前列腺癌溶瘤病毒治療研究進(jìn)展

趙華新，王雪珂，許青

(1.上海市皮膚病醫(yī)院腫瘤科，上海 200443； 2.同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院腫瘤科，上海 200072；3.同濟(jì)大學(xué)癌癥中心，上海 200072)； 4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)寧波華美醫(yī)院放療科，浙江 寧波 315010

前列腺癌是指發(fā)生在前列腺上皮的惡性腫瘤，是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一。我國(guó)前列腺癌的發(fā)病率在男性惡性腫瘤中居第六位，死亡率居第十位，目前發(fā)病率仍處于上升趨勢(shì)[1]。早期前列腺癌多采用根治性治療，但前列腺癌的發(fā)病隱匿，通常確診時(shí)病情已發(fā)展至中晚期，喪失了根治性治療的最佳時(shí)機(jī)。對(duì)于中期前列腺癌患者可采用綜合性治療方法，如手術(shù)聯(lián)合放療、內(nèi)分泌治療聯(lián)合放療等。雄激素剝奪治療即去勢(shì)治療是中晚期前列腺癌最主要的治療方法[2]，然而大部分患者經(jīng)去勢(shì)治療后逐漸表現(xiàn)出抗雄激素藥物耐藥，最終發(fā)展為去勢(shì)抵抗性前列腺癌，其中位生存期小于20個(gè)月[3]，因此需要尋找新的治療方法。

溶瘤病毒是一類具有復(fù)制能力的腫瘤殺傷型病毒，能利用靶細(xì)胞中抑癌基因的失活或缺陷選擇性感染腫瘤細(xì)胞，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制并最終摧毀腫瘤細(xì)胞，同時(shí)激發(fā)免疫反應(yīng)，吸引更多的免疫細(xì)胞繼續(xù)殺死殘余的腫瘤細(xì)胞[4]。世界上最早關(guān)于溶瘤病毒的報(bào)道是在20世紀(jì)50年代，1例子宮頸癌患者在感染狂犬病毒后腫瘤自發(fā)消退[5]。Martuza等[6]研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因單純皰疹病毒(herpes simplex virus，HSV)在惡性膠質(zhì)瘤的治療中有一定效果。2006年中國(guó)批準(zhǔn)了世界上第一個(gè)溶瘤病毒重組人5型腺病毒H101用于晚期鼻咽癌的治療[7]。目前溶瘤病毒治療的腫瘤種類較多[8-10]，現(xiàn)就溶瘤病毒的作用機(jī)制及目前用于前列腺癌研究的溶瘤病毒進(jìn)行綜述。

1 溶瘤病毒的作用機(jī)制

溶瘤病毒具有優(yōu)先靶向殺死腫瘤細(xì)胞而不傷害正常細(xì)胞的能力。這些病毒通過(guò)直接殺死腫瘤細(xì)胞、破壞腫瘤脈管系統(tǒng)以及促進(jìn)抗腫瘤免疫3種機(jī)制破壞腫瘤組織。三種作用模式都受宿主免疫反應(yīng)影響，相關(guān)的免疫系統(tǒng)組分分別存在于腫瘤、腫瘤微環(huán)境及宿主正常組織內(nèi)，特別是免疫系統(tǒng)。腫瘤暴露于溶瘤病毒引發(fā)這些免疫組分之間復(fù)雜的相互作用，隨后產(chǎn)生免疫治療性抗腫瘤作用。

1.1溶瘤病毒直接殺死腫瘤細(xì)胞 溶瘤病毒直接裂解腫瘤細(xì)胞的過(guò)程稱為溶瘤。病毒優(yōu)先作用于腫瘤細(xì)胞，這種溶瘤作用通常來(lái)自腫瘤細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的改變，如酪氨酸蛋白激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑受損[11]。許多病毒如呼腸孤病毒、HSV、水皰性口炎病毒等均能在體內(nèi)外殺死各種來(lái)源的腫瘤細(xì)胞[12]。關(guān)于用腺病毒、呼腸孤病毒、HSV、痘苗病毒、禽痘病毒以及仙臺(tái)病毒治療前列腺癌的Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗(yàn)已經(jīng)完成或正在進(jìn)行中，試驗(yàn)中患者大多耐受良好[13]。

1.2溶瘤病毒破壞腫瘤脈管系統(tǒng) 溶瘤病毒除能直接殺死腫瘤細(xì)胞外，還可以靶向腫瘤脈管系統(tǒng)影響血管生成[14-15]。目前已經(jīng)研究了基于腺病毒、HSV和水皰性口炎病毒等溶瘤病毒的抗血管活性。用腺病毒感染離體循環(huán)內(nèi)皮前體細(xì)胞后，腺病毒分泌可溶性集落刺激因子-1受體CD115，顯著減少血管密度[16]。當(dāng)與微管破壞劑長(zhǎng)春堿聯(lián)合使用時(shí)，表達(dá)白細(xì)胞介素-12的溶瘤病毒HSV-1 NV1042減少了無(wú)胸腺小鼠CWR22前列腺癌異種移植瘤中腫瘤內(nèi)CD31+血管內(nèi)皮細(xì)胞，支持溶瘤病毒在抗血管生成治療中的作用[17]。水皰性口炎病毒可直接感染和破壞小鼠體內(nèi)的腫瘤血管系統(tǒng)，但保持正常的血管系統(tǒng)完好無(wú)損[15]。以上研究表明，溶瘤病毒可通過(guò)感染或殺死腫瘤微環(huán)境中支持腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞，破壞血管生成過(guò)程，進(jìn)而破壞腫瘤血管系統(tǒng)[15]。

1.3溶瘤病毒促進(jìn)抗腫瘤免疫 在攜帶腫瘤的宿主中行溶瘤病毒治療性給藥后，立即引發(fā)強(qiáng)烈的抗病毒免疫應(yīng)答，這些反應(yīng)包括先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的協(xié)調(diào)反應(yīng)[18]。溶瘤病毒優(yōu)先感染腫瘤細(xì)胞，并且病毒可以在腫瘤組織內(nèi)直接注射。溶瘤病毒引發(fā)的免疫應(yīng)答發(fā)生在腫瘤微環(huán)境中，促炎性免疫應(yīng)答的建立可以產(chǎn)生抗腫瘤作用和抗病毒免疫作用[19]。

2 各種溶瘤病毒的研究進(jìn)展

2.1腺病毒 溶瘤腺病毒選擇性感染腫瘤細(xì)胞并在其中復(fù)制是其應(yīng)用于腫瘤治療的主要機(jī)制。在前列腺癌中，溶瘤腺病毒主要通過(guò)靶向腫瘤特異性啟動(dòng)子、表達(dá)攜帶自殺基因等發(fā)揮抗腫瘤作用。Yang等[20]構(gòu)建了攜帶前列腺特異性抗原與CD40配體融合基因的前列腺癌特異性溶瘤腺病毒Ad-PL-PPT-E1A，其可以誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞發(fā)生凋亡，具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，并產(chǎn)生特定的溶瘤毒性。另一項(xiàng)將人纖溶酶原突變kringle5(mutational kringle5 of human plasminogen，mK5)插入溶瘤腺病毒DD3中以構(gòu)建OncoAd.mK5.DD3病毒，簡(jiǎn)稱O.DD3.mK5的研究表明，O.DD3.mK5能夠抑制腫瘤細(xì)胞增殖和腫瘤血管生成，具有強(qiáng)烈的抗腫瘤作用[21]。van der Linden等[22]用表達(dá)HSV胸苷激酶基因的復(fù)制缺陷腺病毒作為新輔助治療在前列腺切除術(shù)前應(yīng)用是可行和安全的。

溶瘤病毒在人體腫瘤組織中的復(fù)制能力較差，部分原因是機(jī)體對(duì)病毒的免疫應(yīng)答和病毒的自然趨向性。經(jīng)過(guò)修飾的溶瘤腺病毒利用腫瘤細(xì)胞中蛋白質(zhì)的異常表達(dá)改變自然趨向性，獲得腫瘤選擇性復(fù)制能力，如在腺相關(guān)病毒(adeno-associated virus，AAV)中插入靶向雄激素受體的短發(fā)夾RNA，構(gòu)建AAV-ARHP8毒株，AAV-ARHP8在體內(nèi)可以誘導(dǎo)雄激素受體基因強(qiáng)烈沉默以抑制前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[23]。另外，用富含AT特意結(jié)合蛋白(special AT-rich binding protein，SATB)1構(gòu)建溶瘤腺病毒ZD55-SATB1發(fā)現(xiàn)，ZD55-SATB1可選擇性復(fù)制并顯著降低DU145和LNCaP細(xì)胞中SATB1的表達(dá)，ZD55-SATB1在體外能有效抑制DU145和LNCaP細(xì)胞的活力和侵襲性，并抑制異種移植裸鼠中前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，顯示出有效的抗腫瘤作用[24]。

具有條件性復(fù)制能力的腺病毒在體內(nèi)外均能高效殺滅前列腺癌細(xì)胞[24]，是構(gòu)建腫瘤終結(jié)病毒(cancer terminator virus，CTV)的有力候選病毒。抗凋亡蛋白Bcl-2抑制劑BH3類似物聯(lián)合具有條件性復(fù)制能力的腺病毒構(gòu)建的腫瘤終結(jié)病毒BHC3-CTV在小鼠體內(nèi)可以誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞凋亡，顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)[25]。腺病毒Ad5、Ad6和Ad657在細(xì)胞水平對(duì)人前列腺癌細(xì)胞有溶瘤活性；在動(dòng)物水平，Ad5靜脈注射后引起的肝毒性最為嚴(yán)重，Ad657的毒性相對(duì)較??；Ad6和Ad657均顯著延緩了腫瘤生長(zhǎng)，Ad6顯著延長(zhǎng)了前列腺癌小鼠的生存期，這些數(shù)據(jù)表明Ad657可用于前列腺癌局部或全身治療[26]。

2.2HSV 溶瘤性HSV是基因工程改造的HSV，可選擇性地復(fù)制并殺死腫瘤細(xì)胞，擴(kuò)增自身并在腫瘤內(nèi)擴(kuò)散，但不傷害正常組織[27]。HSV分為HSV-1和HSV-2兩種，HSV-1是臨床應(yīng)用最廣泛的溶瘤藥物之一。目前已經(jīng)研究了多種用于腫瘤治療的溶瘤性HSV-1，如G207、G47Δ等。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示，G207能有效破壞前列腺癌細(xì)胞DU145和PC3[28]；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，給予前列腺癌小鼠瘤內(nèi)注射G207，可顯著抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，表明G207有顯著的抗腫瘤作用[29]。

一項(xiàng)研究檢測(cè)了HSV G47Δ和MG18L在前列腺癌干細(xì)胞中的作用，結(jié)果顯示，G47Δ和MG18L對(duì)人和小鼠前列腺癌干細(xì)胞均有殺傷作用，并與磷脂酰肌醇-3-激酶抑制劑BKM120有協(xié)同作用，能顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)，甚至誘導(dǎo)腫瘤消退[30]。

Parkinson等[31]用缺乏感染性單周期HSV(disabled infectious single cycle HSV,DISC-HSV)構(gòu)建表達(dá)粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)的DISC-GMCSF溶瘤性HSV重組體，DISC-GMCSF感染前列腺癌細(xì)胞后，腫瘤細(xì)胞表達(dá)高水平的GM-CSF，并對(duì)已形成的腫瘤產(chǎn)生明顯的排斥作用。表達(dá)異種人前列腺酸性磷酸酶的HSV-bPDelta6重組體可以顯著降低C57/BL6小鼠TRAMP-C2腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，提高小鼠存活率，這是HSV溶瘤病毒首次用于表達(dá)異種抗原的研究，其結(jié)果提示，溶瘤病毒治療與免疫治療結(jié)合可以改善轉(zhuǎn)移性前列腺癌的治療效果[32]。NV1023病毒是HSV-1/HSV-2重組物，可抑制原發(fā)性腫瘤的生長(zhǎng)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[33]。NV1042病毒是NV1023的衍生物，可表達(dá)白細(xì)胞介素-12，顯著降低前列腺癌肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生率[34]。NV1023和NV1042均能特異性定位于前列腺上皮細(xì)胞而非周圍基質(zhì)，突顯了其抗腫瘤和抗血管生成雙重作用的優(yōu)勢(shì)[17]。重組HSV溶瘤病毒治療聯(lián)合化療或放療可產(chǎn)生協(xié)同抗腫瘤作用[17,35]，其可作為傳統(tǒng)療法的一項(xiàng)補(bǔ)充治療方法。

2.3新城疫病毒(newcastle disease virus,NDV) NDV是一種禽類副黏病毒，具有單鏈、負(fù)向、非分段的RNA基因組，包含至少編碼7種蛋白質(zhì)的6個(gè)基因[36]。NDV對(duì)人類無(wú)致病性，僅對(duì)腫瘤細(xì)胞有殺傷毒性，在正常細(xì)胞中NDV的復(fù)制受到限制。NDV的腫瘤選擇性是由于病毒誘導(dǎo)外周血單核細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子-α，并增強(qiáng)腫瘤壞死因子-α對(duì)腫瘤細(xì)胞毒性的敏感性[37]。

無(wú)論是天然還是基因修飾的NDV均可用于前列腺癌的治療，目前已構(gòu)建了多種經(jīng)基因修飾的重組NDV(recombinant NDV，rNDV)。Santry等[38]設(shè)計(jì)了表達(dá)多堿基裂解和活化位點(diǎn)F3aa的rNDV/F3aa毒株，作用于同源小鼠RM9的前列腺癌發(fā)現(xiàn)，rNDV/F3aa可誘導(dǎo)腫瘤消退，并提高帶瘤小鼠的生存率。另外，rNDV BC-KLQL-GFP對(duì)前列腺癌干細(xì)胞樣細(xì)胞有顯著的溶瘤作用[39]。文獻(xiàn)報(bào)道，NDV溶瘤治療聯(lián)合其他方法可以緩解前列腺癌的疾病進(jìn)展，1例去勢(shì)抵抗性前列腺癌患者標(biāo)準(zhǔn)治療失敗后，接受局部熱療、NDV溶瘤治療和樹突狀細(xì)胞疫苗聯(lián)合治療后病情得到完全緩解[40]。

2.4牛痘病毒 牛痘病毒具有獨(dú)特的生物學(xué)特性。牛痘病毒的整個(gè)生命周期都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中，包括轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制，從而避免了潛在低效的核易位過(guò)程。與HSV-1和腺病毒相比，牛痘病毒作為一種溶瘤病毒仍處于早期發(fā)展階段。Thorne等[41]利用基因工程技術(shù)設(shè)計(jì)了缺失胸苷激酶和牛痘生長(zhǎng)因子基因的rVV/JX-963，其通過(guò)激活轉(zhuǎn)錄因子E2F和表皮生長(zhǎng)因子受體通路靶向腫瘤細(xì)胞，且rVV/JX-963可以表達(dá)人GM-CSF，目前正在肺癌、腎癌以及前列腺癌中進(jìn)行臨床前研究。黏蛋白-1在許多腫瘤細(xì)胞過(guò)表達(dá)，其糖基化異常導(dǎo)致在腫瘤免疫中發(fā)揮作用的隱肽表位暴露[42]。Pantuck等[43]進(jìn)行了一項(xiàng)針對(duì)黏蛋白-1陽(yáng)性的晚期前列腺癌患者行特異性抗原基因治療的Ⅰ期臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，患者白細(xì)胞介素-2和T細(xì)胞受體的水平上調(diào)、CD4/CD8比值升高、輔助性T細(xì)胞1信使RNA的水平增加，并誘導(dǎo)自然殺傷細(xì)胞和主要組織相容性復(fù)合物非依賴性黏蛋白-1特異性細(xì)胞毒性T細(xì)胞活化，治療后患者未發(fā)生3或4級(jí)的毒性反應(yīng)，顯示出良好的抗腫瘤效果和較好的耐受性。

溶瘤牛痘病毒也可以與放療聯(lián)合治療前列腺癌。Mansfield等[44]研究了牛痘病毒-碘化鈉在前列腺癌治療中的潛力，結(jié)果顯示，聯(lián)合溶瘤病毒治療和碘輻射對(duì)治療無(wú)不利影響，在異種移植和免疫活性轉(zhuǎn)基因小鼠前列腺腺癌模型中，在牛痘病毒-碘化鈉感染的腫瘤中添加放射性碘較單藥治療療效更好，可限制腫瘤生長(zhǎng)，提高了生存率。綜上所述，溶瘤牛痘病毒治療聯(lián)合基因療和放療是治療前列腺癌的一種潛在方法。

2.5其他溶瘤病毒 除以上溶瘤病毒外，還有一些病毒也具有抗腫瘤活性。麻疹病毒(measles virus，MV)毒株Edmonston具有抗腫瘤活性，將該毒株設(shè)計(jì)為可表達(dá)人碘化鈉的碘化鈉-MV/Edm病毒，對(duì)前列腺癌細(xì)胞系具有顯著的抑制作用[45]。表達(dá)人類癌胚抗原的癌胚抗原-rMV/Edm病毒，在前列腺癌細(xì)胞系和小鼠模型中均具有強(qiáng)大的抗腫瘤活性[46]。哺乳動(dòng)物正紋病毒可誘導(dǎo)與去勢(shì)抵抗性前列腺癌進(jìn)展相關(guān)的蛋白下調(diào)，干擾缺氧誘導(dǎo)的雄激素受體的活性，并誘導(dǎo)雄激素受體依賴性前列腺癌細(xì)胞發(fā)生凋亡[47]。有文獻(xiàn)報(bào)道，呼腸孤病毒對(duì)前列腺癌不僅有直接抗癌活性，還克服了腫瘤相關(guān)的免疫逃避，提供了保護(hù)性抗前列腺癌免疫，并且在停止治療后小鼠仍能長(zhǎng)期生存，表明呼腸孤病毒可用于抗前列腺癌的治療[48]。Wang等[49]報(bào)道，藍(lán)舌病毒聯(lián)合放療在細(xì)胞和RM-1小鼠前列腺癌中具有顯著的協(xié)同抗腫瘤作用，包括增加細(xì)胞凋亡、增強(qiáng)細(xì)胞殺傷毒性作用等。除此之外，水皰性口炎病毒、呼吸道合胞病毒、仙臺(tái)病毒等也是治療前列腺癌的候選溶瘤病毒。

3 小 結(jié)

化療、放療等傳統(tǒng)腫瘤治療方法無(wú)法區(qū)分腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞，在治療過(guò)程中增加了治療毒性。晚期前列腺癌患者可選擇的治療手段較少，需要為患者尋求更多的治療方法。溶瘤病毒可以靶向殺傷腫瘤細(xì)胞，且不傷害正常細(xì)胞，從而減輕了治療的不良反應(yīng)。溶瘤病毒治療前列腺癌的多項(xiàng)研究顯示了溶瘤病毒治療的有效性和安全性，且溶瘤病毒治療聯(lián)合化療、放療等具有協(xié)同抗腫瘤作用。還有很多關(guān)于溶瘤病毒治療前列腺癌的研究正在進(jìn)行中，期待更好的研究結(jié)果為晚期前列腺癌溶瘤病毒治療提供理論依據(jù)。