2011年12月5日

靶向光疗法摧毁癌细胞

电子显微镜图像显示畸形细胞簇 一簇乳腺癌细胞。 安妮·卡瓦纳(Annie Cavanagh)。惠康图像保留所有权利。

科学家已经开发出一种非侵入性技术,该技术利用光选择性清除小鼠的癌细胞,而不会损害周围的组织。随着进一步的研究,这种新方法最终可能会用于治疗人类肿瘤。

癌症治疗的三种主要类型-外科手术,放射疗法和化学疗法-有效破坏癌组织,但也倾向于破坏正常组织。长期以来,研究人员一直在寻找可以将肿瘤细胞归零并保持周围健康细胞完整的疗法。十年来可用的一种靶向技术称为单克隆抗体(mAb)治疗。这些抗体通过闩锁在细胞表面的特定蛋白质上来破坏癌细胞。研究人员还可以为mAb附加致命的有效载荷,使其携带至靶细胞。迄今为止,美国食品药品监督管理局已批准了25种以上的治疗性单抗。但是目前的单克隆抗体疗法通常需要重复剂量才能引起严重的副作用。

为了尝试一种新方法,NIH国家癌症研究所(NCI)的Hisataka Kobayashi博士和他的同事决定将mAb与能够响应特定,无害波长的光的染料分子偶联。这种独特的方法称为光免疫疗法,在2011年11月6日的在线版 自然医学。

在评估了几种光敏分子后,研究人员将其定名为荧光染料IR700,该染料被近红外光激活。他们将IR700与3种不同的mAb化学连接。一种抗体靶向HER2,这是一种由某些乳腺癌细胞高水平表达的细胞表面分子。另一种与EGFR结合,EGFR是一种在某些肺癌,胰腺癌和结肠癌细胞中普遍存在的受体分子。第三个mAb驻留在PSMA中,PSMA是前列腺癌细胞过度表达的分子。

研究人员发现,mAb-IR700复合物可有效附着在培养的癌细胞上。当暴露于近红外光时,靶细胞迅速死亡。相比之下,不受复合物束缚的细胞没有受到伤害。

向患有癌症的小鼠注射靶向EGFR的mAb-IR700。即使在单剂量的近红外光照射下,动物也表现出明显的肿瘤缩小。治疗似乎是安全的,没有毒性迹象。

过去,其他光敏分子已用于治疗癌症。但是这些传统的,未靶向的光敏剂会损害健康和癌变的组织。此外,激活这些分子所需的光的类型可以穿透不到1厘米的组织(大约三分之一英寸)。用于激活IR700的近红外光可以穿透组织至几厘米的深度,超过一英寸。

低剂量的mAb-IR700也可以帮助识别组织中的癌细胞,因为该复合物会发射少量光。当治疗的肿瘤缩小时,它们的荧光变暗并最终消失。

Kobayashi说:“将不同的mAb与IR700连接的能力意味着该技术可以用作监测治疗结果的非侵入性指南。” “尽管将需要更多的测试,但我们认为这种方法有可能取代某些外科,放射和化学疗法。”

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