溶瘤病毒：癌癥免疫治療的最新前沿

溶瘤病毒(Ovs)是一類可以選擇性地感染和殺死癌細胞，但不傷害正常細胞的天然或重組病毒。到目前為止，全球已經批準了4個OVs藥物(表1)。

表1. 全球獲批的溶瘤病毒名單

在認識到病毒在癌癥治療中的真正潛力在于能夠引發針對腫瘤抗原的新型癌癥特異性獲得性免疫反應后，溶瘤病毒治療得到了更多的關注。這些觀察結果使OVs的應用從單純的溶瘤藥物轉向了抗腫瘤免疫激活藥物，該領域現在可以更準確地稱為“溶瘤免疫治療”。OVs的另一個新方向是其在癌癥聯合治療中的潛在應用，特別是與免疫檢查點抑制劑(ICIs)和T細胞治療的聯合。

一個理想的溶瘤病毒應該具備幾個特征：首先要對其生物學和遺傳學有充分的了解。OVs應具有免疫原性，在感染的惡性細胞中發揮溶解活性，不應導致慢性或傳染性疾病，或能夠整合到人類基因組中。

此外，這些病毒必須對多樣化的人群具有廣泛的安全性。目前OVs包括DNA和RNA病毒(表2)。溶瘤DNA病毒在不影響病毒感染和復制的情況下，具有較高的基因組穩定性和較大的轉基因插入能力。另一方面，RNA病毒的基因組包裝能力有限，但有些病毒具有更強的免疫原性。

表2.溶瘤病毒列表

縮寫：單純皰疹病毒(HSV)，牛痘病毒(VACV)，粘液瘤病毒(MYXV)，麻疹病毒(MV)，新城疫病毒(NDV)，塞內卡谷病毒(SVV)，塞姆利基森林病毒(SFV)，皰疹性口炎病毒(VSV)，辛德比斯病毒(SBV)

OVs的嗜瘤性通常取決于多種因素，如病毒結合/進入(對于某些OVs，但不是所有OVs)所必需的細胞表面受體、細胞代謝狀態以及病毒克服癌細胞內固有免疫或抗病毒信號通路的能力。

早期觀察到一些OV利用癌細胞上表達的獨特細胞外分子進入，例如，CD46、CD155和整合素α2β1分子在許多類型的腫瘤細胞中過表達，它們分別可作為麻疹病毒、脊髓灰質炎病毒和艾柯病毒的受體。值得注意的是，同一種OV可能對不同類型的癌癥使用不同的細胞表面受體。

癌癥是一種復雜的異質性疾病，具有多個基因突變，介導了多種抗病毒信號通路的改變，而這些信號通路為OVs的復制提供了一個完美的生態位。不同的OVs會利用癌細胞的選擇性缺陷，對此領域的研究仍然是一個熱點，并有待進一步探索。

大多數腫瘤細胞類型的特點是有氧糖酵解率高（Warburg效應），這在免疫抑制腫瘤微環境(TME)的發展中起著至關重要的作用。這是因為腫瘤細胞會導致細胞外葡萄糖的過度消耗，反過來又限制了葡萄糖對常駐免疫白細胞的可用性，最終降低了免疫細胞(如常駐腫瘤T細胞)的增殖和效應功能。

此外，TME中糖酵解增加導致的組織乳酸積累也嚴重影響局部T細胞和NK細胞的功能特性。研究表明，抑制腫瘤細胞糖酵解代謝可增強抗腫瘤免疫反應和化療藥物的功能。

病毒在感染宿主細胞后，也傾向于激活糖酵解，增強細胞生物分子和病毒顆粒的合成，從而放大了Warburg效應。探索病毒增強糖酵解的多種機制，作為一種有利于病毒復制的策略，許多細節仍有待充分研究。

在結合并進入腫瘤細胞后，OVs可以利用多種溶解機制殺死感染的癌細胞，病毒溶瘤的確切機制尚不完全清楚。OVs被認為通過多種機制介導抗腫瘤活性：(a)病毒在癌細胞內的選擇性復制，引起直接的溶細胞作用(這種機制也稱為“溶瘤作用”)；

(b)細胞死亡(例如，凋亡，壞死)對感染和未感染的癌細胞以及腫瘤相關血管系統中的相關內皮細胞的間接影響，導致血管生成減少；(c)激活全身抗腫瘤(和抗病毒)免疫，激活的免疫細胞募集到TME中。

然而，這些機制因病毒、癌細胞的性質和類型以及OVs、TME和宿主免疫系統之間的整體相互作用而存在很大差異。此外，為了優先誘導細胞裂解，一些OVs被設計成特異激活不同類型的癌細胞死亡途徑，如凋亡、壞死、自噬或焦亡。

OV作為單一療法療效依然有限，像許多其他現代癌癥療法一樣，溶瘤病毒療法在成為一種成功的抗癌療法方面仍然面臨著挑戰和障礙。一些關鍵因素會導致功能局限性：(1)未知的宿主抗病毒通路限制OVs活動和傳播；(2)周圍的內在物理障礙在瘤床上限制了OVs的傳播；(3)自適應免疫反應間接限制病毒的功能。

此外，還應考慮其他因素：a.最優OVs候選病毒的選擇；b.病毒進入、感染和傳播:利用選定的細胞表面受體進行結合和進入的OVs對這些受體表達減少或不表達的腫瘤通常沒有用處；c.輸送OVs：將OVs輸送到原發部位和轉移部位對最佳治療結果至關重要。

在這方面，由于只有少數人類癌癥可接受腫瘤內直接注射(IT)，與病毒的IT注射相比，全身注射是首選途徑；d.中和性抗體和抗病毒細胞因子:在游離病毒到達腫瘤床的系統傳遞過程中，預先存在的中和性抗病毒抗體是主要障礙；e.免疫抑制TME: OVs治療的另一個障礙是經常出現高度免疫抑制的TME。

OVs對大多數類型的癌癥具有多機制的治療效果(圖1)。然而，在單藥治療的臨床試驗中，使用較早一代(如GM-CSF)的OVs在相對較少的患者中顯示出完全緩解。雖然通過不同方法加工OVs可增強溶瘤活性并激活抗腫瘤免疫應答，但據報道，OVs與其他癌癥治療方式(如化療、放療、免疫治療或細胞治療)聯合使用時，治療效果更好。

圖1.溶瘤病毒療法的治療特點及改進途徑

OVs聯合放療在臨床前模型和一些臨床試驗中進行了探索。放療與OVs的聯合具有協同抗腫瘤作用，尤其對其他治療方法失敗的侵襲性腫瘤療效顯著。

與腫瘤內給藥不同，OVs的全身給藥面臨許多挑戰，主要是由于免疫過濾系統能夠檢測和清除循環系統中的病原體。許多類型的載體細胞已被測試，以確定其是否適合作為OVs系統給藥的載體，來克服靜脈注射病毒的缺陷。

在迄今測試的許多載體細胞中，患者源間充質干細胞(MSCs)得到了關注，并已在臨床試驗中用OVs進行了測試。除了MSCs外，神經干細胞(NSCs)也改善了多種癌癥模型中OV的傳遞。另一種潛在的載體細胞是嵌合抗原受體T(CAR-T)細胞，它們被設計成能夠識別并殺死目標癌細胞。

OVs聯合免疫檢查點抑制劑(ICIs)也存在許多挑戰。靶向PD-1、PD-L1或CTLA-4等免疫檢查點并破壞癌細胞逃避宿主免疫反應的能力的ICIs已成為關鍵的癌癥治療方式之一。然而ICIs仍存在局限性:(1)只有有限部分(10-20%)患者對ICIs治療有反應；(2)在一些接受ICIs治療的患者中報告了免疫相關的不良反應；(3)對以低腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)為特征的免疫“冷”腫瘤的療效有限。

細胞免疫療法，也被稱為“過繼細胞療法”，使用改良的免疫系統細胞來消除癌細胞。各種類型的細胞免疫療法已被開發:如CAR-T細胞治療，TIL治療等。在這些以細胞為基礎的治療中，CAR-T細胞療法作為新興的免疫療法在血液腫瘤中表現出了顯著的療效。然而在實體腫瘤中尚需進一步研究。為了克服這些限制，細胞療法正在與OVs聯合進行了探索，以期能夠實現協同增效。

參考文獻：

1.OncolyticViruses: Newest Frontier for Cancer Immunotherapy. Cancers (Basel). 2021Nov; 13(21): 5452.