劉朝蓮 吳宏磊 徐可 綜述 袁澤婷 審校

腫瘤在兩千年前被描述為“癌癥”和“癌”，分別指良性和惡性生長，通常難以治愈，死亡率高，且極易復發(fā)，嚴重影響人們的生活［1］。為了更好地治療腫瘤，除了傳統(tǒng)的如手術、化療等手段之外，近年來還興起了多種新興治療方法，包括免疫治療和微創(chuàng)治療。免疫治療利用機體自身免疫來排除和殺傷腫瘤細胞，具有高選擇性，低不良反應的特點［2］。目前免疫治療主要包括3 類：癌癥疫苗、過繼性T 細胞治療和免疫檢查點阻斷免疫治療［3］。微創(chuàng)治療，是指治療創(chuàng)口較小或無創(chuàng)口的治療策略。目前較為常見的有MRI 微創(chuàng)治療、CT 微創(chuàng)治療、DSA 微創(chuàng)治療、內(nèi)鏡及腔鏡微創(chuàng)治療、消融治療、生物基因治療的微創(chuàng)導入等。其中，光動力治療（photodynamic therapy，PDT）作為消融治療的重要治療方式之一，以其獨特的誘導免疫原性特性備受人們關注。

PDT可誘導腫瘤細胞免疫原性死亡（immunogen?ic cell death，ICD），促進腫瘤細胞殘基中腫瘤相關抗原的釋放，還可進一步增加抗原特異性T 細胞的活化、增殖和浸潤［4］，是目前研究較為廣泛的抗腫瘤微創(chuàng)治療方法之一，通常與免疫治療相結(jié)合以提高其抗腫瘤治療的治療效率。除此之外，也有將PDT、光熱治療（photothermal therapy，PTT）和聲動力治療（so?nodynamic therapy，SDT）等多種微創(chuàng)治療結(jié)合起來應用于抗腫瘤治療的文獻報道［5］。本文也將從PDT 的抗腫瘤機制、PDT 對免疫的影響、PDT 與免疫療法的聯(lián)合治療策略等多個方面，對PDT 與抗腫瘤免疫治療在腫瘤治療中的聯(lián)合應用進行綜述，希望能對后續(xù)PDT抗腫瘤治療研究有所幫助。

1 PDT介導的腫瘤損傷機制

PDT 是由光敏劑在激光照射下產(chǎn)生“光動力”反應而起到抗腫瘤作用的一種治療方法?！肮鈩恿Α敝饕婕肮狻⒐饷魟┮约盎钚匝酰╮eactive oxygen spe?cies，ROS）［6］。在PDT 過程中，光敏劑在腫瘤組織中受到特定波長的光輻照，產(chǎn)生ROS［7］。ROS可直接殺傷腫瘤細胞，包括過氧化物、自由基、離子和單線態(tài)氧等，其在腫瘤細胞的損傷或死亡中起著關鍵的病理作用［8］。目前已知的PDT 介導腫瘤損傷的機制主要包括以下幾種：1）PDT引起氧化應激產(chǎn)生ROS直接導致腫瘤細胞的凋亡和壞死；2）腫瘤相關血管系統(tǒng)被破壞，使腫瘤梗死；3）腫瘤細胞凋亡或壞死，釋放多種促炎因子促發(fā)早期炎癥反應，激活免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生了抗腫瘤免疫［9］。然而，有研究指出，盡管PDT 后會產(chǎn)生免疫刺激，誘導免疫反應，但PDT引發(fā)的抗腫瘤免疫反應并不強大［10］。若將PDT 作為單一療法來治療腫瘤顯然是不足以根除腫瘤。因此也迫切需要探索一些科學的方法和手段來提高PDT 抗腫瘤治療的效率。

免疫治療是一種新興腫瘤治療方法，能激發(fā)或調(diào)動機體的免疫系統(tǒng)，啟動先天免疫和適應性免疫自行攻擊和消滅腫瘤，而不會殺傷正常組織及細胞，并可產(chǎn)生免疫記憶誘導長期免疫［11］。有研究表明，將PDT 與抗腫瘤免疫治療聯(lián)合應用可以進一步提高和改善PDT誘發(fā)的抗腫瘤免疫反應［12-13］；同時還可以促進免疫記憶細胞的活化與增殖，能有效預防腫瘤轉(zhuǎn)移［14-15］，是一種非常有前景的抗腫瘤聯(lián)合治療手段。

2 PDT與抗腫瘤免疫應答

PDT誘導抗腫瘤免疫應答是一個復雜的過程，目前，其機制尚未能完全闡明。多數(shù)研究認為，PDT誘導抗腫瘤免疫是由于PDT在腫瘤部位引起氧化應激后誘導ICD，釋放腫瘤抗原及損傷相關分子模式（damage?associated molecular patterns，DAMPs）而引起的［16-17］。

熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）家族蛋白HSP70、HSP90、高遷移率族蛋白1（high mobility group box 1，HMGB1）、三磷酸腺苷（adenosine-triphos?phate，ATP）和鈣網(wǎng)蛋白（calreticulin，CRT）［18］等DAMPs作為危險信號可被先天免疫細胞識別中和繼而觸發(fā)先天免疫反應［19］，與此同時，樹突狀細胞（den?dritic cells，DC）作為連接先天免疫反應和適應性免疫反應的最有效的抗原呈遞細胞（antigen presenting cells，APCs）［20］，迅速過渡到成熟狀態(tài)并遷移到淋巴結(jié)，并將腫瘤相關抗原（tumor associated antigens，TA?As）呈遞給未成熟的T細胞，使T細胞變成細胞毒性T淋巴細胞（cytotoxic T lymphocytes，CTLs），清除殘留腫瘤細胞，啟動適應性免疫［21］。因此，多數(shù)研究認為免疫原性DAMPs表達很可能是PDT誘導抗腫瘤免疫的重要部分。

在認識到PDT對免疫系統(tǒng)的重要作用后，研究人員愈發(fā)關注與抗腫瘤免疫治療相關的PDT，尤其是與免疫治療的結(jié)合應用。與此同時，為了提高PDT與免疫治療的聯(lián)合治療效率，目前已經(jīng)出現(xiàn)了利用免疫刺激劑來刺激免疫［22］、耗竭免疫抑制因子或建立免疫疫苗來增強免疫等創(chuàng)新性聯(lián)合策略的研究［23-24］。

3 PD與免疫療法的部分抗腫瘤聯(lián)合治療策略

3.1 PDT聯(lián)合免疫佐劑

免疫刺激劑是能夠促進機體免疫的一類物質(zhì)，在增強腫瘤的光免疫治療中起著重要作用，常用作增強癌癥疫苗的佐劑［25］。目前廣泛應用的是激動劑（toll-like receptors，TLRs），如瑞喹莫德（resiquimod，R848）和CpG 寡脫氧核苷酸（CpG oligodeoxynucleo?tide，CpG ODN）等。R848 是一種疏水性的咪唑并喹啉樣分子，可以與免疫細胞高表達的TLR-7/8 結(jié)合，活化APC，上調(diào)共刺激因子CD80和CD86，誘導DC成熟。同時，將其表型從免疫抑制轉(zhuǎn)變?yōu)槊庖咴?。使成熟的DC 分泌促炎因子，調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫反應［26-27］。有研究表明，將R848與PDT聯(lián)用，能有效提高PDT 抗腫瘤治療的效率，現(xiàn)常用于皮膚表面的癌癥［28］。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）已批準R848作為免疫調(diào)節(jié)劑用于皮膚病理學和皮膚癌的臨床治療［29］。CpG ODN是一種具有較強的免疫刺激活性的TLR 激動劑，不同于咪喹莫特，它們可與TLR9 結(jié)合，并促進共刺激分子的表達以及炎性細胞因子的分泌［30］。此外，CpG ODNs 還可直接抑制髓源性抑制細胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）的免疫抑制功能，使其分化為具有抗腫瘤活性的巨噬細胞［31］。目前，已經(jīng)有將CpG ODN 與PDT 有效聯(lián)合應用的研究報道。有研究利用PDT 具有高度免疫原性特點，構建了一種能有效吸附陰離子的CpG 納米級金屬框架用于乳腺癌治療。其為了驗證CpG ODNs與PDT 聯(lián)合治療的治療效果，在該納米金屬框架上共載CpG ODNs 以傳遞CpG 促進DC 成熟，同時建立小鼠乳腺癌模型并對小鼠進行PDT，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠96.6%的腫瘤消退。此外，與對照組相比，PDT與CpG ODNs 聯(lián)合治療的小鼠IFN-a 和IL-6 細胞因子水平增加，主要組織相容性復合體Ⅱ類（major his?tocompatibility complex Ⅱ，MHC-Ⅱ）和共刺激CD86分子的表達升高，表明PDT 和CpG 的有效遞送激活了抗腫瘤免疫，兩者聯(lián)合治療具有協(xié)同抗腫瘤作用，可有效抑制腫瘤生長［32］。

另有其他有效的免疫刺激劑在與PDT 聯(lián)用后表現(xiàn)出十分卓越的抗腫瘤效應，如乳桿菌卡介苗（BCG，TLR-2/4）、咪喹莫特（TLR-7）、分枝桿菌細胞壁提取物（MCWE）等。

3.2 PDT與免疫檢查點阻斷治療

眾所周知，腫瘤的生長與發(fā)展往往伴隨著一個腫瘤免疫抑制微環(huán)境，這個免疫抑制網(wǎng)絡包括調(diào)節(jié)性T細胞（regulatory T，Treg），MDSCs和2型（M2）巨噬細胞，以及免疫抑制細胞因子等［33］。這些抑制分子的上調(diào)或激活，都會產(chǎn)生嚴重的免疫抑制負擔，抑制機體免疫，促進腫瘤生長，影響抗腫瘤治療的治療效率。

免疫檢查點阻斷（immune checkpoint blockade，ICB）治療是逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫抑制微環(huán)境的有效治療方法之一［34］，可通過抑制Treg，活化CTLs來阻斷癌細胞的侵襲［35］。其中，免疫檢查點分子如細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4（cytotoxic T lymphocyte antigen-4，CT?LA-4）、程序性細胞死亡1（programmed death receptor 1，PD-1）或程序性死亡配體1（programmed cell death-Ligand 1，PD-L1）等免疫檢查點分子均被認為是抗癌免疫治療的關鍵治療靶點［36］，是近來ICB治療研究的熱點。

然而，ICB 治療仍然需要面對兩個挑戰(zhàn)性問題，低應答率和免疫相關不良反應（immune-related ad?verse effects，irAEs）［37］，即僅有部分癌癥患者能夠響應ICB 治療［38］。這也使得提高免疫原性和腫瘤T 細胞浸潤成為ICB治療的關鍵之一。有研究認為，PDT可以誘導免疫原性增強腫瘤T細胞浸潤，是一種有效的免疫原性治療，可使腫瘤對ICB 治療敏感，提高腫瘤治療效率［39-40］。Duan 等［41］研究發(fā)現(xiàn)，在PDT 聯(lián)合ICB治療的過程中，PDT在腫瘤中誘導了免疫原性環(huán)境并且可致敏PD-L1 檢查點阻斷治療，納米粒子介導的PDT和ICB聯(lián)合治療不僅可以根治原發(fā)腫瘤，還可以產(chǎn)生全身抗腫瘤免疫。有研究將ICB 與PDT 等免疫原性傳統(tǒng)治療相結(jié)合，可顯著提高腫瘤對檢查點治療的應答率，有效治療腫瘤［41］。因此，盡管ICB治療僅對部分患者有效，但隨著科學研究的深入和科學技術的發(fā)展，ICB仍然是現(xiàn)代免疫療法的重要方法之一，聯(lián)合ICB治療仍然有希望用于增強PDT介導的癌癥免疫治療效率。

3.3 PDT與DC疫苗

在抗腫瘤免疫治療中，抗原交叉表達和強大的抗原特異性CD8+T 細胞免疫反應是影響其治療效率的關鍵因素，為了增強在PDT 過程中產(chǎn)生的抗腫瘤免疫反應，除了上述較為經(jīng)典的聯(lián)合應用策略之外，近年來也出現(xiàn)了很多抗原捕獲、增強抗原表達、增強抗原呈遞以及免疫疫苗等多種免疫增強方法的研究。Zhang等［42］將卵清蛋白（ovalbumin，OVA）作為模型抗原，通過實驗驗證了在激光照射下產(chǎn)生的ROS可顯著增強OVA 抗原的交叉表達效率的可行性。PDT 過程中，ROS 除了刺激釋放DAMPs 作為免疫佐劑促進APCs 成熟之外，還能夠提高CD8+T 細胞生成所需的抗原交叉表達效率。該研究從小鼠脛骨中取出骨髓來源的樹突細胞（bone marrow derived dendrit?ic cells，BMDCs）進行培養(yǎng)，并用抗原納米粒子處理BMDCs，用B16-OVA 細胞培養(yǎng)上清液，刺激未成熟BMDCs，結(jié)果顯示，與加入光敏劑的對照組相比，在激光照射下，抗原納米粒子組的CCR7、CD80 和MHC-Ⅱ的表達顯著提高，進一步證實了ROS對BM?DCs成熟的促進作用。此外，現(xiàn)在的很多抗原捕獲及誘導設計均與DC 相關，并在一定程度上結(jié)合了DC疫苗，這是由于DC 是人體最有效的APC 之一，在活化T細胞啟動免疫治療方面有著重要作用，可吸收細胞外抗原，并通過MHC-Ⅱ分子來激活CD4+T細胞介導的體液免疫；同時，當抗原進入DC細胞質(zhì)后，在蛋白酶體中降解，并以MHC-Ⅰ分子的形式出現(xiàn)，從而產(chǎn)生細胞免疫，誘導抗原特異性CTLs的產(chǎn)生。

不同于傳統(tǒng)疫苗直接引入微生物產(chǎn)生可被人體識別的保護性抗體，癌癥疫苗是將腫瘤細胞暴露于致命的輻射劑量，然后將這些被殺死的腫瘤細胞引入動物體內(nèi)，以期望宿主的免疫系統(tǒng)能夠識別被殺死的腫瘤細胞并產(chǎn)生免疫［43］。其中，PDT產(chǎn)生的細胞裂解物可激活DC，誘導強大的細胞毒性T細胞反應，具有腫瘤特異性，比電離輻射或UV產(chǎn)生的細胞裂解物更有潛力成為癌癥疫苗［44］。目前有將PDT產(chǎn)生的凋亡性腫瘤細胞用作與DC結(jié)合的腫瘤抗原的研究，將PDT 處理的腫瘤細胞作為DC 疫苗，形成PDT-DC疫苗。這種PDT-DC疫苗能有效根除腫瘤，觸發(fā)更強的抗腫瘤預防效應，還能增強T 淋巴細胞反應，是一種較為理想的聯(lián)合治療策略［45］。

臨床研究表明，PDT后在腫瘤內(nèi)注射DC，腫瘤生長受到明顯抑制［46］。Ni 等［47］研發(fā)了一種共載Dox 和Ce6 的納米粒子，利用Dox 的細胞毒性和Ce6 的PDT性質(zhì)有效誘導ICD，以更好地暴露和傳播TAA，這一過程中產(chǎn)生的ROS有望通過模擬炎癥機制的方式招募DC，形成一種原位DC 疫苗用于乳腺癌治療。DC疫苗治療效果較為顯著，小鼠4T1腫瘤生長得到有效抑制，并且除了DC 的有效招募外，小鼠血清中細胞因子水平增加，說明該原位疫苗有效誘導炎癥反應，觸發(fā)了抗腫瘤免疫治療［47］。Korbelika 等［48］利用PDT后的SCCVⅡ細胞制備疫苗，建立小鼠SCCVⅡ腫瘤模型，接種了PDT 疫苗的小鼠，其腫瘤生長明顯減緩。此同時，對小鼠脾細胞MDSCs 水平進行流式檢測，結(jié)果顯示，PDT 疫苗對脾臟中免疫調(diào)節(jié)細胞的數(shù)量均有顯著影響。

綜上所述，PDT治療有望成為治療各種癌癥的一種有效的輔助或主要手段。

4 結(jié)語

PDT能有效激活宿主免疫，包括天然免疫和適應性免疫。臨床試驗表明，PDT 具有較高的有效性，能夠治療癌前病變，能廣泛用于肺癌、食管癌以及皮膚癌等多種癌癥治療，并且無耐受［49］。除此之外，PDT介導的氧化應激和某些光敏劑可能會產(chǎn)生新的、獨特的腫瘤抗原，使PDT 治療的癌細胞比其他方法殺死的癌細胞更具免疫原性。PDT 與免疫治療的聯(lián)合治療也不僅局限于PDT 與某一種單一免疫療法的結(jié)合，更多的將是多種免疫療法的聯(lián)合應用。

在不久的將來，PDT與免疫療法將會更高效的應用于臨床腫瘤治療。為此，進一步應更去了解人體免疫系統(tǒng)，充分利用當代先進的科學技術，深入探索PDT與免疫療法相關的聯(lián)合治療策略。