2022CCO｜PD-1抑制剂通过促进细胞焦亡加重放射性心肌损伤

本文作者：吴碧波，赵沙沙，王刚，柏杰，刘瑶，苏胜发

单位：贵州医科大学附属医院

01、研究背景

我国 2022 年肺癌、食管癌和乳腺癌发病人数近165 万，约占所有恶性肿瘤的35%[1]。放射治疗是肺癌、乳腺癌、食管癌等恶性肿瘤的主要治疗手段。放疗联合程序性死亡受体1（programmed death 1,PD-1）抑制剂能够起到协同抗肿瘤作用，提高疗效，给部分晚期肿瘤患者带来希望[2, 3]，该治疗模式已在肺癌、食管癌等胸部肿瘤治疗中展现出很好的应用前景，是目前临床及转化研究的热点。

在关注疗效的同时，毒副反应也是影响预后的主要因素之一。在胸部放射治疗中，心脏不可避免的受到一定剂量照射而出现损伤。随着生存时间的延长，放射性心脏损伤（radiation-induced heart disease，RIHD）成为影响胸部恶性肿瘤患者生存期和生活质量的重要原因 [4,5] 。虽然PD-1抑制剂所致免疫性心肌炎的发生率不高（0.1%-2%），但死亡率却高达50% [6,7] 。 PD-1 抑制剂可活化 T 淋巴细胞，导致免疫性心肌炎 ，存在加重放射性心脏损伤的风险  [8] 。 放疗联合 PD-1抑制剂所致心肌损伤的机理尚不清楚，因此，我们的研究目的是观察PD-1抑制剂是否通过细胞焦亡途径加重放射性心肌损伤及心肌纤维化。通过检测小鼠心肌组织中 T 淋巴细胞浸润及炎症因子的变化情况，从 PD-1 抑制剂影响免疫微环境的角度探讨其对放射心肌损伤的影响及潜在机制。

02、研究方法

选取18只雄性C57BL/6小鼠，体重20g至22g，随机分为3组，每组6只。A组为对照组，B组为心脏照射组，C组为PD-1抑制剂联合心脏照射组。小鼠麻醉后，A组给予模拟照射；B组、C组给予6MV X线20Gy照射小鼠心脏；C组照射当日腹腔注射PD-1抑制剂100ug，隔日给药一次，共5次；A组及B组注射等量PBS。照射一月后麻醉处死小鼠。通过HE和Masson染色观察心肌组织形态学改变和评估心肌纤维化程度；蛋白质印记法检测心肌组织焦亡相关蛋白Casepase-1、Casepase-1 P20，Gasdermin D-FL，Gasdermin D-N表达情况；聚合酶链式反应（PCR）检测基因表达情况。

03、研究结果

HE染色显示，与对照组相比，心脏照射组心肌结构紊乱，部分肌纤维断裂；心脏照射联合PD-1抑制剂组小鼠心肌损伤明显，可见肌纤维断裂、心肌细胞空泡化、炎症细胞浸润。Masson染色显示，对照组未见明显心肌纤维化，心脏照射组可见少量蓝色胶原沉积，心脏照射联合PD-1抑制剂组小鼠心肌组织中蓝色胶原纤维沉积明显。流式细胞学检测心肌组织中T淋巴细胞亚群发现：与对照组比较，各组的CD3+T淋巴细胞计数的绝对值和百分比显著增加；心脏照射+PD-1抑制剂组增加最为明显；进一步分析发现，心脏照射+PD-1抑制剂组心肌中主要是CD3+CD8+T淋巴细胞浸润增加，CD3+CD4+T淋巴细胞浸润无明显变化。蛋白质印记法显示，与A组和B组比较，C组Casepase-1、Cleaved- Casepase-1，Gasdermin D及Gasdermin D-N蛋白表达增加。PCR结果提示，C组Gasdermin D、Casepase-1基因表达结果较A组及B组增加（P＜0.05）。

04、研究结论

PD-1抑制剂可能通过Caspase-1/GSDMD促进细胞焦亡进一步加重放射性心肌损伤，其相关机制仍需进一步探索。

【参考文献】

1. Xia C, Dong X, Li H, Cao M, Sun D, He S, Yang F, Yan X, Zhang S, Li N et al: Cancer statistics in China and United States, 2022: profiles, trends, and determinants. Chin Med J (Engl) 2022, 135(5):584-590.   2. Bernstein MB, Krishnan S, Hodge JW, Chang JY: Immunotherapy and stereotactic ablative radiotherapy (ISABR): a curative approach? Nat Rev Clin Oncol 2016, 13(8):516-524.   3. Gray JE, Villegas A, Daniel D, Vicente D, Murakami S, Hui RN, Kurata T, Chiappori A, Lee KH, Cho BC et al: Three-Year Overall Survival with Durvalumab after Chemoradiotherapy in Stage III NSCLC-Update from PACIFIC. J Thorac Oncol 2020, 15(2):288-293.   4. van der Pal HJ, van Dalen EC, van Delden E, van Dijk IW, Kok WE, Geskus RB, Sieswerda E, Oldenburger F, Koning CC, van Leeuwen FE et al: High risk of symptomatic cardiac events in childhood cancer survivors. J Clin Oncol 2012, 30(13):1429-1437.   5. Darby SC, Ewertz M, McGale P, Bennet AM, Blom-Goldman U, Bronnum D, Correa C, Cutter D, Gagliardi G, Gigante B et al: Risk of ischemic heart disease in women after radiotherapy for breast cancer. N Engl J Med 2013, 368(11):987-998.   6. Rubin E, Camara J, Grayzel DM, Zak FG: Radiation-induced cardiac fibrosis. Am J Med 1963, 34(1):71-75.   7. Bradley JD, Hu C, Komaki RR, Masters GA, Blumenschein GR, Schild SE, Bogart JA, Forster KM, Magliocco AM, Kavadi VS et al: Long-Term Results of NRG Oncology RTOG 0617: Standard- Versus High-Dose Chemoradiotherapy With or Without Cetuximab for Unresectable Stage III Non-Small-Cell Lung Cancer. J Clin Oncol 2020, 38(7):706-714.   8.  Varricchi G, Galdiero MR, Marone G, et al.Cardiotoxicity of immune checkpoint inhibitors. ESMO OPEN. 2017; 2: e247.  

图文设计：三度医学 Gin

排版编辑：三度医学 Qian

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