在上次的分享中我们已经初步了解了CD8⁺T细胞以及它在一些常见肿瘤免疫疗法中的作用，那么这一期我们就接着来看一下CD8⁺T细胞在放化疗中扮演着什么样的角色。

放射治疗是一种非常有效的治疗方式，几乎被用于所有癌症的根治及姑息治疗中，它经常与其他治疗方式结合使用，包括手术、化疗以及最近的免疫治疗，以最大限度地对疾病进行控制。放射治疗是一种对肿瘤进行电离辐射(IR)的非侵入性的局部治疗，受辐射的组织中会发生单链DNA和双链DNA断裂。由于癌细胞DNA修复的途径存在缺陷，导致癌细胞对DNA损伤诱导的细胞死亡比正常细胞更敏感，从而使放射治疗可以选择性地损伤癌细胞。

与此相一致的是，经典的放射生物学模型表明，放射治疗会导致肿瘤细胞固有的有丝分裂受阻和肿瘤细胞的死亡。然而，最近的研究强调了辐射调节局部或系统免疫反应的细胞外在机制，并强调了放射治疗与免疫治疗相结合的挑战和前景。在造血干细胞移植前使用低剂量的全身放射治疗，可以创建适合干细胞生存的免疫抑制环境。造血室由造血干细胞、祖细胞和绝大多数先天免疫细胞和获得性免疫细胞组成，由于细胞周期更新很快，很容易受到辐射的影响。因此，即使是低剂量的辐射也足以诱导成熟的NK细胞、T细胞和B细胞以及单核细胞和粒细胞的骨髓干细胞前体细胞的死亡和损伤。历史上，低剂量放射治疗也被用于治疗良性炎症，但疗效一般。进行放射治疗时，通常采用分阶段放射治疗，即连续几天给予小剂量放射治疗，持续时间长达7周，在损伤癌细胞的同时，让正常的组织能有愈合的时间，从而把治疗相关毒性降至最低。当在化疗的同时大面积进行分次放疗时，可能会导致持续几个月的偶发性淋巴细胞减少，这可能会降低抗肿瘤免疫的疗效 。

新出现的证据表明，与低剂量全身放射相比，高剂量局部放射通常会启动或增强抗肿瘤免疫反应，而放射治疗的疗效甚至在一定程度上依赖于宿主的先天免疫和获得性免疫。在过去的十年里，诊断成像和放射治疗技术的进步使得更多的适形治疗能够在更小的体积内进行，而不会影响局部控制。放射治疗技术，包括调强适形放射治疗，已经被证明可以降低治疗在许多疾病部位的毒性，包括降低淋巴细胞减少的风险。此外，在包括立体定向全身放射治疗和立体定向放射外科在内的低分割方法中，都能够在一到五次总体治疗中得到同等或更好的效果，所以该疗法被越来越多地应用于各种疾病部位的治疗上。在生物学上，辐射通过释放肿瘤抗原和危险相关分子模式(DAMP)，如钙网蛋白、ATP和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)诱导免疫原性细胞死亡。DAMPs是一种内源性分子，在细胞死亡过程中释放或暴露，通过与固有免疫细胞上表达的模式识别受体(PRR)结合而产生免疫刺激效应。同时，辐射可通过诱导细胞因子和趋化因子的产生而形成炎性微环境，导致DC细胞、巨噬细胞、细胞毒性T细胞和一些免疫抑制细胞的浸润。释放的DAMPS通过TLR4信号作用于APC，促进肿瘤抗原的有效处理和交叉呈递。成熟的APC可迁移到引流淋巴结，在那里诱导T细胞的激活来启动系统性的抗肿瘤免疫反应。

越来越多的证据表明，放射治疗可以诱导肿瘤特异性CD8⁺T细胞反应，而CD8⁺T细胞反应对于辐射介导的肿瘤消退至关重要。Lee等人使用小鼠B16黑色素瘤模型进行实验，结果显示，消融性低分割放射可诱导CD8⁺T细胞激活和募集依赖的肿瘤显著消退。辐射也被证明可以诱导促进肿瘤特异性CD8+T细胞效应的肿瘤相关树突状细胞的激活。放射治疗的疗效取决于DC和CD8⁺T细胞，而CD4⁺T细胞或巨噬细胞对放射治疗的疗效几乎不产生影响。最近的研究表明，在两种动物模型中，CD8⁺T细胞和干扰素γ在辐射诱导的肿瘤平衡起到重要作用。CD8⁺T细胞的衰竭或干扰素γ的中和会导致肿瘤的再生，而阻断PD-L1会增强CD8⁺T细胞的反应并导致机体产生肿瘤排斥。

伴随着T细胞活化的增加，放疗可以使肿瘤浸润性CD8⁺T细胞的TCR谱系多样化。此外，辐射还增加了MHC-I类分子的表达，促进了新蛋白的产生，有利于新抗原的呈递。另一项研究表明，辐射增加了癌症睾丸抗原的表达，进而促进了T细胞对癌细胞的免疫识别。在最近的一项包含黑色素瘤患者和小鼠黑色素瘤模型的研究中，TCR测序显示高剂量的辐射增加了肿瘤浸润性CD8⁺T细胞的TCR克隆类型的多样性。综上所述，高剂量放疗、CTLA-4阻断和PD-L1阻断这三种治疗方式的联合应用具有最佳的抗肿瘤效果。

放疗还可通过改变肿瘤血管和改善T细胞的归巢来促进肿瘤CD8⁺T细胞的浸润。辐射可诱导促炎环境，包括诱导产生干扰素γ以及许多其他的细胞因子和趋化因子。这会导致不同免疫细胞亚群的浸润，其中就包括CD8⁺T细胞。辐射诱导的趋化因子包括CXCL9、CXCL10、CXCL11和CXCL16，它们与CD8⁺效应T细胞上相应的受体结合，导致T细胞向肿瘤微环境迁移。此外，放射治疗后肿瘤内CXCL10的产生需要I型干扰素的介导。其中，放射治疗诱导的CXCL10表达与瘤内CD8⁺T细胞的数量呈现显著的相关性。

细胞毒性化疗是另一种用于治疗晚期癌症的有效治疗方式，细胞毒性化疗通过诱导肿瘤细胞死亡或抑制肿瘤细胞复制发挥作用。根据其主要作用机制，常规化疗药物可分为以下几类：

1.烷化剂或DNA损伤剂。通过在电负性基团上添加烷基而导致DNA链交联，并导致DNA损伤，诱导细胞死亡(如环磷酰胺和顺铂)。

2.抗代谢药物。通过模仿嘌呤或嘧啶来抑制DNA和RNA的合成(例如5-氟尿嘧啶)。

3.纺锤体毒素。干扰微管功能和有丝分裂纺锤体组装，导致细胞周期停滞(如紫杉醇和紫杉烷)。

4.拓扑异构酶抑制剂。在复制、转录和修复过程中阻止DNA正确解旋(如伊立替康和依托泊苷)。

5.抗肿瘤抗生素。由土壤真菌链霉菌的天然产物制成，通过各种机制发挥抗肿瘤作用，包括DNA嵌入、改变膜流动性和产生氧自由基(如阿霉素和博莱霉素)。

细胞毒性化疗与免疫疗法的结合是几个正在进行的临床试验的主题。

与放射治疗相似，细胞毒性化疗历来被认为是免疫抑制剂，因为大多数化疗药物不加选择地损害细胞分裂，从而影响肿瘤细胞、效应淋巴细胞和天然白细胞的稳态。细胞毒性化疗现在是在进行过继性细胞治疗（如HSCT 和 ACT）之前进行淋巴细胞删除的主要手段。然而，最近的研究表明，选择不同化疗药物也可能影响抗肿瘤免疫。化疗可通过两个主要机制启动或促进抗肿瘤免疫反应。首先，化疗诱导肿瘤细胞的免疫原性死亡。与放射治疗相似，化疗引起的ICD涉及肿瘤抗原的释放和肿瘤微环境中的DAMPs释放。免疫原性化疗相关的DAMPs包括钙网蛋白(CRT)、热休克蛋白HSP70和HSP90、ATP、膜联蛋白A1和HMGB1。不同的药物可能与不同的DAMPs相关，例如，Obeid等人报道称，在蒽环类药物诱导的细胞死亡过程中，CRT暴露于细胞表面并促进其被树突状细胞吞噬，从而导致肿瘤抗原递呈和肿瘤特异性CTL反应。

许多化疗药物的抗肿瘤作用已被证明部分依赖于ICD的诱导。其次，化疗药物可以激活全身免疫功能，某些化疗药物可直接刺激髓系细胞或淋巴系细胞的效应活性。紫杉醇被证明能促进小鼠乳腺癌模型中的DC的成熟和交叉提呈，并增强乳腺癌患者NK细胞的浸润。环磷酰胺已被证明可通过改变小肠微生物群的组成来促进Th17和Th1的记忆反应，而吉西他滨（一种新的胞嘧啶核苷衍生物）则通过恢复DC中有缺陷的肿瘤抗原交叉提呈促进抗肿瘤免疫。最后，细胞毒性化疗也可能通过优先杀伤免疫抑制性的细胞来间接增强抗肿瘤免疫反应。吉西他滨、5-氟尿嘧啶(5-FU)、多西紫杉醇、奥沙利铂和紫杉醇都被证明能大量消耗血源性或肿瘤浸润性的Treg细胞或MDSCs。

在化疗相关的先天或过继免疫细胞中，细胞毒CD8⁺T淋巴细胞被认为是肿瘤消退的重要介质。这些药物的抗肿瘤效果部分甚至依赖于CD8⁺T细胞。在小鼠肉瘤模型中，使用抗CD8⁺抗体去除CD8⁺T细胞后可消除蒽环类药物介导的肿瘤消退作用，这表明CD8⁺T细胞对于蒽环类药物的抗肿瘤效果是不可或缺的。在肺腺癌小鼠模型上，奥沙利铂联合环磷酰胺化疗诱导的抗肿瘤反应依赖于TLR4信号介导的先天免疫反应，最终依赖于CD8⁺T细胞免疫。紫杉醇联合阻断IL-10受体诱导的肿瘤消退也依赖于CD8⁺T细胞。人类乳腺癌的相关研究发现 CD8A 的表达可预测紫杉醇治疗引起的病理完全缓解，并且达到病理学完全缓解 (pCR) 的患者临床结果有所改善。

此外，化疗可诱导肿瘤抗原特异性CTL反应。当化疗诱导肿瘤细胞死亡时，肿瘤相关抗原被死亡的细胞释放，并被APC摄取并呈递给T细胞，进而提高T细胞的反应性，从而促进肿瘤特异性CD8⁺T细胞的增殖。在卵蛋白表达的小鼠间皮瘤模型中，顺铂和吉西他滨已被证明可以放大CTL反应、增强特定抗原表位的呈递。在一例接受吉西他滨和放射治疗的乳腺癌患者中，对血液和TIL中TAA特异性T细胞的TCR-Vβ CD8⁺T细胞的体外分析显示，TAA特异性β⁺T细胞发生明显扩增。与单独接种疫苗相比，达卡巴嗪与多肽疫苗联合接种在黑色素瘤患者中增加了T细胞的抗原库，并诱导了更强的肿瘤反应性。

化疗还可增加CD8⁺T细胞的浸润。某些化疗方案也观察到肿瘤浸润性淋巴细胞的增加，这一现象可以通过诱导癌细胞中趋化因子的表达来解释。达卡巴嗪、替莫唑胺和顺铂均能在体外诱导人黑色素瘤细胞株表达趋化因子CCL5、CXCL9和CXCL10。利用黑色素瘤进行造模的转基因小鼠模型，已经证明了化疗诱导这些趋化因子在肿瘤内的表达能增加T细胞对皮肤肿瘤的浸润。在黑色素瘤患者中，这些趋化因子在化疗敏感的病灶中也是增加的，并与T细胞的浸润以及患者的生存相关。已知蒽环类药物的抗肿瘤作用部分依赖于T细胞免疫反应，它能迅速刺激恶性肿瘤细胞产生I型干扰素。I型干扰素随后触发癌细胞的自分泌和旁分泌信号，导致CXCL10的释放，而CXCL10是CD8⁺T细胞的一种有效的趋化因子。

最后，化疗使肿瘤细胞对CD8⁺T细胞的杀伤作用更敏感。在早期一项将痘苗病毒疫苗与常规化疗相结合的研究中，接种后使用顺铂或环磷酰胺治疗，可使已形成的肿瘤完全消退，这些化疗药物增强了痘苗病毒诱导的肿瘤特异性CD8⁺T细胞的抗肿瘤作用。环磷酰胺化疗还显示，在恶性间皮瘤小鼠模型中，肿瘤细胞对TRAIL依赖的CD8⁺T细胞介导的凋亡敏感。此外，阿霉素、顺铂和紫杉醇可通过增加肿瘤细胞对颗粒酶B的通透性，使肿瘤细胞对CD8⁺T细胞的细胞毒作用敏感。这种作用是由化疗诱导肿瘤细胞表面的甘露糖-6-磷酸受体上调介导的。

虽然大多数研究都集中在化疗对TIL的影响上，但这种互惠关系可能也很重要。最近的一项研究表明，效应性CD8⁺T细胞可以消除卵巢癌成纤维细胞介导的化疗耐药。肿瘤微环境中的成纤维细胞通过释放半胱氨酸和谷胱甘肽来抑制顺铂的治疗效果，这两种物质都被肿瘤细胞用来保护其免受顺铂诱导的细胞凋亡，CD8⁺T细胞通过干扰素γ介导的谷胱甘肽和胱氨酸代谢的改变来恢复顺铂的敏感性。CD8⁺T细胞的存在与卵巢癌患者的化疗反应和生存期呈正相关。同样，在卵巢癌模型中，miR-424被证明通过激活CD8⁺T细胞和减少调节性细胞因子的分泌，直接对肿瘤细胞中PD-L1和CD80的表达进行调节，从而提高化疗的疗效。

包括过继T细胞转移和检查点阻断在内的许多免疫疗法对多种癌症都有效，并能诱导持久的临床反应。但不幸的是，这一结论只能在少数患者身上得到证实。并且在某些癌症组织学中也没有发现这些免疫疗法的任何益处，包括卵巢癌、某些结直肠癌以及胰腺癌。目前的挑战是将“非发炎”肿瘤转变为“发炎”肿瘤，以增加CD8⁺T细胞的浸润，进而增强抗肿瘤效果。科学家和临床医生现在正在寻找实现这一目标的最佳策略。

一种有希望的策略是通过对表观遗传重新编程来增强效应T细胞的运输。效应性T细胞的肿瘤浸润程度与肿瘤内Th1型趋化因子CXCL9和CXCL10的表达水平有关，这两种趋化因子通常受肿瘤细胞中组蛋白的修饰和DNA甲基化的表观遗传抑制。在临床前模型中，利用表观遗传调节剂治疗可以增强肿瘤Th1-趋化因子的产生，增加CD8⁺T细胞肿瘤浸润，增强PD-L1阻断和过继T细胞疗法的抗肿瘤效果。此外，DNA甲基转移酶抑制剂5-氮杂胞苷被证明在几种人类上皮癌中会增加免疫共刺激刺激基因的表达，包括干扰素信号、抗原呈递和细胞因子/趋化因子等。另一种DNA甲基转移酶抑制剂地西他滨也可以增加小鼠卵巢癌模型中趋化因子的产生和CD8⁺T细胞的浸润。表观遗传疗法可能会提高Th-1型趋化因子、IFN信号基因和CD8⁺T细胞的免疫功能，最终增加肿瘤细胞对检查点阻断治疗的敏感性。

另一个有希望的策略是将免疫疗法与放疗或化疗相结合。许多临床前研究已经证明了将传统癌症的治疗方式与免疫治疗相结合的基本科学原理。不幸的是，这项工作的大部分依赖于具有免疫能力的小鼠模型，而啮齿动物和人类在免疫学和癌症生物学之间有重要的区别。免疫疗法与传统癌症疗法的成功结合需要经验的辨别和合理的给药。为了彻底评估免疫疗法与化疗的结合，需要对顺序、时机和化疗药物的选择进行优化。而从放射治疗的角度来看，需要评估和优化剂量、靶点和时机。此外，还需要严格的临床前模型和临床试验，以实现将已经投入临床的有效疗法与突破性的免疫疗法相结合的愿望，通过释放CD8⁺T细胞的潜能，实现对癌症患者的最佳疾病控制和治愈。

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