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第5种癌症疗法在日本迈出第一步-光免疫疗法利用近红外光打开癌细胞的“死亡开关”

癌症治疗在当前主要有三种常规方法:外科手术,化学疗法和放射疗法。手术将肿瘤从体内清除,放射和化学疗法杀死尽可能多的肿瘤细胞。而坦白说,这三种方法都尚很难有效的靶向杀死肿瘤细胞(组织)却不影响正常细胞。

如果通过手术去除肿瘤细胞,则与癌症抗衡的免疫细胞也将可能被取出。射线则更不可避免的会杀死免疫细胞,它们甚至会比肿瘤细胞先消失殆尽。化学疗法也会影响淋巴细胞,即出现白细胞减少和脱发等症状。因此,目前的疗法大多以破坏正常细胞和免疫细胞为代价杀死肿瘤细胞。而近红外光免疫疗法与上述不同,它能选择性杀死具有抗体的癌细胞,并且帮助产生更多的免疫细胞。

该治疗法于2011年由美国国立卫生研究所(NIH)主任研究员小林久隆开创,2015年4月,获得了美国食品和药物管理局(FDA)的许可,开始进行临床试验,简称PIT或近红外光免疫疗法(NIR-PIT)。

 

光免疫治疗先从静脉注射会与近红外线产生化学反应的抗体(IR700),再使用近红外线照射与癌细胞结合后的抗体,促使产生化学来破坏癌细胞。近红外线的波长范围在可视光及红外线的之间。光免疫治疗是在近红外线中,属波长较短(700纳米)、能量较高。IR700是一种名为酞菁的色素,拥有可以吸收波长700纳米的近红外线能量。透过近红外线照射所产生的化学反应变化,IR700会与癌细胞膜中的抗原结合并使蛋白质产生变化,癌细胞膜受损后,癌细胞会在非常短的时间(大约在1~2分钟)内被破坏。在显微镜观察下,被近红外线照射到的癌细胞就像是气球一颗颗的破掉。

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由于IR700并不会与癌细胞以外的正常细胞结合,正常细胞即使照射到了近红外线也不会有任何影响。与抗体结合的癌细胞,仅在照射到这种特殊的近红外线才会被破坏。也就是说与癌细胞结合后的抗体,只有在照射到近红外线才会有所反应,是属于一种高度选择性破坏含有抗体癌细胞的癌症治疗方法。这是目前细胞选择性较高的癌症治疗方式,系前所未有。

不仅癌细胞死亡,而且对被破坏的癌细胞碎片中所含的癌症特异性抗原的免疫反应也是如此,因此除了受辐射区域和转移性癌细胞以外的癌细胞都可以起作用。在日本,国家癌症研究中心东医院(千叶县柏市)的临床试验的第一阶段于2018年3月开始。截至2018年4月,第二阶段在美国已经结束,美国食品药品监督管理局(FDA)宣布了一项加快批准审核的政策。

目前的临床试验对象是,日美两国都在研究是否应用于复发的颈部癌(鼻子、口腔、喉咙、耳朵、下巴等),肺癌、大肠癌、乳腺癌、胰脏癌、前列腺癌等。美国的第2阶段,在多家医院以复发的头部癌为对象,共计进行了30例的临床试验。现在公布的只有托马斯・杰弗森大学的7例,第1阶段的8例在欧洲的学会被公开,共计15例的数据可以阅览。在美国的临床试验中,15例中有14例是复发的头部癌,奏效率达93%,完全奏效率达47%,取得了很好的成绩。选择头颈癌作为起初的临床试验对象的理由是,小林认为,头颈部癌是口腔中、舌头、牙龈、脸颊、咽喉、鼻子等食道之上发生的癌,所以即使不使用内窥镜,也可以从身体外部照射光线。

小林等人认为NIR-PIT有可能从根本上改变临床上的癌症治疗方法。巴拉克・奥巴马总统在2012年的国情咨文演说中有提到。另外,例如,在iPS细胞制作脏器和视网膜用的细胞薄片(培养患者的自我细胞做成薄片状)时,由于混入了恶性细胞,担心会显示出致癌性,如果将抗体结合在一起照射光的话,恶性细胞一瞬间全部被破坏可以被破坏并去除,不给其他正常细胞造成伤害,可以制作安全的iPS细胞膜和人工脏器,对再生医疗也有帮助。

治疗效果机制
关键点是一种仅与癌细胞表面特定抗原特异性结合的称为抗体的蛋白(免疫球蛋白),以及与该抗体配对的称为IR700的染料,也称为酞菁。

当接收到波长为700nm的近红外时,IR 700吸收并产生化学变化,吸收光能并发热,从而对癌症造成损伤。该抗体-光吸收体(IR700)结合体被设计成仅在与目标分子结合时由近红外激活。这个抗体-光吸收体结合体,在注入人和老鼠后,与过量表现抗体目标的癌细胞结合,在那里照射近红外线的话,癌细胞就会急速膨胀,破坏,坏死,从而导致免疫原性细胞死亡。

激活杀手T细胞

对NIR-PIT产生反应后破裂、坏死的癌细胞,细胞内的物质会释放到细胞外,接近的免疫系统会将这些物质感知为异物,破坏癌细胞的免疫细胞即细胞伤害性T细胞(killer T细胞),根据控制性T细胞(Treg)的其他免疫细胞被抑制的东西,在小鼠实验中,控制性T细胞被迅速而有选择地去除。

它在1小时内激活了“癌细胞杀伤性T细胞”,并证实了其延长小鼠寿命的作用。也就是说,活化的杀伤性T细胞从治疗过的肿瘤到达其他部位的肿瘤,并表现出突出的免疫反应。

这种受控的T细胞去除方法的优势在于,无需人工制备用于针对每种肿瘤特异性表达的分子的多种抗体。
 

照射近红外线会危害身体吗?

近红外线与一般的电视遥控器或测试水果糖度仪器所使用的光线相同。与可视光不同的是,近红外线虽然可以穿透进人体深处,但是完全无害。目前有20多种抗体被美国食品药品监督管理局认可使用于癌症治疗,已证实抗体毒性较低,现阶段是由已认可的抗体中来选择使用。IR700本来是属于不溶于水的物质,所以不能打入人体内,不过借由二氧化矽改变其性质,使其融入水中。治疗所施打的IR700会在一天内随着尿液排出,对人体不会造成任何伤害。

光免疫治疗不仅是对皮肤癌这类只在人体表面的癌种有效,像是食道癌、膀胱癌、大肠癌、肝脏癌、胰脏癌、肾脏癌等,8~9成的肿瘤皆可适用于这项治疗。依照肿瘤的部位,可从体外进行照射,也可以使用内视镜进行照射。当肿瘤大小超过3cm时,使用带有细针头的导管插入肿瘤,将针拔出后放入光纤,便能从肿瘤内侧进行近红外线照射。

 

对于转移性肿瘤也有效果吗?

关于转移性肿瘤使用光免疫治疗时,可分成两种方法,一种是上述所说的方法,透过光线照射与抗体结合后的癌细胞使癌细胞被破坏,这时会有各种抗原(坏掉的蛋白质)被释放出来,由于正常细胞完全不会受到治疗的影响,在附近的健康免疫细胞会将抗原情报传递给淋巴球,使淋巴球开始进行分裂并攻击。此外,分裂过的淋巴球透过淋巴系统,就可以对身体其他部位带有相同抗原的癌细胞进行攻击。这就是转移性肿瘤使用光免疫治疗后,免疫功能活性化的主要运作方式。

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关于治疗

治疗的前一天,需要输入由我院无菌调剂室制作的含有光感物质的药液。这种药液的作用是聚集癌细胞,同时使癌细胞具有感光的性质。
治疗当天,近红外线对癌症部位进行照射,前一天输入的药液会发生反应,癌细胞的细胞膜被破坏继而死亡,达到消灭癌细胞的目的。
近红外线照射,根据癌症的部位不同,既有从身体外部照射(外部照射法)也有使用内视镜的(静脉内照射法)。因为这种治疗只针对癌细胞进行攻击,所以无论是对于发展中的癌症患者还是体力衰退的老年人都没有太大的副作用。 这种疗法也可以和其他的治疗并用。

这种治疗方法的优点

副作用的风险非常低

适用局部癌症的治疗

使用方法简便,患者的负担少

只针对癌细胞进行治疗,不会对正常细胞造成伤害

治疗时间短,可当天往返

对已经转移的癌症也有临床效果

可以和其他的治疗法同时进行(点滴疗法 NK细胞疗法 干细胞疗法等)

近红外线的IR(810mm)的主要作用

近红外线对癌症部位进行照射,前一天输入的药液会发生反应,癌细胞的细胞膜被破坏,消灭癌细胞。所谓的近红外线光,其实电视的遥控器使用的就是这样的光,与可视光不同,即使直接对人体进行照射也没有危害。它能透过皮肤表层一直深入到组织内部。

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