通过靶向肿瘤相关巨噬细胞增强放疗远位免疫效应的研究

Radiotherapy promotes the production of tumor-specific T cells, which inhibit the growth of non-irradiated tumors (abscopal effect). We previously demonstrated that after local tumor irradiation, newly inoculated tumors outside the irradiation field grew more slowly, but the growth of formed tumors outside the field were not influenced, indicating that local immunosuppressive factors weaken abscopal effect and it may contribute to the clinically minimal abscopal effect. Tumor-associated macrophage (TAM) can directly inhibit the immune function of T cells and contributes to abnormal tumor vasculature, which prevents the effective tumor infiltration of immune cells. There has been no report on the effect of TAM inhibition on abscopal effect. Colony stimulating factor-1 (CSF-1) is the major cytokine for TAM differentiation and survival, which maintains TAM in the immunosuppressive M2 status. This project will use CSF-1 receptor inhibitor to target TAM and explore its possible ability to augment abscopal effect. The mechanistic studies will focus primarily on the direct effect of TAM over T cells and secondarily on tumor vascular normalization.

放疗可促进机体产生肿瘤特异性T细胞，抑制照射野外瘤灶生长(远位效应,abscopal effect)。我们前期发现：局部肿瘤照射后，照射野外接种的肿瘤成瘤明显延迟，但放疗时照射野外的已成形瘤灶生长却不受影响，提示照射野外已成形瘤灶具备免疫抑制因素削弱远位效应，可能是临床远位效应不明显的原因。肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophage, TAM)可直接抑制T细胞免疫功能并参与形成不正常的肿瘤血管，对免疫细胞进入瘤内造成障碍。抑制TAM促进远位效应尚未见报道。集落刺激因子-1(Colony stimulating factor-1,CSF-1)是TAM分化和生存的主要细胞因子，使TAM处于免疫抑制的M2型状态。本课题拟通过CSF-1受体抑制剂调控TAM，以TAM对T细胞的直接抑制作用为主要切入点，兼顾肿瘤血管正常化，探究该抑制剂增强放疗远位免疫效应的可能性和机制。

目的：既往报道发现消融性大分割放疗（HFRT）联合免疫治疗可发现照射野外病灶的消退。放疗引起照射野外的肿瘤消退的效应称为远位效应。我们的前期研究发现在放疗前接种双侧肿瘤，仅对其中一侧肿瘤单独使用HFRT，并不能显示出放疗对另一侧肿瘤的控制作用，即未见确切的治疗性远位效应；放疗前接种一侧肿瘤，对该侧肿瘤行HFRT，可发现放疗后接种的另一侧肿瘤生长受抑制，即可见放疗的预防性远位效应。研究证实干扰素刺激基因（STING）通路在放疗引发的抗肿瘤效应及放疗联合免疫检查点抑制剂诱发的远位效应中均发挥了重要的作用。此外，肿瘤相关巨噬细胞（TAM），特别是M2型在肿瘤微环境中起免疫抑制作用，而集落刺激因子-1受体(CSF-1R）对巨噬细胞的增殖和分化有重要影响。因此预防性远位效应的产生的可能机制及CSF-1R抑制剂靶向TAM是否可增强这一效应成为此研究进一步探讨的方向。..方法：1.对MC38肿瘤细胞行不同剂量单次辐照，在放疗后不同时间点行western-blotting检测、qPCR检测STING通路的激活。2.建立MC38肿瘤模型，分组后行不同方案HFRT辐照，在放疗完成后取肿瘤组织行western-blotting检测STING通路的激活。在放疗完成后的不同时间点取脾脏和肿瘤组织行流式细胞学检测，检测骨髓来源细胞（包括TAM）和T细胞的变化。3.建立B16F10/MC38/CT26皮下移植瘤模型，多肿瘤模型验证HFRT的预防性远位效应，并在MC38模型中分别通过STING抑制剂及STING敲除小鼠探讨STING对预防性远位效应的影响；在MC38及CT26模型模型中予CSF-1R抑制剂进一步探讨靶向TAM是否可增强该效应。..结果：12Gy是诱导STING通路激活的最有效的单次剂量，12Gy×3f的分割方式优于12Gy×1f和23.5Gy×1f。放疗前接种的三个肿瘤行模型均提示HFRT可诱发小鼠预防性抗肿瘤效应。且预防性远位效应可能主要依赖于肿瘤细胞内STING的激活，CSF-1R抑制剂可通过靶向TAM来增强HFRT的预防性抗肿瘤效应。..结论：预防性远位效应可能依赖于肿瘤细胞内STING通路的激活。在放疗完成后应用CSF-1R抑制剂靶向TAM可增强HFRT诱导的预防性远位效应。