Nature深度綜述：溶瘤病毒能怎樣協助免疫療法？

▎本文轉自葯明康德微信公眾號（ID：WuXiAppTecChina）

文章來源來源：《Nature Reviews | Cancer》

腫瘤免疫療法在近年來取得了一系列進展，改變了許多癌症的治療格局。但與此同時，腫瘤免疫療法也暴露出了作用人群不夠廣泛等瓶頸，限制了它的應用。為了讓其發揮出更大的潛力，研發人員們正在為它尋找幫手，形成更為有效的組合療法。而在諸多潛在的好幫手中，溶瘤病毒是最為引人關注的新療法之一。近日，《Nature Reviews | Cancer》刊登了一篇綜述，介紹了溶瘤病毒在未來免疫組合療法中的廣闊應用前景。在今天的這篇文章中，我們也將為各位讀者整理其中的內容。

溶瘤病毒與常見靶向機理

顧名思義，溶瘤病毒指的是一類能夠有效感染並消滅癌細胞的病毒。由於病毒的特性，這種療法既可以系統施用，也可以局部施用，對原發和轉移性腫瘤進行治療。當癌細胞在病毒的感染下破裂死亡時，新生成的病毒顆粒會被釋放，進一步感染周圍的癌細胞。從機理上看，它不僅能對腫瘤進行直接殺傷，還有望刺激人體的免疫反應，增強抗腫瘤效果。

為了讓溶瘤病毒有效地針對癌細胞，對腫瘤的特異性靶向是研發中的一大重點。有趣的是，腫瘤天生就很適合成為溶瘤病毒的攻擊對象——當諸如RAS、TP53、RB1、以及PTEN等基因出現變異後，癌細胞的抗病毒感染能力會變弱，給了溶瘤病毒可乘之機。

針對癌細胞的這些弱點，我們已經開發出了多種能有效靶向腫瘤的病毒。譬如，水皰性口炎病毒（vesicular stomatitis virus，VSV）和馬拉巴病毒（Maraba virus）等經過改造的彈狀病毒（rhabdoviruses）能依賴干擾素信號通路的缺陷，特異性地靶向癌細胞。而首款得到美國FDA批准治療黑色素瘤的溶瘤病毒，則是由單純皰疹病毒（herpes simplex virus type 1，HSV-1）改造而來。這些病毒的設計都與免疫反應有關。

另一些溶瘤病毒則能額外針對惡性腫瘤的代謝異常。比如pexastimogene devacirepvec（Pexa-Vec）自身帶有一個缺陷的胸苷激酶基因，因此它只能在具有過量胸苷激酶活性的癌細胞中複製。此外，這款病毒中的B18R基因帶有一個提前的終止密碼子，讓它的編碼蛋白不容易被干擾素識別與結合。這些特性讓此類病毒能有效地針對腫瘤細胞，而將對正常細胞的影響降至最低。

溶瘤病毒與免疫療法

在這篇綜述中，作者們指出，T細胞想要觸發成功的抗腫瘤反應，必須得經歷四個關鍵步驟。而溶瘤病毒能在這四個步驟中對T細胞進行協助。

1. T細胞致敏（T cell priming）

T細胞反應的啟動，離不開對特定抗原表位的識別，而這個複雜過程離不開抗原呈遞細胞的工作。在癌症中，抗原呈遞的過程往往會受到負面影響，讓腫瘤在免疫學上「冷下來」。而溶瘤病毒可以實現類似於「疫苗」的作用，促進腫瘤相關抗原的呈遞與識別。

正如上文中提到的那樣，局部的溶瘤病毒治療，可以通過裂解癌細胞，釋放出大量腫瘤相關抗原，並創造一個親免疫的細胞因子環境，便於抗原呈遞細胞實現它們的功能。這一設想已經在不少實驗中得到了驗證。一些研究人員發現，脊髓灰質炎病毒（poliovirus）與彈狀病毒的嵌合能導致腫瘤抗原的釋放，並催生I類干擾素反應。這些刺激最終會誘導腫瘤特異的T細胞群體增生。

研究人員們指出，這一方法的優點在於，我們不需要對腫瘤相關抗原有事先的了解，因此是一種簡便的個體化疫苗開發手段。但我們也要注意，此類方法未必能誘導足夠的T細胞反應。為此，研究人員認為在溶瘤病毒中加入腫瘤相關病毒載體，或許能提高效果。

溶瘤病毒的多種作用機制（圖片來源：《Nature Reviews | Cancer》）

2. 移動與浸潤（trafficking and infiltration）

在循環中的T細胞能移動到腫瘤位點進行浸潤，對患者的預後有舉足輕重的作用。而溶瘤病毒的使用，有望增強T細胞對腫瘤的浸潤。這背後有著多種潛在的機制。

首先，病毒感染能激發潛在的I類干擾素反應，刺激趨化因子的生成，從而募集T細胞。在動物模型中，無論是腺病毒、HSV-1、牛痘病毒、還是新城疫病毒（Newcastle disease virus），都能有效地提高T細胞的浸潤。此外，溶瘤病毒在臨床試驗中，也證實能在黑色素瘤與其他晚期癌種里，提高T細胞的浸潤。而對於大腦腫瘤，科學家們也同樣在一些研究中觀察到了積極的成效。

其次，溶瘤病毒能誘發TNF、IL-1β、以及補體的反應，上調內皮細胞上選擇素的表達，為T細胞的浸潤提供關鍵信號。

第三，溶瘤病毒通過改造，有望針對特定的致癌信號通路。舉例來說，WNT–β-catenin通路具有免疫抑制的效果，且能抑制細胞的抗病毒反應。通過改造，不少溶瘤病毒能被β-catenin信號通路激活，促進腫瘤特異的病毒複製與抗腫瘤效果。

第四，溶瘤病毒能編碼T細胞趨化劑，有望直接招募T細胞，而不必擔心腫瘤環境中的趨化因子表達缺陷。

在這篇綜述中，研究人員們也指出，腫瘤病毒也能協助克服組織結構上的障礙，進一步幫助T細胞浸潤。比如它能夠吸引嗜中性粒細胞在腫瘤微環境中釋放炎性介質（inflammatory mediators）以及帶有細胞毒性和細胞外基質（ECM）降解屬性的蛋白酶。

3. 規避免疫抑制（circumventing immune suppression）

即便T細胞成功在溶瘤內取得了浸潤，依舊不代表它們就能有效對腫瘤展開攻擊。研究人員們指出，在進入到腫瘤後，T細胞依然需要克服環境中具有免疫抑制性的分子，如IL-10、TGF β、以及IDO。

在這方面，溶瘤病毒有望誘導親炎性輔助T細胞1（pro-inflammatory T helper 1），從而改變抑制性的腫瘤微環境。此外，它也有望直接殺死免疫抑制性的細胞。

其中，最受人關注的一點可能就是溶瘤病毒將「冷腫瘤」變成「熱腫瘤」的能力了。在一項研究中，研究人員們先移除了三陰性乳腺癌患者的腫瘤，並在原位植入了次代腫瘤。後續發現表明，溶瘤病毒的使用讓T細胞對腫瘤抗原產生了反應，且能防止腫瘤複發。而且免疫檢查點抑製劑的使用，還能進一步增強治療的效果。其他的一些臨床前試驗也證明了溶瘤病毒與免疫檢查點抑製劑聯用的潛力。

在臨床試驗中，這一潛力再次得到了驗證。無論是PD-1抑製劑，還是CTLA4抑製劑，在與talimogene laherparepvec聯用的情況下，均能提高患者CD8與CD4陽性T細胞的數量，表明可能帶來了系統性的免疫效應。儘管這項試驗尚處於1期，但針對晚期黑色素瘤的總體緩解率達到了62%，完全緩解率達到了33%。此外，免疫細胞浸潤性低的患者，也同樣取得了良好的效果，表明在溶瘤病毒的作用下，「冷腫瘤」對免疫檢查點抑製劑也產生了響應。這篇發表在《細胞》上的研究也因此引起了大量關注。

溶瘤病毒與免疫檢查點抑製劑的組合療法有著不俗的效果（圖片來源：《細胞》）

除了讓腫瘤從「冷」變「熱」外，現有的一些研究也在嘗試用溶瘤病毒遞送免疫檢查點抑製劑的做法。這一做法需要在溶瘤病毒中編碼免疫檢查點抑製劑，從而避免聯合療法帶來的毒性。另外，溶瘤病毒對癌細胞的特異性，能更有的放矢地在正確的地點釋放藥物。目前，已經有兩項研究進行了初步的嘗試。但我們也要承認，這個想法在技術與機制上還有不少挑戰有待解決。

4. 結合腫瘤細胞（engagement of tumour cells）

成功免疫療法的最後一步，在於T細胞對腫瘤細胞的識別、結合、以及攻擊。為了躲避T細胞的識別，腫瘤細胞能下調參與抗原呈遞的通路和I類MHC。而溶瘤病毒有望對其進行一定程度的逆轉。舉例來說，呼腸孤病毒（reovirus）能增加I類MHC與/或II類MHC在腫瘤細胞與抗原呈遞細胞上的表達。類似的，被HSV感染的腫瘤細胞能促進樹突狀細胞的成熟與II類MHC的表達。

本篇綜述中，研究人員們還指出，溶瘤病毒有望用一種全新的方法去促進T細胞與腫瘤細胞的結合。目前，有一類叫做雙特異性T細胞結合子（Bispecific T cell engagers，BiTE）的分子能結合CD3等激活T細胞的分子，且結合癌細胞表面的抗原靶點。這類創新療法在血液癌症的治療中取得了積極的成果，但在實體瘤中的應用卻可能受到腫瘤微環境和/或脫靶副作用的限制。編碼BiTE的溶瘤病毒有望解決這些瓶頸。

在一項早期研究中，一款能直接結合EPHA2與CD3的BiTE被整合進入了溶瘤病毒，並能在腫瘤細胞處釋放BiTE，對未被病毒感染的癌細胞也產生殺傷。另一項研究里，結合EpCAM與CD3的BiTE也能在組織活檢樣本中激活T細胞。

溶瘤病毒的一些新嘗試（圖片來源：《Nature Reviews | Cancer》）

溶瘤病毒療法的未來

本篇綜述在最後為我們指出了溶瘤病毒的兩個潛在發展方向。其一是與T細胞療法結合，協助T細胞在局部腫瘤微環境中的增殖、移動、實現療效。其二是通過對免疫機制的進一步了解，我們有望開發出更好的溶瘤病毒，進一步拓展它的潛力。

正如作者們在文章最後所言，毫無疑問，溶瘤病毒的前方充滿機遇。我們應當將這一充滿潛力的工具與現有療法進行結合，利用前者對免疫反應的影響能力，對腫瘤殘餘病灶進行有效的清除。隨著免疫系統抗腫瘤機制的不斷闡明，溶瘤病毒有望為免疫療法提供一個重要的平台。

參考資料：

[1] Oncolytic viruses as engineering platforms for combination immunotherapy

[2] Cancer immunotherapy with recombinant poliovirus induces IFN-dominant activation of dendritic cells and tumor antigen-specific CTLs

[3] Oncolytic virotherapy promotes intratumoral T cell infiltration and improves anti-PD-1 immunotherapy

本期編輯：hantavirus

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