近紅外光子免疫療法需要目標(biāo)抗原的高度表達(dá)，限制了其可用于的患者數(shù)量。

名古屋大學(xué)11月2日宣布，該校已成功開發(fā)出一種針對免疫檢查點(diǎn)分子PD-L1的近紅外光免疫療法的應(yīng)用，以提高癌癥免疫力。 該研究由該大學(xué)研究生院呼吸醫(yī)學(xué)系的研究生Shunichi Taki(在研究時，他是博士課程的第四年，目前在愛知縣健康、福利和農(nóng)業(yè)合作社聯(lián)合會的Konan Kosei醫(yī)院呼吸醫(yī)學(xué)系工作)、該大學(xué)的高等研究所、JST探索性研究支持計劃(探索性研究計劃的第一學(xué)期)挑選的研究人員以及JST科學(xué)和技術(shù)人力資源開發(fā)財團(tuán)共同完成。 (B3單位：文部科學(xué)省青年科學(xué)家新領(lǐng)域創(chuàng)建研究單位)，以及東京大學(xué)呼吸醫(yī)學(xué)系S-YLC特別助理教授Kazuhide Sato。 該研究結(jié)果發(fā)表在《美國科學(xué)》雜志上。 該研究的結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《癌癥免疫治療雜志》(電子版)。

PD-L1是免疫檢查點(diǎn)蛋白PD-1的配體，在廣泛的實體瘤中被檢測到。PD-L1存在于腫瘤細(xì)胞膜中，通過抑制CD8(+)T細(xì)胞的免疫反應(yīng)和逃避免疫監(jiān)視而發(fā)揮作用。目前正在開發(fā)針對各種器官的PD-1/PD-L1靶向免疫檢查點(diǎn)抑制劑。 PD-1/PD-L1靶向的免疫檢查點(diǎn)抑制劑現(xiàn)在已經(jīng)被證明對各種器官的癌癥有效。 即使在腫瘤表達(dá)低水平的PD-L1(TPS：腫瘤比例得分≥1%)時，它們也可以作為一線治療，并且已知具有一定的療效。 然而，這種效果是不夠的，需要開發(fā)能夠增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)抑制劑效果的技術(shù)。

近紅外光免疫療法是由美國國立衛(wèi)生研究院和國家癌癥研究所(NCI/NIH)的小林久隆博士及其同事在2011年開發(fā)的一種新的癌癥療法。 一種專門識別癌細(xì)胞所表達(dá)的蛋白質(zhì)的抗體和光敏物質(zhì)IR700的復(fù)合物被合成，與細(xì)胞表面的目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)合，并用約690納米的近紅外光照射以破壞細(xì)胞。 這些細(xì)胞死亡機(jī)制在2018年被S-YLC項目助理教授Kazuhide Sato及其同事證明是一種基于光化學(xué)反應(yīng)的細(xì)胞死亡新概念。 它有望成為繼手術(shù)、放療、化療和免疫療法之后的 "第五種癌癥治療方法"，因為它能以不同的方式瞄準(zhǔn)和摧毀癌細(xì)胞。 2020年9月，該藥物被授予早期有限批準(zhǔn)，用于治療表達(dá)高水平表皮生長因子受體的復(fù)發(fā)性頭頸癌。

然而，傳統(tǒng)的近紅外光免疫療法，包括這次批準(zhǔn)，需要一個在癌細(xì)胞上高度表達(dá)的癌癥靶抗原，這限制了能從這種治療中獲益的病人的數(shù)量。 有必要將這種創(chuàng)新的光靶向癌癥療法廣泛提供給患者，以便將其作為一般的標(biāo)準(zhǔn)療法。 為了克服這個問題，該研究小組決定把重點(diǎn)放在PD-L1上，這是一種免疫檢查點(diǎn)分子，在各種癌癥中的表達(dá)量并不高，而是低度到中度，并在癌癥免疫的基礎(chǔ)上開發(fā)一種近紅外光免疫療法。 他們還發(fā)現(xiàn)，這種治療方法能協(xié)同增強(qiáng)癌癥免疫檢查點(diǎn)抑制劑的效果。

PD-L1靶向小鼠實驗中的腫瘤抑制和生存期延長

該研究小組首先合成了一種由抗小鼠PD-L1抗體轉(zhuǎn)化為F(ab')2(PD-L1 F(ab')2)、PD-L1 F(ab')2和光敏劑IR700組成的復(fù)合物，以形成PD-L1 F(ab') F(ab')2-IR700是通過合成PD-L1 F(ab')2與光敏劑IR700復(fù)合物而制備的，由于沒有PD-L1抗體的非特異性結(jié)合，預(yù)計會減少全身性的副作用，并且與IgG相比具有更小的尺寸和更高的腫瘤滲透性。

利用這種PD-L1 F(ab')2-IR700，我們研究了針對小鼠異體腫瘤細(xì)胞(肺癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌和黑色素瘤)的近紅外光免疫療法。 與EGFR在腫瘤中的表達(dá)相比，PD-L1的表達(dá)很低，不到百分之一，而EGFR目前被批準(zhǔn)用于人類。 眾所周知，這種療法的效果取決于癌細(xì)胞膜表面的癌癥抗原的表達(dá)。 在細(xì)胞實驗中，與表達(dá)高水平表皮生長因子受體的腫瘤相比，以PD-L1為目標(biāo)的近紅外光療的效果更為有限，后者需要更強(qiáng)的光能來摧毀細(xì)胞。 在足夠的光能下，近紅外光免疫療法在細(xì)胞實驗中也有細(xì)胞毒性作用。 因此，在細(xì)胞實驗中，PD-L1靶向的近紅外光療的療效有限，不適合用于治療。

然而，當(dāng)使用PD-L1 F(ab')2-IR700的單劑量近紅外光療在小鼠同種異體腫瘤模型中進(jìn)行研究時，觀察到了明顯的抑制腫瘤生長和延長生存期的效果，而這是無法從細(xì)胞實驗的效果中預(yù)測的。 此外，在異體腫瘤移植的轉(zhuǎn)移性小鼠模型中，僅用近紅外光照射一個腫瘤就能抑制腫瘤的生長，并顯著提高存活率，不僅是受照射的腫瘤，而且是未受近紅外光照射的腫瘤。

癌癥微環(huán)境的變化，在細(xì)胞實驗中沒有看到，是影響的關(guān)鍵

研究小組繼續(xù)分析抗腫瘤免疫力，以澄清細(xì)胞實驗與小鼠腫瘤治療效果之間的差異。 他們發(fā)現(xiàn)，CD8(+)T細(xì)胞和NK細(xì)胞是抗腫瘤免疫的關(guān)鍵角色，在腫瘤內(nèi)被激活。 對腫瘤微環(huán)境的詳細(xì)分析顯示，骨髓來源的免疫抑制細(xì)胞(MDSCs)數(shù)量減少。 研究發(fā)現(xiàn)，近紅外光免疫療法誘導(dǎo)的部分腫瘤壞死、PD-L1 F(ab')2的免疫檢查點(diǎn)效應(yīng)以及PD-L1 F(ab')2去除癌癥微環(huán)境中MDSCs的微環(huán)境改造效應(yīng)的協(xié)同作用，激活了抗腫瘤免疫，發(fā)揮了顯著的抗腫瘤效果。 此外，對小鼠血液的分析表明，抗腫瘤免疫力得到了系統(tǒng)性的增強(qiáng)。 這種全身性的抗腫瘤免疫激活可能對沒有經(jīng)過近紅外光免疫治療和沒有暴露在光下的腫瘤產(chǎn)生影響(光暈效應(yīng))。

預(yù)計將成為沒有高表達(dá)特異性抗原的患者的替代療法

這項研究表明，針對PD-L1的近紅外光免疫療法即使表達(dá)量有限，也有足夠的抗腫瘤效果。 該研究還顯示，PD-L1靶向的近紅外光免疫療法不僅在暴露于近紅外光的部位有抗腫瘤作用，而且對轉(zhuǎn)移性腫瘤也有作用。 結(jié)果表明，近紅外光免疫療法與傳統(tǒng)的近紅外光免疫療法是一個不同的概念，后者針對的是高表達(dá)的分子，不表達(dá)相應(yīng)的特異性癌癥抗原的患者可能符合近紅外光免疫療法的要求。 該研究小組認(rèn)為，該技術(shù)可以擴(kuò)展到癌癥患者身上，并且該方法可以很容易地應(yīng)用于臨床，因為PD-L1抗體已經(jīng)得到臨床批準(zhǔn)。

開發(fā)的療法有望在未來用于臨床實踐，作為近紅外光免疫療法的替代品，用于那些基于癌癥特異性抗原高表達(dá)而不符合近紅外光免疫療法的患者。 這項研究將為實施針對人類惡性腫瘤的PD-L1的近紅外光免疫療法提供基礎(chǔ)知識。