综述 | 溶瘤病毒：癌症免疫治疗的最新前沿

近年来，随着肿瘤治疗手段的不断拓展，研究发现病毒在肿瘤治疗方面有着极大的潜能。溶瘤病毒凭借多项抗肿瘤机制以及优势，成为肿瘤免疫疗法中冉冉上升的新星。

一、认识溶瘤病毒

溶瘤病毒(Ovs)是一类可以选择性地感染和杀死癌细胞，但不伤害正常细胞的天然或重组病毒。到目前为止，全球已经批准了4个OVs药物(表1)。

表1. 全球获批的溶瘤病毒名单

在认识到病毒在癌症治疗中的真正潜力在于能够引发针对肿瘤抗原的新型癌症特异性获得性免疫反应后，溶瘤病毒治疗得到了更多的关注。这些观察结果使OVs的应用从单纯的溶瘤药物转向了抗肿瘤免疫激活药物，该领域现在可以更准确地称为“溶瘤免疫治疗”。OVs的另一个新方向是其在癌症联合治疗中的潜在应用，特别是与免疫检查点抑制剂(ICIs)和T细胞治疗的联合。

二、溶瘤病毒的类型

一个理想的溶瘤病毒应该具备几个特征：首先要对其生物学和遗传学有充分的了解。OVs应具有免疫原性，在感染的恶性细胞中发挥溶解活性，不应导致慢性或传染性疾病，或能够整合到人类基因组中。此外，这些病毒必须对多样化的人群具有广泛的安全性。目前OVs包括DNA和RNA病毒(表2)。溶瘤DNA病毒在不影响病毒感染和复制的情况下，具有较高的基因组稳定性和较大的转基因插入能力。另一方面，RNA病毒的基因组包装能力有限，但有些病毒具有更强的免疫原性。

表2.溶瘤病毒列表

缩写：单纯疱疹病毒(HSV)，牛痘病毒(VACV)，粘液瘤病毒(MYXV)，麻疹病毒(MV)，新城疫病毒(NDV)，塞内卡谷病毒(SVV)，塞姆利基森林病毒(SFV)，疱疹性口炎病毒(VSV)，辛德比斯病毒(SBV)

三、OVs的“嗜瘤”机制

OVs的嗜瘤性通常取决于多种因素，如病毒结合/进入(对于某些OVs，但不是所有OVs)所必需的细胞表面受体、细胞代谢状态以及病毒克服癌细胞内固有免疫或抗病毒信号通路的能力。早期观察到一些OV利用癌细胞上表达的独特细胞外分子进入，例如，CD46、CD155和整合素α2β1分子在许多类型的肿瘤细胞中过表达，它们分别可作为麻疹病毒、脊髓灰质炎病毒和艾柯病毒的受体。值得注意的是，同一种OV可能对不同类型的癌症使用不同的细胞表面受体。

癌症是一种复杂的异质性疾病，具有多个基因突变，介导了多种抗病毒信号通路的改变，而这些信号通路为OVs的复制提供了一个完美的生态位。不同的OVs会利用癌细胞的选择性缺陷，对此领域的研究仍然是一个热点，并有待进一步探索。

大多数肿瘤细胞类型的特点是有氧糖酵解率高（Warburg效应），这在免疫抑制肿瘤微环境(TME)的发展中起着至关重要的作用。这是因为肿瘤细胞会导致细胞外葡萄糖的过度消耗，反过来又限制了葡萄糖对常驻免疫白细胞的可用性，最终降低了免疫细胞(如常驻肿瘤T细胞)的增殖和效应功能。此外，TME中糖酵解增加导致的组织乳酸积累也严重影响局部T细胞和NK细胞的功能特性。研究表明，抑制肿瘤细胞糖酵解代谢可增强抗肿瘤免疫反应和化疗药物的功能。病毒在感染宿主细胞后，也倾向于激活糖酵解，增强细胞生物分子和病毒颗粒的合成，从而放大了Warburg效应。探索病毒增强糖酵解的多种机制，作为一种有利于病毒复制的策略，许多细节仍有待充分研究。

四、OVs介导的抗肿瘤作用机制

在结合并进入肿瘤细胞后，OVs可以利用多种溶解机制杀死感染的癌细胞，病毒溶瘤的确切机制尚不完全清楚。OVs被认为通过多种机制介导抗肿瘤活性：(a)病毒在癌细胞内的选择性复制，引起直接的溶细胞作用(这种机制也称为“溶瘤作用”)；(b)细胞死亡(例如，凋亡，坏死)对感染和未感染的癌细胞以及肿瘤相关血管系统中的相关内皮细胞的间接影响，导致血管生成减少；(c)激活全身抗肿瘤(和抗病毒)免疫，激活的免疫细胞募集到TME中。然而，这些机制因病毒、癌细胞的性质和类型以及OVs、TME和宿主免疫系统之间的整体相互作用而存在很大差异。此外，为了优先诱导细胞裂解，一些OVs被设计成特异激活不同类型的癌细胞死亡途径，如凋亡、坏死、自噬或焦亡。

五、OVs单药治疗

OV作为单一疗法疗效依然有限，像许多其他现代癌症疗法一样，溶瘤病毒疗法在成为一种成功的抗癌疗法方面仍然面临着挑战和障碍。一些关键因素会导致功能局限性：(1)未知的宿主抗病毒通路限制OVs活动和传播；(2)周围的内在物理障碍在瘤床上限制了OVs的传播；(3)自适应免疫反应间接限制病毒的功能。

此外，还应考虑其他因素：a.最优OVs候选病毒的选择；b.病毒进入、感染和传播:利用选定的细胞表面受体进行结合和进入的OVs对这些受体表达减少或不表达的肿瘤通常没有用处；c.输送OVs：将OVs输送到原发部位和转移部位对最佳治疗结果至关重要。在这方面，由于只有少数人类癌症可接受肿瘤内直接注射(IT)，与病毒的IT注射相比，全身注射是首选途径；d.中和性抗体和抗病毒细胞因子:在游离病毒到达肿瘤床的系统传递过程中，预先存在的中和性抗病毒抗体是主要障碍；e.免疫抑制TME: OVs治疗的另一个障碍是经常出现高度免疫抑制的TME。

六、OVs联合治疗

OVs对大多数类型的癌症具有多机制的治疗效果(图1)。然而，在单药治疗的临床试验中，使用较早一代(如GM-CSF)的OVs在相对较少的患者中显示出完全缓解。虽然通过不同方法加工OVs可增强溶瘤活性并激活抗肿瘤免疫应答，但据报道，OVs与其他癌症治疗方式(如化疗、放疗、免疫治疗或细胞治疗)联合使用时，治疗效果更好。

图1.溶瘤病毒疗法的治疗特点及改进途径

OVs联合放疗在临床前模型和一些临床试验中进行了探索。放疗与OVs的联合具有协同抗肿瘤作用，尤其对其他治疗方法失败的侵袭性肿瘤疗效显著。

与肿瘤内给药不同，OVs的全身给药面临许多挑战，主要是由于免疫过滤系统能够检测和清除循环系统中的病原体。许多类型的载体细胞已被测试，以确定其是否适合作为OVs系统给药的载体，来克服静脉注射病毒的缺陷。在迄今测试的许多载体细胞中，患者源间充质干细胞(MSCs)得到了关注，并已在临床试验中用OVs进行了测试。除了MSCs外，神经干细胞(NSCs)也改善了多种癌症模型中OV的传递。另一种潜在的载体细胞是嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞，它们被设计成能够识别并杀死目标癌细胞。

OVs联合免疫检查点抑制剂(ICIs)也存在许多挑战。靶向PD-1、PD-L1或CTLA-4等免疫检查点并破坏癌细胞逃避宿主免疫反应的能力的ICIs已成为关键的癌症治疗方式之一。然而ICIs仍存在局限性:(1)只有有限部分(10-20%)患者对ICIs治疗有反应；(2)在一些接受ICIs治疗的患者中报告了免疫相关的不良反应；(3)对以低肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)为特征的免疫“冷”肿瘤的疗效有限。

细胞免疫疗法，也被称为“过继细胞疗法”，使用改良的免疫系统细胞来消除癌细胞。各种类型的细胞免疫疗法已被开发:如CAR-T细胞治疗，TIL治疗等。在这些以细胞为基础的治疗中，CAR-T细胞疗法作为新兴的免疫疗法在血液肿瘤中表现出了显著的疗效。然而在实体肿瘤中尚需进一步研究。为了克服这些限制，细胞疗法正在与OVs联合进行了探索，以期能够实现协同增效。

结论

三十多年的广泛研究和临床试验已经证明OVs疗法是一种有前途的癌症治疗方式。在安全性、效力、选择性、给药方法和生产等方面，OVs疗法已经得到显著改善，进一步明确了OVs可以作为强有力的癌症治疗候选药物。然而，越来越清晰的是，OVs作为单药治疗可能无法提供完全的癌症治疗应答，因此联合策略的探索是方向，联合方案地合理设计以减轻OVs和其他针对特定癌症类型治疗的局限性仍是一项挑战。

参考文献：

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