北京大学刘昭飞合作团队揭示放疗后18F-FDG PET“代谢闪烁”的免疫学机制，为精准评估放疗疗效提供新思路

放射治疗（放疗）是肿瘤治疗的核心手段之一，约有60%以上的肿瘤患者在疾病的不同阶段需要接受放疗。然而，如何在放疗早期准确评估疗效仍是目前临床肿瘤影像学领域面临的挑战。

¹⁸F-氟脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）正电子发射计算机断层（PET）通过反映组织对葡萄糖的摄取情况，广泛用于肿瘤显像诊断和疗效评估。但在临床实践中经常会出现放疗后肿瘤局部的¹⁸F-FDG摄取短暂升高，即所谓的“代谢闪烁（metabolic flare）”。这一现象易与肿瘤进展相混淆，从而影响对放疗疗效的准确判断。传统观点认为，代谢闪烁主要来源于放疗后的局部炎症，但其是否还存在更深层的生物学机制，长期以来并未得到充分阐明。

近日，北京大学刘昭飞合作团队在Protein & Cell期刊发表题为 “ICAM-1 promotes T cell glycolytic reprogramming and tumor infiltration to drive ¹⁸F-FDG PET flares following radiotherapy” 的研究，系统揭示了放疗诱导的抗肿瘤免疫反应在 ¹⁸F-FDG PET代谢闪烁中的关键作用。研究发现，细胞间黏附分子-1（ICAM-1）在其中发挥了核心调控作用。

研究团队通过对患者肿瘤样本及多种小鼠肿瘤模型的系统分析发现，放疗可显著上调肿瘤组织中ICAM-1的表达，并伴随着T细胞向肿瘤组织的显著浸润增加。在机制层面，研究进一步证实：在宿主ICAM-1缺失的条件下，放疗后出现的¹⁸F-FDG PET代谢闪烁明显减弱。这一变化主要源于T细胞肿瘤浸润能力和葡萄糖摄取水平的显著下降，而髓系细胞的代谢特征基本不受影响。深入机制研究表明，放疗诱导上调的 ICAM-1通过与其受体淋巴细胞功能相关抗原-1（LFA-1）相互作用，促进T细胞在肿瘤局部形成稳定团簇并增强浸润能力。同时，该过程激活 PI3K-AKT-mTOR信号通路，驱动T细胞发生代谢重编程，增强糖酵解及三羧酸循环活性，最终导致肿瘤局部¹⁸F-FDG摄取升高，从而在PET 显像中表现为“代谢闪烁”（图1）。

该研究首次从免疫代谢的角度，系统阐明了ICAM-1与放疗后¹⁸F-FDG PET “代谢闪烁”之间的联系，并提出这一影像学现象可被视为反映T细胞激活与肿瘤免疫浸润的潜在生物标志物。相关发现为放疗后PET影像的精准解读提供了重要理论依据。研究指出，未来若能开发靶向ICAM-1的临床PET显像探针，并与传统 ¹⁸F-FDG 成像联合应用，有望构建多参数PET显像策略，从而在临床上区分放疗后的“代谢闪烁”与肿瘤真实进展，实现无创、精准的放疗疗效评估。此外，该研究也提示 ICAM-1具有作为动态监测抗肿瘤免疫反应的影像生物标志物的潜力，为放疗联合免疫等综合治疗策略的优化提供了新的思路。

北京大学肿瘤医院博士后宋瑞、北京大学第三医院副主任医师赵梅莘以及北京大学基础医学院已毕业博士研究生张婷为本文的共同第一作者。北京大学肿瘤医院/基础医学院刘昭飞教授、杨志教授，北京大学第三医院核医学科张卫方主任医师及赵梅莘副主任医师为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和北京市自然科学基金等项目的支持。