摘要: 目的：探讨放疗体积和不同放疗技术在胸部肿瘤中对淋巴细胞(Lymphocyte, Lym)及其亚群分布影响。方法：选取我科胸部恶性肿瘤放疗患者，通过测量靶区体积，计算放疗前后淋巴细胞的差值(ΔLym)，进行相关性分析。对光子放疗组和质子放疗组治疗后Lym及其亚群分布进行比较。结果：ΔLym与靶区体积通过散点图观察无明显相关性。Pearson相关性分析r = 0.079，P = 0.672。在质子放疗组和光子放疗组放疗后对Lym总数存在明显差异(P = 0.04)，质子放疗组Lym高于光子放疗组。CD3
+ T细胞、CD19
+ B细胞、抑制/细胞毒性T细胞CD8、辅助/诱导性T细胞CD4和CD16
+ CD56 NK细胞数无差异。结论：放疗靶区体积与Lym变化无明显相关，质子放疗能减轻淋巴细胞的下降。
Abstract: Objective: Exploring the effects of radiotherapy volume and different radiotherapy techniques on the distribution of lymphocytes and their subsets in chest tumors. Method: Select patients with chest malignant tumors undergoing radiotherapy in our department, measure the volume of the target area, calculate the difference in lymphocytes before and after radiotherapy (ΔLym), and conduct correlation analysis. Compare the distribution of Lym and its subgroups after treatment between photon radiotherapy group and proton radiotherapy group. Result: There is no significant correlation observed between ΔLym and target volume through scatter plot analysis. Pearson correlation analysis r = 0.079, P = 0.672. There was a significant difference in the total number of Lym between the proton radiotherapy group and the photon radiotherapy group after radiotherapy (P = 0.04), with the proton radiotherapy group having a higher Lym count than the photon radiotherapy group. There was no difference in the number of CD3+ T cells, CD19+ B cells, CD8 inhibitory/cytotoxic T cells, CD4 helper/inducible T cells, and CD16+ CD56 NK cells. Conclusion: There is no significant correlation between the volume of the radiotherapy target area and changes in Lym, while proton radiotherapy can reduce lymphocyte depletion.
1. 引言
胸部肿瘤包括肺癌、食管癌、胸腺瘤、纵隔恶性肿瘤和胸部继发恶性肿瘤。放疗在胸部肿瘤中有重要地位，包括根治性放疗、辅助放疗、新辅助放疗和姑息性放疗。放疗技术包括调强放疗(Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT)、适形放疗(Conformal Radiotherapy, CRT)和质子放射治疗(Proton Radiotherapy, PT)。IMRT和CRT通常采用X射线或电子线，统称为光子放疗。质子放疗与光子放疗采用射线不同，质子放疗采用质子射线，具有独特的物理优势，这种优势体现在剂量学上，靶区周围低剂量区大幅下降。
胸部肿瘤放疗过程中，射线会对外周血和纵隔淋巴结产生影响，导致淋巴细胞(Lymphocyte, Lym)下降。通常认为照射体积越大对骨髓影响越明显，淋巴细胞下降程度也越大。不同放疗技术也可能存在差别，质子治疗采用质子射线与X射线能量不同，造成DNA双链断裂的发生率更高。基于在细胞系和组织中不同条件下的有限体外和体内实验，质子的相对生物效应是光子的1.1倍。这也存在局限性，可能低估了质子与组织相互作用的复杂性[1]。质子射线与光子射线对淋巴细胞的影响是否存在差别目前研究较少。本研究通过对放疗后Lym检测来观察不同放疗技术对免疫系统的影响。
2. 资料和方法
2.1. 一般资料
选择我院2020年1月~2024年11月接受放疗胸部患者55例。入组标准：1. 病理诊断明确患者；2. ECOG (Eastern Cooperative Oncology Group)评分为0~2分；3. 治疗配合，无放疗禁忌症患者。排除标准：1. 既往器官移植病史；2. 合并有系统性免疫疾病；3. 合并有活动性感染；4. 治疗中断患者；5. ECOG评分 > 2分。所有患者均签订放疗知情同意书。
第一阶段31例患者进行放疗体积与淋巴细胞相关性分析，其中男性18例，女性13例。平均年龄66.42.61 ± 9.45岁，中位年龄65岁，最小年龄为50岁，最大年龄为87岁肺癌24例，食管癌7例。放疗剂量为25~66 Gy，中位剂量60 Gy。
第二阶段24例患者进行放疗技术对淋巴细胞亚群影响分析，其中男性14例，女性9例。平均年龄60.26 ± 14.09岁，中位年龄62岁，最小年龄为25岁，最大年龄为89岁，放疗剂量为24~66 Gy，中位剂量60 Gy。质子放疗10例，光子放疗14例(适形放疗4例，调强放疗10例)。
2.2. 技术和方法
PT采用IBA公司PROTEUS 235设备，CRT和IMRT采用瓦里安ClinacIX或Unique设备。光子放疗靶区体积测量计划靶体积(Planing Target Volume, PTV)，质子放疗靶区体积测量评估目标体积(Evaluation Target Volume, ETV)。
患者常规实验室资料均来源于患者的病历。开始放疗前及放疗结束后分别对质子放疗组和光子放疗组(CRT和IMRT)采用血液常规检验，淋巴细胞亚群检测。包括Lym淋巴细胞总数、CD3+ T细胞、CD19+ B细胞、抑制/细胞毒性T细胞CD8、辅助/诱导性T细胞CD4和CD16+ CD56 NK细胞数，计算放疗前后淋巴细胞的差值(ΔLym)。淋巴细胞亚群由济南千麦医学检验实验室检测。
3. 统计学分析
应用IBM SPSSstatistics25软件和EXCEL2016软件进行统计分析。连续变量采用Shapiro-Wilk或Q-Q图进行正态性检验。计量资料符合正态分布描述分析采用平均值 ± 标准差(
)；不符合正态分布的描述分析采用中位数和四分位间距。采用FTEST进行双样本方差齐检验，数据近似正态分布且方差齐采用t检验，方差不齐采用近似t检验，不符合正态分布采用Mann-Whitney U秩和检验。相关性分析采用Pearson相关性分析。α设定值为0.05，P < 0.05为差异有统计学意义，P < 0.01为差异有显著统计学意义。
4. 结果
ΔLym与靶区体积通过散点图观察无明显相关性。Pearson相关性分析r = 0.079，P = 0.672。在质子放疗和光子放疗组放疗后对淋巴细胞总数存在明显差异(P = 0.04)，质子放疗组淋巴细胞高于光子放疗组。CD3+ T细胞、CD19+ B细胞、抑制/细胞毒性T细胞CD8、辅助/诱导性T细胞CD4和CD16+ CD56NK细胞数无差异(见图1和表1)。
5. 讨论
免疫功能被认为是肿瘤发生、发展过程中的一个主要部分。Ｔ淋巴细胞是抗肿瘤免疫反应的主要影响因素，T淋巴细胞亚群包括CD3+ T细胞、CD19+ B细胞、抑制/细胞毒性T细胞CD8、辅助/诱导性T细胞CD4和CD16+ CD56 NK细胞数。检测Ｔ淋巴细胞亚群的表达水平可以帮助我们了解患者细胞免疫功能的变化。Ｔ淋巴细胞亚群经常被用于评估许多恶性肿瘤的发病机制、治疗和预后[2]。已发表专家
Table 1. General information of patients and statistical comparison of data before and after treatment
表1. 患者一般资料和治疗前后数据统计比较结果
分类 |
放疗前 |
t值 |
P值 |
放疗后 |
t/Z值 |
P值 |
质子组 |
光子组 |
质子组 |
光子组 |
LYM |
1401.7 ± 496.13 |
1175.46 ± 611.86 |
0.95 |
0.35 |
725.2 ± 321.61 |
494.15 ± 282.75 |
1.83 |
0.04 |
CD3+ T |
958.76 ± 429.32 |
809.61 ± 405.72 |
0.85 |
0.4 |
522.46 ± 249.5 |
393.58 ± 225.28 |
1.3 |
0.1 |
CD19+ B |
155.22 ± 118.13 |
105.38 ± 61.2 |
1.31 |
0.2 |
28.97 (13.13~127.43) |
12.41 (5.5~28.04) |
−1.892 |
0.06 |
CD8 |
348.76 ± 189.28 |
270.94 ± 123.51 |
1.19 |
0.25 |
209.07 ± 130.17 |
153.56 ± 115.54 |
1.08 |
0.15 |
CD4 |
469.66 ± 360.79 |
512.11 ± 314.54 |
0.3 |
0.77 |
296.53 ± 143.98 |
220.94 ± 157.06 |
1.19 |
0.12 |
NK |
262.5 ± 113.57 |
235.72 ± 200.47 |
0.38 |
0.71 |
64.65 (38.63~168.73) |
43.4 (29.5~79.86) |
−1.178 |
0.24 |
Figure 1. Statistical comparison of data before and after treatment with two radiotherapy techniques
图1. 两种放疗技术治疗前后数据统计比较结果
共识认为在血液肿瘤中，CD4+ T和CD8+ T淋巴细胞下及CD4+/CD8+比值降低，而调节性T细胞(Regulatory cells, Tregs)细胞明显增加时，提示肿瘤复发和转移的风险增加，CD3+ T、CD4+ T、CD8+ T细胞的数量和比例与患者的完全缓解(Complete Response, CR)率、无复发生期(Recurrence Free Survival, RFS)和总生存期(Overall Survival, OS)呈正相关，而Tregs的数量和比例与CR率、RFS和OS呈负相关[3]。在实体肿瘤中淋巴细胞亚群对肿瘤的影响尚未有共识。
放射治疗具有免疫激活作用又具有免疫抑制作用。目前已被乳腺癌、食管癌和小细胞肺癌等多个实体瘤中发现常规分割放疗可诱导淋巴细胞减少且淋巴细胞减少被证实会增加肿瘤复发和降低患者的生存率[4]-[7]。有研究认为大体靶区体积(Gross Target Volume, GTV)和外周淋巴细胞计数的最低值呈显著负相关(P < 0.001) [4]。本研究采用的计划靶区体积(Planned Target Area Volume, PTV)和放疗后淋巴细胞计数未发现有相关性。放疗后光子组中淋巴细胞总数、CD3+ T细胞、CD19+ B细胞、抑制/细胞毒性T细胞CD8、辅助/诱导性T细胞CD4和CD16+ CD56 NK细胞数均低于质子组。在两组中淋巴细胞总数存在统计学差异(P = 0.004)，其余各组未达到统计学差异。有1例肺转移瘤患者采用大分割调强放疗(8 Gy × 3次)放疗后出现淋巴细胞升高。分割方式的不同可能也会对淋巴细胞的影响存在差异。
放疗后会导致含有免疫原性的突变基因表达，新抗原特异性CD8+ T细胞优先杀死受照射的肿瘤细胞。抗原疫苗的治疗效果需要新抗原特异性CD4+ T细胞，并通过产生Th1细胞因子、杀死受照射的肿瘤细胞和促进表位扩散发挥作用[8]。放疗后抗原的产生是否能通过淋巴细胞计数反映尚不明确。本研究采用的放疗后检测淋巴细胞发现较放疗前下降，淋巴细胞的减少可能是暂时的，恢复时间未进一步跟踪随访。盆腔肿瘤放疗后外周淋巴细胞计数最低值出现在放疗后，放疗后3月和放疗后6月检测仍低于放疗前水平[9]。放疗的疗效也会受到PD-L1、CTLA-4、TIM-3和STAT3等标志物上调的影响，一项关于γ射线照射的研究表明，低剂量的γ射线(1.8 Gy)上调了CTLA-4，而高剂量(30 Gy)降低了CTLA-4的表达，因此消除了Tregs的抑制能力[10] [11]。放疗对免疫的影响可能是多个方面的作用。
放疗除了对肿瘤具有杀伤作用外，还会对肿瘤周围环境产生影响。放疗能够通过促进肿瘤相关抗原、促炎细胞因子和趋化因子的合成来诱导全身反应。质子治疗比光子治疗更容易造成DNA损伤，导致细胞周期的中断和肿瘤细胞的死亡[12]。质子与光子相比有物理和生物学特征更容易导致DNA的永久性损伤[13]。
综上所述，靶区体积大小与淋巴细胞的变化无明显相关，可能需要进一步细化不同剂量体积来观察。不同放疗技术对免疫功能影响也不一致。
基金项目
淄博市医药卫生科研项目(20230903085)；山东省医药卫生科技项目(202409030400)。
NOTES
*第一作者。
#通讯作者。