蔡殊凡1,2 , 危文俊1,2 , 周雨萌2,3 , 单诚洁1 , 张庆华1 , 李英帼1 , 郭典1 , 尹永智1
1. 兰州大学
2. 中科院近代物理研究所
3. 兰州理工大学
免疫逃逸是指癌细胞通过激活免疫检查点通路来抑制机体免疫应答,逃避效应T细胞杀伤的过程,也是部分癌症难以治愈的主要原因之一。PD-1/PD-L1通路是免疫逃逸的重要通路之一,随着免疫疗法成为近年来的研究热点,国内外针对PD-1/PD-L1通路开展了大量研究,PD-L1也成为了未来最具应用前景的免疫疗法靶点之一。目前免疫疗法的治疗效率依然较低,难以满足癌症治疗的需求,结合常用的癌症治疗手段,例如免疫疗法与放射治疗联用,将成为未来癌症治疗的新思路。但是,目前相关研究仍存在许多问题,关于电离辐射影响肿瘤细胞PD-L1表达的研究较少,特别是重离子辐射相关的研究还未见报道。针对以上问题,本研究利用兰州重离子加速器产生的80MeV碳离子束和X射线装置产生的X射线对黑色素瘤(92-1)、非小细胞肺癌细胞(A549)、胃癌(HGC27)三种细胞系进行照射,并利用实时定量PCR和Western blot技术对细胞中PD-L1的转录和蛋白水平进行检测。研究发现,碳离子和X射线辐射都可以显著使不同肿瘤细胞系PD-L1的mRNA和蛋白水平表达升高,但是,在剂量效应和时间效应上仍存在不同。在剂量响应方面,碳离子辐射对PD-L1表达的影响比X射线更显著,并且在0.5-4Gy的剂量范围内,PD-L1蛋白的表达呈线性增长,而X射线在2Gy的剂量之后,随剂量增加PD-L1蛋白的表达上升趋势变缓。在时间效应方面,碳离子和X射线辐照对PD-L1表达水平的影响具有相似性,都是在照射后0-24h无明显上升,而在24h之后持续性上升。以上研究结果表明,电离辐射可以显著促进肿瘤细胞内PD-L1水平的表达,重离子的效应比X射线更为显著,这可能与重离子的传能线密度(LET)和相对生物学效应(RBE)更高有关。本研究也表明,普通放疗或重离子放疗过程中,射线会促进肿瘤细胞PD-L1蛋白表达升高,可能增加肿瘤细胞免疫抑制能力。因此,放射治疗联合免疫疗法可以抑制辐射诱发的肿瘤细胞免疫逃逸,增加肿瘤的控制率。