陳玲玲 林澤楓 張余

1南方醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院（廣州 510515）；2廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院骨科醫(yī)院（廣州 510010）；3廣東省矯形技術(shù)及植入材料重點實驗室（廣州 510010）；4廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院/廣東省人民醫(yī)院骨科（廣州 510080）

近年來，微波消融技術(shù)在局部腫瘤的治療中取得了良好療效，目前該技術(shù)已應(yīng)用于肝［1]、腎［2]、肺［3]、胰腺［4]、骨［5]、乳腺［6]等多種組織的腫瘤治療中。微波消融治療與常規(guī)手術(shù)切除不同之處在于，腫瘤組織經(jīng)微波消融后發(fā)生凝固性壞死且留在體內(nèi)，而周圍正常組織極少或幾乎不受損傷。微波消融不僅可以通過產(chǎn)生熱效應(yīng)直接殺滅腫瘤，而且還能產(chǎn)生正向免疫刺激效應(yīng)。1996年NAKAYAMA等用微波（43℃，15 min）消融治療小鼠黑色素瘤之后發(fā)現(xiàn)，小鼠腫瘤被成功抑制，生存期延長，而且在局部組織中發(fā)現(xiàn)T細胞和自然殺傷（NK）細胞浸潤，首次提出微波消融腫瘤可能會產(chǎn)生免疫刺激效應(yīng)［7]。DONG等［8]報道肝癌微波消融術(shù)后患者的生存率提高，復(fù)發(fā)率降低，且生存率與消融局部T細胞、NK、巨噬細胞的浸潤程度呈正相關(guān)，證明了腫瘤微波消融的正相免疫刺激效應(yīng)。近年來，國內(nèi)外有陸續(xù)有研究報道微波消融治療腫瘤的同時使機體產(chǎn)生了免疫效應(yīng)［9-10]，這些免疫效應(yīng)對腫瘤的殺滅起到了一定的促進作用，這意味著微波消融不僅是一種單純依靠熱效應(yīng)殺滅腫瘤的手段，而且經(jīng)消融后的腫瘤組織還可以激發(fā)機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生正向免疫效應(yīng)，臨床研究及應(yīng)用潛力巨大。但目前對這類免疫效應(yīng)的研究仍然缺乏系統(tǒng)歸納及總結(jié)。明確微波消融引發(fā)機體免疫效應(yīng)的機制，對該術(shù)式的臨床應(yīng)用以及推廣具有重要價值。本文將對微波消融治療腫瘤后機體免疫功能的變化進行綜述，并探討微波消融聯(lián)合免疫治療在腫瘤治療中的前景。

1 微波消融腫瘤的基本原理

微波消融采用介于紅外線和無線電波之間頻率（900～2 450 MHz）的電磁波［11]，由于該頻率接近水的共振頻率且水分子是極性分子，因此當(dāng)微波作用于水分子時會使其產(chǎn)生劇烈振動并以2～5億次每秒的速度翻轉(zhuǎn)，通過水分子劇烈運動產(chǎn)生相互摩擦，從而產(chǎn)生熱量［12]；其他極性分子（如碳水化合物、蛋白質(zhì)等）也因類似原理產(chǎn)生熱量［13]；所產(chǎn)生的熱量可形成以微波天線為中心，直徑為2.0～3.0 cm的高溫區(qū)［14]并作用于目標(biāo)組織，引發(fā)腫瘤組織凝固、壞死和其他一系列的生物學(xué)效應(yīng)。由于微波不依靠電流或組織傳導(dǎo)，消融中心區(qū)域的溫度可以迅速達到100℃以上，使消融區(qū)域組織壞死。但由于消融區(qū)域大，消融速度快，因此要嚴(yán)格控制消融條件，以防止過度治療破壞腫瘤周圍正常組織。

2 微波消融對腫瘤微環(huán)境的影響

研究表明輕中度高熱（38～42℃）能使腫瘤細胞凋亡，腫瘤微環(huán)境也隨之發(fā)生改變［15]。腫瘤微環(huán)境成分復(fù)雜，由多種細胞和蛋白質(zhì)組成，它既為腫瘤生長提供有利條件，同時也具有內(nèi)分泌功能［16]，分泌大量的生長因子和細胞因子［17-18]。微波消融治療在腫瘤原位滅活的同時，能夠在一定程度上改變腫瘤微環(huán)境，研究顯示［19]微波消融治療非小細胞肺癌術(shù)后第1、3天，第1個月患者血清血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）較術(shù)前降低，研究發(fā)現(xiàn)NO及其限速酶iNOS與腫瘤生長關(guān)系密切，腫瘤細胞釋放到腫瘤微環(huán)境的NO能夠促進腫瘤的生長，而VEGF能促進腫瘤血管生長。微波消融術(shù)后腫瘤微環(huán)境中VEGF、iNOS濃度降低，進一步抑制了腫瘤的生長。此外，部分研究表明［20]微波消融術(shù)還能增強抗原提呈細胞（APC），T細胞和NK等免疫細胞的活性，增加IL-12、IFN-γ、TNF-α等正向免疫因子的含量，從而提高腫瘤放療和化療療效［21]。增強機體抗腫瘤功能［22-23]，對機體的免疫狀態(tài)具有正向調(diào)節(jié)作用。

3 微波消融治療腫瘤對淋巴細胞免疫功能的影響

微波消融術(shù)中，細胞膜脂質(zhì)層的流動性因高溫而增強，從而使腫瘤抗原暴露幾率增加或特異性腫瘤抗原決定簇發(fā)生改變，腫瘤的抗原性也隨之增強，這有利于機體產(chǎn)生抗體和補體與腫瘤抗原結(jié)合，促進機體內(nèi)抗原提呈細胞（APC）攝取后遞呈給CTL發(fā)揮殺滅腫瘤的作用［24]。

細胞毒性溫度下（＞43℃）的熱療能直接導(dǎo)致腫瘤細胞死亡，釋放腫瘤內(nèi)部抗原誘導(dǎo)機體正向腫瘤免疫反應(yīng)［25]。而原有的腫瘤抗原決定簇的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，二者都可被機體免疫系統(tǒng)識別成為新的抗原。因此，經(jīng)滅活的腫瘤細胞沒有了腫瘤的活性而只保留了抗原性，從而形成“瘤苗”［26]，機體產(chǎn)生的抗體和補體與“瘤苗”結(jié)合，能誘導(dǎo)特異性細胞毒性T細胞（CTL）的增殖和分化，增強機體細胞免疫功能［27]。

淋巴細胞浸潤入微波消融后的腫瘤組織可能不僅是一種純粹的炎癥反應(yīng)，而是由消融后的壞死組織引起的一個積極的抗腫瘤的免疫反應(yīng)。研究報道顯示［8]在對有多個結(jié)節(jié)的肝癌患者的其中一個結(jié)節(jié)進行微波消融后，在未經(jīng)微波消融的結(jié)節(jié)標(biāo)本中檢測到廣泛浸潤的免疫細胞，包括T淋巴細胞、自然殺傷細胞（NK）細胞和巨噬細胞，而且免疫細胞體積變大。這表明對肝癌進行微波消融引起的免疫反應(yīng)對遠處未治療的腫瘤存在一定影響，其原因可能是在治療和未治療的腫瘤組織中存在相似的抗原，會誘導(dǎo)相同的細胞免疫應(yīng)答。研究還發(fā)現(xiàn)，微波消融治療肝癌后免疫細胞浸潤數(shù)量隨時間變化。HAN等［28]連續(xù)動態(tài)觀察肝癌患者微波治療前及治療后30 d內(nèi)T淋巴細胞及亞群的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療前后CD20+含量無明顯差異；而CD68+數(shù)量較術(shù)前升高且在術(shù)后第3天達到最高值，CD3+、CD45RO+、CD56+在術(shù)后17 d達到峰值。電子顯微鏡觀察顯示，治療后T淋巴細胞和巨噬細胞內(nèi)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)數(shù)量，以及巨噬細胞內(nèi)的次級溶酶體數(shù)量均較治療前明顯增多，說明這些免疫細胞的功能明顯增強［29]。

4 微波消融治療腫瘤對機體免疫因子的影響

腫瘤細胞自身能分泌抑制性免疫因子，熱消融治療后腫瘤組織凝固性壞死，從而降低了腫瘤微環(huán)境或整個機體中腫瘤細胞分泌免疫抑制因子的水平，使機體的免疫系統(tǒng)能正常地識別和殺滅腫瘤組織。例如，可溶性白細胞介素2受體（sIL-2R）是一種由腫瘤細胞分泌的細胞因子，它能中和活化T淋巴細胞分泌的IL-2，起到封閉因子的作用，降低腫瘤患者機體的IL-2水平。相關(guān)研究報道顯示多種熱消融方式（包括微波和射頻消融）治療后患者的sIL-2R與熱消融前對比顯著降低［30]。

抗腫瘤細胞因子在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用，而微波消融對腫瘤細胞因子也會產(chǎn)生影響。例如，IL-2促使T細胞增殖及產(chǎn)生細胞因子，其中，干擾素γ（IFN-γ）可直接抑制腫瘤細胞增殖；腫瘤壞死因子α（TNF-α）可直接殺傷腫瘤細胞，并抑制血管內(nèi)皮細胞遷移從而間接抑制腫瘤細胞的增殖；IL-12可誘導(dǎo)機體產(chǎn)生IFN-γ，IFN-γ可通過強化腫瘤細胞的免疫原性而發(fā)揮抗腫瘤作用。GARDINI等［31]報道，輔助性T淋巴細胞在整個肝癌免疫過程中處于核心位置，IL-12、干擾素γ（IFN-γ）、和腫瘤壞死因子α（TNF-α）主要由輔助T細胞1（Th1）細胞分泌，IL-4和IL-10主要由輔助T細胞2（Th2）細胞分泌，機體Th2細胞因子表達下降時稱為Th1/Th2型偏移，而Th1細胞因子表達下降時稱為Th2/Th1型偏移。Th1/Th2型偏移時，IL-12、IFN-γ、和TNF-α發(fā)揮主要抗腫瘤作用。Th2/Th1型偏移時，IL-4和IL-10發(fā)揮主要抗腫瘤作用［32]。

血清轉(zhuǎn)化生長因子β1（TGF-β1）屬于表皮生長因子（EGF）家族中的成員，通過與腫瘤細胞上EGF受體結(jié)合后發(fā)揮其生物效應(yīng)，能夠引起細胞內(nèi)某些原癌基因轉(zhuǎn)錄因子激活。腫瘤微環(huán)境中，TGF-β1由多種細胞（包括腫瘤細胞，免疫細胞，纖維母細胞等基質(zhì)細胞）分泌，其主要功能是促進上皮細胞間葉化轉(zhuǎn)變/間葉細胞上皮化轉(zhuǎn)變（EMT/MET），抑制中晚期腫瘤細胞凋亡，從而促進腫瘤細胞增殖，同時也有較強的促血管生成作用［33]。人類肝癌細胞由于負(fù)反饋機制失調(diào)能夠分泌大量的TGF-β1，TGF-β1通過調(diào)節(jié)肝癌組織相關(guān)血管內(nèi)皮細胞生長，抑制機體的多種抗腫瘤免疫效應(yīng)，是腫瘤細胞逃逸機體免疫系統(tǒng)的監(jiān)視與殺傷的一個重要機制，在腫瘤發(fā)生過程中起著關(guān)鍵性作用。微波消融治療腫瘤后機體免疫狀態(tài)在一定程度上得到改善，是微波消融導(dǎo)致TGF-β1等體液因子出現(xiàn)一系列的變化。BEDOSSA等［34]在研究中發(fā)現(xiàn)，微波消融一周后TGF-β1明顯低于治療前的水平。曹興國等［35]在研究原發(fā)性肝癌患者微波消融治療前后腫瘤TGF-β1的變化時發(fā)現(xiàn)，與微波消融前比較，微波消融后2周患者TGF-β1濃度顯著下降。而TGF-β1濃度的下降能在一定程度上解除腫瘤的免疫抑制效應(yīng)。

5 微波消融治療腫瘤后機體熱休克蛋白的變化

熱休克蛋白（HSP）是生物體或離體培養(yǎng)細胞在應(yīng)激狀態(tài)下產(chǎn)生的一組特殊的蛋白質(zhì)，在微波消融熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用下，腫瘤組織合成HSP。HSP從腫瘤細胞中釋放后可以有效激活處于靜態(tài)的APC，啟動機體抗腫瘤免疫反應(yīng)。另外，HSP能夠介導(dǎo)腫瘤抗原的交叉啟動［36]。交叉啟動是細胞外HSP與腫瘤抗原結(jié)合的能力被內(nèi)在化并呈遞給APC上的主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類分子（MHCI）類分子，從而有效激活針對腫瘤抗原的CTL的過程。研究顯示，HSP不是凋亡中的腫瘤細胞產(chǎn)生的，而是壞死后的腫瘤細胞裂解出來的［37]，而且交叉啟動效應(yīng)也因壞死腫瘤細胞裂解物的產(chǎn)生而增強，而早期凋亡的腫瘤細胞沒有這種效應(yīng)［38]。

樹突狀細胞（DC）是目前發(fā)現(xiàn)的體內(nèi)功能最強的APC［39]，微波消融后“瘤苗”誘導(dǎo)（DC）成熟的能力與腫瘤細胞產(chǎn)生的HSP相關(guān)［40]。相關(guān)研究報道［40]顯示HSP的生成被抑制時，小鼠胸腺瘤細胞裂解物誘導(dǎo)DC成熟的途徑也隨之被阻斷。雖然HSP是壞死的腫瘤細胞裂解后釋放出來的，但也有證據(jù)表明處于凋亡狀態(tài)的腎癌、鱗狀細胞癌和胰腺癌細胞也可以增強DC的活性，說明HSP的生成方式和功能因癌細胞病理類型的不同而存在差異［41-42]。這些腫瘤特征的差異并不是沒有意義的，因為熱消融可以根據(jù)溫度和消融時間來決定腫瘤細胞是壞死還是凋亡來調(diào)控HSP的釋放。已有研究探討溫度、時間等熱消融有關(guān)的因素與對腫瘤細胞殺傷之間的關(guān)系［43]，在40～42.5℃之間腫瘤細胞數(shù)量隨消融時間的延長下降不明顯，在43～47℃這一溫度區(qū)間腫瘤細胞數(shù)量隨消融時間上升呈指數(shù)下降。這些因素的綜合效應(yīng)決定腫瘤細胞處于存活、凋亡、還是壞死狀態(tài)，從而有效調(diào)控HSP的釋放。

6 微波消融治療腫瘤對機體紅細胞免疫功能的影響

紅細胞免疫是機體免疫的重要組成部分。主要免疫作用有：（1）清除循環(huán)免疫復(fù)合物；（2）充當(dāng)輔助滅活因子促進補體活化，增強吞噬細胞的功能；（3）通過CD58+、CD59+與輔助性T細胞的CD2+粘附激活T淋巴細胞免疫功能，亦能與B細胞作用，促使B細胞增值、分化，產(chǎn)生免疫球蛋白；（4）促進淋巴細胞產(chǎn)生IFN-r，促進淋巴細胞轉(zhuǎn)化，使培養(yǎng)液中IgG、IgA的含量增加［44]；（5）對自體和異體抗原具有識別功能，且能儲存抗原［45]。WANG等［46]研究表明肝癌患者存在繼發(fā)性紅細胞功能障礙，紅細胞免疫復(fù)合物花環(huán)形成率明顯升高，而紅細胞補體C3b受體花環(huán)形成率明顯降低；而在微波消融治療腫瘤14 d后，患者紅細胞免疫復(fù)合物花環(huán)形成率降低至正常水平，說明微波消融后機體紅細胞免疫功能得到恢復(fù)。

7 總結(jié)及展望

微波消融術(shù)作為一種治療腫瘤的熱消融方法，具有操作簡便、消融徹底等優(yōu)點，同時也可通過影響腫瘤微環(huán)境、淋巴細胞、免疫因子、HSP、紅細胞等改善機體的免疫功能，提高機體的抗腫瘤能力。微波消融治療腫瘤的免疫效應(yīng)還可以與腫瘤的免疫治療（包括過繼免疫細胞、注射免疫增強劑、免疫檢查點阻斷等）相結(jié)合，實現(xiàn)更好的腫瘤治療效果。但是，關(guān)于微波消融產(chǎn)生免疫效應(yīng)的機制研究仍未完善，對不同類型及部位的腫瘤免疫效應(yīng)的差異仍不明確，相關(guān)免疫療法的劑量及用法等方面都需要開展更加深入的研究?？偠灾?，微波消融引起的多種免疫效應(yīng)具有廣闊的研究與應(yīng)用前景，這些關(guān)于免疫效應(yīng)機制的研究為腫瘤的臨床治療新方法的探索提供了有價值的參考依據(jù)。