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癌症治疗正在经历从“广谱杀伤”向“精准打击”的深刻变革。传统化疗、放疗和手术虽然长期构成肿瘤治疗的三大支柱,但毒副作用大、耐药性出现以及复发转移等问题始终困扰着临床医生。近年来,一种融合抗体工程、光学技术和免疫治疗优势的新策略正在快速兴起,这就是近红外光免疫疗法(NIR-PIT)。该技术也可被视为一种广义的ADC(抗体偶联药物)。NIR-PIT已成为最具发展潜力的新型实体瘤治疗平台之一。本文介绍的这篇关于NIR-PIT的综述论文原文标题为“Near-infrared photoimmunotherapy: mechanisms, applications, and future perspectives in cancer research”,2025年1月发表在了华人抗体协会旗下期刊《Antibody Therapeutics》(牛津大学出版社出版,影响因子4.8)。该文迄今(2026年9月17日)已经被引用了15次,其下载/阅读量已经超过了3000次。该文的作者来自美国的哈佛大学和东北大学。此文的英文全文可点击链接免费下载:https://doi.org/10.1093/abt/tbaf001。
光免疫疗法的核心理念十分巧妙。研究人员首先将光敏剂与单克隆抗体偶联形成光免疫偶联物。抗体负责识别肿瘤细胞表面的特异性抗原,而光敏剂则承担杀伤功能。当药物在肿瘤组织富集后,再利用特定波长的近红外光进行照射,即可在局部激活光敏剂,使肿瘤细胞发生选择性死亡(参见图1)。这种“双重选择性”机制大幅提高了治疗精度。
图1 肿瘤靶向PIT(光免疫治疗):通过光免疫偶联物(PICs)递送光敏剂,实现其在肿瘤组织中的特异性富集。
(图片来源:英文原文图1)
与传统光动力疗法相比,NIR-PIT最大的优势在于靶向性。过去光动力疗法虽然能够利用光激活产生细胞毒性,但光敏剂往往会在正常组织中非特异性分布,从而带来皮肤光毒性等副作用。通过抗体引导后,光敏剂能够精准到达肿瘤组织,明显降低脱靶风险。
从作用机制来看,近红外光免疫疗法并非简单的“光照杀伤”。多数光敏剂在受到特定波长照射后会产生大量活性氧自由基,这些活性分子能够破坏细胞膜、线粒体和其他亚细胞结构,最终诱导肿瘤细胞凋亡、坏死或自噬。特别是IR700等新型光吸收剂,还能够通过改变分子亲疏水性质直接破坏细胞膜,引起细胞快速膨胀和裂解。
更重要的是,NIR-PIT不仅能够杀死肿瘤细胞,还能够激活人体免疫系统。当大量肿瘤细胞被局部破坏后,会释放损伤相关分子模式以及肿瘤抗原,从而促进树突状细胞摄取抗原并启动T细胞免疫反应。这意味着局部治疗有望产生全身性的抗肿瘤免疫效应,甚至攻击远处转移灶。
在药物设计方面,研究人员借鉴ADC药物的发展经验,不断优化光免疫偶联物的结构。近年来出现的位点特异性偶联技术能够保证光敏剂精准连接到抗体特定位点,提高制剂均一性和稳定性。同时,纳米颗粒、脂质体和聚合物平台的引入也使更多光敏剂能够运输到肿瘤内部,提高治疗效率(参见图2)。
图2: NIR-PIT药物设计策略
(图片来源:英文原文图3)
目前,EGFR是研究最深入的NIR-PIT靶点之一。EGFR在头颈鳞癌、卵巢癌、膀胱癌等多种肿瘤中过度表达,因此成为理想治疗对象。以西妥昔单抗结合IR700形成的ASP-1929已经成为光免疫疗法领域最具代表性的产品。该疗法于2020年在日本获得附条件批准,用于复发性头颈癌治疗,目前仍在全球III期临床研究中。
除了EGFR,HER2也是重要靶点。大量研究表明,曲妥珠单抗与光敏剂结合后可有效治疗HER2阳性乳腺癌、胃癌、肺癌以及胆管癌。特别值得关注的是,对于已经产生顺铂耐药性的肿瘤,HER2靶向NIR-PIT仍显示出显著活性,提示其有望解决传统治疗耐药难题。
此外,PSMA、TROP2、间皮素、CD133、CD44等肿瘤相关抗原也成为研究热点。其中CD133和CD44是肿瘤干细胞的重要标志物。肿瘤干细胞被认为是肿瘤复发和耐药的重要根源,因此光免疫疗法有机会实现对这一关键细胞群体的精准清除。
近年来研究视角进一步延伸至肿瘤微环境。科学家发现,仅仅杀伤肿瘤细胞并不足以取得长期疗效,围绕肿瘤存在的大量免疫抑制细胞同样影响治疗效果。因此,NIR-PIT开始瞄准调节性T细胞、癌相关成纤维细胞、髓源抑制细胞以及肿瘤相关巨噬细胞等关键群体。
例如CD25靶向光免疫疗法能够选择性清除肿瘤内部的调节性T细胞,从而解除免疫抑制状态;FAP靶向疗法则可以攻击癌相关成纤维细胞,改善肿瘤致密基质结构;针对髓源抑制细胞和M2型巨噬细胞的研究也显示出增强抗肿瘤免疫反应的潜力。这些成果标志着光免疫疗法正从单纯肿瘤细胞靶向迈向肿瘤生态系统整体重塑。
联合治疗是NIR-PIT最值得期待的发展方向之一。研究显示,光免疫疗法与化疗联合时能够显著提高化疗药物进入肿瘤组织的能力。由于治疗后出现的“超增强渗透与滞留效应”,肿瘤血管通透性明显增加,从而使更多药物富集于肿瘤部位。部分实验甚至观察到药物积聚量增加数倍以上。
与免疫检查点抑制剂联合则展现出更加令人兴奋的前景。NIR-PIT可释放大量肿瘤抗原,重新激活免疫系统,而PD-1或CTLA-4抑制剂则解除免疫抑制,两者形成天然协同。在部分动物模型中,联合治疗实现了完全缓解,并出现远隔肿瘤同步消退的旁观者效应。
光免疫疗法在外科手术领域同样具有巨大价值。术前应用可缩小肿瘤体积,提高肿瘤切除率;术后应用则能够消灭残余微小病灶和微转移灶,降低复发风险。由于光敏剂具有荧光特性,还能够辅助术中成像,实现“看得见、切得准、杀得净”的精准外科治疗模式。
尽管前景广阔,NIR-PIT仍面临挑战。首先是合适抗体靶点的开发问题,并非所有肿瘤都拥有理想靶标。其次是光穿透深度有限,目前近红外光在组织中的有效穿透通常仅数毫米,对于深部大体积肿瘤仍存在技术障碍。此外,缺氧环境、纤维化基质以及肿瘤异质性等因素也会影响治疗效果。
不过,技术创新正在不断突破这些限制。新型光纤导管、内镜光照系统、纳米光敏剂、双靶点抗体以及人工智能辅助药物设计正推动这一领域快速发展。随着ADC技术、抗体工程和光学设备的持续进步,未来的光免疫疗法有望实现更高精度、更强免疫激活能力和更广泛适应症覆盖。
展望未来,近红外光免疫疗法不仅是一种新的抗癌技术,更代表着精准医学时代治疗理念的升级。它将抗体药物的靶向性、光动力疗法的可控性以及免疫治疗的持久性有机结合,为攻克实体瘤提供了全新的解决方案。随着越来越多临床试验获得成功,这项技术有望成为未来肿瘤综合治疗体系中的重要组成部分,并为广大癌症患者带来新的希望。
参考文献
Derek Allen, Madeline JoAnna Szoo , Tessa D van Bergen , Ani Seppelin , Jeonghyun Oh , Mohammad A Saad. “Near-infrared photoimmunotherapy: mechanisms, applications, and future perspectives in cancer research”. Antibody Therapeutics 8, no. 1, (2025): 68–85. DOI: https://doi.org/10.1093/abt/tbaf001
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