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據2015中國癌癥統計的數據顯示，我國2015年癌癥新發429.2萬，死亡281.4萬[1]。結直腸癌（colorectal cancer，CRC）是消化系統常見的惡性腫瘤，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各有其優勢和局限性。基于遺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，免疫治療發展迅速，免疫檢查點通路技術取得了重大突破[4]。筆者對免疫檢查點在結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
正常機體免疫系統的監測功能能夠識別腫瘤細胞*的抗原，發生抗腫瘤的免疫應答，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造成自身免疫疾病；另一方面通過負反饋免疫反應，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控過程中的免疫抑制信號，是免疫系統中至關重要的抑制性通路，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，但同時也為腫瘤創造了避開免疫監視的機會。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是腫瘤產生免疫性抵抗的關鍵通路，在腫瘤免疫逃逸中發揮著重要作用。
PD-1是由288個氨基酸構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，因其是一個負性調節免疫反應的受體，被認為與細胞的凋亡相關，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細胞功能的調控。PD-1與PD-L1結合向T細胞內傳遞抑制信號，通過抑制T細胞的活性，調節效應T細胞對腫瘤細胞的效應，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視，達到免疫逃逸[5]，從而促進腫瘤的發生發展及復發轉移。PD-1與PD-L1常常在腫瘤細胞或腫瘤微環境中高表達，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，且其表達水平與某些腫瘤的預后相關[12,13,14,15,16]。
在CRC中，免疫檢查點通路也與其腫瘤的發生發展密切相關。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、侵襲與轉移相關。CRC的發生發展與腫瘤細胞的免疫逃逸密切相關[18]。腫瘤細胞與其微環境存在著相互作用，微環境中存在著大量的免疫細胞和細胞因子，構成了腫瘤局部微環境的免疫系統，可以監視、識別、消除惡變的腫瘤細胞，達到免疫清除的作用，但少數未被消滅的腫瘤細胞與免疫系統相持，此時腫瘤的免疫原性被重新塑造，一些對免疫識別至關重要的分子缺失或改變，使得腫瘤細胞逃避免疫系統的攻擊、清除，進一步發展為臨床可以檢測的實體腫瘤，此現象即為腫瘤的免疫逃逸。因此，免疫檢查點的調節作用對維持機體免疫平衡具有重大意義，探索其作用機制，有望對其相關疾病做出明確診斷。
二、結直腸癌的常規檢查方法
目前，我國結直腸癌的篩查方法采用序貫篩查法，即高危因素問卷調查結合免疫法糞便隱血檢查（fecal occult blood，FOB），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，但缺乏一定的順應性，且腸鏡難以通過嚴重狹窄的腸腔，還存在檢查盲區，檢查存在一定的失敗率及漏診率。李其龍等[19]對同一縣內4個行政村的40~74歲人群進行優化序貫篩查，并同時完成結腸鏡檢查，結果顯示，共2 607名研究對象完成篩查，檢出結直腸癌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，但仍有進一步優化的必要和空間。
影像學檢查能夠彌補傳統結腸鏡的不足，痛苦小且不受腸管狹窄程度的限制，能夠觀察整段結腸的形態學改變。早期采用的影像方法為鋇灌腸（barium enema，BE），隨著技術的發展，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例患者外科手術發現30個CRC病灶及2個降結腸缺血性病灶，CT檢出所有病灶，而結腸鏡漏診10個CRC病灶，CT檢查CRC的敏感度及特異度分別為100%及96%，而結腸鏡的敏感度及特異度分別為56%及92%；另外，CT能夠同時發現CRC肝轉移瘤，對于直徑2~5 cm的肝轉移瘤，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存在糞便殘留，但通過CT結腸仿真內窺鏡觀察，并結合三維重組、多平面重組等技術，仍能夠將腸管管壁的病灶與殘留糞便鑒別。由此可見，CT結腸檢查能夠提供較完整的信息，為結直腸癌手術定位及肝轉移瘤的治療提供解決方案，但對于早期病變及淋巴結轉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。
隨著技術的進步，MRI克服以往胃腸道蠕動和呼吸運動的影響，應用于CRC的檢查中，由于MRI具有較高的分辨率，對結直腸壁各層結構顯示清晰，并能夠顯示腫瘤與周圍筋膜及鄰近器官的細節，因此被推薦為診斷結直腸癌T分期的檢查方法[22]。應用于結直腸癌N分期時，多采用淋巴結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，淋巴結大小與腫瘤良惡性之間并無明確的相關性。有學者將淋巴結形態的不規則性及信號強度不均勻性作為判斷淋巴結是否受侵的指標，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，能夠將CRC肝轉移瘤診斷的準確度提高至92.5%~93.8%[24]。PET-CT診斷CRC術前分期及轉移具有一定價值，但并無明確的標準推薦將PET-CT作為常規檢查應用于臨床。因此，不同的影像檢查方法均具有其優勢及局限性，在CRC術前評估中需綜合多項檢查進行全面評價。
三、分子影像學在結直腸癌免疫檢查點中的應用
近年來，結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免疫治療中受益，進而評估腫瘤免疫治療的效果。但腫瘤具有異質性，且免疫檢查點分子的表達是動態和異質的，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于受體表達水平的幾乎實時的信息，監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用研究備受關注，使用PET和光學成像等無創性成像技術檢測免疫檢查點分子水平，作為患者免疫診療的分層依據具有廣泛應用前景。
黑色素瘤的免疫檢測點診斷和治療研究較為成熟，也為結直腸癌以及其他多種腫瘤治療的臨床應用研究提供了理論依據和實踐指導。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的分布，在注射64Cu標記的抗體后1 h內即可檢測到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標記的免疫治療藥物在體內的分布及水平。因此，PET及單光子發射計算機體層成像能夠實現PD-L1特異性核素顯像，從而實現快速、敏感且無創地檢測不同腫瘤中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的*[27]。T3期中、低位直腸癌或淋巴結陽性者需要結合術前放化療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用，免疫治療成為研究的熱點。魏少忠和胡勝[29]總結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中應用的新進展，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即能夠評價免疫治療的效果；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用拓展更廣闊的前景。
四、小結與展望
免疫檢查點在結直腸癌的發生、發展及治療中發揮著重要作用，然而對其進行的檢測以及評估免疫治療效果仍有一定困難，分子影像學有望發揮重要作用，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的發展，對于免疫檢查點的檢測、免疫治療效果的監測及靶外不良反應機制的探索會更加成熟，進而有助于分子影像學在結直腸癌免疫檢查點中發揮更大作用。
文章來源：中華放射學雜志, 2018,52(2) : 155-157
作者：賈玉琳 姜慧杰
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