如虎添翼:溶瘤病毒助力肿瘤免疫

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瘤病毒(OV)具有感染、复制并溶解恶性转化肿瘤细胞的能力。这种溶瘤活性增强了治疗优势,并诱导肿瘤细胞死亡后的免疫原性,使CD8+T细胞向肿瘤微环境的浸润增加。


溶瘤病毒的这一重要特征可使免疫“冷”肿瘤升温,其与其它免疫疗法相结合呈现出诱人的前景。

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溶瘤病毒



溶瘤病毒作为抗癌药物得到广泛的开发,基于腺病毒、单纯疱疹病毒、呼肠孤病毒、痘苗病毒、麻疹病毒、柯萨奇病毒和新城疫病毒的OV已证明在动物模型上的疗效和安全性,一些OV正在进行临床试验。

OV主要通过感染并选择性杀伤肿瘤细胞和诱导全身抗肿瘤免疫的双重作用机制实现抗肿瘤效果。其中严格控制肿瘤选择性是一个关键考虑因素,健康细胞摄取OV会使其流向“非靶向”组织,从而限制OV用于肿瘤靶向的生物利用度。近年来,随着“精确病毒疗法”的发展,OV在实现更严格的肿瘤选择性方面了重大进展。

此外,溶瘤病毒的另一个吸引人的特征是病毒基因组编码治疗性转基因的能力。早期研究集中于对肿瘤细胞具有间接毒性的转基因,如硝基还原酶。但由于多种原因,包括载体的转染/转导效率低、非特异性毒性和前药-药物转化率慢等,疗效有限。

目前,研究更多的集中在加入编码细胞因子(如IL-12、IL-2、IL-15和GM-CSF)的转基因,以刺激免疫细胞向肿瘤微环境(TME)的募集。FDA和EMA已经批准了talimogenelaherparepvec(T-VEC,Imlygic™),一种表达GM-CSF的改良单纯疱疹病毒(HSV),用于恶性黑色素瘤的局部治疗,表明了它们的潜力。

然而,OV作为单一疗法疗效依然有限,而OV诱导肿瘤细胞死亡释放免疫原性对于其它免疫疗法具有重要意义。基于此,OVs已与其它免疫疗法联合使用,以进一步刺激宿主抗肿瘤免疫反应。

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OV与免疫检查点抑制剂



免疫检查点,尤其是细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白1(PD-1),是维持外周耐受和调节免疫反应稳态的关键组成部分。尽管ICIs的治疗潜力已经充分展示,但能够从这种治疗中获益的人群百分比仍然很低。在这种情况下,溶瘤病毒可能提供显著的免疫增强效果。

临床前研究已证明OV mJX‐594能够使ICI耐药肿瘤致敏,并促进小鼠肿瘤中的T细胞浸润,与抗PD‐1治疗联合,可将肿瘤生长降低70%。类似地,另一项研究证明,与单独使用抗CTLA-4治疗的小鼠相比,使用NDV和抗CTLA-4联合治疗时,对肿瘤复发的保护加倍,并增强肿瘤淋巴细胞浸润。

类似的结果也在人体试验中得到了证实。在治疗IIB-IV期黑色素瘤的临床试验期间,研究了接受T-VEC和治疗ipilimumab的患者的免疫反应,与ipilimumab单药治疗观察到的有限反应相比,联合治疗证明增加的CD4+ICOS+T细胞与显著改善的治疗结果相关。OVs与ICIs的潜在协同作用已使其在临床试验中的联合应用广受欢迎,目前正在对多种组合进行评估。

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另外,溶瘤病毒是增加肿瘤部位局部产生的抗体的优秀候选者。OVs转基因编码ICI抗体已进入临床评估。虽然数量有限,但随着技术的进步,进入临床试验的数量肯定会迅速增加。

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OV与CAR-T细胞



嵌合抗原受体(CAR)T细胞,已经在血液系统恶性肿瘤方面也取得了显著的成功。然而,由于TME对CAR-T细胞的运输和渗透的抑制,以及目前在实体瘤中缺乏优秀的靶点,导致其在实体瘤的治疗功效有限。

然而,最近的研究利用了独特设计的OV,在受感染的肿瘤细胞上表达截断形式的CD19,将这些细胞“标记”出来,以有利于CD19-CAR-T细胞对肿瘤细胞的杀伤,这增加了T细胞的肿瘤浸润,提高了小鼠黑色素瘤和结直肠癌模型的存活率。

此外,也有人探索使用CAR-T细胞作为OV载体,使病毒定向到肿瘤细胞中。这些例子表明OV对于CAR-T治疗也可以提供额外的益处。

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OV与双特异性抗体



双特异性抗体T细胞导向疗法通过结合CD3/CD16或肿瘤特异性抗原,激活T细胞或NK细胞,导致肿瘤细胞裂解。双特异性抗体药物已经在临床前和临床上取得了成功,目前成为研究最火热的领域之一。

尽管如此,双特异性抗体依然受到毒性、半衰期、肿瘤部位滞留能力以及无法产生持久免疫记忆的限制。为了应对这种情况,人们开发了一种溶瘤腺病毒(ICOVIR-15K),该病毒被设计为可表达靶向EGFR的BiTE(cBITE)。在共培养试验中,溶瘤作用导致T细胞活化、增殖,并增强了细胞毒性。ICO15K-cBITE被证明具有肿瘤选择性,与亲代病毒相比,瘤内注射增加了体内肿瘤浸润性T细胞的持续性和累积性,在动物模型中表现出增强的抗肿瘤活性。

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另一个例子是表达成纤维细胞激活蛋白(FAP)靶向的BiTE(fBiTE)的溶瘤病毒。通过这种方法,将免疫细胞重定向至肿瘤基质成纤维细胞,以改善肿瘤的通透性,并有助于病毒扩散。

双特异性抗体的一种新形式是免疫动员抗肿瘤单克隆TCR(ImmTACs),它利用TCR特异性与靶细胞结合。一般的双特异性抗体受到细胞表面抗原识别的限制,相比之下,IMMTAC能够通过人类白细胞抗原(pHLA)提供的肽片段识别细胞内抗原。尽管目前关于ImmTACs与OV联合应用的数据有限,但OV的ImmTACs在肿瘤特异性表达可能在提高效力和降低毒性方面具有显著优势。

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此外,溶瘤病毒可以很容易地被设计成不同免疫疗法的联合,包括BiTE、细胞因子和ICIs。CAdTrio是一种编码IL-12、抗PD-L1抗体和针对CD44v6的特异性BiTE的腺病毒,与HER-2-CAR -T细胞联合应用,在小鼠动物模型中,显著改善了肿瘤的控制和存活率。

小结


大量的证据表明OVs和其它免疫疗法具有协同作用的潜力,无论是作为联合疗法还是作为转基因到OV的基因组内。

目前有越来越多的OV与免疫疗法的组合出现在临床前和临床的研究阶段,但是鉴于存在多种OV类型、靶向策略以及免疫杀伤手段,找到这种联合疗法的优化组合仍然是一项挑战。相信随着临床研究的不断深入,OV将带给肿瘤免疫疗法的更多的可能性和更美好的前景。
参考文献:
1.Pouring petrol on the flames:Using oncolytic virotherapies to enhancetumour immunogenicity.Immunology. 2021 Aug; 163(4): 389–398.

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