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免疫损伤可能解释高剂量放疗对肺癌的无效性

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  当谈到使用放疗来抵抗肺癌时,初步的临床研究非常清楚:越多越好。然而,一项大型的3期临床试验发现,高剂量放射治疗的III期非小细胞肺癌患者的总体生存率实际上低于接受低剂量放射治疗的患者。为什么会出现截然相反的结果呢?

  “乍一看,你可能会认为,当你给予更高剂量的辐射时,它的毒性太大:副作用太多而且效果不会超过伤害。但在这项试验中,高剂量和低剂量放射组在3-5级毒性中没有有统计学上的显着差异,而且治疗相关死亡的绝对数量整体上相当小。更有趣的是,肿瘤控制实际上在高剂量组更差, 这不易通过毒性增加来解释,”科罗拉多大学癌症中心研究员、医学院放射肿瘤学系助理教授Sameer K. Nath博士说。

  自2013年该研究结束以来,这一意想不到的发现令研究人员感到烦恼。现在,Nath和CU癌症中心同事的一项新研究提供了一个有趣的答案:归咎于免疫系统。那是因为肺部使用的放射不会停留在肺部。这种放射也会通过肺和心脏来到血液中。然后它们消除了血液中的免疫成分——人体对抗癌症的重要盟友。

  其中一个原因与抗癌放射治疗的工作方式有关。当然,放射线杀死细胞——肿瘤学家试图将辐射聚焦到肿瘤组织上,以便它主要杀死癌细胞。但并非所有癌细胞都会立即死于放射。这些细胞中的许多细胞仅受到损伤,然后被免疫系统通过DNA损伤识别,并消除。

  “在过去的十年中,许多研究支持这样一种观点,即功能性免疫系统在放射治疗造成的DNA损伤后的肿瘤细胞杀伤中发挥关键作用,”Nath说。

  如果放射线会损害免疫系统,这些具有DNA损伤的肿瘤细胞可能会存活并最终逃脱免疫介导的清除。

  “我们的假设是,对免疫系统的更高剂量放疗会导致这些患者的生存率降低,”Nath说。

  为了验证这一假设,Nath及其同事使用复杂的计算机模型来定义治疗期间给予的免疫细胞的估计放射剂量(EDRIC)。然后,他们研究了一批新的患者:EDRIC能否预测2004年至2017年期间在科罗拉多州大学医院接受治疗的117名III期非小细胞肺癌患者的生存率?

  是的,它可以:EDRIC高(7.3 Gy以上)的患者中位数为14.3个月,而EDRIC低(5.1 Gy以下)的患者中位数为28.2个月。

  “我们证明,对免疫细胞的估计放射剂量是肿瘤控制和存活的重要预测指标。事实上,它最终成为最重要的预测因子之一,”Nath说。 “这是一个非常发人深省的发现,因为放射线对免疫系统的影响不是过去该领域所关注的。”

  Nath提醒说,放疗仍然是治疗III期非小细胞肺癌的主要治疗方法,虽然免疫系统的放射剂量可能会减少放疗的益处,但一些临床试验已经确定了这一人群中放疗的明显生存益处。

  “真正令人兴奋的是,现在我们有办法估计这种放射剂量,我们可以将免疫系统视为危险器官,”他说。 “我们认为这是一个可以改变的风险因素。现在我们可以专注于减少剂量的方法,并且这样做,我们将能够最大限度地提高放疗对这些患者的益处。”

  尽管需要更多的工作来确认目前的发现,并确定保护免疫的放射治疗的最佳实践,Nath认为减少放疗的传递时间和限制免疫细胞受损的数量可能是有用的。


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