夏 茂， 陳軍浩

(南京鼓樓醫(yī)院 檢驗科，江蘇 南京 210007)

溶瘤病毒(Oncolytic virus)是一類具有自我復(fù)制能力并可以選擇性地在腫瘤細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞裂解或死亡的病毒[1-2]。溶瘤病毒可利用多種機制選擇性地在靶細(xì)胞內(nèi)復(fù)制致使腫瘤細(xì)胞溶解和死亡，從而發(fā)揮其優(yōu)良的腫瘤選擇性抑殺功能，對正常細(xì)胞無毒副作用[3]。近幾十年來溶瘤病毒治療腫瘤的研究快速發(fā)展，目前有至少12種溶瘤病毒進(jìn)入臨床試驗階段，如新城疫病毒(Newcastle disease virus)治療復(fù)發(fā)性神經(jīng)膠質(zhì)瘤(I/II期)；腺病毒(Adenovirus)治療膀胱癌(II/III期)；單純皰疹病毒(Herpes simplex virus)治療胰腺癌(I期)；水皰性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus)治療肝癌(I期)；痘苗病毒(Vaccinia)治療結(jié)直腸癌(I/II期)及柯薩奇病毒(Coxsackie virus)治療頭頸部腫瘤(I期)等臨床試驗[4]，均顯示出在治療過程中良好的安全性及療效，是一種非常有前景的腫瘤治療手段[5]。2015年底，美國食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)了一種基因工程改造的皰疹病毒talimogene laherparepvec(Imlygic，T-Vec)作為首次手術(shù)后復(fù)發(fā)的黑色素瘤患者不可切除病灶的局部治療方案[6]。T-Vec是首個獲得FDA批準(zhǔn)的溶瘤病毒類抗腫瘤藥物，是極具里程碑意義的溶瘤病毒治療策略，為后續(xù)溶瘤病毒策略的研究及臨床應(yīng)用樹立了標(biāo)桿并提供了有力借鑒。

1 麻疹病毒減毒疫苗株及其溶瘤機制簡介

麻疹病毒減毒疫苗株(如Measles virus Edmonston strain, MV-Edm)因為擁有極好的安全記錄，并且能選擇性殺傷多種腫瘤細(xì)胞，對正常細(xì)胞幾乎無損傷，被證實是一種安全有效的溶瘤病毒，易于通過基因工程改造，使其成為更加優(yōu)秀的腫瘤殺手[5,7-8]。溶瘤麻疹病毒與放化療聯(lián)合使用治療腫瘤的研究也取得了理想的結(jié)果[9-10]。溶瘤麻疹病毒最開始被認(rèn)為是治療白血病的理想選擇[11-14]，但后來發(fā)現(xiàn)它還能有效治療包括上皮源性惡性腫瘤和實體瘤等多種腫瘤類型[15]。

MV-Edm主要是以跨膜糖蛋白CD46分子作為細(xì)胞受體，細(xì)胞表面CD46分子可以與活化的補體成分結(jié)合，保護(hù)自身細(xì)胞免受補體系統(tǒng)的裂解作用[16]。而腫瘤細(xì)胞在長期的發(fā)生發(fā)展過程中為了保護(hù)自身不被補體系統(tǒng)介導(dǎo)的通路所裂解，常伴隨著高水平的CD46分子表達(dá)[17-19]。正常情況下，所有的人有核細(xì)胞都低水平表達(dá)CD46分子。CD46不僅調(diào)控溶瘤麻疹病毒黏附和進(jìn)入細(xì)胞，還影響病毒感染所致的細(xì)胞融合等過程。因此，在低表達(dá)CD46分子的正常細(xì)胞中，即使少量的MV-Edm感染細(xì)胞也不會介導(dǎo)細(xì)胞間的融合。在CD46分子高密度表達(dá)的腫瘤細(xì)胞內(nèi)，感染的細(xì)胞能導(dǎo)致廣泛的細(xì)胞聚集成合胞體(麻疹病毒經(jīng)典的細(xì)胞病變效應(yīng))，最終發(fā)揮極強的殺瘤作用[20]。除了CD46受體的密度差異外，溶瘤麻疹病毒的腫瘤靶向性還存在其他原因。腫瘤細(xì)胞感染溶瘤麻疹病毒時常表現(xiàn)為較高的膜融合傾向性，和/或是腫瘤細(xì)胞抗病毒固有免疫通路的缺陷也使得它們更易被病毒感染。例如，與正常細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞內(nèi)RNA介導(dǎo)的蛋白激酶反應(yīng)、固有免疫應(yīng)答，以及細(xì)胞凋亡等信號通路存在缺陷，這些都可能是溶瘤麻疹病毒能夠選擇性抑殺腫瘤細(xì)胞的機制之一[21]。溶瘤病毒不僅自身能在腫瘤細(xì)胞內(nèi)增殖從而達(dá)到殺傷腫瘤的作用，還可以通過感染、溶解或者死亡的腫瘤細(xì)胞釋放出的病毒顆粒以及腫瘤相關(guān)抗原等，產(chǎn)生級聯(lián)效應(yīng)(旁觀者效應(yīng))，放大溶瘤效果，直至腫瘤細(xì)胞被清除[22]。目前，MV-Edm用于人卵巢癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、多發(fā)性骨髓瘤、晚期卵巢癌、胸膜間皮瘤和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等研究已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗階段[4-5,23]。

2 溶瘤麻疹病毒的臨床研究與轉(zhuǎn)化

隨著基因工程學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及對病毒認(rèn)識的不斷加深，基因工程已經(jīng)成為構(gòu)建溶瘤效果更加卓越的溶瘤麻疹病毒的重要手段。到目前為止，研究者主要針對以下幾方面對麻疹病毒進(jìn)行基因工程改造，主要包括使其在體內(nèi)的分布以及復(fù)制擴(kuò)散情況可以被非侵襲性監(jiān)測，使其可抵抗宿主的固有免疫清除從而發(fā)揮更強大的溶瘤作用，使其具備更加優(yōu)異的腫瘤靶向性或者具有新的靶點從而能夠更加準(zhǔn)確地識別和清除腫瘤等。目前應(yīng)用MV-EZ(一種未經(jīng)任何改造的MV-Edm亞株(MV-Edm-Zagreb))、MV-CEA和MV-NIS治療腫瘤以及PD1抗體修飾的MV-NIS治療進(jìn)展期非小細(xì)胞肺癌(試驗結(jié)果還未有具體報道)已進(jìn)入臨床試驗階段[5,7-8,24]。

2.1 基于MV-EZ的臨床研究與轉(zhuǎn)化

在開展MV-EZ治療皮膚T細(xì)胞淋巴瘤病人的一期臨床試驗前，在異種移植人淋巴瘤的SCID小鼠模型上進(jìn)行研究。動物模型研究發(fā)現(xiàn)，單次靜脈注射平均劑量為1×106TCID50/只小鼠，共注射10次，與對照組相比，病毒治療能夠顯著抑制腫瘤的生長，且病毒治療組小鼠的生存時間顯著延長[24]。在臨床試驗中，瘤內(nèi)注射MV-EZ治療5名耐藥性或復(fù)發(fā)性淋巴瘤患者，且治療前血清中都能檢測到抗麻疹病毒抗體。由于皮膚T細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞的干擾素免疫信號通路存在缺陷，在瘤內(nèi)注射MV-EZ的24和72 h前預(yù)先給予病人皮下IFN-α注射。臨床試驗中，一共瘤內(nèi)注射4次MV-EZ，單次注射病毒劑量為102～103TCID50/病人。臨床試驗結(jié)果顯示，在溶瘤病毒治療后，5名病人血清中的抗麻疹病毒抗體滴度都明顯升高，沒有觀察到任何毒副作用；其中1位腫瘤患者經(jīng)MV-EZ治療后完全好轉(zhuǎn)，其他病人未見明顯好轉(zhuǎn)[8,15,24]。提示MV-EZ的安全性良好，對部分病人治療效果很好，需要繼續(xù)探究個體差異性的原因。

2.2 基于MV-CEA的臨床研究與轉(zhuǎn)化

在開展MV-CEA治療復(fù)發(fā)性卵巢癌病人的I期臨床試驗前，首先進(jìn)行動物模型的生物分布和毒理學(xué)研究。在毒理學(xué)研究中，將MV-CEA對動物模型進(jìn)行腹腔注射后，監(jiān)測動物的精神狀況、生化和血液指標(biāo)，以及血清中的CEA水平等[25]。并在注射病毒后的不同時間點，解剖動物模型并對其各組織器官進(jìn)行組織病理學(xué)分析。研究發(fā)現(xiàn)，一定范圍內(nèi)高劑量的溶瘤麻疹病毒在感染初期可以殺傷更多的腫瘤細(xì)胞[26]。在I期臨床試驗中，腹腔注射MV-CEA治療21位晚期難治性卵巢癌患者，注射劑量為103～109TCID50/病人[27]。通過檢測血清中的CEA濃度監(jiān)測病人體內(nèi)病毒的復(fù)制情況。在溶瘤病毒治療的277 d后，有12位腫瘤患者的病情較穩(wěn)定，其中有5位注射高病毒劑量的病人(107～109TCID50/病人)癌抗原125(CA-125)顯著降低，提示MV-CEA的治療效果具有一定程度的劑量依賴性，而且接受溶瘤麻疹病毒臨床試驗的12位腫瘤患者的平均生存時間(約12個月)是接受其他傳統(tǒng)治療手段的平均生存時間(約6個月)的2倍[27]，顯著延長了病人的生存時間。

在開展MV-CEA治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤病人的I期臨床試驗前，首先在恒河猴和IFNARkoxCD46-Ge小鼠兩種模型上進(jìn)行毒理學(xué)研究。通過瘤內(nèi)注射MV-CEA，觀察發(fā)現(xiàn)動物模型的大腦以及其他器官無病理損傷和功能障礙，在注射MV-CEA后3個月內(nèi)的不同時間點通過腦切片組織學(xué)檢查等分析，也未發(fā)現(xiàn)病毒會誘發(fā)神經(jīng)毒性[28]。動物模型研究結(jié)果再次證實MV-CEA能夠顯著抑制腫瘤的生長并延長荷瘤小鼠的生存時間。在I期臨床試驗中，腫瘤局部注射MV-CEA治療復(fù)發(fā)性神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者，參與臨床試驗的腫瘤患者為復(fù)發(fā)性多形性神經(jīng)膠質(zhì)瘤，初次注射病毒劑量為1×105～2×107TCID50/病人[8]。在使用的病毒劑量范圍內(nèi)，沒有觀察到任何毒副作用，其他臨床試驗結(jié)果還未公開發(fā)表。

2.3 基于MV-NIS的臨床研究與轉(zhuǎn)化

在進(jìn)行MV-NIS治療復(fù)發(fā)性骨髓瘤病人的I期臨床試驗前，首先在異種移植人骨髓瘤的SCID小鼠、沒有移植腫瘤的IFNARkoxCD46-Ge小鼠以及松鼠猴3種模型上進(jìn)行藥理學(xué)和毒理學(xué)研究。動物模型研究發(fā)現(xiàn)，單次靜脈注射4×106TCID50/kg是有效抑殺骨髓瘤和延長生存時間的最小劑量；給IFNARkoxCD46-Ge小鼠單次靜脈注射4×108TCID50/kg是不誘發(fā)毒性反應(yīng)的最高劑量；而在松鼠猴模型中，并沒有發(fā)現(xiàn)和病毒相關(guān)的毒性反應(yīng)[29]。在臨床試驗中，如何確定病人的最適病毒劑量是一個非常關(guān)鍵的問題。在I期臨床試驗中，通過靜脈注射MV-NIS治療晚期難治性多發(fā)性骨髓瘤患者。臨床試驗方案如下：首先靜脈注射溶瘤麻疹病毒106～109TCID50/病人，得出MV-NIS的最大耐受劑量(maximally tolerated dose，MTD)；接下來選擇3位已經(jīng)達(dá)到最大耐受量的病人繼續(xù)治療，在第2次靜脈注射MV-NIS的2 d前預(yù)先給予病人環(huán)磷酰胺藥物治療，然后注射不等劑量的病毒1%～81% MTD/病人[30]。給予病人I123后SPECT/PET成像可以動態(tài)觀察MV-NIS的生物分布。MV-NIS治療骨髓瘤的I期臨床試驗結(jié)果非常理想，為接下來II/III期臨床試驗提供了良好的基礎(chǔ)[8]。

2.4 臨床研究的現(xiàn)狀

從2004年開展的第一例腹腔注射MV-CEA治療卵巢癌病人到目前用MV-NIS、MV-EZ以及MV-CEA或者重組免疫調(diào)節(jié)因子或與免疫檢查點抑制劑聯(lián)用等手段治療不同腫瘤類型的患者，每一個臨床實驗都在順利進(jìn)行，病人腫瘤有不同程度縮小或消失，存活率有不同程度提高，所有病人耐受良好，無明顯毒副反應(yīng)。到目前為止，溶瘤麻疹病毒抗腫瘤治療已經(jīng)開展的臨床試驗包括： ①PD1抗體修飾的MV-NIS治療進(jìn)展期非小細(xì)胞肺癌患者(NCT02919449，I期)；②瘤內(nèi)注射MV-EZ治療皮膚T細(xì)胞淋巴瘤患者(Switzerland，I期)；③腫瘤局部注射MV-CEA治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者(NCT00390299，I期)；④靜脈注射MV-NIS治療晚期難治性多發(fā)性骨髓瘤患者(NCT00450814，I/II期)；⑤腹腔注射MV-NIS治療卵巢癌患者(NCT02068794，I/II期)；⑥瘤內(nèi)注射MV-NIS治療頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者(NCT012846091，I期)；⑦腹腔注射MV-NIS治療惡性胸膜間皮瘤患者(NCT01503177，I期)；⑧瘤內(nèi)注射MV-NIS治療髓母細(xì)胞瘤或兒童桿狀瘤患者(NCT02962167，I期)；⑨腹腔注射MV-CEA治療晚期難治性卵巢癌患者(NCT00408590，I期)[5]。從上述已開展的臨床試驗結(jié)果可以看出，溶瘤麻疹病毒不僅能有效殺傷腫瘤，而且安全性高。特別對一些難治性、復(fù)發(fā)性、晚期腫瘤，是一種較為安全、有效及可行的治療手段。目前看來，MV-EZ的臨床使用劑量為102～103TCID50/病人[24]，MV-CEA和MV-NIS的有效使用劑量約為109～1011TCID50/病人。而現(xiàn)有的麻疹疫苗生產(chǎn)工藝還不適用于生產(chǎn)高滴度的適用于臨床的溶瘤麻疹病毒[31]，在美國的梅奧醫(yī)學(xué)中心已建立了一套規(guī)模化生產(chǎn)高滴度溶瘤麻疹病毒的工序，可以生產(chǎn)臨床級別高滴度溶瘤麻疹病毒(主要是MV-CEA和MV-NIS)[32]。前期臨床試驗及相關(guān)研究的順利開展為以后溶瘤麻疹病毒廣泛應(yīng)用于臨床抗腫瘤治療打下了堅實的基礎(chǔ)。

3 展 望

溶瘤麻疹病毒抗瘤療法集免疫治療、基因治療、靶向治療于一體，已逐漸成為非常有前景且安全有效的抗腫瘤手段。目前臨床試驗還未全部完成，也許機體內(nèi)還存在其他未知的抗病毒機制阻礙其溶瘤治療效果的發(fā)揮，還有待進(jìn)一步研究。針對機體存在的影響溶瘤麻疹病毒抗腫瘤效果的各種瓶頸，使溶瘤麻疹病毒成為更優(yōu)秀的抗腫瘤藥物而發(fā)揮更大的溶瘤效果，推動其最終的臨床轉(zhuǎn)化。目前研究人員正在努力尋找并探究更多優(yōu)化溶瘤效果的策略，如基因工程構(gòu)建重組的溶瘤麻疹病毒使其更易于被監(jiān)測或增強靶向性，細(xì)胞載體或者生物納米載體裝載溶瘤麻疹病毒使其免受免疫清除，與免疫抑制藥物或放化療聯(lián)用治療腫瘤使其有更為強大的溶瘤效果等。隨著人們對麻疹病毒認(rèn)識的不斷深入，基因生物工程技術(shù)的不斷提高，以及腫瘤學(xué)研究的不斷發(fā)展，使溶瘤麻疹病毒具有易于研究，更高的安全性，更特異的靶向性以及更強的抗癌活性等優(yōu)勢。臨床前及臨床試驗已取得的理想結(jié)果為其最終進(jìn)入臨床奠定了堅實有利的基礎(chǔ)。