传统放射疗法被认为是一种 “原位疫苗接种” 治疗,通过肿瘤细胞裂解释放肿瘤特异性抗原,从而刺激抗肿瘤免疫。FLASH RT 是一种超高剂量率的放射疗法(剂量率 ≥ 40 Gy s-1),被认为可以提高治疗效果,并降低正常组织的毒性。放疗+CART细胞治疗会产生什么样的效果呢?
2月5日,《Nature Cancer》期刊发表了题为FLASH radiation reprograms lipid metabolism and macrophage immunity and sensitizes medulloblastoma to CAR-T cell therapy 的文章,研究发现,与标准放射疗法相比,FLASH放射疗法能重编程肿瘤巨噬细胞的脂质代谢,使其向促炎表型转变,从而增强CAR-T细胞浸润,提高髓母细胞瘤对CAR-T细胞疗法的敏感性。
小鼠髓母细胞瘤 MB 模型中,10 Gy 的 FLASH RT 和标准 RT 均显著延长了动物的生存期约 50%。单细胞 RNA 测序分析显示,FLASH RT 照射的肿瘤中,CD8a(细胞毒性 T 细胞的标志物)、CD80 和 CD86 (T 细胞激活的共刺激受体)等基因表达上调,表明 FLASH RT 具有潜在的抗肿瘤促炎作用。
FLASH RT 在体外实验中主要通过以下两种方式诱导促炎性 Mϕ 表型:增强 M1 样 Mϕ 的产生和功能,以及恢复 T 细胞功能。
FLASH RT 能够增加 CD80+ 促炎性 Mϕ 的数量,并且提高促炎细胞因子 IL-1β 和 TNF 的表达,这些变化表明 FLASH RT 促进了巨噬细胞向促炎的 M1 表型极化。还可以降低免疫抑制性分子 精氨酸酶 1 (Arg1) 的表达。
FLASH RT 能够恢复被 M2 样 Mϕ 抑制的 T 细胞增殖 和 T 细胞活化标志物 CD25 的表达,表明它可以逆转 M2 样 Mϕ 对 T 细胞功能的抑制,从而促进 T 细胞的活化和增殖。
PPARγ 是一个重要的转录因子,在 Mϕ 的免疫抑制性 M2 极化 中起关键作用。FLASH RT 通过抑制 PPARγ 的表达及其相关的免疫抑制机制,减少了巨噬细胞的免疫抑制功能。
与标准放射疗法 (RT) 相比,FLASH RT 显著减少了巨噬细胞(Mϕ)中 PPARγ 的表达。具体而言,在 M1 条件下,标准 RT 使 PPARγ 表达增加 51.1%,而 FLASH RT 仅增加 1.8%,且不影响 PPARα 或 PPARδ 的表达。
FLASH RT 诱导较少的免疫抑制相关基因表达,如 Mrc1 和 Arg1,同时诱导更多免疫刺激相关基因表达,如 Cd86、Il1b (IL-1β) 和 Tnf (TNF),特别是在 M1 刺激条件下。这表明 FLASH RT 促使转录组发生变化,向更促炎和更少抗炎的状态转变。
进一步实验表明,FLASH RT 通过抑制氧化酶的表达和减少 活性氧 (ROS) 的产生,有效地减少了氧化低密度脂蛋白 (oxLDL) 的生成,从而抑制了 PPARγ 的活性。这种机制解释了 FLASH RT 如何减少巨噬细胞的免疫抑制作用,并促进抗肿瘤免疫反应。
FLASH RT 通过增强 CAR-T 细胞 的肿瘤浸润、促进其活化和功能以及克服肿瘤对免疫疗法的抵抗,显著提高了 GD2 CAR-T 细胞疗法的治疗效果,使其成为一种有潜力的肿瘤免疫联合治疗策略。
FLASH RT 能够显著提高 CAR-T 细胞 向肿瘤的浸润能力,而标准放射疗法 (RT) 没有这种效果。体内生物发光成像显示,接受 FLASH RT 治疗的小鼠,其肿瘤内 CAR-T 细胞 的数量明显增加,同时增强内源性 T 细胞和 CAR-T 细胞向肿瘤的浸润。更能刺激浸润的 CAR-T 细胞 表达干扰素-γ (IFNγ),还能减少浸润的 CAR-T 细胞 中增殖标志物 Ki67 表达的降低。且不影响浸润的 CAR-T 细胞 中程序性细胞死亡蛋白 1 (PD1) 和 Tim3 这两个 T 细胞耗竭相关标志物的表达。
在髓母细胞瘤 (MB) 小鼠模型中,单独使用 GD2 CAR-T 细胞疗法并不能显著延长动物的生存期,FLASH RT 与 GD2 CAR-T 细胞疗法 的联合治疗显著延长了动物的生存期,效果优于单独的 FLASH RT 或 GD2 CAR-T 细胞疗法。
在同基因神经胶质瘤小鼠模型中,FLASH RT 与 GD2 CAR-T 细胞疗法的联合治疗也显著改善了动物的生存期并抑制了肿瘤生长。
最后总结,FLASH放射疗法能重编程肿瘤巨噬细胞的脂质代谢,使其向促炎表型转变,从而增强CAR-T细胞浸润,提高髓母细胞瘤对CAR-T细胞疗法的敏感性。其机制可能与FLASH放射疗法抑制氧化低密度脂蛋白生成和PPARγ活性有关,而标准放射疗法则通过ROS依赖性途径激活PPARγ。FLASH放射疗法联合CAR-T细胞免疫疗法有望成为治疗小儿髓母细胞瘤的一种很有前景的策略。

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