術后復發性腦膠質瘤治療新策略——脈沖式低劑量率再程放療

【摘要】 目的 評估脈沖式低劑量率（PLDR）再程放療聯合貝伐珠單抗及替莫唑胺治療復發性腦膠質瘤的療效。方法 回顧性分析中國科學技術大學附屬第一醫院腫瘤放療科2020年3月—2022年12月收治的51例術后放療后復發的腦膠質瘤患者，其中PLDR放療聯合貝伐珠單抗及替莫唑胺治療組（實驗組）24例，貝伐珠單抗及替莫唑胺治療組（對照組）27例。PLDR再程放療方案為處方劑量DT 50～54 Gy，2 Gy/次，分10個脈沖照射，脈沖間隔時間為3 min，劑量率為0.067 Gy/min，單次治療時長為30 min。放療前后分別檢測外周血CD4⁺和CD8⁺T淋巴細胞水平，放療后1個月復查頭顱核磁共振成像（MRI）評估病灶消退情況，此后每3個月定期復查。結果 與單純內科治療組相比，PLDR組延長中位無進展生存期（PFS）時間（分別為7.9個月和5.9個月，Plt;0.05），且并未顯著增加患者二次放療副反應；PLDR組患者治療后外周血中CD4⁺T細胞（分別為42.62%和33.31%，Plt;0.05）和CD8⁺T細胞（分別為38.53%和26.25%，Plt;0.05）比例均顯著升高。結論 術后放療后復發的膠質瘤患者采用PLDR再程放療聯合貝伐珠單抗及替莫唑胺有助于提高療效并激活機體免疫反應。

【關鍵詞】 復發；膠質瘤；再程放療；脈沖式低劑量率放療

【中圖分類號】 R739.41 【文獻標志碼】 A 【文章編號】 1672-7770（2024）04-0402-05

A new strategy for the treatment of postoperative recurrent glioma： pulse low-dose rate re-radiotherapy ZHOU Peijie， LI Yuntian， BAO Yawei， GUO Danyu， QIAN Zhongrun. Department of Tumor Radiotherapy， The First Affiliated Hospital of USTC， Hefei 230001， China

Corresponding author： QIAN Zhongrun

Abstract： Objective To evaluate the efficacy of pulse low-dose rate（PLDR） combined with bevacizumab and temozolomide in the treatment of recurrent glioblastoma. Methods Fifty-one patients with recurrent glioma after postoperative radiotherapy admitted to the Department of Tumor Radiotherapy， First Affiliated Hospital of University of Science and Technology of China from March 2020 to December 2022 were analyzed retrospectively， including 24 patients in the experimental group treated with PLDR combined with bevacizumab and temozolomide， and 27 patients in the control group treated with bevacizumab and temozolomide. PLDR radiotherapy regimen consisted of a prescription dose of DT 50-54 Gy， 2 Gy/dose， divided into 10 pulse radiation， with the pulse interval time of 3 minutes， a dose rate of 0.067 Gy/min， and a single treatment duration of 30 minutes. Peripheral blood CD4⁺ and CD8⁺T lymphocyte levels were measured before and after radiotherapy. One month after radiotherapy， head magnetic resonance imaging（MRI） was performed to evaluate the regression of recurrent lesions， and patients were evaluated every 3 months thereafter. Results Compared with the chemotherapy group alone， progression free survival（PFS） was significantly improved by PLDR+temozolomide（7.9 months vs 5.9 months， Plt;0.05）. The combined regimen did not significantly increase the incidence of side effects of secondary radiation. The proportion of CD4⁺ T cells（42.62% vs 33.31%， Plt;0.05） and CD8⁺T cells（38.53% vs 26.25%， Plt;0.05） in the peripheral blood of patients in the experimental group was significantly increased. Conclusions The application of PLDR combined with temozolomide in patients of recurrent glioma post-surgery and radiotherapy can improve therapeutic efficacy and activate the immune response of patients.

Key words： recurrence; glioma; recurrent radiotherapy; pulse low-dose rate radiotherapy

基金項目：國家自然科學基金青年科學項目（82102953）

作者單位：230001 合肥，中國科學技術大學附屬第一醫院腫瘤放療科（周培杰，李云天，包婭薇，郭丹玉），神經外科（錢中潤）

通信作者：錢中潤

膠質瘤占所有原發性中樞神經系統腫瘤的32%，占中樞神經系統惡性腫瘤的81%，其中Ⅰ/Ⅱ級和Ⅲ/Ⅳ級分別歸類為低級別和高級別膠質瘤^[1]。現階段的主要治療方案為手術聯合放化療^[2]，但復發率遠高于其他部位腫瘤，中國高級別膠質瘤患者的5年病死率僅次于胰腺癌和肺癌^[3]。針對常規治療后復發的膠質瘤患者，國際尚無標準治療方案。美國國立綜合癌癥網絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南推薦對于較小復發灶，可行再次手術或者采用立體定向放射外科治療^[4]。術后放療后復發患者往往病灶體積大且部位復雜，因此二次手術或立體定向放射外科治療只適合少部分患者。回顧性分析結果顯示，常規放療聯合貝伐珠單抗及替莫唑胺，可延長部分患者的無進展生存時間和總生存時間^[5-6]，但患者此前接受過常規模式放療，再次放療的劑量疊加會導致腦組織嚴重損傷及放射性腦壞死，而單純內科治療緩解率有限，因此膠質瘤患者一旦復發中位生存期僅3～6個月^[1]。

近年來出現的放療新技術——脈沖式低劑量率（pulse low-dose rate，PLDR）有望成為解決上述難點的新途徑。關于PLDR的研究目前尚屬起步階段，臨床數據較為缺乏，國內相關研究甚少。近期的研究顯示，高級別膠質瘤患者采用PLDR放療可提高患者生存率^[7]。但在復發性膠質瘤中，PLDR聯合內科治療是否改善患者生存并保證二次放療的安全性，尚需進一步證實。基于此，本研究回顧性分析2020年3月—2022年12月就診于中國科學技術大學附屬第一醫院腫瘤放療科的51例術后放療后復發且無法耐受二次手術和常規分割模式放療的膠質瘤患者，對部分患者行PLDR再程放療聯合內科治療并評估療效及安全性。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 共納入51例復發膠質瘤患者，其中實驗組PLDR再程放療聯合貝伐單抗及替莫唑胺化療24例，對照組單純貝伐單抗及替莫唑胺化療27例。實驗組24例患者中，男13例，女11例；年齡34～77歲，平均年齡（56±11.5）歲；卡氏功能狀態評分（Karnofsky performance scale，KPS）60～80分；低級別3例（WHO Ⅱ級），高級別21例。對照組27例患者中，男12例，女15例；年齡38～76歲，平均年齡（58±13.2）歲；KPS 60～80分；低級別5例（WHO Ⅱ級），高級別22例。納入標準：（1）病理明確且術后影像學提示完全切除的患者；（2）術后按照標準方案進行輔助放化療；（3）放化療結束后行替莫唑胺輔助化療，28天/周期，6個療程；（4）經過影像學證實復發，且復發時間距首次放療lt;12個月，KPS≥60分。排除標準：（1）術后隨訪資料缺失或不愿進行隨訪者；（2）既往已行常規模式二次放療；（3）合并嚴重基礎病，如極高危高血壓，重度糖尿病、腎功能衰竭等；（4）有腦出血、動脈栓塞等風險；（5）既往已行免疫治療或血管靶向治療者。所有患者均簽署知情同意書。本研究經中國科學技術大學附屬第一醫院倫理委員會審查、批準和監督。

1.2 方法

1.2.1 制定PLDR放療計劃 采用6MV-X線，適形調強放療（Intensity modulated radiation therapy，IMRT）或容積旋轉調強放療（volume rotation intensity modulated radiotherapy，VMAT）技術，GTV為根據定位頭顱計算機斷層掃描（computed tomography，CT）與核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）T₁增強或T₂ FLAIR融合后確定的大體腫瘤靶區，CTV為GTV適當外擴1～2 cm并包括腫瘤周邊水腫區域，PTV為CTV外放0.3 cm。總PLDR外照射劑量50～54 Gy，每周5次放療，每次2 Gy，分10次脈沖給量，每次脈沖間隔3 min，劑量率為0.067 Gy/min，每次治療時間為30 min。對于放療后復發患者，參照Charlie等^[8]關于PLDR計劃的原則推薦的計量限制并參考密歇根大學推薦標準。

1.2.2 內科治療 （1）替莫唑胺同步化療：放療同步化療期間，替莫唑胺75 mg/m²/d；放化療結束后行替莫唑胺輔助化療，150 mg/m²/d，28 d為一周期，6個療程；（2）貝伐珠單抗抗血管治療：按10 mg/kg劑量，每兩周使用1次。

1.2.3 流式分析 （1）收集全血4 mL，使用Ficoll液（SOLARBIO，P9011）分離并利用染色緩沖液（含1%牛血清白蛋白的磷酸鹽緩沖液）重懸，300×g離心細胞5 min，棄上清；（2）將紅細胞裂解液稀釋到1×，上述細胞重懸于2 mL裂解液中，室溫孵育5 min，300×g離心5 min，棄上清；（3）上述細胞沉淀使用染色緩沖液洗滌1次，制備成1×10⁷/mL細胞懸液，并取100 μL細胞懸液置于冰上；（4） 使用CD16（BD，563127）單克隆抗體室溫封閉10 min；（5）分別加入CD45（Invitrogen，MHCD4526），CD3（Invitrogen，MHCD0327），CD4（Invitrogen，11-0049-42）和CD8（Invitrogen，17-0088-42）抗體各1 μL，混勻后置于冰上，孵育30 min；（6）染色緩沖液洗滌細胞1次，300×g離心5 min，棄上清；（7）使用300 μL染色緩沖液重懸細胞沉淀并使用BECKMAN流式細胞儀進行分析。

1.3 療效評估 采用實體瘤的療效評價（response evaluation criteria in solid tumors，RECIST）標準^[9]：（1）完全緩解（complete response，CR），所有目標病灶均完全消失；（2）部分緩解（partial response， PR），目標病灶直徑總和減少30%以上；（3）疾病進展（progressive disease，PD），目標病灶直徑總和增加20%以上或出現新的病灶；（4）疾病穩定（stable disease，SD），病灶減小或增加程度介于PR和PD兩者之間。

1.4 放療副反應評估 急性放射損傷評估采用美國腫瘤放射治療組（radiation therapy oncology group，RTOG）標準^[10]；放療副反應評估采用歐洲癌癥治療研究組（European organization for research and treatment of cancer，EORTC）標準^[10]。

1.5 隨訪 PLDR放療結束后1個月，復查頭顱MRI平掃+增強，評估治療效果；隨后每3個月復查1次，隨訪3～22個月，隨訪率100%。無進展生存期（progression free survival，PFS）自放療第1天開始統計。

1.6 統計學方法 使用SPSS 26.0軟件進行統計分析，對于計量資料采用均數±標準差（x-±s）并使用t檢驗；對于計量資料，以n（%）的形式并采用χ²檢驗；生存結果采用Kaplan-Meier曲線進行分析。以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 放療結束后1個月療效評估 PLDR組中，PR 13例，SD 7例，PD 4例，有效率54.2%；對照組中PR 7例，SD 6例，PD 14例，有效率25.9%，兩組有效率有統計學差異（χ²=6.235，P=0.028）。見表1。兩組患者放療前和放療后1個月分別復查頭顱MRI，見圖1。

2.2 T淋巴細胞水平變化 對照組治療前后，CD4⁺T細胞和CD8⁺T細胞比例未見明顯變化；PLDR組放療最后一次結束后，上述兩群細胞比例明顯高于治療前（CD4⁺T：t=3.048，P=0.038 1；CD8⁺T：t=7.156，P=0.002 0）。相比對照組，PLDR組治療后CD4⁺T細胞和CD8⁺T細胞水平顯著升高（CD4⁺T：t=2.901，P=0.044 1；CD8⁺T：t=5.730，P=0.004 6）。見表2。

2.3 無進展生存分析 對患者治療后隨訪12個月，PLDR組患者中位PFS時間為7.9個月，對照組中位PFS為5.9個月，PLDR組患者的中位無進展生存較對照組明顯改善（P=0.006）。見圖2。

2.4 再程PLDR放療副反應 治療期間和治療后1個月內副反應主要表現為顱內壓增高相關（頭痛、惡心嘔吐）和藥物相關（骨髓抑制、高血壓、蛋白尿等）的不良反應。PLDR組中，明顯頭痛（需對癥治療）8例，惡心嘔吐11例，Ⅰ度骨髓抑制3例，高血壓2例；對照組中明顯頭痛13例，惡心嘔吐9例，Ⅰ度骨髓抑制2例，高血壓4例。上述癥狀經門診或住院對癥治療后緩解，兩組均未觀察到Ⅲ/Ⅳ級放療相關副反應及蛋白尿、胃腸穿孔及動脈栓塞等嚴重不良反應。

3 討 論

近年來，惡性膠質瘤5年病死率在全身腫瘤中僅次于胰腺癌和肺癌，位列第三位^[1]，術后放化療后復發為重要死因。最新NCCN指南推薦，對于該部分患者可行二次手術或再程放療，電場治療及內科治療^[4]。術后復發患者耐受性差且由于復發時間短，二次手術或常規再程放療常難以進行；電場治療價格昂貴國內難以大規模推廣，而單純內科治療緩解率有限，探索新的治療方案成為亟待解決的問題。

PLDR技術最早于2011年由Ma等^[11]率先應用于放療后復發腫瘤的再次放療，其基本原理是放射生物學的低劑量高輻射敏感性，即特定低劑量水平的放射線使腫瘤細胞放射敏感性增高的同時降低正常組織毒性。其內在生物學機制目前尚未完全清晰，部分機理在于脈沖低劑量率放療可激活細胞周期G2檢查點。由于腫瘤細胞中調控細胞周期G1檢查點的原癌基因（如p53）突變導致G1檢查點失效，從而更加依賴G2檢查點來維持內在基因穩定性^[8]。因此，相比正常細胞，腫瘤細胞對這種新的放療模式更加敏感。對比常規模式放療，PLDR具有顯著生物學優勢：（1）在PLDR特定脈沖間隔和劑量下，腫瘤組織被殺傷的同時正常組織卻可進行有效DNA損傷修復^[12]，大幅減少二次放療帶來的副反應；（2）放療抵抗和乏氧細胞在低劑量率下表現出高敏感性^[13]，因此對于復發和大腫瘤的治療更具優勢。新PLDR再程放療模式的發現，充分利用放射生物學的低劑量高輻射敏感性這一特性，在保證總劑量不變的前提下，通過改變單次放療時長，間隔和劑量率，在殺傷腫瘤細胞的同時使正常組織有足夠時間進行DNA損傷修復，確保正常組織器官不受超量照射^[14-15]。

直徑較大的腫瘤由于內部乏氧，放療敏感性差，但PLDR在大體積腫瘤的治療方面具有獨特優勢^[16]。本研究PLDR組24例患者中，PR為13例，有效率54.2%，而對照組27例患者中PR 7例，有效率僅為25.9%，兩組差異顯著，同樣可以證明PLDR的后程療效優勢。遺憾的是，本研究實驗組和對照組均未觀察到CR病例，可能與研究納入病例分期晚、病灶體積大、結構復雜，且為Ⅰ期臨床試驗、病例數較少有關。此前的一項關于復發性膠質瘤行再程PLDR放療的前瞻性研究表明，大體積的腦腫瘤行高劑量照射（平均累計劑量106.8 Gy）是安全且具有姑息性獲益的^[17]。本研究中通過短期隨訪，PLDR聯合內科治療組患者中位PFS時間為7.9個月，單純內科治療組中位PFS為5.9個月，PLDR組同樣顯示出生存優勢。由于觀察時間較短，尚未得到全部生存數據。后續研究期待通過納入更多病例，得到更加穩定總生存期（overall survival，OS）結果。研究顯示，即使單獨行PLDR再程放療亦顯示出一定生存獲益。美國克利夫蘭放射腫瘤中心展開針對24例復發腦膠質瘤行PDLR再照射的Ⅰ期臨床研究發現，既往放射治療的中位劑量為59.7 Gy，加入PRDR的累積劑量為97.4～120 Gy；PLDR后的中位OS為8.7個月，治療毒性與初始治療相似，未發現放射性壞死病例^[18]。

復發膠質瘤患者行再程放療較大困境在于放療相關副反應，比如放射性腦壞死。本研究觀察到的治療期間和治療后1個月短期副反應主要與顱內壓增高相關和內科治療相關，聯合治療組中頭痛及腦水腫病例數低于對照組，考慮可能與短期內病灶控制較好有關。而惡心嘔吐患者略高于對照組，可能為聯合替莫唑胺化療導致副反應增加。聯合治療組未發現Ⅲ、Ⅳ級放療相關副反應及蛋白尿、胃腸穿孔等嚴重不良反應，提示PLDR聯合化療和抗血管靶向治療的安全性。近期四川省綿陽市中心醫院開展的一項前瞻性、多中心、單臂臨床試驗^[19]，27例放療聯合或不聯合化療后局部復發性食管癌患者經常規劑量50 Gy/25次PLDR再程放療后同樣顯示其臨床安全性。

此外，本研究還有新的發現值得關注，相比單純化療，PLDR聯合化療顯著提高患者CD4⁺和CD8⁺T淋巴細胞水平。免疫治療作為抗腫瘤治療劃時代的新療法，在肺癌、乳腺癌等患者中均顯示出顯著的臨床獲益，但在膠質瘤中的很多臨床研究中卻收效甚微^[20-22]，主要原因可能在于膠質瘤微環境的免疫“沙漠化”導致免疫耐受。對于復發患者來說，主要矛盾往往不在于短期內消除某個可見病灶，而在于如何“喚醒”具有長時間免疫記憶的抗腫瘤免疫效應以對抗全身隨時可能出現的微轉移病灶。而PLDR照射的方式有可能通過持續釋放腫瘤相關抗原、促進巨噬細胞M1極化和增加T細胞浸潤等方式“加熱”腫瘤微環境，改善免疫“沙漠化”的狀態。

綜上所述，PLDR外照射對于再程放療風險高的復發膠質瘤，是一種安全可行的選擇，聯合內科治療可使患者延長病灶進展時間并獲得生存優勢，同時本研究結果顯示PLDR具備放大免疫療效的潛能。PLDR放療通過現有IMRT及VMAT技術即可實現，并不額外增加患者經濟負擔，因此值得臨床推廣。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：周培杰負責課題設計、數據收集整理與分析以及論文初稿撰寫；李云天負責協助臨床數據整理與分析以及校對；包婭薇與郭丹玉負責協助臨床數據處理、流式細胞分析以及隨訪工作；錢中潤負責論文整體設計、數據核驗及論文修改工作。

[參 考 文 獻]

[1]Heuer S，Winkler F.Glioblastoma revisited：from neuronal-like invasion to pacemaking[J].Trends Cancer，2023，9（11）：887-896.

[2]Wang AP.A review of glioblastoma and other primary brain malignancies[J].JAMA，2023，330（2）：188-189.

[3]Shi S，Zhong JC，Peng W，et al.System analysis based on the migration-and invasion-related gene sets identifies the infiltration-related genes of glioma[J].Front Oncol，2023，13：1075716.

[4]Horbinski C，Berger T，Packer RJ，et al.Clinical implications of the 2021 edition of the WHO classification of central nervous system tumours[J].Nat Rev Neurol，2022，18（9）：515-529.

[5]García-Cabezas S，Rivin Del Campo E，Solivera-Vela J，et al.Re-irradiation for high-grade gliomas：has anything changed？[J].World J Clin Oncol，2021，12（9）：767-786.

[6]Bovi JA，Prah MA，Retzlaff AA，et al.Pulsed reduced dose rate radiotherapy in conjunction with bevacizumab or bevacizumab alone in recurrent high-grade glioma：survival outcomes[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，2020，108（4）：979-986.

[7]Amidon RF，Santos-Pinheiro F，Straza M，et al.Case report：Fractional brain tumor burden magnetic resonance mapping to assess response to pulsed low-dose-rate radiotherapy in newly-diagnosed glioblastoma[J].Front Oncol，2022，12：1066191.

[8]Charlie Ma CM.Pulsed low dose-rate radiotherapy：radiobiology and dosimetry[J].Phys Med Biol，2022，67（3）：03TR01.

[9]Singla R，Jajodia A，Agrawal RK，et al.Comparison of RECIST and iRECIST criteria in patients with advanced lung cancer treated with nivolumab[J].J Cancer Res Ther，2023，19（5）：1212-1218.

[10]Wujanto C，Vellayappan B，Chang EL，et al.Radiotherapy to the brain：what are the consequences of this age-old treatment？[J].Ann Palliat Med，2021，10（1）：936-952.

[11]Ma CM，Lin MH，Dai XF，et al.Investigation of pulsed low dose rate radiotherapy using dynamic arc delivery techniques[J].Phys Med Biol，2012，57（14）：4613-4626.

[12]Todorovic V，Prevc A，Zakelj MN，et al.Pulsed low dose-rate irradiation response in isogenic HNSCC cell lines with different radiosensitivity[J].Radiol Oncol，2020，54（2）：168-179.

[13]Chew MT，Nisbet A，Suzuki M，et al.Potential lethal damage repair in glioblastoma cells irradiated with ion beams of various types and levels of linear energy transfer[J].J Radiat Res，2019，60（1）：59-68.

[14]Huang R，Li ZH，Yang F，et al.Efficacy and safety of PLDR-IMRT for the re-irradiation of recurrent NPC：a prospective，single-arm，multicenter trial[J].Cancer Sci，2023，114（6）：2534-2543.

[15]Guardiola C，Prezado Y，Roulin C，et al.Effect of X-ray minibeam radiation therapy on clonogenic survival of glioma cells[J].Clin Transl Radiat Oncol，2018，13：7-13.

[16]Yan J，Yang J，Yang Y，et al.Use of pulsed low-dose rate radiotherapy in refractory malignancies[J].Transl Oncol，2018，11（1）：175-181.

[17]Murphy ES，Rogacki K，Godley A，et al.Intensity modulated radiation therapy with pulsed reduced dose rate as a reirradiation strategy for recurrent central nervous system tumors：an institutional series and literature review[J].Pract Radiat Oncol，2017，7（6）：e391-e399.

[18]Mohindra P，Robins HI，Tomé WA，et al.Wide-field pulsed reduced dose rate radiotherapy（PRDR） for recurrent ependymoma in pediatric and young adult patients[J].Anticancer Res，2013，33（6）：2611-2618.

[19]Li J，Zhao ZH，Du GB，et al.Safety and efficacy of pulsed low-dose rate radiotherapy for local recurrent esophageal squamous cell carcinoma after radiotherapy：Study protocol for a prospective multi-center phase II trial[J].Medicine，2019，98（26）：e16176.

[20]Fenis A，Demaria O，Gauthier L，et al.New immune cell engagers for cancer immunotherapy[J].Nat Rev Immunol，2024，24（7）：471-486.

[21]de Mello RA，Perez KR，Vazquez TP.Current and future trends in neoadjuvant immunotherapy for the treatment of triple-negative breast cancer[J].Immunotherapy，2024，16（4）：257-266.

[22]Ren AL，Wu JY，Lee SY，et al.Translational models in glioma immunotherapy research[J].Curr Oncol，2023，30（6）：5704-5718.

（收稿2024-02-01 修回2024-03-14）