好文分享 | 溶瘤病毒（OVs）抗肿瘤作用机制简介

溶瘤病毒（Oncolytic Virus，OV）是一类具有高效复制能力的肿瘤杀伤型病毒，因其能特异性感染并杀伤肿瘤细胞已成为新近肿瘤治疗研究的方向。早期研究表明，溶瘤病毒可以激发人体免疫系统，提高肿瘤中PD-L1的水平，使免疫疗法对癌症更有效。

溶瘤病毒是一个既“老”又“新”的肿瘤疗法，自2005年国家药品监督管理局批准第一个溶瘤腺病毒药物H101（重组人5型腺病毒，安柯瑞联合化疗用于治疗晚期鼻咽痛患者以来，溶瘤病毒的研究数量不断增加。目前，以溶瘤病毒为代表的病毒类药物在治疗肿瘤中发挥着越来越大的作用。截至目前，已有四款相关产品上市，全球在ClinicalTrials上注册的溶痛病毒相关临床研究已超过130项。

一. 溶瘤病毒的分类

目前，开发的用于肿瘤治疗的溶瘤病毒类药物已有数十种，分为DNA病毒和RNA病毒2种：

DNA病毒：主要以单纯疱疹病毒（HSV）、腺病毒（AdV）、牛痘病毒（VV） 和细小病毒H1（parvovirus H1）为主；

其优点在于：

1）DNA病毒的基因组比较大，可以在不影响病毒的复制的情况下进行编辑；

2）可以编码比较大的转基因以增强病毒的治疗活性或免疫调节能力；

3）DNA病毒表达高保真的DNA聚合酶，确保病毒基因组完整性和高效复制；

4）DNA病毒基因组与宿主基因组无明显的整合；

RNA病毒：是RV、柯萨奇病毒（coxsackie virus，CV）、脊髓灰质炎病毒（poliovirus，PV）、麻疹病毒（measles virus，MV）、新城疫病毒（NDV） 及水泡性口炎病毒（vesicular stomatitis virus，VSV）为主；

其优点在于：

1）尽管较小的基因组限制了它们编码大型转基因的能力但RNA病毒比DNA病毒小，它们可以越过血-脑脊液屏障，从而能够针对中枢神经系统肿瘤：

2）人类对某些RNA病毒预存的免疫力很低，因此更适合用于全身给药；

3）在正常细胞中检测病毒双链RNA的蛋白激酶R（PKR）可能不会出现在肿瘤细胞中、因为肿瘤细胞中PKR水平和磷酸化程度通常较低；

一些用于癌症治疗的溶瘤病毒的示意图

二. 溶瘤病毒的抗肿瘤机制

溶瘤病毒可在肿癌细胞内进行特异性复制这主要是由于肿瘤的特异性畸变导致细胞信号转导通路不能感知和阻断病毒复制，肿瘤干扰素缺陷不能调控病毒防御系统，从而提高病毒感染的敏感性。通过基因改造可减弱或删除溶瘤病毒的毒性因子，使溶瘤病毒不能在正常组织中复制，但仍保留在肿痛细胞内复制并杀死肿痛细胞的能力，如删除了E1B-5SkD和E3区基因片段（78.3-85.8mu）的H101腺病毒不能在p53正常的细胞中复制，因此不能感染p53正常细胞。

 2、激发抗肿瘤免疫反应：

溶瘤病毒通过诱导趋化因子使“冷”肿 瘤变成“热”肿瘤，从而激发局部和系统的 抗肿瘤免疫反应。肿瘤微环境中的免疫抑制性因素，如调节T淋巴细胞、白细胞介素-10 （interleukin-10，IL-10）和程序性死亡［蛋白］ 配体-1（programmed death ligand-1，PD-L1） 等，可以保护肿瘤逃逸机体免疫。

而溶瘤病毒不仅可以打破肿瘤微环境既有的解剖结构，还能破坏肿瘤抑制性微环境，使其状态由免疫抑制变 成免疫激活。溶瘤病毒感染肿瘤细胞后，细 胞裂解死亡并释放肿瘤相关抗原，进而激活树突状细胞，增加细胞毒性T淋巴细胞的浸润以及其他免疫相关分子的募集，肿瘤特异性免疫反应增加，导致远处和未感染的肿瘤细胞被清除。有研究显示，溶瘤病毒可通过诱导肿瘤细胞表达或释放钙网蛋白、热激蛋白70/90等激起细胞免疫原性的损伤相关分子模式，进而诱导肿瘤细胞发生免疫原性死亡。

 3、抗血管生成：

肿瘤的生长依赖于肿瘤血管系统提供营养物质，破坏肿瘤血管系统能够有效地抑制肿瘤的生长。溶瘤病毒通过抗血管生成作用（anti-angiogenesis）和抗血管作用（anti-vasculature）诱导未被感染的肿瘤细胞凋亡或坏死。溶瘤病毒可感染和破坏肿瘤血管系统，诱导中性粒细胞内流，导致血管塌陷和肿瘤细胞死亡。研究表明，一些 OVs（如HSV、VV、VSV） 可以靶向肿瘤相关成纤维细胞（tumor-associated fibroblasts，TAFs）、血管 内皮细胞（vascular endothelial cells，vECs） 和周细胞（pericytes） 等肿瘤间质细胞，从而破坏肿瘤的复杂结构，导致肿瘤坏死，促进免疫细胞浸润到TME。

4、通过基因改造增强溶瘤作用：

近几年，国内外针对溶瘤病毒的基因改造也逐渐形成主流趋势。主要原因为单纯的溶瘤病毒对杀伤肿瘤细胞的针对性和有效性不够稳定，有些溶瘤病毒减弱了感染肿瘤细胞的专一性，不仅对肿瘤细胞进行攻击，也对一些正常的细胞进行感染和杀伤，继而导致了溶瘤病毒在治疗肿瘤方面的局限性和负面性。

一些溶瘤病毒还被设计编码表达一些细胞毒性基因或免疫调节基因。细胞因子是最常见的免疫调节基因，也是招募T细胞并调节T细胞稳态的重要基因。调节细胞因子GM-CSF，在抗原呈递细胞（如DCs）的招募和成熟中具有重要作用。工程溶瘤病毒表达的GM-CSF，可将DCs招募到肿瘤中，摄取可溶性肿瘤抗原，刺激树突状细胞成熟，从而促进T细胞激活。

有些溶瘤病毒还设计编码肿瘤相关抗原以诱导针对肿瘤细胞的抗原特异性反应。例如设计编码共刺激分子（CD80、ICAM1、LFA3等）或免疫检查点抑制剂，以激活肿瘤中的T细胞。

作为一种提高肿瘤细胞杀伤率的方法，自杀基因治疗策略也可以用于溶瘤病毒，设计编码一种酶，可将惰性前药转化为细胞毒性药物，进而选择性的杀伤感染细胞。例如，溶瘤病毒编码表达的胞嘧啶脱氨酶、可将无毒前药氟胞嘧啶转化为氟尿嘧啶。

虽然溶瘤病毒在基础和临床上均获得了显著的效果，但其对肿瘤杀伤作用的机制研究以及应用尚有很多进步的空间，例如病毒的靶向性、给药策略、抗病毒免疫等领域仍需加大研究。但毫无疑问的是，溶瘤病毒疗法作为一个创新性的肿瘤治疗方法已被提出并日渐成熟。随着技术的不断迭代与创新，相信在不久的将来一个基于溶瘤病毒的完善的肿瘤治疗系统将会被建立并成为更多癌症患者的福音。