NCI癌症研究中心的研究人员发现，一种名为近红外免疫疗法的治疗癌症的技术有可能在创纪录的时间内杀死癌细胞，基本上只需轻轻一按电灯开关就能摧毁它们。科学家们并不确定这种方法的基本机制。不过，他们还是成功地在细胞和分子水平上详细阐明了这一技术，获得了有助于科学家进一步提升新型治疗效果的见解。实验室和小鼠的研究结果，由分子成像项目高级研究员Hisataka Kobayashi博士及其同事于2018年11月6日发表在《》上。 ACS中央科学.
近红外免疫学是一种新兴的治疗癌症的技术，已经在临床试验中进行研究。它涉及识别一种被称为抗体的蛋白质，这种蛋白质能够识别并靶向特定类型的癌细胞。抗体与一种对光敏感的化合物结合，然后给病人服用。在体内，药物只寻找并附着在癌细胞上，而不是健康细胞。接下来，医生用光纤针将一束红外光从外部或直接照射到癌症部位，从而激活药物，使它们死亡。小林博士和他的同事的研究揭示了这种细胞死亡如何发生的新细节。
为了进一步了解这一现象的分子机制，他们利用精密的显微镜研究了一种名为抗体-IR700的近红外免疫治疗剂在培养皿中模拟人类癌细胞的板上的效果。研究人员发现，暴露在近红外光下会使免疫治疗剂的形态从Y形急剧改变为球状。当它嵌入癌细胞的细胞膜时，这种变形会沿着细胞的保护壳造成划痕。一旦出现足够的划痕，液体就会冲破细胞膜，使细胞在暴露于光照后不到一分钟就破裂。
研究人员还在患有多个肿瘤的小鼠身上研究了这种技术，对每个肿瘤施加不同的光强度量。他们发现，较高的光照强度能使更多的癌细胞被消灭。在小鼠身上，他们在小鼠的尿液中检测到免疫治疗剂的"残余物"，就在近红外光应用于癌症部位几个小时后↪Zs_200A↩-↪Zs_200A↩a强烈地表明癌细胞被杀死。
Kobayashi博士指出，这种技术不仅仅是针对癌细胞，也不仅仅是增强免疫系统攻击癌细胞↪Zs_200A↩--↪Zs_200A↩，它两者都能做到。"细胞的所有蛋白质甚至DNA都会暴露在免疫系统面前。免疫系统会识别出[蛋白质和DNA]来自垂死的细胞，然后免疫系统将只对垂死的癌细胞做出反应，"他解释说。
如果确定并使用合适的抗体，近红外免疫疗法可以应用于任何癌症。在这项研究中，研究人员分析了近红外免疫治疗剂IR-700，该药即将进行头颈部癌症的III期临床试验。
虽然近红外免疫疗法的概念令人信服，但由于几个原因，理解它为什么有效是至关重要的。Kobayashi解释说："基于这些新的见解，我们或许能够设计出一种新的、更优秀的IR700，它将在许多方面得到改进，比如激活波长、稳定性和细胞毒疗效。"
在不破坏正常细胞或损害宿主免疫系统的情况下破坏癌细胞是近红外-PIT的一大优势。此外，NIR-PIT还能诱导ICD，即启动宿主对目标癌细胞的免疫力。NIR-PIT处理后的癌细胞会释放死亡信号，包括钙化蛋白、ATP和HMGB1，即使在肿瘤床中也能激活邻近的未成熟DC。这些信号促进了未成熟DC的成熟，它们会吞噬从破裂的肿瘤细胞中释放出来的癌症特异性抗原，这些成熟的DC会将幼稚的T细胞引诱和教育成为癌症特异性CD8+T细胞。这种新引诱的癌症特异性CD8+T细胞增殖并攻击其他癌细胞，导致宿主抗肿瘤免疫反应的放大。这个相应的过程可以通过识别大规模释放的新抗原，将一些非免疫原性肿瘤转化为免疫原性肿瘤。
这种抗肿瘤免疫激活首先发生在治疗的肿瘤部位。最终，由于免疫细胞在体内迁移，导致全身性免疫反应，因此会延伸到其他癌症部位。因此，虽然NIR-PIT是一种局部治疗，但NIR-PIT的效果可以是全身性的，可能会影响远处的转移部位。事实上，一些带瘤小鼠和癌症患者在接受一次以癌细胞为靶点的NIR-PIT治疗后，就能获得完全缓解。
NIR-PIT诱导的宿主免疫激活的一个重要特点是，这种疗法能同时激活免疫系统对抗从破裂的癌细胞中释放出来的多种抗原。目前大多数靶向免疫疗法，包括癌症疫苗或CAR-T疗法，都是确定一个单一的靶分子作为治疗的基础。拥有多个抗肿瘤T细胞克隆，每个克隆对独特的抗原做出反应，可以对表达广泛的癌症特异性新抗原的肿瘤做出更全面的反应。
NIR-PIT在人体中表现出深刻的免疫反应。NIR-PIT与西妥昔单抗-IR700靶向EGFR在复发性和晚期头颈部鳞状细胞癌患者中的首次人源性1期和2期临床试验分别于2016年和2017年底完成。在这些研究中，报告了数例完全缓解和多例显著的部分缓解。其结果远远超过了临床前模型的免疫缺陷宿主异种移植模型。一旦将这些模型转移到同种异体模型上，就证明了强大的免疫反应。有相当多的证据表明，这种同样的反应在人类中也能看到。
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