溶瘤免疫疗法开启抗癌治疗新时代

长长的路

什么是溶瘤病毒？什么是溶瘤免疫治疗？

简单的说，溶瘤病毒是那些能感染肿瘤细胞，能在其中复制并直接诱导肿瘤细胞裂解的病毒。溶瘤病毒治疗的神妙之处是采用肿瘤特异性病毒进行系统化治疗，在肿瘤组织中起破坏和扩散作用，但并不影响任何周围健康组织。病毒能天然定向到不同组织，但因强大的抗细胞凋亡作用，肿瘤细胞成为很多病毒的优良生长温床。

溶瘤病毒能特异性攻击肿瘤，在肿瘤内复制起破坏作用，代表着最有前景的一类癌症免疫治疗药物，被命名为溶瘤免疫治疗。溶瘤免疫治疗的概念被认为是病毒诱导细胞死亡（免疫原性肿瘤细胞死亡（ICD））使免疫系统识别肿瘤细胞，并提供长期持久的抗肿瘤免疫。由病毒和ICD一起产生的免疫应答能有效抗肿瘤。

病毒介导肿瘤细胞死亡的机制包括针对肿瘤细胞的直接毒性（细胞毒和溶瘤作用）、或是通过肿瘤旁效应（血管阻断）和免疫效应功能（免疫治疗）来间接清除肿瘤。因此，对免疫治疗机制的透彻理解将大大提高溶瘤病毒治疗效果，该领域研究被称为“溶瘤免疫治疗”。溶瘤免疫治疗与免疫抑制药物（为抑制初期抗病毒应答）和干扰免疫反应的治疗型单克隆抗体等其它免疫治疗联用，有望提高有效性。检查点抑制剂CTLA-4 (Yervoy)和PD-1 (Opdivo和Keytruda)等有应用前景的单克隆抗体成功，开启了为多种癌症提供强效和持久治疗作用的免疫治疗新时代。溶瘤免疫治疗可能在未来抗癌治疗中扮演重要角色。

溶瘤病毒治疗研究的沉浮

早在20世纪初期科学家就已经注意到感染性疾病有抗癌作用。观察到白血病或淋巴癌病人感染病毒后伴随肿瘤缓解，显示溶瘤病毒可能抗癌。这些病例中，先前缓解后癌症往往迅速发展。临床也显示出使用病毒后，表现出早期肿瘤和症状缓解，随后疾病恶化。在这段时间很多研究都观察到该现象，尤其是在麻疹病毒感染实验中，这些发现为感染性疾病影响癌症进程提供了早期证据。

随着实验室组织培养方法的进步，加快病毒繁殖，进而加深了解病毒。利用这些方法，可在实验台上展开以病毒为治疗药物的研究。研究开始就显示出病毒优先攻击并破坏癌症细胞系，显示临床应用潜力。根据这些进展，开展了将病毒继发性转入动物的临床前研究。最早研究之一是俄罗斯远东脑炎病毒在肉瘤动物模型中的作用，肿瘤被完全破坏。但是，动物宿主也死于病毒感染相关疾病。随后在其它肿瘤细胞系中也得到阳性结果。这些调查明显说明，溶瘤病毒能攻击其它物种的肿瘤细胞系，与病毒天然宿主感染相比，这种感染明显更为轻微，并有望以跨物种感染方式来限制正常健康人体组织的感染。但出于担忧新获嗜人类细胞的危险性以及流行病学影响，动物病毒的应用明显减少。再有，许多动物模型中有效结果并不总能在人类中重复。

不充分的前期准备甚至体液也用来治疗病人，加深了公众对该领域怀疑。更甚的，至少从目前伦理标准看，离谱研究是将肿瘤细胞注射自愿者体内，所有这些都带来了安全问题。早期发现相对安全病毒是使用新城疫病毒（Newcastledisease virus, NDV），缓解期超过10年。农业和实验室中的资料已表明NDV相对安全，仅引起包括结膜炎和喉炎在内的中度疾病。

由于安全性差，病毒作为抗癌药物的研究在20世纪60年代兴起后，一直衰落到90年代。其它问题是人体对病毒自身保护性免疫应答（抗病毒反应）使得治疗性病毒失效，这也解释了为什么一些免疫抑制个体反而能增强病毒诱导型抗肿瘤反应。但即使在停滞期，也用人流行性腮腺炎病毒进行了重要临床试验，检测了相对较大量癌症病人，显示90位中的37位癌症患者出现保护性反应，肿瘤萎缩并低毒。尽管这次试验仅是一次相对不可控和粗糙的尝试，但是结果表明大多数患者报告在使用了腮腺炎病毒后至少有一些反应，某些患者肿瘤萎缩甚至超过50%。

1981年获得了第一个感染性病毒克隆。伴随基因工程浪潮，到90年代，病毒被再次认为是真正的抗肿瘤药物。在之前，病毒通过多次传代培养，以能适应可复制到特定组织。进行广泛研究的是单纯疱疹病毒（Herpessimplex virus，HSV），转基因工程型HSV-1突变体缺乏病毒性tk基因，不能在不分裂细胞中有效复制但能在分裂细胞中复制。HSV-1工程型病毒能破坏胶质母细胞瘤，证明其在体内效果。对HSV tk突变体的研究是溶瘤病毒治疗进入基因工程时代现代的转型标志。

值得赞赏的是，科学家们在基因水平上减少或操控病毒，确保病毒符合患者安全需求。在HSV中，清除其神经毒性而保有肿瘤裂解能力尤为重要。再有，出现感染并发症时能用有效的抗HSV药物采取紧急治疗，从而使得HSV-1成为良好载体。已有报道引起肿瘤萎缩的案例，尤其在那些免疫缺陷病人中病毒能免受免疫攻击。

肿瘤治疗免疫方兴未艾

对溶瘤病毒的研究贯穿整个20世纪，溶瘤病毒对免疫反应的影响引起了科研工作者强烈兴趣，最先被注意到的是流感病毒。目前已经明确了病毒诱导癌症细胞死亡类型如何为免疫细胞互作和辅助抗肿瘤应答提供理想环境的方式。这种作用方式被称为免疫原性肿瘤细胞死亡（immunogeniccancer cell death, ICD)，包含针对病毒和经凋亡、坏死、坏死性凋亡、细胞焦亡和自噬性细胞死亡等死亡肿瘤细胞产生的多种信号所诱导的固有和适应性免疫反应。

良好的病毒感染诱导型ICD具备克服肿瘤免疫抑制和逃避免疫细胞介导的肿瘤损伤等典型特点。因此，溶瘤病毒被认为同时起直接的肿瘤细胞破坏和免疫治疗的作用，这种作用交替产生，称为溶瘤免疫治疗。溶瘤病毒也能与其他免疫治疗联用，通过协同治疗引起所需的抗肿瘤应答。

溶瘤治疗另一个重要方面是给药方式。到目前为止，瘤内给药能满足安全性，全身给药的理想方式是靶向到转移瘤。采用后种方法的困难有溶瘤病毒抗体的产生（或血清中已存在的抗体互作）、补体快速清除或其它已存的针对病毒抗体的其它机制和无法穿透肿瘤。ICD、病毒传播、抗肿瘤应答和病毒活性之间的平衡很复杂，需要大量优化和检验不同的溶瘤病毒、治疗方案及联合治疗（图1）。

图1：抗肿瘤治疗效果需要抗病毒和ICD诱导型抗肿瘤免疫应答之间理想的平衡状态。刺激溶瘤病毒活性及ICD诱导型免疫应答需要初始免疫抑制。尽管病毒扩散有助于更多ICD的诱导，但仍需要抗病毒反应以确保病毒能被清除。溶瘤病毒经过基因工程改造有望具备上述功能

来源：罗兹曼国际转化医学研究院/邝琪