Purpose. To evaluate immunological status in patients with metastatic forms of solid tumors before and at different intervals after stereotactic body radiation therapy (SBRT) of metastatic lesions depending on the dose and the number of irradiated metastasis. Materials and methods. A quantitative assessment and analysis of blood immunological parameters was conducted before irradiation, via 3-4 weeks and via 6-8 weeks after SBRT in patients with malignant tumors with oligometastases in the liver and lungs, in groups with a total focal dose (TFD ≤ 45 Gy ) and TFD> 45 Gy, and also in groups with irradiation of one metastases and two or more. All peripheral blood samples were analyzed by flow cytometry. Statistical analysis was performed using Friedman and Nemenyi criteria. Results. 3-4 weeks after the end of SBRT, when using higher doses (TFD> 45 Gy), we observed statistically significant increase of T-lymphocytes (CD3+CD19-); T-helpers (CD3+CD4+); activated T-helpers (CD3+CD4+HLA-DR+); activated cytotoxic T-lymphocytes (CD3+СD8+HLA-DR+). Decreasing of B-lymphocytes (CD3+CD19-) was observed in both dose groups (TFD ≤ 45 Gy and TFD > 45 Gy). We also noted the activation of the T-cell link of immunity both in the group with irradiation of one metastatic lesion, and in the group where 2 or more metastases were exposed to irradiation. Conclusion. Using of higher doses of SBRT is associated with a more activated antitumor T-cell immune response, while the analysis of groups of patients with different ammount of irradiated metastasis currently requires further research.

Литературный обзор посвящен основным проблемам радиобиологии, определяющей основы лучевой терапии, описывающей реакции нормальных и патологических тканей на облучение и их механизмы. Внедрение различных вариантов гипофракционирования, высокодозного облучения, в том числе стереотаксической лучевой терапии и радиохирургии показало, что радиобиология опухолей и нормальных тканей при использовании этих методов не соответствует традиционным представлениям, характерным для классического фракционирования, а 4R/5R концепции радиобиологии и традиционная линейно-квадратичная модель не могут адекватно объяснить возникающие эффекты. Для устранения несоответствия биологически эффективных доз непрерывно предпринимаются попытки модифицировать линейно-квадратичную модель, однако пока ни одна из них не смогла обеспечить точную оценку выживаемости клеток в диапазоне высоких доз. Кривые выживаемости клеток значимо отклоняются от прогноза, что во многом связано с радиационно-индуцированными повреждениями эндотелия сосудов и активацией иммунных процессов. Модифицированные линейно-квадратичные модели нуждаются в дальнейшей проверке, и их следует с осторожностью использовать в клинической практике, совместно с инструментами QUANTEC. Основные понятия радиобиологии можно свести к нескольким взаимосвязанным моделям: линейно-квадратичной, сосудистой, иммунной и немишенной. Назрела необходимость создания единой комплексной модели, объединяющий предыдущие.

Литературный обзор описывает значение сосудистых механизмов в реализации радиобиологических эффектов высокодозной лучевой терапии. Основные понятия радиобиологии можно свести к нескольким тесно взаимосвязанным моделям: линейно-квадратичной, сосудистой, иммунной и немишенной. Каждая из них описывает свое звено совокупного ответа на проводимое облучение, а их роль и вклад меняются в зависимости, прежде всего от разовых доз, а затем от режимов фракционирования и общих доз. Накопленные данные свидетельствуют о целесообразности формирования единой обобщающей модели. Сосудистая сеть имеет важное значение в пролиферации и выживании опухолевых клеток, во многом определяя условия микросреды и общий ответ на лучевую терапию. Высокие дозы облучения за фракцию (более 10Гр) приводят к сосудисто-эндотелиальному апоптозу, немедленной тяжелой сосудистой реакции и глубокой ишемии опухоли. Этот феномен связан с активацией кислой сфингомиелиназы, последующим гидролизом сфингомиелина, генерирующего церамид, индуцирующий трансмембранный сигнал апоптоза.

The purpose of the study was to conduct a systematic analysis of the data available in the modern literature on the systemic (abscopal) effects in radiation therapy, which are mediated by immunological phenomena.Material and Methods.A structured search for articles published in peer-reviewed journals between January 2000 and February 2019 was conducted using MEDLINE database. The review included data from registered clinical trials at Clinicaltrials.gov, showing the results of the combined use of immunotherapy and radiation therapy.Results. There is an opinion that the systemic effect of radiotherapy is mediated by immunological phenomena. In connection with the recent data, there is a growing interest in the combined use of immunotherapy with radiation therapy in order to increase the efficacy of systemic therapy. However, the incidence of abscopal effects after standard radiation treatment is very low. In this regard, stereotactic ablative radiotherapy, due to its high immunogenic potential, low toxicity and short duration of the treatment, is apparently an attractive partner for immunotherapy in patients with metastatic disease.Conclusion. In view of the variety of the immunological effects of radiotherapy, further studies of the effect of radiation therapy on the immune system of cancer patients are needed, and the use of various combinations of immunotherapy and radiation therapy should be continued. All this, ultimately, will help improve the survival rates of cancer patients.

No abstract