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溶瘤病毒如何助力腫瘤免疫?

前言

溶瘤病毒(OV)具有感染、復(fù)制并溶解惡性轉(zhuǎn)化腫瘤細(xì)胞的能力。這種溶瘤活性增強(qiáng)了治療優(yōu)勢(shì),并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡后的免疫原性,使CD8+T細(xì)胞向腫瘤微環(huán)境的浸潤(rùn)增加。溶瘤病毒的這一重要特征可使免疫“冷”腫瘤升溫,其與其它免疫療法相結(jié)合呈現(xiàn)出誘人的前景。

溶瘤病毒

溶瘤病毒作為抗癌藥物得到廣泛的開發(fā),基于腺病毒、單純皰疹病毒、呼腸孤病毒、痘苗病毒、麻疹病毒、柯薩奇病毒和新城疫病毒的OV已證明在動(dòng)物模型上的療效和安全性,一些OV正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。

OV主要通過感染并選擇性殺傷腫瘤細(xì)胞和誘導(dǎo)全身抗腫瘤免疫的雙重作用機(jī)制實(shí)現(xiàn)抗腫瘤效果。其中嚴(yán)格控制腫瘤選擇性是一個(gè)關(guān)鍵考慮因素,健康細(xì)胞攝取OV會(huì)使其流向“非靶向”組織,從而限制OV用于腫瘤靶向的生物利用度。近年來,隨著“精確病毒療法”的發(fā)展,OV在實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的腫瘤選擇性方面了重大進(jìn)展。

此外,溶瘤病毒的另一個(gè)吸引人的特征是病毒基因組編碼治療性轉(zhuǎn)基因的能力。早期研究集中于對(duì)腫瘤細(xì)胞具有間接毒性的轉(zhuǎn)基因,如硝基還原酶。但由于多種原因,包括載體的轉(zhuǎn)染/轉(zhuǎn)導(dǎo)效率低、非特異性毒性和前藥-藥物轉(zhuǎn)化率慢等,療效有限。目前,研究更多的集中在加入編碼細(xì)胞因子(如IL-12、IL-2、IL-15和GM-CSF)的轉(zhuǎn)基因,以刺激免疫細(xì)胞向腫瘤微環(huán)境(TME)的募集。FDA和EMA已經(jīng)批準(zhǔn)了talimogene laherparepvec(T-VEC,Imlygic?),一種表達(dá)GM-CSF的改良單純皰疹病毒(HSV),用于惡性黑色素瘤的局部治療,表明了它們的潛力。

然而,OV作為單一療法療效依然有限,而OV誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡釋放免疫原性對(duì)于其它免疫療法具有重要意義;诖耍琌Vs已與其它免疫療法聯(lián)合使用,以進(jìn)一步刺激宿主抗腫瘤免疫反應(yīng)。

OV與免疫檢查點(diǎn)抑制劑

免疫檢查點(diǎn),尤其是細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(CTLA-4)和程序性細(xì)胞死亡蛋白1(PD-1),是維持外周耐受和調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵組成部分。盡管ICIs的治療潛力已經(jīng)充分展示,但能夠從這種治療中獲益的人群百分比仍然很低。在這種情況下,溶瘤病毒可能提供顯著的免疫增強(qiáng)效果。

臨床前研究已證明OV mJX‐594能夠使ICI耐藥腫瘤致敏,并促進(jìn)小鼠腫瘤中的T細(xì)胞浸潤(rùn),與抗PD‐1治療聯(lián)合,可將腫瘤生長(zhǎng)降低70%。類似地,另一項(xiàng)研究證明,與單獨(dú)使用抗CTLA-4治療的小鼠相比,使用NDV和抗CTLA-4聯(lián)合治療時(shí),對(duì)腫瘤復(fù)發(fā)的保護(hù)加倍,并增強(qiáng)腫瘤淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)。

類似的結(jié)果也在人體試驗(yàn)中得到了證實(shí)。在治療IIB-IV期黑色素瘤的臨床試驗(yàn)期間,研究了接受T-VEC和治療ipilimumab的患者的免疫反應(yīng),與ipilimumab單藥治療觀察到的有限反應(yīng)相比,聯(lián)合治療證明增加的CD4+I(xiàn)COS+T細(xì)胞與顯著改善的治療結(jié)果相關(guān)。OVs與ICIs的潛在協(xié)同作用已使其在臨床試驗(yàn)中的聯(lián)合應(yīng)用廣受歡迎,目前正在對(duì)多種組合進(jìn)行評(píng)估。

另外,溶瘤病毒是增加腫瘤部位局部產(chǎn)生的抗體的優(yōu)秀候選者。OVs轉(zhuǎn)基因編碼ICI抗體已進(jìn)入臨床評(píng)估。雖然數(shù)量有限,但隨著技術(shù)的進(jìn)步,進(jìn)入臨床試驗(yàn)的數(shù)量肯定會(huì)迅速增加。

OV與CAR-T細(xì)胞

嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞,已經(jīng)在血液系統(tǒng)惡性腫瘤方面也取得了顯著的成功。然而,由于TME對(duì)CAR-T細(xì)胞的運(yùn)輸和滲透的抑制,以及目前在實(shí)體瘤中缺乏優(yōu)秀的靶點(diǎn),導(dǎo)致其在實(shí)體瘤的治療功效有限。

然而,最近的研究利用了獨(dú)特設(shè)計(jì)的OV,在受感染的腫瘤細(xì)胞上表達(dá)截?cái)嘈问降腃D19,將這些細(xì)胞“標(biāo)記”出來,以有利于CD19-CAR-T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷,這增加了T細(xì)胞的腫瘤浸潤(rùn),提高了小鼠黑色素瘤和結(jié)直腸癌模型的存活率。

此外,也有人探索使用CAR-T細(xì)胞作為OV載體,使病毒定向到腫瘤細(xì)胞中。這些例子表明OV對(duì)于CAR-T治療也可以提供額外的益處。

OV與雙特異性抗體

雙特異性抗體T細(xì)胞導(dǎo)向療法通過結(jié)合CD3/CD16或腫瘤特異性抗原,激活T細(xì)胞或NK細(xì)胞,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞裂解。雙特異性抗體藥物已經(jīng)在臨床前和臨床上取得了成功,目前成為研究最火熱的領(lǐng)域之一。

盡管如此,雙特異性抗體依然受到毒性、半衰期、腫瘤部位滯留能力以及無(wú)法產(chǎn)生持久免疫記憶的限制。為了應(yīng)對(duì)這種情況,人們開發(fā)了一種溶瘤腺病毒(ICOVIR-15K),該病毒被設(shè)計(jì)為可表達(dá)靶向EGFR的BiTE(cBITE)。在共培養(yǎng)試驗(yàn)中,溶瘤作用導(dǎo)致T細(xì)胞活化、增殖,并增強(qiáng)了細(xì)胞毒性。ICO15K-cBITE被證明具有腫瘤選擇性,與親代病毒相比,瘤內(nèi)注射增加了體內(nèi)腫瘤浸潤(rùn)性T細(xì)胞的持續(xù)性和累積性,在動(dòng)物模型中表現(xiàn)出增強(qiáng)的抗腫瘤活性。

另一個(gè)例子是表達(dá)成纖維細(xì)胞激活蛋白(FAP)靶向的BiTE(fBiTE)的溶瘤病毒。通過這種方法,將免疫細(xì)胞重定向至腫瘤基質(zhì)成纖維細(xì)胞,以改善腫瘤的通透性,并有助于病毒擴(kuò)散。

雙特異性抗體的一種新形式是免疫動(dòng)員抗腫瘤單克隆TCR(ImmTACs),它利用TCR特異性與靶細(xì)胞結(jié)合。一般的雙特異性抗體受到細(xì)胞表面抗原識(shí)別的限制,相比之下,IMMTAC能夠通過人類白細(xì)胞抗原(pHLA)提供的肽片段識(shí)別細(xì)胞內(nèi)抗原。盡管目前關(guān)于ImmTACs與OV聯(lián)合應(yīng)用的數(shù)據(jù)有限,但OV的ImmTACs在腫瘤特異性表達(dá)可能在提高效力和降低毒性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

此外,溶瘤病毒可以很容易地被設(shè)計(jì)成不同免疫療法的聯(lián)合,包括BiTE、細(xì)胞因子和ICIs。CAdTrio是一種編碼IL-12、抗PD-L1抗體和針對(duì)CD44v6的特異性BiTE的腺病毒,與HER-2-CAR -T細(xì)胞聯(lián)合應(yīng)用,在小鼠動(dòng)物模型中,顯著改善了腫瘤的控制和存活率。

小結(jié)

大量的證據(jù)表明OVs和其它免疫療法具有協(xié)同作用的潛力,無(wú)論是作為聯(lián)合療法還是作為轉(zhuǎn)基因到OV的基因組內(nèi)。目前有越來越多的OV與免疫療法的組合出現(xiàn)在臨床前和臨床的研究階段,但是鑒于存在多種OV類型、靶向策略以及免疫殺傷手段,找到這種聯(lián)合療法的優(yōu)化組合仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。相信隨著臨床研究的不斷深入,OV將帶給腫瘤免疫療法的更多的可能性和更美好的前景。

參考文獻(xiàn):

1.Pouring petrol on the flames:Using oncolytic virotherapies to enhance tumour immunogenicity.Immunology. 2021 Aug; 163(4): 389–398.

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