综述：硼中子俘获疗法联合免疫治疗：基于放射治疗、BNCT特异性证据及未来方向的洞见

《Frontiers in Immunology》：Boron neutron capture therapy combined with immunotherapy: insights from radiotherapy, BNCT-specific evidence, and future directions

　　

硼中子俘获疗法（BNCT）是一种精准放射治疗模式，在靶向癌症治疗中展现出显著潜力。与传统放射治疗类似，放射抵抗的发生会削弱BNCT的疗效，但BNCT的物理参数可诱导比低线性能量传递（LET）放射治疗更强的抗肿瘤免疫反应。近期研究进展凸显了其与免疫治疗联用的协同潜力。本综述探讨BNCT独特的“物理-生物”作用轨迹如何驱动肿瘤微环境（TME）发生显著的“冷-热”转化。研究人员阐述了放射治疗重塑肿瘤微环境的机制，并基于传统放射治疗原理推断BNCT影响抗肿瘤反应的潜在通路：BNCT诱导的免疫原性细胞死亡（ICD）及新抗原呈递可激活树突状细胞与CD8+T细胞。除免疫刺激效应外，BNCT也可能产生免疫抑制作用——免疫抑制细胞的招募及肿瘤缺氧均可影响BNCT疗效，研究显示靶向这些因素可提升BNCT治疗效果。展望未来，研究人员提出BNCT与嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法或免疫检查点抑制剂（ICIs）联用是其临床应用最具前景的方向之一。本综述旨在为BNCT的临床转化提供新的思路。

1 引言

放射治疗（RT）是当前局限性实体瘤的重要治疗手段，半数以上癌症患者可从该治疗中获益。硼中子俘获疗法（BNCT）是一种依赖核反应的新型放射治疗方式：稳定同位素¹⁰B捕获热中子后形成激发态复合核¹¹B，随即衰变释放出高线性能量传递（LET）的α粒子（⁴He²⁺）和反冲⁷Li核及少量γ射线。该过程产生的高LET辐射细胞毒性范围为5-9μm，约等同于单个细胞直径，可实现富集¹⁰B的癌细胞优先损伤，同时保护缺乏¹⁰B的邻近正常组织。BNCT的细胞杀伤机制包含三部分：一是高LET辐射主要诱导直接DNA损伤，活性氧（ROS）介导的氧化损伤可能起次要作用，最终导致不可逆细胞死亡；二是辐射诱导的免疫原性细胞死亡（ICD）参与肿瘤微环境（TME）重塑，可能触发抗肿瘤免疫反应。尽管几乎所有高LET放射治疗模式均具备这些基础抗肿瘤特性，但BNCT凭借肿瘤靶向能力与有限的细胞毒性范围，可减少传统放射治疗相关的脱靶毒性。

目前临床最常用的硼递送剂为对硼苯丙氨酸（BPA）与巯基十二硼酸钠（BSH）。BPA作为氨基酸类似物主要通过L型氨基酸转运蛋白1（LAT1）进入肿瘤细胞，BSH为硼簇化合物，依赖被动扩散且具有高硼含量。理想的BNCT硼递送剂应具备高肿瘤摄取、低固有毒性、在正常组织中蓄积少的特征，肿瘤-正常组织（T/N）与肿瘤-血液（T/B）硼浓度比应高于3:1，且需在肿瘤内滞留数小时，同时从血液与正常组织快速清除。但BPA与BSH均存在明显局限：肿瘤选择性不足、T/B与T/N比值不理想、药代动力学性质欠佳（如BPA水溶性有限、两种药物全身清除过快），这些缺陷共同限制了BNCT的整体疗效。为克服传统硼递送剂的不足，近年基于纳米颗粒与纳米囊泡的硼递送系统成为研究热点，包括含硼纳米颗粒、脂质体、细胞外囊泡等，已证实可提升肿瘤靶向性与硼滞留效果，其中肿瘤微环境响应型多功能硼药、巨噬细胞等细胞载体尤为值得关注。部分先进系统还可实现免疫调节剂的共递送，促进BNCT与免疫治疗的协同作用，但这些硼递送策略仍处于临床前研究阶段。

过去数十年，芬兰与日本的临床试验已确立BNCT在复发头颈部癌与胶质母细胞瘤中的安全性，其在其他恶性肿瘤中的安全性仍在验证中。尽管多项BNCT研究报道了积极的临床结果，仍有部分患者发生肿瘤进展与治疗失败，因此联合治疗策略受到广泛关注。放射治疗可通过重塑肿瘤微环境（TME）与免疫治疗联用，其中BNCT与免疫检查点抑制剂（ICIs）或嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法的联用被认为极具前景，已有若干临床前研究探索了BNCT与ICIs的联合应用。同时，开发靶向性良好的硼基药物是提升BNCT临床疗效、推动其临床转化的关键，近期已有硼药偶联siPD-L1的临床前研究取得积极结果。尽管BNCT与CAR T细胞疗法联合的研究尚未见报道，本综述将讨论该类联合治疗的潜在前景。本综述系统梳理了BNCT诱导肿瘤微环境重塑的现有认知，批判性评估其与免疫治疗潜在的相互作用，重点关注BNCT与ICIs、CAR T细胞疗法联用的新兴理论基础，同时指出BNCT联合策略临床转化的关键知识缺口与未来研究方向。

2 放射治疗重塑肿瘤微环境

放射治疗可通过触发促炎或抗炎介质释放、调控肿瘤微环境中浸润免疫细胞的分布，诱导肿瘤免疫原性，其免疫刺激与免疫抑制效应受肿瘤组织学特征、放射剂量分割方案、宿主免疫状态等多因素影响。免疫刺激效应层面，多种促炎介质可通过促进新抗原呈递、激活免疫效应细胞、抑制免疫抑制细胞，将“冷肿瘤”（免疫浸润低）转化为“热肿瘤”（免疫浸润高），放射治疗还可诱导未照射转移灶消退，即远隔效应。免疫抑制效应层面，慢性干扰素信号是关键驱动因素：为避免过度炎症反应，癌细胞会继发性招募免疫抑制细胞进入肿瘤微环境并产生治疗抵抗，主要包括促进髓系来源抑制细胞（MDSCs）、调节性T细胞（Tregs）、肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）等免疫抑制细胞招募，诱导IL-6、IL-10、TGF-β等免疫抑制细胞因子释放，加剧肿瘤缺氧环境，上调免疫检查点分子表达。靶向这些通路可改善放射治疗应答，使得放射治疗与免疫治疗联合成为极具潜力的策略。

作为新型放射治疗模式，BNCT被认为具备部分类似的免疫调节作用。2000年的研究首次发现，接受BNCT与细胞免疫联合治疗的大鼠在1年后再次接种肿瘤细胞时生存期延长，提示BNCT可能诱导长期免疫记忆。此外，负载免疫增强剂（包括免疫佐剂与免疫刺激剂）的硼药已被证实可增强BNCT相关的免疫刺激效应，近期结肠癌模型的临床前研究进一步支持该结论：BNCT与岩藻多糖寡糖、谷氨酰胺等佐剂联用，可在降低放射毒性的同时增强抗肿瘤免疫与远隔效应，与卡介苗等免疫刺激剂联用也显示出局部与全身抗肿瘤协同效果。

BNCT的独特免疫优势根植于其优异的物理特性，高LET辐射具有极高的电离密度，可将能量沉积局限于微米级轨迹内；与低LET辐射稀疏孤立的损伤不同，高LET粒子沿DNA支架行进时可诱导空间上紧密相邻的多个DNA双链断裂（DSBs）、单链断裂与氧化碱基修饰，最终形成“簇状损伤”。虽然DNA双链断裂的绝对数量随LET升高仅小幅增加，但其核心治疗优势在于损伤复杂度的显著提升——这类复杂簇状损伤难以被常规细胞修复机制（尤其是经典非同源末端连接c-NHEJ与同源重组）修复，常导致修复动力学显著延迟或灾难性错误修复，最终这些物理层面决定的不可逆DNA修饰可能增强BNCT克服放射抵抗、刺激抗肿瘤反应的能力，但目前直接关联这些独特物理特性与明确免疫学结果（相较于传统放射治疗）的实验证据仍十分有限，需进一步严格验证。

3 BNCT介导的潜在信号通路

BNCT诱导抗肿瘤免疫反应的分子机制尚未完全阐明，有限研究表明BNCT可能激活与免疫原性细胞死亡（ICD）相关的通路，包括损伤相关分子模式（DAMPs）释放与I型干扰素（IFN-I）诱导，ICD相关的DAMPs主要包括高迁移率族蛋白B1（HMGB1）、钙网蛋白（CALR）与ATP。目前仅有少数研究提示cGAS-STING通路与HMGB1可能参与BNCT介导的抗肿瘤反应，但多数机制认知来自传统放射治疗，仅可作为参考或假设生成依据，不能直接等同于BNCT的直接证据。

3.1 cGAS-STING通路

环鸟苷酸-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子（cGAS-STING）信号轴可识别细胞质中的异常DNA，通过产生I型干扰素（IFN-I）触发免疫反应。传统放射治疗中该通路的激活特征已被明确，可促进辐射诱导的抗肿瘤免疫（包括远隔效应）：IFN-I可由免疫细胞与肿瘤细胞等多种细胞产生，能显著激活抗肿瘤免疫反应，一方面减弱免疫抑制细胞功能（具体为降低肿瘤内Tregs与MDSCs的浸润与增殖），另一方面增强免疫效应细胞功能（促进树突状细胞分化成熟，提升NK细胞与CD8⁺T细胞的细胞毒性）。基于此，cGAS-STING通路已成为抗肿瘤免疫的潜在免疫治疗靶点，且癌细胞内在STING表达水平与CD8⁺T细胞浸润程度呈正相关，临床研究显示接受传统放射治疗的癌症患者中，高STING表达与更好的预后相关。

相比之下，BNCT中cGAS-STING激活的直接功能证据仍十分有限，多为现象学描述而非机制验证。初步研究显示，匹配肿瘤模型中BNCT处理后的肿瘤微环境内IFN-I水平高于传统放射治疗；另有研究发现人小胶质细胞接受BNCT处理后STING磷酸化水平升高，BNCT可有效促进干扰素产生并抑制肿瘤生长。基于该潜在机制，已有研究设计肿瘤微环境响应的富锰纳米硼递送剂BSA-BPA-MnO₂，可触发显著的抗肿瘤反应，潜在机制可能涉及cGAS-STING通路激活。尽管现有证据提示BNCT可能通过cGAS-STING通路参与抗肿瘤反应，但BNCT诱导的cGAS-STING通路是否与其他类型放射治疗存在差异仍不明确，且目前缺乏直接证据（如肿瘤模型中的STING敲除或基因沉默实验）明确该通路在BNCT中的具体调控作用。

3.2 HMGB1

高迁移率族蛋白B1（HMGB1）是一种非组蛋白染色质结合蛋白，在ICD过程中从细胞核易位至细胞质，随后释放到细胞外空间。胞外HMGB1与不同受体结合发挥不同功能：与CXCL12形成复合物并结合CXCR4时可诱导趋化效应；X射线照射背景下，HMGB1与 Toll样受体4（TLR4）结合可发挥免疫刺激作用——TLR4在树突状细胞等先天免疫细胞上高表达，HMGB1可激活树突状细胞并启动抗原特异性T细胞应答，该免疫刺激效应由髓样分化因子88介导的TLR4信号转导所驱动，临床前研究与患者临床观察均证实HMGB1或TLR4信号受损与抗肿瘤免疫减弱、预后更差相关。

BNCT中HMGB1的作用尚未完全明确，有限临床前研究报道BNCT处理后HMGB1水平升高，提示HMGB1可能参与BNCT诱导的免疫反应，但目前缺乏直接证据证明HMGB1-TLR4信号与BNCT的功能性免疫激活相关，尤其是在临床场景中，HMGB1在BNCT处理的肿瘤中是否与相同受体相互作用、触发相似的免疫通路仍不清楚，需进一步研究验证。

4 放射治疗诱导的新抗原呈递

目前对辐射诱导新抗原呈递的认知主要来自传统X射线放射治疗研究。除前述源于ICD、负责刺激抗原呈递细胞（APC）活化的DAMPs外，肿瘤细胞DNA本身可作为病原体相关分子模式被APC（尤其是树突状细胞）吞噬，进而驱动树突状细胞将肿瘤相关抗原呈递给CD8⁺T细胞；该过程中cGAS-STING信号产生的IFN-I可促进树突状细胞成熟，从而增强抗肿瘤活性。放射治疗还可通过上调肿瘤中CD8⁺与CD4⁺T细胞的新抗原呈递、上调肿瘤中MHC-II与树突状细胞中MHC-I，增强新抗原呈递效率。凋亡是辐射诱导细胞死亡的主要机制，放射治疗可诱导肿瘤细胞高表达 Fas，促进更有效的抗肿瘤反应，凋亡的肿瘤细胞也可通过释放DAMPs间接增强肿瘤抗原呈递。此外，DNA损伤修复过程的相关因子（如ATM、RAD51、BRCA1、MUS81、MRE11）可直接或间接介导免疫信号转导。但X射线、γ射线