溶瘤病毒家族治療胰腺癌的研究進展

周培，鄭軍

三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院 三峽大學(xué)肝膽胰外科研究所，湖北 宜昌 443000

胰腺癌惡性程度高，預(yù)后極差，病人的中位生存期一般不到半年[1]。依據(jù)最新統(tǒng)計報道[2]，全球胰腺癌病人的臨床預(yù)后均不佳，5年生存率低于10%。目前而言，大多數(shù)胰腺癌病人在確診時已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)移，從而喪失了手術(shù)機會。真正具備手術(shù)條件的病人也只有20%，但胰腺癌復(fù)雜的腫瘤異質(zhì)性也導(dǎo)致術(shù)后將近80%的復(fù)發(fā)率[3]?；熕幬镏T如吉西他濱、FOLFIRINOX等的應(yīng)用只是一定程度上減緩了腫瘤的發(fā)生發(fā)展，也并未延長胰腺癌病人的整體生存時間[4]。近些年來，隨著免疫治療等新興療法的不斷進步，溶瘤病毒(oncolytic viruses，OVs)療法已被定義為惡性腫瘤免疫治療的一個分支[5]。最早在2005年，國家食品藥品監(jiān)督管理總局就批準由腺病毒轉(zhuǎn)化而來的OVsH101用于治療晚期鼻咽癌，單純皰疹病毒(herpes simplex virus，HSV)-1類即OVs T-VEC(talimogene laherparepvec，T-VEC)治療黑色素瘤在2015年亦獲得批準上市[6]，這些都標志著OVs在治療惡性腫瘤方面向前邁出了一大步。目前處于臨床研究階段用于腫瘤治療的OVs有數(shù)十種，本文綜合相關(guān)的試驗研究就OVs家族及其在胰腺癌臨床治療中的相關(guān)進展進行綜述。

一、OVs及其抗腫瘤治療機制

OVs是能夠選擇性地攻擊腫瘤細胞、進行自我復(fù)制而又不干擾其他正常機體細胞生存的一類特異性抗腫瘤病毒[7-8]。OVs既有自然形成的，也有經(jīng)過基因工程技術(shù)改良制備的，其對腫瘤細胞的攻擊效應(yīng)以及安全性也在基礎(chǔ)與臨床試驗中逐步得到驗證并完善提高[9]。OVs的相關(guān)作用機制也被研究者們進一步揭示，主要有以下5方面：(1)直接的溶瘤效應(yīng)[10-11]，即：通過與腫瘤細胞表面的抗原特異性結(jié)合后，在瘤細胞內(nèi)大量繁殖增生子代病毒致使瘤細胞凋亡壞死，且為免疫細胞在腫瘤組織內(nèi)的浸潤擴大了空間，相應(yīng)的活性子代病毒從死亡裂解的瘤細胞中可再次逃逸到其他鄰近腫瘤細胞繼續(xù)介導(dǎo)此效應(yīng)。(2)腫瘤細胞在裂解后會暴露出自身的病原及損傷相關(guān)分子模式分子，激發(fā)誘導(dǎo)機體的先天性免疫應(yīng)答，如提呈瘤細胞抗原等[12]；并級聯(lián)性地誘導(dǎo)獲得性免疫應(yīng)答[13]，如激活免疫細胞、調(diào)節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境、釋放相應(yīng)的細胞因子來調(diào)控整個機體的抗腫瘤免疫效應(yīng)[14-16]。(3)OVs感染腫瘤細胞，可活化樹突狀細胞細胞表面的模式識別受體，從而激活處于免疫抑制狀態(tài)的樹突狀細胞，促進樹突狀細胞對腫瘤細胞的識別，上調(diào)CXCL1等趨化因子的表達，誘導(dǎo)和募集中性粒細胞浸潤，改善腫瘤部位免疫抑制微環(huán)境，增強其抗腫瘤效應(yīng)[17-19]。(4)經(jīng)過基因改造后的OVs在進入腫瘤細胞后，可進一步分泌免疫因子，激活機體自身免疫系統(tǒng)，靶向殺傷腫瘤細胞；如Ovs JX-594，表達粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)免疫調(diào)節(jié)基因，并增加腫瘤部位免疫細胞的浸潤和增殖，增強機體免疫機能[20-21]。(5)部分OVs可通過抑制血管生成作用協(xié)同間接抗腫瘤免疫[22]。由于腫瘤的生長依賴豐富的血供微環(huán)境，有研究[23]表明OVs可以在體內(nèi)特異性感染并破壞腫瘤細胞賴以生存的血管，在腫瘤組織中擴散并進行復(fù)制，啟動機體內(nèi)由嗜中性粒細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，從而介導(dǎo)腫瘤血管內(nèi)微血栓的形成，阻止相應(yīng)血管向腫瘤組織運輸營養(yǎng)物質(zhì)，促進腫瘤細胞的壞死[24-25]。現(xiàn)將目前常用的OVs藥物歸納為以下兩類：(1)自然存在的病毒，以呼腸弧病毒、新城疫病毒為典型代表；(2)基因編輯病毒，指通過基因工程技術(shù)改造，在某些方面及特征上比天然病毒優(yōu)越且能夠在瘤細胞中特異性復(fù)制的病毒，以腺病毒、HSV為代表[26]。

二、OVs治療胰腺癌

1.呼腸弧病毒 呼腸弧病毒是天然存在的一種雙鏈RNA病毒，它沒有包膜，一般寄存于哺乳動物的胃腸道或者呼吸道中[27-28]。此種病毒需要激活相關(guān)的RAS信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進行復(fù)制[29]。呼腸弧病毒在正常細胞中其基因表達產(chǎn)物能夠激活蛋白激酶R(protein kinase R，PKR)，則會抑制自身病毒的表達及復(fù)制。然而，當呼腸弧病毒在諸如胰腺癌此類RAS途徑被激活的瘤細胞中存活時，PKR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路將被抑制，大量的病毒蛋白在癌細胞中參與翻譯、復(fù)制并且最終靶向裂解腫瘤細胞[30]。Mahalingam等[31]的相關(guān)試驗研究表明，對于Kas相關(guān)基因突變的胰腺癌病人，將呼腸弧病毒通過靜脈注射與吉西他濱相聯(lián)合的綜合治療能夠促進胰腺癌細胞的壞死、凋亡。在另外一項晚期胰腺癌病人治療的Ⅱ期臨床試驗中[32]，呼腸弧病毒與吉西他濱二者的聯(lián)合應(yīng)用能在一定程度上提升病人的2年生存期，也能夠上調(diào)瘤細胞中程序性死亡蛋白-1(PD-1)受體的表達，展現(xiàn)出了二者聯(lián)用的廣闊前景，也為呼腸弧病毒療法與PD-1抑制藥的聯(lián)合應(yīng)用治療胰腺癌奠定了基礎(chǔ)。目前，Reolysin此種溶瘤呼腸弧病毒已經(jīng)獲得歐洲藥管局及美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準用于治療胰腺癌。有研究[33]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過基因工程技術(shù)再次改造的呼腸弧病毒(如嵌入GM-CSF)在小鼠胰腺癌模型的應(yīng)用中，能夠顯著增加癌細胞中CD8+T細胞的表達水平，誘導(dǎo)抗腫瘤免疫應(yīng)答。這些都為OVs呼腸弧病毒治療胰腺癌提供了強有力的證據(jù)。

2.HSV 它是一種包含龐大基因組、易于實現(xiàn)基因改造的雙鏈DNA病毒。其具有嗜神經(jīng)性，病毒宿主較多且能夠嵌插外源DNA不引起自身突變[34]。上述一系列特點使其具有了成為臨床試驗中OVs制備來源的優(yōu)勢。HF10是HSV-1突變體的一個典型代表，它同樣具有在瘤細胞中特異性復(fù)制特性。依據(jù)一項Ⅰ期臨床試驗研究[35]，將HF10注射入6例胰腺癌晚期病人(已失去手術(shù)機會)的實體腫瘤中，2周后取注射位置活組織病檢發(fā)現(xiàn)有大量的CD4+和CD8+T淋巴細胞呈彌散性浸潤，病人亦無特殊不適。在另外一項藥物聯(lián)用治療晚期胰腺癌的臨床試驗中[36]，將HF10行瘤內(nèi)注射、輔助厄洛替尼、吉西他濱化療藥物，病人的中位總生存期在15個月左右，且這些病人從未進行過手術(shù)治療。由此可見，HF10或許具有刺激機體免疫、增強抗腫瘤的功能，這對胰腺癌病人生存期的延長具有重大意義。由HSV-1敲除ICP34.5、ICP47等致病基因后嵌插GM-CSF片段而獲得的OVs T-VEC、OrienX010不僅具有較弱的嗜神經(jīng)毒性，而且能提高對腫瘤細胞的感染水平[37]。在一項Ⅰ期臨床試驗中，同樣是經(jīng)瘤內(nèi)注射OVs T-VEC治療17例晚期胰腺癌病人，其中的2例受試者實體腫瘤縮小，3例受試者出現(xiàn)非注射位置的轉(zhuǎn)移性瘤縮小。在胰腺癌小鼠模型中，OrienX010治療組與對照組相比，GM-CSF的劑量越多，則腫瘤增殖速率幅度降低更加顯著，表明了OrienX010能夠增強小鼠的自身免疫功能[38]。目前，T-VEC已經(jīng)獲得了美國FDA上市批準，OrienX01仍在陸續(xù)開展相關(guān)臨床試驗。

3.腺病毒 腺病毒屬于雙鏈DNA病毒，具備易于行基因改造、感染細胞能力強的特征。目前，常用的溶瘤腺病毒一般是對其E1A基因進行改造而合成，即腺病毒與細胞表面所表達的柯薩奇/腺病毒受體特異性結(jié)合，進入細胞中經(jīng)過轉(zhuǎn)錄翻譯后表達E1A蛋白靶向殺傷表達相關(guān)蛋白的胰腺癌細胞[39]。經(jīng)過改造的溶瘤腺病毒LOAd703在游離態(tài)轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)同作用下可在細胞中特異性復(fù)制，而E2F的游離釋放與視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(retinoblastoma protein，Rb)的磷酸化緊密相關(guān)。大部分的胰腺癌細胞中的Rb常表現(xiàn)為過度磷酸化狀態(tài)，致使相應(yīng)的癌細胞能夠被LOAd703靶向殺傷。Eriksson等[40]相關(guān)研究顯示，LOAd703對于胰腺癌瘤細胞的選擇性抑制及殺傷作用強于吉西他濱且安全性尚可。目前，對于不可行手術(shù)切除的胰腺癌病人，實體瘤內(nèi)注射LOAd703與輔助吉西他濱化療的聯(lián)合應(yīng)用正在進行Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗。經(jīng)過改造的溶瘤腺病毒進行復(fù)制同樣需要上述Rb信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，在人源胰腺癌小鼠移植模型中[41]，溶瘤腺病毒及其攜帶的編碼透明質(zhì)酸酶的基因片段可伴隨進入瘤細胞中，以此裂解胰腺癌細胞的細胞外基質(zhì)，改善胰腺癌的免疫微環(huán)境，增加瘤細胞暴露被殺傷的概率，且對胰腺癌的轉(zhuǎn)移有一定的抑制作用[42]。

4.其他OVs 溶瘤細小病毒是在嚙齒動物體內(nèi)提取的一種單鏈DNA病毒，它在胰腺癌此類Ras信號通路被激活的瘤細胞中能特異性大量復(fù)制。其攜帶白細胞介素2或者相關(guān)的趨化因子時，可誘導(dǎo)自然殺傷細胞聚集并增強OVs的抗腫瘤活性[43]。一項多中心關(guān)于溶瘤細小病毒在胰腺癌晚期病人中診治的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗正在進行中。溶瘤牛痘病毒為雙鏈DNA病毒，在小鼠模型中，其與吉西他濱的聯(lián)用抑制了腫瘤周圍血管的生成致使瘤細胞凋亡[44]。其他的OVs如溶瘤麻疹病毒、溶瘤水泡性口炎病毒等對于晚期胰腺癌的治療仍在積極地開發(fā)探索中。

三、OVs治療胰腺癌的挑戰(zhàn)及發(fā)展方向

OVs目前對胰腺癌的治療主要存在以下問題：(1)胰腺癌作為實體瘤，其自身含有豐富的間質(zhì)細胞及纖維組織，形成了排列致密的物理屏障，致使藥物難以到達相應(yīng)部位發(fā)揮作用；(2)胰腺癌免疫微環(huán)境與正常細胞分化環(huán)境不同，其周圍浸潤著大量抑制機體對瘤細胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答的趨化因子以及細胞因子，阻礙了效應(yīng)T細胞的活化、靶向殺傷作用；(3)經(jīng)基因工程改造而來的OVs可能存在一定的感染致病潛力；(4)不同OVs的注射途徑及聯(lián)合用藥的給藥順序仍有爭議。上述問題目前正在積極探索中，對于胰腺癌的OVs治療當下主要給藥途徑為瘤內(nèi)注射，藥物能直接到達瘤細胞內(nèi)部，對全身免疫反應(yīng)較小，克服了經(jīng)靜脈給藥所導(dǎo)致的OVs滴度減弱、非靶向殺傷等缺點。此外，胰腺位于腹膜后位，周圍臟器及血管、神經(jīng)豐富，瘤內(nèi)注射需要較高水平的穿刺技術(shù)，否則易造成組織損傷、感染等不良后果。美國學(xué)者在改善胰腺癌免疫微環(huán)境方面的對比性試驗報道，OVs聯(lián)合透明質(zhì)酸酶能減慢腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程，透明質(zhì)酸酶能有效分解胰腺癌的間質(zhì)及纖維組織，促使OVs高效靶向殺傷瘤細胞，且二者的聯(lián)用未出現(xiàn)其他不良反應(yīng)，這為OVs突破胰腺癌免疫微環(huán)境提供了后續(xù)研究思路[45]。改造后的OVs由于攜帶外源基因?qū)γ庖吡Φ拖碌娜巳嚎赡艽嬖谝欢ǖ亩靖弊饔?，其在發(fā)揮對瘤細胞免疫效應(yīng)的同時，自身免疫應(yīng)答對病毒及外源基因的抑制也需要平衡，實現(xiàn)重組OVs外源基因的持續(xù)表達也是我們未來的發(fā)展方向。

綜上所述，OVs在大量的臨床前研究中以其誘導(dǎo)免疫應(yīng)答發(fā)揮抗腫瘤的特性而取得了顯著的療效，其安全性也得到了廣泛的認可，展現(xiàn)出了良好的臨床應(yīng)用前景。但是，由于胰腺癌復(fù)雜的生物學(xué)特性，以及OVs的較強免疫原性，導(dǎo)致了OVs療法對胰腺癌這一類實體腫瘤的多數(shù)治療還處于前期研究階段，仍然需要進一步的探索從而應(yīng)用于臨床。將OVs療法聯(lián)合放化療、靶向免疫治療胰腺癌是發(fā)展的新趨勢。伴隨著人類基因組測序以及OVs研究的不斷深入，胰腺癌的分子生物學(xué)機制將會被進一步闡明，OVs的溶瘤機制也會更加清晰，OVs對胰腺癌的治療必將取得突破性進展。