韋舒文,李佩佩,周艾玲,蘇潔麗,呂湘樺,周 崇,黃 莉
(廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530200)
近年來,全世界的癌癥發(fā)病率和死亡率迅速上升,癌癥已成為大多數(shù)地區(qū)人群的主要死因,也給世界各國人民帶來沉重的經(jīng)濟負擔。作為一種新興的腫瘤治療手段,溶瘤病毒以其獨有的靶向殺傷腫瘤而不破壞正常組織的作用特性成為當今醫(yī)學(xué)研究的熱點,并廣泛應(yīng)用于臨床試驗[1]。其中,野生型或改造后的呼腸孤病毒是一種溶瘤病毒,可靶向在腫瘤細胞中大量復(fù)制增殖,還可通過激活Ras 信號通路,誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡和自噬等,來實現(xiàn)其對腫瘤細胞的溶瘤作用[2-3]。呼腸孤病毒已被證實對多種腫瘤細胞具有溶瘤效應(yīng),并已應(yīng)用于多項臨床試驗。臨床試驗證實單獨給予呼腸孤病毒治療腫瘤效果不佳,目前多采取聯(lián)合用藥以增強呼腸孤病毒的治療效果?,F(xiàn)將近年來呼腸孤病毒抗腫瘤作用相關(guān)研究文獻綜述如下。
呼腸孤病毒屬于呼腸孤病毒科正呼腸孤病毒屬,是一種無包膜的雙鏈RNA 病毒,在20 世紀60 年代首次被發(fā)現(xiàn),廣泛存在于人體的呼吸道和消化道中。人體感染呼腸孤病毒后大多不出現(xiàn)癥狀,或僅表現(xiàn)為輕微的流感樣癥狀、頭痛和腹瀉[4]。鑒于其引起的不明顯臨床癥狀和靶向腫瘤細胞的特性,呼腸孤病毒可作為理想的候選溶瘤病毒,用于免疫系統(tǒng)正常和免疫失調(diào)的腫瘤患者的病毒治療。目前,呼腸孤病毒T3D 毒株已開展許多腫瘤的Ⅰ期、Ⅱ期臨床試驗[5-7]。
1.1 直接裂解腫瘤細胞的細胞毒殺作用 作為呼腸孤病毒最重要的溶瘤效應(yīng),其可利用大多數(shù)腫瘤細胞的突變特征,靶向性地在腫瘤細胞內(nèi)大量復(fù)制增殖,造成細胞凋亡、壞死或自噬,最終導(dǎo)致腫瘤細胞裂解。研究表明,呼腸孤病毒對腫瘤的靶向作用與Ras 信號通路有密切關(guān)系。Ras 是一種在腫瘤細胞中高表達的原癌基因,可以調(diào)控細胞的增殖凋亡,在細胞信號傳導(dǎo)通路發(fā)揮著重要作用。呼腸孤病毒可通過激活腫瘤細胞Ras 信號通路或者高表達在細胞應(yīng)答中起重要作用的上皮生長因子受體,靶向性地在腫瘤細胞中增殖感染[8]。在一些腫瘤細胞上,Ras 基因往往會發(fā)生突變或者過度表達,這時Ras 通過激活磷脂酶,抑制對病毒有拮抗作用的蛋白質(zhì)激酶表達[9-10]。由于腫瘤細胞對病毒的拮抗作用下降,病毒能夠在腫瘤細胞中大量增殖感染,引起溶瘤。Ras還能夠通過增強病毒脫膜、顆粒感染性和凋亡依賴性釋放來介導(dǎo)呼腸孤病毒溶瘤[11]。Ras/Ral?GEF/p38 通路可促進呼腸孤病毒在腫瘤細胞中的復(fù)制[12]。盡管Ras 信號有利于呼腸孤病毒的溶瘤活性,研究表明呼腸孤病毒也可通過Ras 非依賴性信號通路殺死腫瘤細胞,而有些缺乏Ras 信號激活的腫瘤細胞也對呼腸孤病毒的溶瘤作用異常敏感[13-14]。這可能是由于腫瘤細胞不同于正常細胞的代謝變化,突變?nèi)笔Я讼嚓P(guān)的通路和蛋白,導(dǎo)致其更易被溶瘤病毒感染,為呼腸孤病毒在腫瘤細胞中的復(fù)制和腫瘤細胞裂解清除提供更適宜的細胞微環(huán)境。呼腸孤病毒對腫瘤細胞的靶向感染也與病毒蛋白入胞受體JAM-A(重組人連接黏附分子A)在細胞表面的表達有關(guān),但并不是所有腫瘤細胞的感染都依賴于JAM-A 受體[15]。以上研究成果表明腫瘤細胞對呼腸孤病毒感染敏感性的分子物質(zhì)基礎(chǔ)是復(fù)雜的,涉及病毒復(fù)制周期的諸多環(huán)節(jié)。此外,呼腸孤病毒還可以通過旁殺效應(yīng)達到裂解腫瘤細胞,進一步感染周圍未感染的腫瘤細胞,引發(fā)新一輪的增殖裂解,進而清除更多的腫瘤細胞,產(chǎn)生級聯(lián)作用,起到有效的抗癌作用。
1.2 誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應(yīng) 呼腸孤病毒的溶瘤效應(yīng)除了表現(xiàn)在具有直接裂解潛能外,還可以誘導(dǎo)機體產(chǎn)生固有免疫應(yīng)答和特異性免疫應(yīng)答。當呼腸孤病毒進入機體后,被視為外來抗原,刺激腫瘤微環(huán)境中現(xiàn)有的免疫細胞,誘導(dǎo)其產(chǎn)生天然免疫應(yīng)答。在腫瘤細胞中,機體天然免疫環(huán)境的改變會增強惡性腫瘤對病毒感染的敏感性。Ras 信號激活后,可阻礙機體的天然免疫應(yīng)答,以利于病毒對腫瘤細胞的感染,啟動PI3K 和Raf/MEK/ERK 信號通路,進而抑制IFN-Ⅰ(Ⅰ型干擾素)反應(yīng)[16]。在腫瘤細胞中,MEK/ERK的激活會引起IFN-I產(chǎn)生下降,反饋抑制RIG-I 信號通路,從而增強腫瘤細胞對呼腸孤病毒感染的敏感性[17]。當腫瘤細胞被呼腸孤病毒裂解后,會釋放大量的腫瘤相關(guān)抗原至腫瘤微環(huán)境中,使機體的免疫系統(tǒng)對腫瘤抗原產(chǎn)生識別,抗原提呈細胞誘導(dǎo)T 細胞對未被感染的腫瘤細胞進行清除,從而激活由CTLs(細胞毒T 細胞)介導(dǎo)的特異性抗腫瘤免疫反應(yīng)。值得關(guān)注的是,在病毒引起的肝癌細胞中,呼腸孤病毒可誘導(dǎo)產(chǎn)生IFN-Ⅰ的高水平表達,抑制乙肝病毒和丙肝病毒的復(fù)制,并減小腫瘤體積,發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)[18]。瘤內(nèi)注射呼腸孤病毒,可降低腫瘤的轉(zhuǎn)移率,同時,還能誘導(dǎo)機體產(chǎn)生炎性細胞因子及趨化因子聚集,誘導(dǎo)CD8+T 細胞應(yīng)答。將呼腸孤病毒感染的腫瘤細胞和人樹突狀細胞共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),人樹突狀細胞發(fā)育成熟,分泌細胞因子,可促進NK 細胞的遷移,逆轉(zhuǎn)體內(nèi)的腫瘤微環(huán)境,進一步誘導(dǎo)機體的抗腫瘤免疫應(yīng)答[19]。
2.1 與放療化療的聯(lián)合應(yīng)用 呼腸孤病毒聯(lián)合放療化療手段治療癌癥時,既可以靶向攻擊腫瘤細胞,增強其對化療藥物的敏感性,提高化療藥物的效果,減少藥物的使用劑量和副作用,又可以激活機體免疫細胞,增加抗腫瘤的靶向效應(yīng)。將呼腸孤病毒聯(lián)合順鉑等化療藥物治療腫瘤小鼠試驗發(fā)現(xiàn),聯(lián)合用藥極大地提高了兩者的安全性[20]。當呼腸孤病毒聯(lián)合放療治療黑色素瘤,可誘導(dǎo)以抗凋亡蛋白Bcl-2和促凋亡效應(yīng)因子Bax 的低水平表達為特征的細胞凋亡反應(yīng),發(fā)揮較好的治療效果[21]。
2.2 與免疫檢測點抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用 近年來,將免疫檢測點抑制劑聯(lián)用呼腸孤病毒成為腫瘤的輔助治療手段。呼腸孤病毒作為溶瘤病毒可以引導(dǎo)免疫細胞趨化至腫瘤部位,高效發(fā)揮DC 細胞的殺傷作用,兩者聯(lián)合作用可顯著提高其抗腫瘤效應(yīng)。目前,有學(xué)者在臨床上開展呼腸孤病毒聯(lián)用抗PD-1 抗體治療腫瘤細胞,證實抗瘤效果比單一應(yīng)用時顯著[22]。Parrish C 等[23]發(fā)現(xiàn)呼腸孤病毒聯(lián)合利妥昔單抗對白血病腫瘤細胞的殺傷作用顯著提高。
2.3 搭載細胞載體的聯(lián)合治療 近年來,應(yīng)用細胞載體搭載病毒是抗腫瘤治療的新型給藥方式。將標記有呼腸孤病毒抗體的人單核細胞搭載呼腸孤病毒后,可將病毒傳送至腫瘤細胞,引起腫瘤細胞的感染和裂解[24]。將呼腸孤病毒搭載于未成熟的樹突狀細胞和淋巴因子激活的殺傷細胞的共培養(yǎng)物,既可以抑制中和抗體對呼腸孤病毒感染細胞的清除作用,又可誘導(dǎo)炎性細胞因子產(chǎn)生,介導(dǎo)固有免疫應(yīng)答和特異性抗腫瘤免疫反應(yīng)[25]。將細胞因子激活的殺傷細胞作為呼腸孤病毒的保護性載體,既能更好地避免抗體的中和作用,又能發(fā)揮呼腸孤病毒的溶瘤和殺傷細胞的雙重毒性作用[26]。裝載呼腸孤病毒的NK細胞能進一步增強對腫瘤細胞的殺傷作用,同時也保護呼腸孤病毒即使在中和抗體效應(yīng)下,也能到達腫瘤細胞發(fā)揮其溶瘤作用[27]。
為了增強抗腫瘤作用,目前,有學(xué)者在以下幾方面利用基因工程技術(shù)改造呼腸孤病毒:①修飾病毒衣殼,阻斷病毒的衣殼蛋白和正常細胞的表面受體結(jié)合,以增強靶向腫瘤細胞的特異性;②導(dǎo)入特異性啟動子,如端粒酶啟動因子、AFP 啟動子,增強特異性靶向腫瘤細胞作用,調(diào)控病毒增殖;③將抗癌基因插入病毒基因組,促進病毒在腫瘤細胞中特異性復(fù)制增殖[28];④將免疫刺激因子如GM-CSF 插入病毒基因組,增強機體的免疫應(yīng)答,提高呼腸孤病毒的抗腫瘤效應(yīng)和腫瘤靶向性[29]。由于載體構(gòu)建的難度較大,仍在不斷的研究進展中,目前報道的國內(nèi)外呼腸孤病毒的溶瘤型重組病毒臨床應(yīng)用成功案例并不多,更多關(guān)注點是在構(gòu)建呼腸孤病毒非溶瘤病毒載體上。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,在不久的將來,呼腸孤病毒將被改造為更具高效型溶瘤病毒。
盡管隨著研究的不斷深入,人們對呼腸孤病毒的抗腫瘤作用了解越來越多,但尚有許多細節(jié)和問題還需探討和闡明。通過基因重組修飾呼腸孤病毒,提高其抗腫瘤活性,還在起步階段。在呼腸孤病毒治療腫瘤的臨床應(yīng)用中,中和抗體的拮抗作用、免疫細胞對病毒的清除作用、聯(lián)合治療的不良反應(yīng)以及病毒自身的低溶瘤效應(yīng)等都是呼腸孤病毒抗腫瘤應(yīng)用的阻礙,這些都需要進一步深入分析。相信將來呼腸孤病毒治療腫瘤的安全性會更高,且更有效。