能是由于辐照后肿瘤干细胞将细胞周期阻滞在G₂/M期，此时期DNA损伤检查点反应激活，细胞可以有效识别DNA损伤并阻止细胞进入有丝分裂，细胞有充足的时间进行DNA损伤修复，继续存活。虽然G₂期和M期的细胞对电离辐射敏感，但这种高敏感性并不与DNA损伤修复相矛盾，相反更有助于细胞在有丝分裂前识别并修复损伤，确保遗传信息准确传递给子代细胞。肿瘤干细胞在RCC放疗抵抗中的作用还需要进一步探索，但毫无疑问清除RCC中的肿瘤干细胞或降低其放射抗拒性可能是解决RCC放疗抵抗问题的一个新方法。

6. 肿瘤微环境和肠道微生物：肿瘤微环境由许多不同类型的细胞组成，包括肿瘤细胞、成纤维细胞、免疫细胞、神经元、淋巴管和脉管系统等成分，具有营养差、酸度高、缺氧和免疫抑制的特点^[29]。肿瘤细胞对电离辐射的反应受肿瘤微环境的影响，微环境中的各种细胞和成分通过多种机制激活或抑制相关通路，为肿瘤细胞创造出适宜其生长的环境，保护其免受电离辐射及化疗药物的损害。Krasny等^[20]对肿瘤微环境中Ⅰ型胶原的作用进行了研究，通过构建Ⅰ型胶原黏附的体外肿瘤微环境模型发现，Ⅰ型胶原的存在可以保护RCC免受电离辐射损害，使RCC产生放疗抵抗。而另外一项研究则是从pH调节的角度强调了肿瘤微环境在RCC放疗抵抗中的重要性，碳酸酐酶Ⅸ(CA9)在正常肾细胞中不表达而在RCC细胞中普遍表达，CA9可以催化CO₂以碳酸和质子的形式溶解在水中，以此酸化局部肿瘤环境，增加放疗抵抗性^[30]。另外，免疫在RCC放疗抵抗中发挥的作用也值得一提，在放疗期间，信号通路的改变会导致局部免疫微环境的变化，免疫细胞表现出来的免疫抑制特性会导致放射抗拒性的出现，了解免疫微环境及免疫细胞在其中发挥的作用，针对PD-1/PD-L1等特异性靶点使用放疗增敏剂，可能是RCC放疗增敏的有效方法^[31]。除了肿瘤微环境的因素，肠道微生物也是值得关注的新方向，研究发现RCC和正常组织中的微生物组成不同，肠道微生物可以影响细胞代谢活动，进而影响RCC的发生和发展^[32]，但有关RCC放疗抵抗和肠道微生物的研究才刚刚起步，还需要更多研究人员的关注以进一步阐明具体机制。

二、RCC的放疗增敏剂

目前，根据结构的不同，可将增敏剂分成3类：小分子物质、大分子物质和纳米材料^[33]。有关RCC大分子放疗增敏剂的研究较少，故在此仅叙述小分子物质和纳米材料作为RCC放疗增敏剂的内容。

1. 中草药：近年来，使用中草药作为放疗增敏剂正受到越来越多的关注，中草药及其提取物可以通过多种方式增强放疗敏感性，以姜黄素等为代表的一批中药在降低放疗抵抗、增强治疗疗效等方面展现出优势，正在逐步走向临床。在RCC中，部分中草药也展示出了放疗增敏效果，如Li等^[19]通过体内外实验发现姜黄素可能通过抑制肾癌细胞NF-κB表达下调Bcl-2/Bax比例，抑制DNA损伤修复，改变细胞周期分布等途径增强RCC对放疗的敏感性。类似地，金丝桃素等药物也可以增强RCC对放疗的敏感性^[34]。目前，中草药及其提取物在RCC中的放疗增敏作用及具体机制还在研究当中，未来随着相关研究的进一步深入，中草药有希望作为放射治疗的辅助用药，在临床上发挥更大的作用。

2. 小分子物质及纳米材料：研究发现，使用自噬诱导剂如雷帕霉素及其类似物乌苯美司，替西莫司等可以增加RCC对电离辐射的敏感性^{[23-24, 35]}。如乌苯美司可以抑制Akt信号通路，而Akt信号通路的抑制可以使保护性自噬转变为致死性自噬，进一步杀伤肿瘤细胞。另外，还有一大类靶向抑制剂也可以发挥放疗增敏作用，如聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶-1(PARP-1)抑制剂奥拉帕尼可以引起PARP-1水平降低，导致PARP-1相关DNA损伤修复不能得以进行，增强RCC的放疗敏感性^[12]；碳酸酐酶Ⅸ(CA9)抑制剂的放疗增敏作用则是由于抑制CA9表达后，原本形成的有利于肿瘤生存的局部酸性环境受到破坏，使RCC对放疗敏感^[30]；除了PARP-1和CA9抑制剂，STAT1抑制剂氟达拉滨等化学物质同样可以发挥放疗增敏作用^[36]。靶向治疗与放射治疗联合应用往往可以达到更好的治疗效果，针对病人的不同特点选择合适的增敏剂对RCC患者至关重要。

除了传统药物涉及到的小分子物质，近年来纳米材料在放疗增敏方面也有所突破，为肿瘤患者放射治疗带来了新的希望。对于RCC，Lang等^[37]使用热溶剂法制备的黑磷量子点(BPQDs)被证实可以显著增加RCC细胞的放疗敏感性，其增敏机制为BPQDs可以损害DNA-PKcs活性并削弱其介导的DNA损伤修复，促进RCC细胞中电离辐射诱发的微核形成，从而增加RCC的放疗敏感性。银纳米颗粒(AgNPs)作为一种新型的纳米材料，在不同肿瘤中均展示出了较强的放疗增敏效果，在RCC中这种效果也同样存在，AgNPs可以诱发DNA损伤，进一步引起细胞凋亡从而降低RCC细胞的放射抗拒性^[38]。纳米材料在RCC放疗中的应用才刚刚起步，其有效性和安全性还需要通过更多的研究来确认，作为放疗技术的一种辅助手段，纳米材料未来有较宽广的应用前景。

三、展望

因为放射抗拒性的存在，放射治疗在RCC治疗的临床应用中受到限制，虽然SBRT技术的发展使人们将目光再次投向放射治疗，但降低放疗抵抗性、增加放疗敏感性仍然是RCC放射治疗的关键。当前，关于RCC细胞放射抗拒产生机制的研究主要集中在DNA损伤修复、细胞周期阻滞、抗凋亡途径的激活、自噬、肿瘤干细胞及肿瘤微环境等方面，其中针对肿瘤干细胞的相关研究虽然数量较少，但意义重大，清除肿瘤干细胞可能是增强放射治疗效果的重要方法，可以将目光更多地关注于此。随着关于RCC放疗抵抗机制的进一步研究，放疗增敏剂也得到了相应的发展，传统化疗小分子药物雷帕霉素、乌苯美司等在RCC中均展示出降低放疗抵抗的作用，传统中草药及提取物作为放疗增敏剂的应用也在研究当中。另外值得关注的是新兴的纳米材料，以金属颗粒为代表的纳米材料在研究中展示出了较好的放疗增敏效果，也是研究的热门方向。

综上所述，RCC放疗抵抗的产生机制较为复杂，是肿瘤细胞、微环境等多方面、多层次因素的共同作用结果，未来还需要更多的证据来进一步搭建起RCC放疗抵抗产生机制的网络，为临床上放疗增敏剂的开发提供更多思路，使RCC患者获得更好的治疗效果。

利益冲突  无

作者贡献声明  刘菁华负责论文撰写和修改；曹志飞、张永胜负责选题、指导论文写作和修改