一位67歲的女性肉瘤患者，已沒有治療選擇。她的癌症是一種罕見的肉瘤形式-未分類圓形細胞腹膜後肉瘤，且發生轉移，對治療不再有效。
為了讓她的生活質量有所提高，華盛頓大學醫學院的醫生開始用質子束輻射治療她最大的腫瘤。她的一位醫生放射腫瘤學家布萊恩·鮑曼（Brian Baumann）回憶說，質子治療目標是減慢腫瘤的生長，並使這名高領患者儘可能過得舒適，提高生活質量。
但是，經過一個療程的質子放療後，醫生注意到她的掃描結果發生了令人驚訝的變化：不僅質子束照射部位的腫瘤縮小了，而且她身體其他部位的未經質子束照射治療的腫瘤也縮小了。而且隨著時間的流逝，腫瘤將繼續縮小，最終消失。
質子束治療後不同時間間隔進行CT胸部/腹部/骨盆掃描
以監測對質子束放療的反應並評估復發情況：盆腔腫塊（左列藍色箭頭）；食管旁（中間列藍色箭頭）；鎖骨上淋巴結（右列藍色箭頭）。（A–C）放療後1個月；（D–F）放療後5個月；（G–I）放療後7個月；（J–L）放療後17個月。結果：右腹膜後腫塊持續穩定（D，藍色箭頭），食管旁食管旁淋巴結腫大的消退（E，藍色箭頭），放療後5個月左鎖骨上淋巴結消退（F，藍色箭頭）。
鮑曼博士說：“三年後，她還活著，而且身體很好。” 他的團隊對此現象非常感興趣，一直在找尋發生如此應答的原因。最近，報告說，該患者對質子束治療有罕見的反應，醫學上稱為“遠端效應”。
放射照射一個部位，全身腫瘤消失，這種現象叫遠端效應 圖片來自：Adapted from Clin Cancer Res September
一個部位照射，喚醒免疫系統全身殺傷腫瘤
斯坦福癌症研究所的放射腫瘤學家J. Billy W. Loo博士說，癌症患者對嚴重影響的患者生命的單個腫瘤進行治療時，可能喚醒整個機體的免疫系統，並使之能夠識別體內其他部位的腫瘤，並將之清除。
Weill Cornell Medicine的醫學博士Silvia Formenti解釋說，本案例中，質子束放療實施後，腫瘤細胞被破壞，可能釋放出被免疫系統識別為具有威脅性的物質，也就是腫瘤抗原，可能導致整個身體的免疫反應。也就是說，一個部位的腫瘤治療後，可能會激活整個免疫系統，進行全身癌細胞大掃蕩。
激發遠端效應，質子線更有優勢
鮑曼博士指出，就觸發遠端反應而言，質子束放療相對於傳統放療（X射線，伽馬射線或中子線）更具有優勢。 伽瑪線和X射線束穿過人體時不會停止，健康組織會受到輻射，而質子束治療照射的深度可以控制，能控制到達健康組織的輻射量。
鮑曼博士解釋說：“用質子束放療，人體健康組織器官承受的輻射會減少，這意味著血液和血液中的循環免疫細胞（可以殺死腫瘤細胞）的輻射也更少。免疫細胞對放射線非常敏感。免疫細胞暴露於更高的輻射劑量下會導致免疫細胞死亡，這可能會削弱其遠端作用。
所以，質子線比傳統放療（如常用的X線）射線更具有產生遠端效應的優勢。而且越來越多的臨床試驗證據表明，與單獨放療相比，用放療聯合免疫檢查點抑制劑可增加患者發生遠端效應的機會。莫里斯博士指出，這兩種方法可能是互補的。放療可幫助免疫系統識別腫瘤細胞，而免疫檢查點抑制劑可幫助其獲得更強烈地應答。
骨肉瘤犬接受低劑量病灶部位放療後，激活全身免疫應答。圖片來自：Printed with permission from Zachary M
疫苗也能激發遠端效應抗腫瘤
另外，Formenti博士補充說：“被質子束照射的腫瘤可以成為一種疫苗，讓癌症患者產生免疫反應。除了放療可以引起這樣的反應，最常見的就是癌症疫苗接種。
注射流感疫苗至黑色素瘤小鼠，激活免疫細胞攻擊另一側腫瘤。圖片來自：Printed with permission from K
流感疫苗被選中，注射在身體兩側都患有黑色素瘤的小鼠模型中。研究員Andrew Zloza博士說：“我們觀察到，在小鼠兩側的腫瘤幾乎同時減緩。在一個腫瘤中注射流感疫苗不僅會減少該腫瘤的生長，而且會減慢小鼠另一側未經治療的腫瘤的生長。”
該研究小組還向已經擴散到肺部的乳腺癌小鼠模型的腫瘤中注射了流感疫苗，其結果與患有黑素瘤小鼠的結果相似，都發生了遠端效應。
在所有小鼠中，流感疫苗激活了某些免疫細胞，這些免疫細胞可以識別並攻擊注射疫苗部位的腫瘤細胞。這改變了局部腫瘤環境，為其中一些免疫細胞遷移到其他腫瘤奠定了基礎。
為了改善結果，研究人員用免疫檢查點抑制劑（PD-1）聯合流感疫苗對小鼠進行了治療，結果發現該策略行之有效。與單獨使用流感疫苗相比，聯合治療在小鼠中產生了更好的反應。
小結
鮑曼博士說：“遠端效應是一種令人著迷的現象，”他指出，這種現象最早是在1950年代初期的小鼠實驗中觀察到的。一位名叫RH Mole的研究人員表明，放射線可以使小鼠一側的腫瘤縮小，也會導致小鼠另一側未經治療的腫瘤消退。
當放射治療或其他類型的局部療法不僅使目標腫瘤縮小，而且導致體內其他部位未經治療的腫瘤縮小時，就會發生遠端效應。儘管仍在研究引起遠端效應的確切生物學機制，但人們認為免疫系統起著重要作用。
現在，越來越多的證據表明這種現象是真實的，並且有可能使之更可靠地發生。 在黑色素瘤、乳腺癌、肺癌和肝癌中，都曾記錄過遠端效應的發生。近年來，在一些罕見癌症患者如胸膜間皮瘤和胸腺癌中也有報道。
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