研究背景以免疫检查点抑制剂为代表的免疫治疗改变了肿瘤的传统治疗模式,但临床中很多患者对免疫检查点抑制剂单药治疗耐药。研究表明,放疗的加入可以显著增强免疫检查点抑制剂的疗效。放疗能够将受照射部位的肿瘤转化为肿瘤原位疫苗,并通过辐射诱导产生的炎性细胞因子进一步增强免疫反应。放疗与免疫治疗的联合,又称放射免疫治疗（Radioimmunotherapy,iRT）,不仅能够提高受照射部位肿瘤的退缩速率,同时可以增强远处、未受照射肿瘤的疗效,即“远隔效应”。尽管如此,仍然有超过一半的患者不能从iRT中获益。因此,亟需探索新的联合治疗方式来克服免疫治疗抵抗,进一步提高iRT的抗肿瘤治疗疗效。从机制层面分析,放疗后免疫抑制性肿瘤基质形成（如肿瘤相关成纤维细胞等）和肿瘤内免疫抑制细胞募集（如M2型巨噬细胞等）是阻止免疫效应细胞进入肿瘤内发挥作用,导致iRT治疗抵抗的重要因素。临床前研究表明,低剂量放疗通过下调TGF-β、上调M1/M2型巨噬细胞比值,显著增强效应CD4+T细胞和NK细胞浸润以调节免疫抑制性基质,进而提高iRT系统性抗肿瘤作用。回顾性分析显示,高剂量放疗区域附近接受低剂量散射病灶的局部治疗反应有所改善,但是人为给予远隔病灶的低剂量放疗疗效尚未在临床试验中得到验证。此外,由STAT6信号通路激活的M2型肿瘤相关巨噬细胞与放疗抵抗和免疫治疗进展密切相关,传统的STAT6小分子药物难以达到理想的抑制效果。因此,本研究主要从增强抗肿瘤免疫细胞浸润和抑制肿瘤内M2型巨噬细胞两个角度入手,分别利用低剂量放疗和STAT6抑制剂——STAT6反义寡核苷酸（Antisense oligonucleotide,ASO）即 STAT6 ASO,以提高 iRT 疗效。此外,本研究还针对特定肿瘤背景下（如肝转移瘤和多发转移瘤）的iRT疗效提高策略进行了初步探索。第一部分低剂量放疗提高放射免疫疗效的临床研究目的利用低剂量放疗增强抗肿瘤免疫细胞浸润的作用,我们首次采用低剂量与高剂量放疗联合策略,在美国MD安德森癌症中心进行了一项关于高剂量联合或不联合低剂量放疗治疗免疫耐药的晚期肿瘤患者的前瞻性Ⅱ期临床试验（NCT02710253）,以探讨低剂量放疗在提高免疫治疗耐药患者iRT治疗疗效中的重要作用。方法入组条件包括:经病理证实的转移性癌;至少有一个适合放疗的转移性病灶;6个月内出现免疫治疗后疾病进展;ECOG评分0-2;年龄≥18岁。经临床医生评估后,根据患者的放疗方式分为高剂量放疗组和高剂量+低剂量放疗组。高剂量放疗:3-12.5 Gy/分割,总剂量20-70 Gy;远隔病灶的低剂量放疗:0.5-2 Gy/分割,总剂量1-10 Gy。所有患者均给予免疫治疗维持。采用RECIST 1.1和irRC评估治疗反应。疾病控制率定义为完全缓解、部分缓解或疾病稳定,总体缓解率定义为完全缓解或部分缓解。主要研究终点:（1）放疗后4个月疾病控制率或4周后任意时间点总体缓解率≥10%;（2）放疗后3个月内的剂量限制毒性不超过30%。次要研究终点为病灶特异性反应。结果研究共纳入74例患者（非小细胞肺癌38例,黑色素瘤21例）,其中39例接受高剂量放疗,35例接受高剂量+低剂量放疗。中位随访时间为13.6个月。72名可评估患者达到了主要研究终点,4个月疾病控制率为42%,高剂量+低剂量放疗组与高剂量放疗组的疾病控制率分别为47%（16/34）和37%（14/38,P=0.38）;4周后任意时间点总体缓解率为19%,高剂量+低剂量放疗组与高剂量放疗组疾病控制率分别为26%（9/34）和13%（5/38,P=0.27）。3名患者发生≥3级毒性反应。高剂量+低剂量放疗组中,低剂量放疗病灶的局部反应率（53%）显著高于同组（23%,P=0.002）和高剂量放疗组（11%,P＜0.001）中未受照射病灶的反应率。肿瘤组织免疫组化结果显示,低剂量放疗病灶中T细胞和NK细胞浸润显著增多。结论本部分通过前瞻性Ⅱ期临床试验证实,低剂量放疗能够促进抗肿瘤免疫细胞浸润,且安全有效地提高免疫治疗耐药晚期肿瘤患者的iRT疗效。第二部分STAT6 ASO提高放射免疫疗效的基础研究目的利用STAT6抑制剂对M2型巨噬细胞极化的抑制作用,我们首次采用基于反义寡核苷酸的STAT6抑制剂STAT6 ASO联合放疗和免疫治疗,以探讨STAT6 ASO在提高iRT疗效中的重要作用。方法构建三种不同细胞系的双侧肿瘤小鼠肺癌模型,包括LLC、344SQ-P、以及对anti-PD1耐药的344SQ-R细胞系。原发肿瘤（受照射肿瘤）给予大分割放疗（hypofractionated Radiotherapy,hRT）（每次12 Gy,共3次）,继发性肿瘤（远隔肿瘤）不照射,联合STAT6ASO和/或anti-PD1抗体治疗。主要实验技术包括RT-qPCR,流式细胞分析,免疫荧光染色,ELISA,以及NanoString。结果STAT6 ASO联合hRT可明显抑制受照射肿瘤和远隔肿瘤的生长,减少小鼠肺转移发生,并显著延长小鼠生存期。作用机制研究发现,hRT后受照射肿瘤内M2型巨噬细胞增多,hRT+STAT6ASO显著减少肿瘤内M2型巨噬细胞,另外,双侧肿瘤内Th1细胞增多,Treg细胞减少,T细胞和巨噬细胞功能改善,系统性TGF-β水平降低。Anti-PD1抗体的加入,即三联治疗（STAT6 ASO+hRT+anti-PD1）可进一步增强系统性抗肿瘤作用。结论STAT6 ASO能够显著抑制放疗后M2型巨噬细胞发生肿瘤浸润,并有效提高iRT疗效。本研究为免疫治疗耐药患者的替代治疗提供了临床前依据。第三部分其他放射免疫疗效提高策略的初步探索除上述两部分提到的分别利用低剂量放疗和STAT6 ASO提高iRT疗效,针对特定肿瘤背景下的iRT治疗,如肝转移瘤和多发转移瘤,我们分别对利用低剂量放疗提高肝转移瘤iRT疗效和Pulsed-RT提高多发转移瘤iRT疗效进行了初步探索。1.低剂量放疗提高肝转移瘤放射免疫疗效肝脏是人体的免疫豁免器官,肝转移患者免疫治疗疗效差。前期研究表明,低剂量放疗是肿瘤免疫治疗的有效联合治疗策略,能够将免疫抑制型肿瘤微环境重塑为免疫活化型。因此,我们提出利用低剂量放疗提高肝脏iRT疗效的策略。我们首先讨论肝转移治疗面临的挑战以及低剂量放疗增强iRT疗效的临床前和临床研究。然后,重点讨论了靶向肝脏的低剂量放疗联合免疫治疗以克服肝脏免疫抵抗的作用机制,并列举了一例接受T细胞治疗后肝转移进展的患者在肝脏低剂量放疗后病灶完全消失的案例,为肝转移治疗提供了潜在的治疗策略。2.Pulsed-RT提高多发转移瘤放射免疫疗效放疗能够提高抗肿瘤免疫反应,特别是当其与免疫治疗联合时,iRT可以增强免疫记忆效应并重塑肿瘤特异性T细胞群。然而,对多发转移瘤患者进行单次照射不足以实现肿瘤的系统性控制。我们借鉴疫苗接种强化免疫治疗的策略,提出“Pulsed-RT”概念,即单次照射2-4个肿瘤病灶,治疗3个周期,每个周期间隔1个月。我们提出,通过多次暴露于Pulsed-RT产生的肿瘤抗原,扩大肿瘤特异性T细胞受体库,从而提高适应性免疫反应、产生高亲和力肿瘤抗体和免疫记忆性淋巴细胞,最终改善多发转移瘤患者的系统性肿瘤控制。我们通过临床前研究初步证实以上作用机制,未来需要更多临床前及临床研究进一步探索Pulsed-RT在多发转移瘤iRT治疗中的潜在价值。