局部低温等离子体处理正常组织诱导小鼠远位抗肿瘤效应：免疫机制新探

本研究针对放疗中罕见的远位效应（abscopal effect）难题，探索了低温等离子体局部处理正常组织对小鼠结肠癌26（Colon 26）模型的系统性抗肿瘤作用。通过免疫缺陷鼠模型及流式细胞术分析，证实该效应具有T细胞依赖性，并伴随肿瘤浸润巨噬细胞减少和单核细胞增加，为等离子体医学在肿瘤免疫治疗领域的应用提供了新思路。

在肿瘤治疗领域，放射治疗引发的"远位效应"（abscopal effect）一直被视为一种罕见但极具吸引力的现象——局部照射肿瘤后，未经照射的远处转移灶竟会自行消退。这种现象被认为与放疗诱导的免疫原性细胞死亡（immunogenic cell death, ICD）有关，死亡癌细胞释放的损伤相关分子模式（damage-associated molecular patterns, DAMPs）可激活树突状细胞，进而启动能攻击远端肿瘤的特异性T细胞。然而，尽管联合免疫检查点抑制剂可提高远位效应发生率，其临床发生率仍极低，受肿瘤类型、生物学特性及宿主免疫状态等多因素制约。

与传统电离辐射截然不同的低温等离子体技术，为激活抗肿瘤免疫提供了新路径。等离子体是通过高压放电产生的部分电离气体，富含羟基自由基、超氧化物、一氧化氮等活性氧氮物种（reactive oxygen and nitrogen species, RONS），其生物学效应主要局限于直接处理的表面区域，穿透深度有限。有趣的是，东京大学Ono Ryo团队此前发现，不仅直接处理肿瘤可诱导远位效应，就连处理远离肿瘤的正常组织也能在携带结肠癌的小鼠身上抑制远处肿瘤生长，这比放疗中的类似现象更为罕见，其机制亟待阐明。

为了揭示这一独特现象的免疫学基础，研究人员在《Journal of Radiation Research》上发表了最新成果。他们系统评估了等离子体处理正常组织诱导远位样效应的普适性及免疫依赖性，并深入分析了肿瘤微环境中免疫细胞的变化。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：使用脉冲高压（25 kV峰值，20 ns持续时间）流注放电（streamer discharge）等离子体装置，以加湿氧气（0.5 L/min）为工作气体，电极尖端与小鼠皮肤保持10 mm间隙进行局部处理；选用BALB/c（免疫健全）、C.B-17 SCID（缺乏T、B细胞）及BALB/c nu/nu（缺乏T细胞）小鼠模型，皮下接种Colon 26肿瘤细胞建立肿瘤模型；通过游标卡尺测量肿瘤体积并计算；利用流式细胞术（fluorescence-activated cell sorting, FACS）定量分析肿瘤浸润免疫细胞群，包括巨噬细胞、单核细胞、树突状细胞、CD8⁺T细胞等，并检测CD8⁺T细胞上ICOS（inducible T-cell costimulatory）表达。

Treatment of BALB/c mice

研究首先在免疫健全的BALB/c小鼠上验证基础效应。对左背部皮肤（距肿瘤2-3 cm）进行连续5天、每天10分钟的等离子体处理后，观察到远处肿瘤生长出现延迟趋势，尽管统计学差异不显著（P=0.051），但提示了远位样效应的存在。

Abdominal treatment of BALB/c mice

为检验效应是否具有部位特异性，研究对BALB/c小鼠腹部正中皮肤进行相同处理。两次独立实验结果显示，治疗组肿瘤生长均呈减缓趋势。当合并分析并筛选治疗起始日肿瘤体积（V_s）≤70 mm³的小鼠数据后，发现治疗组最终肿瘤体积显著小于对照组（*P<0.05），证实该远位样效应并非背部特有，且在小肿瘤负荷下效果更明显。

Treatment of SCID mice

为探究适应性免疫的作用，研究在缺乏T、B细胞的SCID小鼠身上重复背部处理实验。结果显示，治疗组与对照组的肿瘤生长曲线及最终肿瘤体积均无显著差异，表明在缺乏适应性免疫的情况下，等离子体处理无法诱导远位样抗肿瘤效应。

Treatment of BALB/c nu/nu mice

为进一步明确T细胞的作用，研究在缺乏T细胞但保留B细胞功能的BALB/c nu/nu小鼠模型中进行实验。两次独立实验结果显示，治疗组未产生一致且显著的肿瘤生长抑制效果。结合SCID小鼠的结果，强烈提示T细胞是等离子体诱导远位样效应所必需的。

FACS analysis

通过六次独立实验的流式细胞术分析，研究人员深入剖析了等离子体处理对肿瘤浸润免疫细胞群的动态影响。关键发现包括：在治疗起始肿瘤体积较小（V_s≤ 70 mm³）的小鼠中，等离子体处理能显著降低巨噬细胞（F4/80⁺）的比例，并显著增加单核细胞（Ly6c^HighLy6g^-）的比例。树突状细胞（CD11c⁺I-Ab⁺）比例有增加趋势但未达显著性。令人意外的是，尽管免疫缺陷模型提示T细胞关键作用，但CD8⁺T细胞的比例及其ICOS表达水平在治疗组与对照组间未发现一致差异。CD4⁺T细胞、NK细胞和中性粒细胞等也未显示可重复的变化。

研究结论与讨论部分强调，局部低温等离子体处理正常组织确实能在免疫健全小鼠中诱导出远位样抗肿瘤效应，该效应不依赖于处理部位（背部或腹部），但具有免疫依赖性，特别是在T细胞缺陷小鼠中效应消失。其潜在机制可能与等离子体处理重塑肿瘤免疫微环境有关，特别是显著降低可能促进肿瘤进展的巨噬细胞（虽未区分M1/M2亚型），同时增加单核细胞。树突状细胞的潜在激活以及T细胞的功能性参与（尽管流式未检测到数量变化）可能是启动系统性抗肿瘤免疫的关键。等离子体产生的活性物种作用深度有限，其效应可能源于皮肤与皮下组织的复杂相互作用，甚至不排除放电产生的电场、电流或电磁辐射的远程物理效应贡献。

该研究的重要意义在于首次系统证实了等离子体处理正常组织可作为一种非侵入性手段，通过调节系统性免疫来抑制远端肿瘤生长，这为理解等离子体生物医学效应开辟了新视角，也为开发新型肿瘤免疫联合治疗策略提供了潜在工具。未来研究需进一步阐明巨噬细胞亚型变化、树突状细胞激活状态及T细胞功能活化的具体机制。