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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(yù)后[1]。目前，結(jié)腸鏡是診斷CRC的金標(biāo)準(zhǔn)，不同影像檢查方法診斷CRC各有其優(yōu)勢和局限性。基于遺傳和表觀遺傳特征的生物學(xué)標(biāo)志物分子影像學(xué)檢查逐漸成為診斷腫瘤的新方法[2,3]。腫瘤免疫學(xué)是近年來腫瘤領(lǐng)域研究的熱點之一，隨著腫瘤學(xué)、免疫學(xué)及分子生物學(xué)的交叉滲透，免疫治療發(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(xué)進(jìn)展進(jìn)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(xì)胞*的抗原，發(fā)生抗腫瘤的免疫應(yīng)答，進(jìn)而清除腫瘤細(xì)胞或抑制其生長速度，其中T淋巴細(xì)胞發(fā)揮著主導(dǎo)作用。T淋巴細(xì)胞通過接受信號及第二信號刺激，表達(dá)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)造成自身免疫疾病；另一方面通過負(fù)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(hù)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(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4）/CD80/CD86、T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）/淋巴細(xì)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(fù)性調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的受體，被認(rèn)為與細(xì)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(xì)胞中廣泛表達(dá)，包括活化的T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及宿主組織細(xì)胞等[9]，主要參與T細(xì)胞功能的調(diào)控。PD-1與PD-L1結(jié)合向T細(xì)胞內(nèi)傳遞抑制信號，通過抑制T細(xì)胞的活性，調(diào)節(jié)效應(yīng)T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的效應(yīng)，誘導(dǎo)并維持T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的免疫耐受，使得腫瘤避開免疫監(jiān)視，達(dá)到免疫逃逸[5]，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。PD-1與PD-L1常常在腫瘤細(xì)胞或腫瘤微環(huán)境中高表達(dá)，在非小細(xì)胞肺癌的腫瘤組織中，CD8+T細(xì)胞PD-1的表達(dá)遠(yuǎn)高于外周血中單核淋巴細(xì)胞中的表達(dá)[10,11]；在惡性黑色素瘤、乳腺癌、淋巴瘤、胃癌等腫瘤細(xì)胞表面亦存在PD-1分子表達(dá)的上調(diào)，且其表達(dá)水平與某些腫瘤的預(yù)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(xì)胞（HCT116細(xì)胞系）中高表達(dá)，且其與腫瘤細(xì)胞的級別、TNM分級具有顯著相關(guān)性；PD-L1表達(dá)陽性的患者生存期較短，多變量分析顯示，PD-L1的表達(dá)是CRC預(yù)后的獨立性因素，且與腫瘤細(xì)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(xì)胞的免疫逃逸密切相關(guān)[18]。腫瘤細(xì)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(xì)胞和細(xì)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(xì)胞，達(dá)到免疫清除的作用，但少數(shù)未被消滅的腫瘤細(xì)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(xì)胞逃避免疫系統(tǒng)的攻擊、清除，進(jìn)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(jìn)行腸鏡檢查。雖然進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，但缺乏一定的順應(yīng)性，且腸鏡難以通過嚴(yán)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(jìn)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(jìn)展期腺瘤85例，非進(jìn)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(jìn)一步優(yōu)化的必要和空間。
影像學(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)，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(zhǔn)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(zhǔn)備不充足者仍存在一定的影響。
隨著技術(shù)的進(jìn)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(xì)節(jié)，因此被推薦為診斷結(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(biāo)準(zhǔn)，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(xué)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(biāo)，診斷敏感度及準(zhǔn)確度分別為97%~98%及80%~85%[23]。另外，MRI診斷肝轉(zhuǎn)移瘤的準(zhǔn)確度高于CT增強掃描，采用肝細(xì)胞特異性對比劑，能夠?qū)RC肝轉(zhuǎn)移瘤診斷的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)推薦將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(jìn)行全面評價。
三、分子影像學(xué)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(biāo)本活檢及固定免疫組織化學(xué)分析的方法[25]，檢測腫瘤免疫檢查點的表達(dá)，并預(yù)測哪些腫瘤可以在免疫治療中受益，進(jìn)而評估腫瘤免疫治療的效果。但腫瘤具有異質(zhì)性，且免疫檢查點分子的表達(dá)是動態(tài)和異質(zhì)的，固定免疫組織化學(xué)分析可能無法提供充足及準(zhǔn)確的信息，而分子成像可以提供關(guān)于受體表達(dá)水平的幾乎實時的信息，監(jiān)測腫瘤進(jìn)展中免疫檢查點分子的表達(dá)水平，作為個體化治療的指導(dǎo)。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(xué)成像等無創(chuàng)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腫瘤治療的臨床應(yīng)用研究提供了理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。Chatterjee等[26]報道，采用64Cu對鼠抗PD-1單克隆抗體進(jìn)行放射性標(biāo)記后的PET成像顯示，64Cu攝取與PD-L1表達(dá)具有強相關(guān)性（r=0.997，P<0.05），且采用64Cu對臨床批準(zhǔn)的PD-1抗體進(jìn)行放射性標(biāo)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(biāo)記的抗體后1 h內(nèi)即可檢測到PD-L1的表達(dá)；另外，使用111In標(biāo)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(dá)的探針，同樣可以觀察111In標(biāo)記的免疫治療藥物在體內(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、敏感且無創(chuàng)地檢測不同腫瘤中PD-L1的表達(dá)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的*[27]。T3期中、低位直腸癌或淋巴結(jié)陽性者需要結(jié)合術(shù)前放化療以及額外的輔助治療，Ⅳ期CRC通常采用化學(xué)治療的方法，針對分子生物學(xué)指標(biāo)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，免疫治療成為研究的熱點。魏少忠和胡勝[29]總結(jié)了抗腫瘤免疫治療在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(jìn)展，顯示免疫治療在CRC中有望取得較好療效，而通過檢測免疫檢查點的表達(dá)即能夠評價免疫治療的效果；但此方法受分子生物學(xué)標(biāo)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(jìn)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(xué)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(jìn)行的檢測以及評估免疫治療效果仍有一定困難，分子影像學(xué)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(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，對于免疫檢查點的檢測、免疫治療效果的監(jiān)測及靶外不良反應(yīng)機制的探索會更加成熟，進(jìn)而有助于分子影像學(xué)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(xué)雜志, 2018,52(2) : 155-157
作者：賈玉琳 姜慧杰
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