局部肿瘤的温热治疗 如何诱导抗肿瘤免疫反应的机制?
血液肿瘤科 陈骏逸医师 当将局部肿瘤加热至39-45℃范围内的温度,可以阻止癌细胞的增殖并杀死癌细胞,其对癌细胞之影响的程度取决于加热的温度和暴露在该温度下的时间的组合,它们一起被称之为热剂量。当癌细胞暴露在高温时,会发生一些变化。虽然加热会改变癌细胞膜的特性,导致细胞形态、细胞内钠和钙水平以及膜电位的改变。令人惊讶的是,这些现象都与癌细胞的死亡率没有很好的相关性,因此似乎不是热诱导细胞毒杀性的直接机制。 除了细胞膜外,癌细胞内的二级结构蛋白质被认为是对热最敏感的生物分子,蛋白质的变性可能会介导轻度高温所带来的许多影响。尽管DNA本身在39-45°C的温度下并不会损坏,但由于此时合成酶和聚合酶会变性和聚集,DNA的自身合成和聚合尤其对热更加敏感,这被认为对细胞的健康会有很大的影响。而负责其他重要细胞活动(例如 DNA 修复)的蛋白质功能受损,也可能与此有关。 一般来说,在足够的热剂量给予后,癌细胞会透过坏死(细胞迅速失去膜的完整性)或凋亡(触发程序性的细胞死亡),而每种死亡都有不同的免疫调节活性。 最初,局部温热治疗的目的只是烧掉癌细胞,将肿瘤清除,类似于手术。由于过去已知热剂量与细胞毒杀性之间存在着正相关性,因此人们认为加热温度越高,抗癌效应会越好。然而,在过去的20年里,越来越多的证据表明,加热肿瘤至39-45°C的温度范围,可以带来意想不到的好处,提高抗肿瘤的免疫力,在上述的范围内,不同温度下会发生不同的免疫活化机制(如下图 )。 局部肿瘤的温热治疗会诱导的不同免疫活化机制。 加热癌细胞会增加了 MICA(一种NKG2D 配体)和第一类 MHC 的表面表达,会因此使得癌细胞分别对 NK(自然杀手)细胞和 CD8+ T 细胞的裂解作用,更加敏感。 (B) 加热过的癌细胞会释放 HSP(热休克蛋白),进而活化 NK 细胞和 APC(抗原呈递细胞)。 HSP 含有潜在的肿瘤抗原,当APC 吸收了HSP-抗原复合物,会将其内的肿瘤抗原交叉呈现给 CD8+ T 细胞。 (C) 被加热的癌细胞会释放出外泌体。外泌体含有潜在的肿瘤抗原,当APC 吸收了肿瘤抗原,并将抗原交叉呈现给 CD8+ T 细胞。 (D) 肿瘤中的免疫细胞,例如 NK 细胞、CD8+ T 细胞和树突细胞(DC),也会因为被加热而并被活化。 (E)加热后,肿瘤内的血管系统会变得更具渗透性