研究目的放疗对机体免疫调控机制尚不明确。既往研究表明,放疗对患者免疫功能不仅存在抑制作用,也可能同时存在激活作用。如何增强放疗对免疫功能的正向调节作用,抑制放疗对免疫的负向调节作用,成为放射治疗的研究热点之一。本研究通过观察放疗前后患者外周血免疫细胞数目改变规律,研究常规分割放疗对口腔颌面部肿瘤患者免疫功能的影响;运用外周血全基因组表达谱芯片,以及生物信息学方法研究免疫细胞激活效应和抑制效应的分子机制;运用RT-PCR技术确认分子改变的结果,为放疗结合免疫治疗口腔颌面肿瘤提供新的依据。研究方法1.放疗前后淋巴细胞及其亚群检测:分别抽取22例患者放射治疗前1周内及放射治疗结束后1周内外周血,行白细胞及淋巴细胞计数,及进行CD3~+T细胞、CD4~+T细胞、CD8~+T细胞、NK细胞、B细胞等指标检测。2.放疗前后白细胞外周血表达谱芯片检测:选取14例口腔鳞癌患者,分别采取放疗前后外周血,提取RNA,行表达谱芯片分析,并用生物信息学方法筛选出放疗前后的差异基因,对差异基因行GO分类、KEGG通路分析,并结合淋巴细胞亚类计数改变做差异共表达分析。3.RT-PCR验证:通过生物信息学分析,筛选出10个淋巴细胞亚类计数关键的基因行RT-PCR验证,并用统计学方法比较PCR结果与淋巴细胞亚类数目的相关性。研究结果1.放疗后患者外周血淋巴细胞中CD3~+T细胞、CD4~+T细胞、CD8~+T细胞、B细胞及NK细胞,均较放疗前显著下降,且有统计学差异(P<0.05)。CD3~+T细胞百分率放疗后较放疗前升高,但差别无统计学意义(P>0.05),CD4~+T、B细胞百分率及CD4~+/CD8~+比值放疗后明显下降,差别有统计学意义(P<0.01),CD8~+T细胞及NK细胞百分率放疗后明显升高,差异有统计学意义(P<0.01)。2.放疗前后表达谱芯片鉴定到1202个差异表达的转录本(探针水平),映射到743个基因。其中1041个转录本,对应623个基因下调,161个转录本,对应120个基因上调。GESA富集分析到核糖体通路、T细胞受体信号通路、B细胞受体信号通路、原发免疫缺陷、细胞-细胞因子相互作用、细胞循环等生物学分类。差异共表达分析显示共有161个基因(对应235个探针)与各种细胞计数差异共表达。KEGG通路分析显示差异共表达相关基因主要富集在5个通路。3.PCR验证结果显示CD3D、CD8B、FYN、GIMAP5、IL7R、KLPK1、LY9、MS4A1、PPP3CC、ZAP70在放疗后表达量较放疗前显著下降,且差别有统计学差异(P<0.05)。研究结论1.放疗后淋巴细胞亚类数目明显下降,从细胞学来说放疗对免疫呈抑制效应,但CD8~+T细胞及NK细胞比例升高,放疗对患者免疫可能存在部分激活效应。2.通过表达谱芯片分析,放疗后主要抑制的信号通路为核糖体通路、T、B细胞受体信号通路、NK介导的细胞毒性信号通路等,特别是发现核糖体信号通路的抑制,文献报道较少,其机制,功能及修复的进一步研究,可能为放疗后患者免疫功能研究提供新思路。3.PCR结果显示与CD3细胞计数相关的基因有CD3D、KLRK1、LY9、PPP3CC四个;与CD4细胞计数相关的基因有IL7R、LY9两个;与CD8细胞计数相关的基因有CD3D、GIMAP5两个。这些关键基因既可能是反应放疗对患者免疫功能影响的血液分子标志物,亦是放疗患者免疫治疗的新靶点。