溶瘤病毒在乳腺癌治療中的研究進(jìn)展

馬海燕 綜述 王欣 審校

乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤之一，具有增殖快、耐藥性高和易發(fā)生轉(zhuǎn)移等特點(diǎn)，發(fā)病率和死亡率逐年升高，嚴(yán)重威脅女性生命健康［1］。手術(shù)、放化療和內(nèi)分泌治療是乳腺癌的主要治療手段，盡管現(xiàn)有治療手段對(duì)乳腺癌的治療效果已有較大改善，但仍存在一定的局限性［2］，因此需要探索新的治療方式。隨著基因工程的高速發(fā)展和精準(zhǔn)醫(yī)療理念的提出，免疫治療成為腫瘤治療的研究熱點(diǎn)［3］，其中能在腫瘤細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制并最終殺死腫瘤的溶瘤病毒（onco?lytic viruses，OVs）成為腫瘤治療中最有潛力和應(yīng)用前景的治療手段之一［4］。本文將就OVs 作用機(jī)制及目前應(yīng)用于乳腺癌中的OVs研究進(jìn)行綜述。

1 OVs的分類及發(fā)展過程

OVs是天然存在或經(jīng)基因編輯后，具有腫瘤特異性復(fù)制能力并導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞溶解和死亡的病毒，根據(jù)OVs基因組遺傳物質(zhì)的不同可分為DNA病毒和RNA病毒。常見的DNA病毒包括溶瘤腺病毒（oncolytic adenoviruse，oAd）、溶瘤單純皰疹病毒（oncolytic herpes simplex virus，oHSV）、溶瘤痘苗病毒（oncolytic vaccinia virus，oVV）等，常見的RNA病毒包括呼腸孤病毒（reovirus，REOV）、柯薩奇病毒（Coxsackie virus，CV）和新城疫病毒等。20世紀(jì)初，科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)宮頸癌患者在感染狂犬病毒后腫瘤消失，初次意識(shí)到某些病毒或許能夠治療腫瘤，OVs療法的概念即被提出。OVs治療方法發(fā)展過程見表1。

2 OVs作用機(jī)制

OVs 通過包括靶向轉(zhuǎn)導(dǎo)、靶向轉(zhuǎn)錄、靶向翻譯和靶向促凋亡的靶向機(jī)制，選擇性進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，主要集中在細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞核內(nèi)［6］。OVs 利用宿主細(xì)胞的能量與原料進(jìn)行大量復(fù)制，裂解腫瘤細(xì)胞，釋放子代病毒，進(jìn)一步擴(kuò)散感染周圍的腫瘤細(xì)胞。OVs殺傷腫瘤細(xì)胞的作用機(jī)制如下：1）直接殺傷腫瘤細(xì)胞：被編輯的OVs 可表達(dá)胞嘧啶脫氨酶（cytosine deaminase，CD），該酶可使無毒的前體藥物轉(zhuǎn)化為有生物活性的核苷酸類似物藥物［7］，抑制腫瘤細(xì)胞DNA 的復(fù)制過程，直接殺傷腫瘤細(xì)胞。2）抑制血管生成：腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移有賴于血管的生成，內(nèi)皮抑制素和血管抑制素是兩種內(nèi)源性廣譜血管生成抑制劑，可抑制血管生成，但無法在腫瘤微環(huán)境中持續(xù)性表達(dá)。OVs可促進(jìn)兩種抑制劑的表達(dá)，也可通過感染直接破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞及基質(zhì)細(xì)胞，顯著減低血管密度［8］，抑制腫瘤血管生成。3）調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境：實(shí)體瘤中的細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）使腫瘤細(xì)胞處于免疫抑制性微環(huán)境中，導(dǎo)致癌細(xì)胞對(duì)多種抗腫瘤療法耐藥。利用重組的OVs 表達(dá)基質(zhì)金屬蛋白酶（ma?trix metalloproteinase，MMP），可降解ECM，加強(qiáng)病毒擴(kuò)散能力，提高病毒在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的濃度，起到抗腫瘤作用［9］。4）促進(jìn)抗腫瘤免疫：OVs在進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，除直接殺傷腫瘤細(xì)胞外，還可激活機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)。通過釋放病毒病原體相關(guān)分子模式（patho?gen associated molecular patterns，PAMPs）和細(xì)胞損傷相關(guān)分子模式（damage associated molecular patterns，DAMPs），激活免疫系統(tǒng)釋放炎性因子（干擾素、白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子等），誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)。腫瘤微環(huán)境中T淋巴細(xì)胞的活化，可增強(qiáng)T細(xì)胞對(duì)腫瘤的浸潤(rùn)，使細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞識(shí)別并殺傷表面及遠(yuǎn)端腫瘤細(xì)胞［10］。

表1 OVs治療方法的發(fā)展過程

3 乳腺癌治療中的OVs療法

3.1 oAd對(duì)乳腺癌的治療

oAd 又稱條件復(fù)制型腺病毒，為線性雙鏈DNA病毒，基因組大小約36 kb，含有較多復(fù)制非必須基因（E3區(qū)），易于體外培養(yǎng)，產(chǎn)量高，生物學(xué)穩(wěn)定，是OVs療法研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)［11］。Ang 等［12］設(shè)計(jì)一條含有9個(gè)三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）致癌性miRNAs（oncogenic miRNAs，OncomiRs）互補(bǔ)結(jié)合序列的干擾性長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-cod?ing，LncRNA），插入到E3 區(qū)后，LncRNA 能在Survivin蛋白表達(dá)陽性的乳腺癌細(xì)胞中高度復(fù)制，從而破壞OncomiRs 功能，抑制TNBC 細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，抑制率最高達(dá)73.84%，達(dá)到腫瘤的靶向干預(yù)療效。王煒川等［13］為提高OVs靶向性，構(gòu)建由人端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的oAd，該重組OVs可特異性地靶向和殺死具有陽性端粒酶活性的乳腺癌MCF-7細(xì)胞和干細(xì)胞樣細(xì)胞，同時(shí)抑制裸鼠移植瘤的生長(zhǎng)，抑制率達(dá)84.5%，發(fā)揮抗腫瘤作用。以上研究均表明，oAd是治療乳腺癌有效的抗腫瘤藥物。

3.2 oHSV對(duì)乳腺癌的治療

oHSV 是一類安全性較高、目前臨床使用最廣泛的OVs。相比于其他OVs，oHSV病毒宿主廣泛，基因組龐大（152 kb）。李俊杰等［14］利用第三代oHSV（G47Δ 病毒）感染人原代乳腺癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)該oHSV在感染負(fù)數(shù)（multiplicity of infection，MOI）為0.01 時(shí)可殺滅91%以上癌細(xì)胞，且對(duì)正常乳腺細(xì)胞無殺傷毒性，說明對(duì)于部分乳腺癌晚期患者，該oHSV 是一種潛在的治療選擇。研究還發(fā)現(xiàn)G47Δ 病毒可通過誘導(dǎo)HER-2 蛋白降解，誘導(dǎo)乳腺癌MCF-7 細(xì)胞凋亡，起到靶向抗腫瘤作用［15］。

3.3 oVV對(duì)乳腺癌的治療

oVV 是一類基因組較復(fù)雜的線形雙鏈DNA 病毒，幾乎可以感染所有細(xì)胞系，是腫瘤免疫治療的潛在優(yōu)勢(shì)載體。與其他OVs相比，oVV有天然的腫瘤趨向性，可在血液中遠(yuǎn)距離傳播，有效地感染腫瘤組織。劉超等［16］通過敲除N1L 基因改造oVV，并插入IL-21 細(xì)胞因子，構(gòu)建出新型oVV。該研究發(fā)現(xiàn)對(duì)小鼠JC 乳腺癌細(xì)胞有較高的殺傷能力，并在上清中檢測(cè)出高表達(dá)的IL-21蛋白，有較好的抗腫瘤趨勢(shì)。除此之外，Choi 等［17］還發(fā)現(xiàn)，重組副痘病毒屬的CF189病毒能夠在4 種TNBC 細(xì)胞中誘導(dǎo)出細(xì)胞毒性，且在較低劑量（MOI為0.01）時(shí)就具有有效的抗腫瘤作用，說明該類OVs 的免疫調(diào)節(jié)性質(zhì)為TNBC 患者可能帶來新型的治療方法。

3.4 REOV對(duì)乳腺癌的治療

REOV 是一類分節(jié)段的雙鏈RNA 病毒，能夠感染幾乎所有哺乳動(dòng)物，人感染后多數(shù)不引起臨床反應(yīng)，少數(shù)有輕微的呼吸道或胃腸道癥狀。野生型的REOV可在腫瘤細(xì)胞中選擇性復(fù)制，對(duì)多種腫瘤細(xì)胞有溶瘤能力［18］，是一種有前景的癌癥治療新途徑。REOV可參與調(diào)控Ras信號(hào)通路，活化蛋白激酶R，抑制腫瘤細(xì)胞RNA 的合成與翻譯，最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［19］。朱敬之等［20］證明，REOV 可裂解乳腺癌組織，并對(duì)乳腺癌干細(xì)胞具有殺傷作用，防止乳腺癌轉(zhuǎn)移。目前，以哺乳動(dòng)物REOV 為基礎(chǔ)開發(fā)的Reolysin病毒已被證明可用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌治療，對(duì)乳腺癌的靶向治療具有重大意義。

3.5 OVs聯(lián)合其他免疫療法對(duì)乳腺癌的治療

免疫療法對(duì)乳腺癌有快速和確切的療效，最初OVs作為單一藥物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)有免疫療法相結(jié)合，OVs 可改變抗腫瘤免疫應(yīng)答，增強(qiáng)治療療效。Liikanen等［21］構(gòu)建編碼曲妥珠單抗重、輕鏈基因的血清型oAd，在感染的癌細(xì)胞中有明顯的抗體表達(dá)，且抗體的濃度明顯高于常規(guī)給藥后的濃度（P＜0.001），說明OVs增強(qiáng)曲妥珠單抗對(duì)HER-2陽性乳腺癌的作用。Bourgeois-Daigneault 等［22］通過對(duì)TNBC 小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，將Maraba 彈狀病毒與檢查點(diǎn)抑制劑結(jié)合，可在mRNA 水平和蛋白水平上，上調(diào)PD-L1表達(dá)，這種新型組合對(duì)于TNBC小鼠模型的治愈率高達(dá)90%，說明OVs 使腫瘤對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑更加敏感。常見的乳腺癌免疫治療分類見表2。

表2 OVs治療方法與其他免疫療法對(duì)比

4 結(jié)語

OVs 特異性感染腫瘤細(xì)胞并誘導(dǎo)免疫應(yīng)答發(fā)揮抗腫瘤的特性，使其成為乳腺癌免疫治療的一種新型治療方法。OVs 療法對(duì)幾乎無免疫原性或免疫抑制性的實(shí)體腫瘤的療效欠佳，因此有一定的局限性，且OVs 自身免疫原性較高，易被識(shí)別為病原體，導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。目前，OVs 主要以瘤內(nèi)注射為主，靜脈注射存在宿主免疫系統(tǒng)清除病毒、非靶向性感染、靜脈毒性等問題。大多數(shù)OVs療法仍處于前期研究階段，與真正意義上的臨床應(yīng)用仍有較大的距離。如何保證OVs 的有效性，提高安全性，優(yōu)化給藥途徑是目前研究的主要任務(wù)，期待OVs療法早日突破乳腺癌治療難題，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化、精準(zhǔn)化免疫治療。