放射神经外科专栏
世界华人神经外科协会放射神外专委会主办
第29期
本文题目:脑转移瘤的形成和立体定向放射治疗联合免疫治疗的系统评估本文作者:王宽宇
作者单位:首都医科医院伽玛刀中心
脑转移瘤患者免疫治疗的使用与总生存期的改进相关，在免疫治疗期间或前后一个月对脑转移瘤患者进行立体定向放射治疗似乎并不能提供比单独使用立体定向放射治疗更好的局部控制效果，但可能在不增加放射坏死率或出血率的情况下为黑色素瘤脑转移患者提供更好的脑部远距无病生存期。
摘要简介：肿瘤的颅内转移是一个复杂的过程，其中涉及到免疫细胞和小胶质细胞参与。立体定向放射治疗（SRT）和免疫治疗（IT）被普遍认为可以增加免疫反应，但是它们的关联性尚未进行过有效的前瞻性研究。
材料和方法：两名审稿人对截至年9月的研究论文进行了系统的回顾，分析了脑转移瘤患者在SRT后有或无IT的患者的总生存期、局部（mLRF）和脑部远距（mBRF）中位无病生存期。
结果：共纳入了14项研究，其中11项为黑色素瘤，3项为肺癌。结果显示，SRT-IT联合治疗较之单纯SRT治疗的患者具有更好的OS、mLRF和mBRF，如果在IT之后较短时间给予SRT，则mBRF会更好。各组之间没有发现更高的放射性坏死率和出血率。
结论：结果表明，SRT与IT联合治疗黑色素瘤是安全的，并且可以提供更好的BRF，表明脑部有淋巴细胞免疫反应。在肺癌脑转移瘤中尚未发现改善趋势。
1.脑免疫能力与脑转移过程
1.1介绍
脑转移瘤（BM）形成的机制尚不清楚，免疫系统和免疫细胞在这一机制中的作用也有待澄清。在本研究中，我们首先回顾了与中枢神经系统(CNS)免疫和BM形成过程有关的最基本和最新的知识，在最相关的文献出版物的基础上，对比SRT结合免疫疗法和不结合免疫疗法（IT）对局部和脑部反应的影响，进行了系统的综述。
1.2脑部免疫力
目前对于脑免疫的认识仍处于探索阶段，由血脑屏障调控的交换控制以及外周和中枢免疫系统之间矛盾的多重相互作用是当前研究的重点课题。
周边免疫系统：全身的循环免疫细胞能够响应各种神经炎症刺激而从脑血管迁移到血管周围空间和脑实质中，白细胞和巨噬细胞前体（单核细胞）是全身免疫系统中参与大脑免疫相互作用的主要参与者，在健康状态下，多余的大脑单核细胞位于血管周围区域、脉络丛和脑膜中，当内皮细胞分泌诸如CSF-1（集落刺激因子-1）和MCP-1（单核细胞趋化蛋白-1）等分子时会促进这些细胞富集。白细胞通常保留在内皮和星形细胞末端之间的血管周围空间中，即在血脑屏障内部，通常情况下除非存在高度炎症现象，否则不会越过脑实质的屏障。
中枢神经系统免疫系统：实质性炎性细胞以星形胶质细胞和小胶质细胞衍生的巨噬细胞为代表。通过对中枢神经系统巨噬细胞的研究发现，小胶质细胞参与了中枢神经系统原发性肿瘤（例如脑胶质瘤）和脑转移瘤的发展，这一过程源于生长因子和生存因子的表达、血管生成的刺激和细胞外基质的重塑。在慢性炎症状态下，无论是否源于肿瘤过程，小胶质细胞的慢性活化会导致“小胶质细胞过度活化”，继之以“小胶质细胞退化”然后直至凋亡。
1.3从循环肿瘤细胞到转移瘤
由实体肿瘤细胞进入循环系统最终形成脑转移瘤是一个多步骤过程，目前尚未完全掌握这一机制。该机制主要包括以下几部分：
肿瘤细胞停在小血管中：由于高血流量的存在肿瘤细胞通常无法停留在大动脉内部，而只能停留在低流量的血管（例如毛细血管）中。Lorger等通过将不同的乳腺癌细胞系接种到小鼠颈动脉中并通过免疫组织化学追踪这些细胞，从而完善了这一知识，在注射后的前两天，作者仅在脑毛细血管和毛细血管后小静脉中观察到肿瘤细胞，而在毛细血管前血管中没有发现肿瘤细胞。
从毛细血管和小静脉到血管周围空间：在肿瘤细胞停止到小血管内部之后，有三种不同的机制解释了肿瘤细胞通过内皮穿越到血管周围空间的主要方式。第一种机制是最“机械的”，在高度侵袭性肿瘤细胞系的情况下，可以通过体内实验观察到这些细胞可通过血管内增生引起的机械性扩张而侵入脑实质（图1a）；第二种机制常见于在直接粘附后能够穿过内皮的单个肿瘤细胞（大多数为侵袭性较低的细胞），随后肿瘤细胞可能具有与巨噬细胞类似的行为模式（图1b）；第三种机制是通过粘附于循环单核细胞进入血管周围空间（图1c）。对这些机制的研究仍处于初步阶段。
图1a
免疫细胞激活：研究表明当肿瘤细胞开始外渗的时候，星形胶质细胞开始激活，这一过程能够在肿瘤细胞附近释放MMP9，从细胞外基质中释放促血管生成和生长因子，从而促进肿瘤细胞的增殖。大约5天时间后可以观察到围绕肿瘤细胞的小胶质细胞的活化，这种激活不受任何类型的免疫缺陷的影响并且持续存在于肉眼可见的脑转移瘤中。
其他疗法对免疫细胞活化的影响：Berghoff等研究了接受糖皮质激素治疗、全脑照射或两者皆有的患者的脑转移瘤病例，尽管患者数量不多，但先前描述的脑部病变周围的细胞反应没有因为不同疗法而改变。
2.脑转移瘤与免疫治疗
2.1介绍
在针对转移性黑色素瘤的免疫疗法的五个代表性的III期临床试验中（伊匹单抗、纳武单抗、派姆单抗等），74％不符合入组规定的病人的两个最常见的原因是表现状态ECOG≥2和活动性脑转移（占总患者的22％）。然而，脑转移发展是癌症发展的一个步骤，并一直导致较低的存活率，全脑照射能够改善总生存期，但与局部治疗联合时（神经外科或立体定向照射）并没有改变总生存期。
随后我们进行了系统的综述，以了解使用SRT结合免疫疗法和不结合免疫疗法（IT）治疗后实体肿瘤脑转移的局部和脑部远距无病生存模式，从而试图找到临床效果与某些先前生物学概念之间的对应关系。
2.2方法
首先提出了一项系统评价，以评估仅采用SRT相对于SRT和IT联合（SRT-IT）治疗的实体肿瘤脑转移后的局部和脑部远距无复发生存率。
入选标准为前瞻性或回顾性研究，将SRT与SRT-IT以及对照组的首要或次要目标为局部控制和/或脑部远距控制进行比较，I至III期研究均被允许，SRT-IT毒性结果的研究也包括在内。排除标准如下：病例报告、评论文章、荟萃分析、摘要、脑转移瘤手术报告以及仅涉及SRT或IT的研究。无论研究结果如何均进行比较SRT-IT不同时机的选择。
表1参考文献检索自四个数据库
在每项研究中，我们提取了原发肿瘤、DSGPA评分、患者数量、IT类型（CTLA-4或PD-1/PDL-1抑制剂）、RT类型（WBRT或SRT）、中位总生存期（mOS）、局部中位无病生存期（mLRF）、脑部远距无病生存期（mBRF）以及每组的p值。在呈现OS、LRF和BRF生存曲线而未明确给出中位数的研究中，我们使用图形方法定义中位数生存期。为此我们使用了WebPlotDigitalizer软件。
2.3结果
我们在PubMed、ScienceDirect、CochraneWiley和Embase中进行的MeSH搜索返回了份参考文献，其中32份重复。剩下的份中两位审稿人从标题和摘要中选出了44个。经过全文审查后，其中九个被保留。通过检查这些文章的参考文献，其他5篇研究被认为符合我们的评论资格，总共包括14篇原始论文。图2给出了完整的研究选择过程和排除原因，所有研究均为回顾性研究。没有III期临床实验。十一篇论文专门涉及黑色素瘤的脑转移，三篇论文主要或仅涉及肺癌。表2列出了比较SRT与SRT-IT的研究结果（八项研究）。表3给出了分析SRT-IT组中时间影响的研究结果（10项研究）。
图2文献搜索和研究选择过程的流程图
表2SRTvsSRT-IT
表3免疫输注和SRT治疗的时间
2.3.1SRT与SRT-IT比较
共有十项研究比较了SRT和SRT-IT组，七项研究仅包括黑色素瘤脑转移，一项研究了肺癌、黑素瘤、乳腺癌、肾癌和结肠直肠癌等的脑转移，一项研究了肺癌和黑素瘤的脑转移，另一项仅涉及了NSCLC。九项研究描述了OS，七项描述了BRF和LRF结果，七项报告了放射性坏死率（RN），两项报告了出血率（HR）。
总生存期在这10项研究种有4项研究结果显示，经SRT和IT联合治疗的患者的中位总生存期较仅接受SRT治疗的患者显著改善。这四项研究并未定义将患者视为SRT-IT组成员的SRT与IT之间的最大延迟时间，并且有三项没有报告SRT与IT之间的延迟的数据。在其他六项研究中，总生存期未发现显著差异。
局部无复发生存期对于LRF生存期的结果是具有异质性的。在七项描述LRF生存期的研究中，有四项在两组之间没有发现显著差异；其他三项研究均未达到中位数，也未显示差异。Acharya等人的研究（）描述了SRT-IT组的LRF存活率明显提高；Patel等人得出相反的结果，SRT组的LRF存活率更高。
脑部远距无复发生存期7项研究给出了有关BRF生存的结果，mBRF范围从2.6到24个月不等，其中只有一例显示mBRF有显著改善：SRT-IT组14个月，SRT组3.3个月，p0.。Lanier等（）以原发性肺癌为主的一项研究发现了一个矛盾的结果，发现SRT的mBRF未达到（超过24个月），而SRT-IT的mBRF则为10个月，p0.01。
毒性在SRT组中放射坏死（RN）的范围为0％至20.9％，而在SRT-IT组中为0％至33.3％。SRT的颅内出血范围为0.83％至30％，SRT-IT的范围为0％至28％。在研究RN的六篇论文和研究HR的三篇论文中，均未显示两组之间存在显著差异。
2.3.2SRT-IT组的时间选择
对于SRT和IT的关联，有9项研究评估了SRT和IT之间的时间间隔对OS、LRF、BRF、RN和/或HR作为主要或次要结果的影响。在同时进行SRT-IT（在IT输注之间）或从IT进行之后短暂延迟（在大多数研究中最长4周）的亚组中，观察到的mOS值比延迟时间更长的SRT-IT亚组好。在两项研究中mOS的改善显著，为20-26个月对比6-16个月。六项研究显示了BRF生存结果，有四项研究显示，在同时/短延迟亚组中的mBRF，三项表现出显著改善，一项研究显示了相反的结果。此外在Skrepnik等人的研究中显示，如果在IT输注之间进行SRT，则mBRF优于之前或之后。LRF，RN和HR的差异均无统计学意义。
3.讨论
在这项工作中，我们指出了到达大脑的肿瘤细胞与免疫系统之间存在的某些相互作用，这些关系主要由血脑屏障介导，尤其是由内皮层介导，通过调节粘附分子的表达来调节整体脑部炎症状态。基于立体定向照射是脑转移的标准治疗方法之一，它可以增加抗原释放并诱导受体表达，从而增强抗CTLA-4疗法的功效。因此我们提出了这项系统的综述，以更好地了解SRT和IT之间的协同作用是否是主要作用，并且在临床实践中必须考虑到这种协同作用的存在。
研究表明免疫疗法可改善多种原发肿瘤的总体生存率，但生理免疫反应和对免疫疗法的反应与原发肿瘤的类型高度相关。然而，尽管原发肿瘤的功能不同，存在脑转移的患者OS均显著降低。在II期临床研究中发现，抗CTLA-4治疗（ipilimumab）在大约一半的脑转移患者中显示出免疫反应。值得注意的是，有研究发现，用PD-1抑制剂和RT治疗的黑色素瘤BM患者的OS优于NSCLC和RCC，提示通过靶向治疗和检查点阻断抗体的联合可以改善脑转移患者的OS（与标准化疗相比）。
在我们的综述中通过对脑转移过程和脑免疫系统的文献的回顾提出了IT和SRT联合对LRF的影响，但我们的系统综述得出的结果却令人困惑：只有六项研究探索了LRF，其中一项研究提出了SRT-IT组的LRF明显优于SRT组，另一个结果相反，SRT-IT组的LRF较差。因此，我们没有足够的证据证明SRT与IT结合治疗黑素瘤脑转移可以改善SRT的疗效，并且我们也没有间接证据证明围绕BMs的免疫反应理论的要素。然而，有一点必须谨慎考虑，这六项研究中有三项仅使用SRT的12个月局部控制率非常低（43–68％），明显低于其他评估不同肿瘤类型的BM局部控制的临床试验。
在对BRF的研究中发现了更令人
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