【綜述】免疫檢查點分子影像學及其在結(jié)直腸癌診斷與治療中的價值

據(jù)2015中國癌癥統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，我國2015年癌癥新發(fā)429.2萬，死亡281.4萬[1]。結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，患病率和病死率逐年上升，早期診治能夠明顯改善患者的預后[1]。目前，結(jié)腸鏡是診斷CRC的金標準，不同影像檢查方法診斷CRC各有其優(yōu)勢和局限性?；谶z傳和表觀遺傳特征的生物學標志物分子影像學檢查逐漸成為診斷腫瘤的新方法[2,3]。腫瘤免疫學是近年來腫瘤領(lǐng)域研究的熱點之一，隨著腫瘤學、免疫學及分子生物學的交叉滲透，*發(fā)展迅速，免疫檢查點通路技術(shù)取得了重大突破[4]。筆者對免疫檢查點在結(jié)直腸癌中的作用及其分子影像學進展進行綜述。

一、免疫檢查點

正常機體免疫系統(tǒng)的監(jiān)測功能能夠識別腫瘤細胞*的抗原，發(fā)生抗腫瘤的免疫應(yīng)答，進而清除腫瘤細胞或抑制其生長速度，其中T淋巴細胞發(fā)揮著主導作用。T淋巴細胞通過接受信號及第二信號刺激，表達一系列激活性和抑制性受體來調(diào)控免疫平衡。一方面維持對自身抗原的免疫耐受，避免過強的免疫反應(yīng)造成自身免疫疾??；另一方面通過負反饋免疫反應(yīng)，避免過度的刺激造成機體的自我損傷[5,6]。免疫檢查點是這些調(diào)控過程中的免疫抑制信號，是免疫系統(tǒng)中至關(guān)重要的抑制性通路，具有保護機體避免過度免疫激活而損害正常組織的生理功能，但同時也為腫瘤創(chuàng)造了避開免疫監(jiān)視的機會。目前，已知的免疫檢查點包括程序性死亡蛋白-1（programmed death protein 1，PD-1）/程序性死亡配體-1（programmed cell death ligand 1，PD-L1）/程序性死亡配體-2（programmed cell death ligand 2，PD-L2）、細胞毒T淋巴細胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4）/CD80/CD86、T細胞受體（T cell receptor，TCR）/淋巴細胞活化基因3（lymphocyte activation gene 3，LAG3）[7]，其中PD-1/PD-L1是腫瘤產(chǎn)生免疫性抵抗的關(guān)鍵通路，在腫瘤免疫逃逸中發(fā)揮著重要作用。

PD-1是由288個氨基酸構(gòu)成的免疫球蛋白超家族Ⅰ型跨膜蛋白，定位于人類的2號染色體上，因其是一個負性調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的受體，被認為與細胞的凋亡相關(guān)，從而被命名為程序性死亡因子[8]。PD-1在多個類型的細胞中廣泛表達，包括活化的T淋巴細胞、B淋巴細胞、單核細胞、巨噬細胞以及宿主組織細胞等[9]，主要參與T細胞功能的調(diào)控。PD-1與PD-L1結(jié)合向T細胞內(nèi)傳遞抑制信號，通過抑制T細胞的活性，調(diào)節(jié)效應(yīng)T細胞對腫瘤細胞的效應(yīng)，誘導并維持T細胞對腫瘤細胞的免疫耐受，使得腫瘤避開免疫監(jiān)視，達到免疫逃逸[5]，從而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展及復發(fā)轉(zhuǎn)移。PD-1與PD-L1常常在腫瘤細胞或腫瘤微環(huán)境中高表達，在非小細胞肺癌的腫瘤組織中，CD8+T細胞PD-1的表達遠高于外周血中單核淋巴細胞中的表達[10,11]；在惡性黑色素瘤、乳腺癌、淋巴瘤、胃癌等腫瘤細胞表面亦存在PD-1分子表達的上調(diào)，且其表達水平與某些腫瘤的預后相關(guān)[12,13,14,15,16]。

在CRC中，免疫檢查點通路也與其腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。Shi等[17]報道，PD-L1在CRC腫瘤細胞（HCT116細胞系）中高表達，且其與腫瘤細胞的級別、TNM分級具有顯著相關(guān)性；PD-L1表達陽性的患者生存期較短，多變量分析顯示，PD-L1的表達是CRC預后的獨立性因素，且與腫瘤細胞的增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移相關(guān)。CRC的發(fā)生發(fā)展與腫瘤細胞的免疫逃逸密切相關(guān)[18]。腫瘤細胞與其微環(huán)境存在著相互作用，微環(huán)境中存在著大量的免疫細胞和細胞因子，構(gòu)成了腫瘤局部微環(huán)境的免疫系統(tǒng)，可以監(jiān)視、識別、消除惡變的腫瘤細胞，達到免疫清除的作用，但少數(shù)未被消滅的腫瘤細胞與免疫系統(tǒng)相持，此時腫瘤的免疫原性被重新塑造，一些對免疫識別至關(guān)重要的分子缺失或改變，使得腫瘤細胞逃避免疫系統(tǒng)的攻擊、清除，進一步發(fā)展為臨床可以檢測的實體腫瘤，此現(xiàn)象即為腫瘤的免疫逃逸。因此，免疫檢查點的調(diào)節(jié)作用對維持機體免疫平衡具有重大意義，探索其作用機制，有望對其相關(guān)疾病做出明確診斷。

二、結(jié)直腸癌的常規(guī)檢查方法

目前，我國結(jié)直腸癌的篩查方法采用序貫篩查法，即高危因素問卷調(diào)查結(jié)合免疫法糞便隱血檢查（fecal occult blood，F(xiàn)OB），陽性者進行腸鏡檢查。雖然進行FOB檢查可在一定程度上減少CRC的患病率和病死率，但其敏感度較低；腸鏡雖為診斷CRC的金標準，但缺乏一定的順應(yīng)性，且腸鏡難以通過嚴重狹窄的腸腔，還存在檢查盲區(qū)，檢查存在一定的失敗率及漏診率。李其龍等[19]對同一縣內(nèi)4個行政村的40~74歲人群進行優(yōu)化序貫篩查，并同時完成結(jié)腸鏡檢查，結(jié)果顯示，共2 607名研究對象完成篩查，檢出結(jié)直腸癌20例，進展期腺瘤85例，非進展期腺瘤271例，非腺瘤息肉141例，提示優(yōu)化序貫篩查方案診斷敏感度和特異度較高，但仍有進一步優(yōu)化的必要和空間。

影像學檢查能夠彌補傳統(tǒng)結(jié)腸鏡的不足，痛苦小且不受腸管狹窄程度的限制，能夠觀察整段結(jié)腸的形態(tài)學改變。早期采用的影像方法為鋇灌腸（barium enema，BE），隨著技術(shù)的發(fā)展，CT和MRI逐漸在CRC的診斷及評價中普及。蔡香然等[20]以病理結(jié)果為金標準，BE、CT及MRI診斷CRC的敏感度分別為96.9%、96.2%和97.1%，CT和MRI對結(jié)直腸癌T分期診斷的準確度分別為73.1%和82.9%。因此，BE是CRC的基本影像檢查方法，CT和MRI是BE必要的補充手段。Neri等[21]報道，對可疑CRC患者行CT檢查，29例患者外科手術(shù)發(fā)現(xiàn)30個CRC病灶及2個降結(jié)腸缺血性病灶，CT檢出所有病灶，而結(jié)腸鏡漏診10個CRC病灶，CT檢查CRC的敏感度及特異度分別為100%及96%，而結(jié)腸鏡的敏感度及特異度分別為56%及92%；另外，CT能夠同時發(fā)現(xiàn)CRC肝轉(zhuǎn)移瘤，對于直徑2~5 cm的肝轉(zhuǎn)移瘤，CT平掃的敏感度及特異度分別為100%及43%，CT增強掃描的敏感度及特異度均為100%。盡管在部分腸管腔內(nèi)存在糞便殘留，但通過CT結(jié)腸仿真內(nèi)窺鏡觀察，并結(jié)合三維重組、多平面重組等技術(shù)，仍能夠?qū)⒛c管管壁的病灶與殘留糞便鑒別。由此可見，CT結(jié)腸檢查能夠提供較完整的信息，為結(jié)直腸癌手術(shù)定位及肝轉(zhuǎn)移瘤的治療提供解決方案，但對于早期病變及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的正確分期較困難，對于腸道準備不充足者仍存在一定的影響。

隨著技術(shù)的進步，MRI克服以往胃腸道蠕動和呼吸運動的影響，應(yīng)用于CRC的檢查中，由于MRI具有較高的分辨率，對結(jié)直腸壁各層結(jié)構(gòu)顯示清晰，并能夠顯示腫瘤與周圍筋膜及鄰近器官的細節(jié)，因此被*為診斷結(jié)直腸癌T分期的檢查方法[22]。應(yīng)用于結(jié)直腸癌N分期時，多采用淋巴結(jié)直徑作為是否侵及的標準，10 mm界值具有較高的特異度但敏感度較低，淋巴結(jié)大小與腫瘤良惡性之間并無明確的相關(guān)性。有學者將淋巴結(jié)形態(tài)的不規(guī)則性及信號強度不均勻性作為判斷淋巴結(jié)是否受侵的指標，診斷敏感度及準確度分別為97%~98%及80%~85%[23]。另外，MRI診斷肝轉(zhuǎn)移瘤的準確度高于CT增強掃描，采用肝細胞特異性對比劑，能夠?qū)RC肝轉(zhuǎn)移瘤診斷的準確度提高至92.5%~93.8%[24]。PET-CT診斷CRC術(shù)前分期及轉(zhuǎn)移具有一定價值，但并無明確的標準*將PET-CT作為常規(guī)檢查應(yīng)用于臨床。因此，不同的影像檢查方法均具有其優(yōu)勢及局限性，在CRC術(shù)前評估中需綜合多項檢查進行全面評價。

三、分子影像學在結(jié)直腸癌免疫檢查點中的應(yīng)用

近年來，結(jié)直腸癌中多采用腫瘤標本活檢及固定免疫組織化學分析的方法[25]，檢測腫瘤免疫檢查點的表達，并預測哪些腫瘤可以在*中受益，進而評估腫瘤*的效果。但腫瘤具有異質(zhì)性，且免疫檢查點分子的表達是動態(tài)和異質(zhì)的，固定免疫組織化學分析可能無法提供充足及準確的信息，而分子成像可以提供關(guān)于受體表達水平的幾乎實時的信息，監(jiān)測腫瘤進展中免疫檢查點分子的表達水平，作為個體化治療的指導。因此，PD-1單克隆抗體的實驗和臨床應(yīng)用研究備受關(guān)注，使用PET和光學成像等*性成像技術(shù)檢測免疫檢查點分子水平，作為患者免疫診療的分層依據(jù)具有廣泛應(yīng)用前景。

黑色素瘤的免疫檢測點診斷和治療研究較為成熟，也為結(jié)直腸癌以及其他多種*的臨床應(yīng)用研究提供了理論依據(jù)和實踐指導。Chatterjee等[26]報道，采用64Cu對鼠抗PD-1單克隆抗體進行放射性標記后的PET成像顯示，64Cu攝取與PD-L1表達具有強相關(guān)性（r=0.997，P<0.05），且采用64Cu對臨床批準的PD-1抗體進行放射性標記后，可以利用PET成像直接觀察其在體內(nèi)的分布，在注射64Cu標記的抗體后1 h內(nèi)即可檢測到PD-L1的表達；另外，使用111In標記PD-L1抗體，可以作為單光子發(fā)射計算機體層成像檢測PD-L1表達的探針，同樣可以觀察111In標記的*藥物在體內(nèi)的分布及水平。因此，PET及單光子發(fā)射計算機體層成像能夠?qū)崿F(xiàn)PD-L1特異性核素顯像，從而實現(xiàn)快速、敏感且*地檢測不同腫瘤中PD-L1的表達水平。

CRC治療方案的選擇取決于腫瘤的分期，早期者大多采用局部切除的方法且能夠獲得較高*[27]。T3期中、低位直腸癌或淋巴結(jié)陽性者需要結(jié)合術(shù)前放*以及額外的輔助治療，Ⅳ期CRC通常采用化學治療的方法，針對分子生物學指標的靶向治療效果并不樂觀[28]。隨著免疫檢查點在多種腫瘤中的應(yīng)用，*成為研究的熱點。魏少忠和胡勝[29]總結(jié)了抗腫瘤*在CRC中的作用以及各種免疫檢查點抑制劑在CRC中應(yīng)用的新進展，顯示*在CRC中有望取得較好療效，而通過檢測免疫檢查點的表達即能夠評價*的效果；但此方法受分子生物學標志物選擇的限制，仍存在一定的局限性。如果能夠選擇合適的分子探針，對靶向免疫檢查點進行PET或單光子發(fā)射計算機體層成像，或制備其他分子成像方法特異性顯像的探針，將會為分子影像學在免疫檢查點中的應(yīng)用拓展更廣闊的前景。

四、小結(jié)與展望

免疫檢查點在結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展及治療中發(fā)揮著重要作用，然而對其進行的檢測以及評估*效果仍有一定困難，分子影像學有望發(fā)揮重要作用，但檢查方法仍有待完善。隨著分子探針的研究及分子影像學成像技術(shù)的發(fā)展，對于免疫檢查點的檢測、*效果的監(jiān)測及靶外不良反應(yīng)機制的探索會更加成熟，進而有助于分子影像學在結(jié)直腸癌免疫檢查點中發(fā)揮更大作用。

文章來源：中華放射學雜志, 2018,52(2) : 155-157

作者：賈玉琳 姜慧杰