溶瘤病毒在肝细胞癌治疗中应用的研究进展_石璠.pdf

14国际消化病杂志 2023 年 2 月第 43 卷第 1 期 Int J Dig Dis，February 25，2023，Vol.43，No.1 综述 溶瘤病毒在肝细胞癌治疗中应用的研究进展石 璠 王海强 郑淑丹 赵 梅 张 杨 庞雪莹 郑丽红【摘要】溶瘤病毒（OV）是一类能特异性地在肿瘤细胞中复制，靶向杀死肿瘤细胞且不损伤正常细胞的病毒，可通过免疫介导机制发挥抗肿瘤作用。目前多种 OV 正被应用于肝细胞癌（HCC）的临床前研究，已有 OV 被认定为 HCC 治疗药物。OV 治疗已成为肿瘤免疫疗法之一，在晚期 HCC 治疗中的临床应用前景广阔，但面临许多挑战，如病毒的传递、抗病毒免疫等，其安全性和有效性也需进一步研究，包括探索联合应用药物组合、调整给药方式和抑制肿瘤微环境等。该文就 OV在 HCC 治疗中应用的研究进展作一综述。【关键词】溶瘤病毒；肝细胞癌；临床应用 DOI:10.3969/j.issn.1673-534X.2023.01.004基金项目：国家自然科学基金项目（81973601）；国家中医药管理局第五批全国中医临床优秀人才研修项目（国中医药人数涵20221 号）；黑龙江省中医药科研基金项目（ZHY2020-099）；黑龙江中医药大学“优秀青年骨干教师”计划（15041190018）作者单位：150040 哈尔滨，黑龙江中医药大学（石璠、郑淑丹、赵梅）；150040哈尔滨，黑龙江中医药大学附属第一医院肝脾胃病科（王海强、张杨）、肿瘤科（庞雪莹）；150040哈尔滨，黑龙江中医药大学附属第四医院消化内科（郑丽红）通信作者：郑丽红，Email:肝细胞癌（HCC）是常见的原发性肝癌，在全世界范围内发病率较高，病死率也较高1。早期 HCC 可通过切除、肝移植或消融治疗，但其缺乏典型临床症状，多数患者确诊时已处于中晚期。索拉菲尼、伦瓦替尼及阿特丽珠单抗贝伐单抗是目前晚期不可切除 HCC 患者的一线治疗方案2。然而，由于肝脏的免疫耐受性及复杂的肿瘤微环境，使得晚期 HCC 患者的治疗结果并不令人满意，药物应答率低和耐药性仍是不可忽略的问题，亟需寻找新的有效治疗方法。溶瘤病毒（OV）可分为两大类，一类是天然的病毒（如呼肠孤病毒、新城疫病毒、肠道病毒、麻疹病毒和细小病毒 H-1 等），另一类是基因改造的病毒（如单纯疱疹病毒、腺病毒和痘病毒等）3。JX-594 是目前在 HCC 治疗方面被广泛研究的 OV，分别于 2013 年和 2009 年被美国 FDA 及欧洲药品管理局认定为 HCC 治疗药物4。OV 疗法已成为免疫疗法之一。由于 OV 优先在肿瘤细胞中复制，还可被转基因改造以增强其细胞毒性和免疫刺激活性，调节肿瘤微环境，故其提供了多方面治疗的可能5。OV 在晚期 HCC 治疗中的应用前景广阔，本文就OV 在 HCC 治疗中应用的研究进展作一综述。1 OV 治疗的机制 1.1 直接破坏肿瘤细胞OV 感染肿瘤细胞后，可突破细胞防御机制，肿瘤细胞表面的特异性受体与病毒表面的蛋白特异性结合，靶向感染肿瘤细胞，在肿瘤细胞内复制和增殖，从而特异性裂解肿瘤细胞，并可保留正常细胞6。OV 感染后还可释放大量子代病毒，有效攻击邻近肿瘤细胞，肿瘤细胞全部被裂解后，病毒会因自身缺陷而无法继续复制，随后被机体免疫系统清除，故不会损伤正常细胞。1.2 诱导抗肿瘤免疫反应OV 感染肿瘤细胞后，可诱导先天免疫反应和适应性免疫反应。一方面，病毒复制导致肿瘤细胞内质网应激7和基因毒性应激，释放肿瘤相关抗原（TAA）、病原体相关分子模式（PAMP）和损伤相关分子模式（DAMP），增强抗原提呈细胞的活化，从而导致免疫细胞（如树突状细胞、NK 细胞、巨噬细胞和中性粒细胞）的激活和炎性反应信号转导8；另一方面，由于病毒的复制，激活抗病毒通路，诱导细胞因子和型干扰素（IFN）表达，共同介导免疫细胞的激活9。被激活的免疫细胞（NK细胞）在 IL-12、IL-2、IFN-、IFN-等趋化因子的作用下向肿瘤转移，并释放 IFN-、TNF-和 CD107 发挥15国际消化病杂志 2023 年 2 月第 43 卷第 1 期 Int J Dig Dis，February 25，2023，Vol.43，No.1抗肿瘤作用。抗体识别肿瘤表面抗原后，可通过Fas-FasL 相互作用、TNF/TNF 受体信号通路和穿孔素/颗粒酶信号通路触发细胞毒性 T 细胞（CTL 细胞）杀伤肿瘤细胞5。OV 参与了 T 细胞启动、运输、浸润、激活和杀伤肿瘤细胞的整个过程10。1.3 破坏肿瘤血管研究表明 OV 能直接破坏感染的肿瘤血管内皮细胞并在其内复制，导致肿瘤血管塌陷。JX-594是一种转基因的重组牛痘病毒 Wyeth 株，其在一项期临床试验中被用于治疗 HCC 患者，结果显示JX-594 可导致急性肿瘤血管破裂和肿瘤血液灌注量减少，并且效果维持了 8 周以上，其未对正常血管或伤口愈合有毒性作用。此外，JX-594 还被发现具有抗血管生成的作用11。综上所述，OV 可通过直接裂解肿瘤血管内皮细胞破坏肿瘤血管，并可降低血管内皮生长因子（VEGF）表达水平，从而发挥抗血管生成作用。2 OV 的 HCC 临床前研究2.1 牛痘病毒牛痘病毒是一种双链 DNA 病毒，其基因组庞大，可容纳大片段外源性 DNA 的插入而不影响其生物活性3。重组牛痘病毒 JX-594 是一种携带粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）的 OV，主要通过病毒复制和诱导肿瘤特异性免疫而发挥作用，肿瘤细胞可被病毒复制破坏，通过表达GM-CSF，在细胞表位存在的地方有效诱导抗肿瘤免疫应答；此外，JX-594 已被证明可特异性感染肿瘤血管内皮细胞，导致肿瘤血管破裂，从而发挥抗肿瘤血管生成的疗效11。JX-594 已被证明对人类多种实体肿瘤的细胞系具有强大的体外细胞毒作用，其可靶向多种肿瘤细胞被认为是其优势之一。2.2 呼肠孤病毒 呼肠孤病毒是一种无包膜双链 RNA 病毒，可在肿瘤细胞中大量复制、增殖，还可通过激活 Ras信号通路诱导肿瘤细胞发生凋亡和自噬。此外，呼肠孤病毒还可通过旁杀效应裂解肿瘤细胞，进一步感染邻近肿瘤细胞，从而清除更多肿瘤细胞12。呼肠孤病毒可在无细胞毒性且独立于病毒基因组复制的情况下，诱导人原代肝组织内 IFN 的分泌和先天免疫反应的激活，同时诱导细胞因子反应，能有效抑制丙型肝炎病毒（HCV）复制，可用于HCV感染相关HCC的联合抗病毒和抗肿瘤治疗13。值得注意的是，研究提示为了避免 OV 潜在的不良反应，应尽量避免口服用药14。2.3 单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒具有线性双链 DNA 基因组，被认为是极具潜力的 OV，其庞大的基因组为基因工程改造提供了可能，经过基因修饰的单纯疱疹病毒更易提呈抗原，可促进 T 细胞的激活，增强病毒的溶瘤能力，降低不良反应发生率15。T-VEC是一种基因修饰的溶瘤型单纯疱疹病毒，是第一种被发现的对黑色素瘤有临床疗效的 OV16。在治疗 HCC 的临床前研究表明，溶瘤单纯疱疹病毒（如经过基因重组的 G207、NV1034）对 HCC 具有高度特异性杀伤作用17。2.4 腺病毒SG 系列是一个重组溶瘤腺病毒家族。为了提高 SG600 的基因传递能力和肿瘤特异性，部分删除了 E1a 基因的 CR2 区域，并插入了 hTERT 启动子和激素反应元件，制成了分别携带 p53、IL-24 和细胞程序性死亡蛋白 5（PDCD5）基因的 3 种 OV制剂，用于治疗 HCC。临床前研究显示，重组腺病毒 SG635-p53 对 HCC 细胞的抗肿瘤作用显著增强，是一种安全的抗肿瘤药物18。近年来腺病毒已被广泛改造，使其兼具较好的抗肿瘤效能和较轻的不良反应19。以溶瘤腺病毒 DL1520 和 H101为代表的多种 OV 治疗 HCC 的临床前研究正在进行中20。3 OV 的有效性和安全性由于复杂的肿瘤异质性、病毒传播的物理屏障和免疫抑制的微环境，对 OV 单药治疗完全有反应的患者不多，单药的治疗效果有限，多种肿瘤细胞对病毒感染具有耐药性，部分肿瘤细胞发生抗病毒免疫反应21，提高 OV 治疗的有效性和安全性是目前亟需解决的问题。3.1 联合治疗研究显示，OV 作为单一抗肿瘤药物的有效性并不能令人满意，联合治疗策略是必要的22。OV与其他治疗方式联合可提高疗效14。OV 与化学治疗药物联合可产生协同作用，化学治疗药物可增强肿瘤细胞的免疫原性，增强OV 的细胞毒性。有研究发现，重组人 5 型腺病毒H101 联合肝动脉化学治疗栓塞术（TACE）治疗HCC 患者，可显著抑制 HCC 的转移和复发，延长患者的无进展生存期，并具有一定的安全性23-24。OV 与放射治疗联合也可产生协同作用，辐射可增16国际消化病杂志 2023 年 2 月第 43 卷第 1 期 Int J Dig Dis，February 25，2023，Vol.43，No.1强病毒的溶瘤作用，病毒可提高肿瘤细胞对放射治疗的敏感度，两者联合应用可显著提高抗肿瘤疗效6。此外，OV 还可联合靶向治疗，一项溶瘤痘苗病毒联合索拉菲尼治疗 HCC 的临床前研究结果表明，联合治疗在体外可显著提高肝细胞凋亡率，在体内可显著抑制肿瘤细胞的增殖，这种联合治疗可能为未来的 HCC 治疗提供了新的有效策略。索拉菲尼是一种口服靶向药物，具有双重抗肿瘤作用，既可直接抑制肿瘤细胞的增殖，也可影响 VEGF 的表达以抑制新生血管形成，从而发挥阻遏肿瘤生长的作用25。表观遗传失调通过多种机制改变基因的表达，在 HCC 发生中发挥着关键作用26。因此，还可以考虑 OV 与表观遗传调节药物联合治疗3。此外，OV 还可与过继细胞转移（ACT）、嵌合抗原受体T 细胞（CAR-T 细胞）27、双特异性 T 细胞接合剂（BiTE）疗法及肿瘤疫苗等联合应用28。有研究表明，溶瘤麻疹病毒可增强 CD8+NKG2D+细胞在HCC 治疗中的抗肿瘤反应，是一种新的 HCC 临床治疗策略29。3.2 调节给药方式OV 的给药方式包括静脉注射和肿瘤内注射。前者存在一些缺点，如人血清中有常见病毒的特异性抗体，可迅速杀死病毒。因此，肿瘤内注射是目前 OV 治疗实体肿瘤的主要给药途径30。由于在实体肿瘤中，肿瘤细胞外基质（ECM）可阻碍抗肿瘤药物的扩散，因此在治疗时可使用 ECM 降解酶（如胶原酶和透明质酸酶）以促进 OV 在肿瘤内扩散，也可使用表达 ECM 降解酶的 OV16。对于不能进行肿瘤内注射或有肿瘤转移的患者，OV 可通过载体细胞传递至全身，载体细胞可保护 OV 免受补体或抗体的破坏。在被测试的众多载体细胞中，患者来源的间充质干细胞（MSC）受到了关注，OV 感染的载体细胞 MSC 的迁移能力增强，促炎细胞因子分泌增多，这表明其可增强OV 的抗肿瘤疗效31。为了使 OV 更好地靶向 HCC细胞，有研究结果显示，与裸 OV 相比，用阳离子半乳糖基化聚合物（Gal32-b-Agm29）包被的 OV 更易进入 HCC 细胞，使病毒复制增强，导致 HCC 细胞裂解，并增强了免疫原性细胞死亡程序32。机体既往对于病毒的免疫也会降低 OV 的疗效，可通过增加 OV 剂量及与环磷酰胺联用以逃避抗病毒免疫3。3.3 逆转肿瘤的免疫抑制微环境 肿瘤微环境对 HCC 的发生、发展起着十分重要的作用。肿瘤细胞通过多种机制形成免疫抑制微环境，通常对检查点抑制剂没有反应，是 OV 治疗面临的巨大挑战。因此，可以考虑通过逆转肿瘤微环境的免疫抑制状态，以提高 OV 的临床疗效。使用增强免疫反应的细胞因子（如 IL-12、IL-18）武装 OV，可促进肿瘤细胞裂解，从而提高抗肿瘤疗效15。此外，用促炎细胞因子（如 GM-CSF、IL 和 TNF-）武装的 OV 治疗也是常见的抗肿瘤策略。OV 将子代病毒释放到肿瘤微环境，OV 介导的肿瘤细胞裂解后可传播大量 TAA、PAMP 和DAMP，导致炎性免疫反应，将免疫抑制的肿瘤微环境转化为炎性反应肿瘤微环境,从而重新唤醒抗肿瘤免疫应答，诱导免疫原性细胞凋亡，引起强烈的抗肿瘤免疫反应33。4 小结和展望既往研究揭示了一些 OV 杀伤 HCC 细胞的机制，一些临床试验也获得了令人满意的结果，OV作为免疫治疗方法之一，显示出了巨大的应用潜力。单一 OV 治疗的效果有限，特别是对于实体肿瘤而言，肿瘤基因治疗正趋向于化学治疗、放射治疗、抗肿瘤血管生成和其他免疫疗法的联合治疗策略，并且获得了更好的疗效，为晚期 HCC 患者带来了希望。但 OV 在临床应用中仍存在许多挑战，如何使 OV 更好地传递，减少不良反应等问题亟需解决。在开发新的 OV 时，理想的候选病毒是大分子DNA 病毒，可在其基因组内插入多个转基因，同时其在肿瘤细胞内复制和杀死肿瘤细胞的能力不会丧失，可以更好地调节肿瘤微环境。随着基因技术、分子生物技术的不断发展，对 OV 在肿瘤治疗中的不断探索也将取得进展，为包括 HCC 在内的肿瘤患者带来希望。参 考 文 献1 Villanueva A.Hepatocellular carcinomaJ.N Engl J Med,2019,380(15):1450-1462.2 Vogel A,Bathon M,Saborowski A.Advances in systemic therapy for the first-line treatment of unresectable HCCJ.Expert Rev Anticancer Ther,2021,21(6):621-628.3 Abd-Aziz N,Poh CL.Development of oncolytic viruses for cancer therapyJ.Transl Res,2021,237:98-123.4 Jebar AH,Errington-Mais F,Vile RG,et al.Progress in clinical oncolytic virus-based therapy for hepatocellular carcinomaJ.J Gen 17国际消化病杂志 2023 年 2 月第 43 卷第 1 期 Int J Dig Dis，February 25，2023，Vol.43，No.1Virol,2015,96(Pt 7):1533-1550.5 Yang L,Gu X,Yu J,et al.Oncolytic virotherapy:from bench to bedsideJ.Front Cell Dev Biol,2021,9:790150.6 王磊,霍彬,霍小东,等.溶瘤病毒抗肿瘤治疗的临床应用进展J.中国肿瘤临床,2021,48(11):581-586.7 金升烨,庞达.溶瘤病毒诱导肿瘤凋亡及激活抗肿瘤免疫机制的研究进展 J.实用肿瘤学杂志,2021,35(5):462-467.8 Chaurasiya S,Chen NG,Fong Y.Oncolytic viruses and immunityJ.Curr Opin Immunol,2018,51:83-90.9 Muscolini M,Tassone E,Hiscott J.Oncolytic immunotherapy:cant start a fire without a sparkJ.Cytokine Growth Factor Rev,2020,56:94-101.10 Bommareddy PK,Shettigar M,Kaufman HL.Integrating oncolytic viruses in combination cancer immunotherapyJ.Nat Rev Immunol,2018,18(8):498-513.11 Breitbach CJ,Arulanandam R,De Silva N,et al.Oncolytic vaccinia virus disrupts tumor-associated vasculature in humansJ.Cancer Res,2013,73(4):1265-1275.12 韦舒文,李佩佩,周艾玲,等.呼肠孤病毒抗肿瘤作用的研究进展J.广西中医药大学学报,2021,24(3):103-106.13 Samson A,Bentham MJ,Scott K,et al.Oncolytic reovirus as a combined antiviral and anti-tumour agent for the treatment of liver cancerJ.Gut,2018,67(3):562-573.14 Malfitano AM,Di Somma S,Iannuzzi CA,et al.Virotherapy:From single agents to combinatorial treatmentsJ.Biochem Pharmacol,2020,177:113986.15 喻启桂.肿瘤治疗的新突破：溶瘤病毒治疗 J.安徽医药,2018,22(1):1-7.16 Goradel NH,Baker AT,Arashkia A,et al.Oncolytic virotherapy:Challenges and solutionsJ.Curr Probl Cancer,2021,45(1):100639.17 Yamada T,Hamano Y,Hasegawa N,et al.Oncolytic virotherapy and gene therapy strategies for hepatobiliary cancersJ.Curr Cancer Drug Targets,2018,18(2):188-201.18 Wei D,Xu J,Liu XY,et al.Fighting cancer with viruses:oncolytic virus therapy in ChinaJ.Hum Gene Ther,2018,29(2):151-159.19 Hemminki O,Dos Santos JM,Hemminki A.Oncolytic viruses for cancer immunotherapyJ.J Hematol Oncol,2020,13(1):84.20 Tenneti P,Borad MJ,Babiker HM.Exploring the role of oncolytic viruses in hepatobiliary cancersJ.Immunotherapy,2018,10(11):971-986.21 Zheng M,Huang J,Tong A,et al.Oncolytic viruses for cancer therapy:barriers and recent advancesJ.Mol Ther Oncolytics,2019,15:234-247.22 Rahman MM,McFadden G.Oncolytic viruses:newest frontier for cancer immunotherapyJ.Cancers(Basel),2021,13(21):5452.23 Lin XJ,Li QJ,Lao XM,et al.Transarterial injection of recombinant human type-5 adenovirus H101 in combination with transarterial chemoembolization(TACE)improves overall and progressive-free survival in unresectable hepatocellular carcinoma(HCC)J.BMC Cancer,2015,15:707.24 Wu K,You N,Zheng L.Effects of recombinant human adenovirus type 5 combined with transarterial chemoembolization on postoperative metastasis and recurrence of hepatocellular carcinoma patientsJ.J Gastrointest Oncol,2021,12(6):2999-3007.25 崔姣艳,蔡世杰.溶瘤病毒联合其他药物用于肿瘤治疗的研究进展 J.中国新药杂志,2021,30(3):246-253.26 Rebouissou S,Nault JC.Advances in molecular classification and precision oncology in hepatocellular carcinomaJ.J Hepatol,2020,72(2):215-229.27 Watanabe N,McKenna MK,Rosewell Shaw A,et al.Clinical CAR-T cell and oncolytic virotherapy for cancer treatmentJ.Mol Ther,2021,29(2):505-520.28 Shi T,Song X,Wang Y,et al.Combining oncolytic viruses with cancer immunotherapy:establishing a new generation of cancer treatmentJ.Front Immunol,2020,11:683.29 Chen A,Zhang Y,Meng G,et al.Oncolytic measles virus enhances antitumour responses of adoptive CD8+NKG2D+cells in hepatocellular carcinoma treatmentJ.Sci Rep,2017,7(1):5170.30 宁小平,虞淦军,吴艳峰.溶瘤病毒的肿瘤临床应用研究进展 J.中国肿瘤生物治疗杂志,2020,27(6):705-710.31 Moreno R.Mesenchymal stem cells and oncolytic viruses:joining forces against cancerJ.J Immunother Cancer,2021,9(2):e001684.32 Garofalo M,Bellato F,Magliocca S,et al.Polymer coated oncolytic adenovirus to selectively target hepatocellular carcinoma cellsJ.Pharmaceutics,2021,13(7):949.33 Marchini A,Daeffler L,Pozdeev VI,et al.Immune conversion of tumor microenvironment by oncolytic viruses:the protoparvovirus H-1PV case studyJ.Front Immunol,2019,10:1848.（收稿日期：2022-09-07）（本文编辑：林磊）