腫瘤免疫療法在近年來取得了一系列進展，改變了許多癌癥的治療格局。但與此同時，腫瘤免疫療法也暴露出了作用人群不夠廣泛等瓶頸，限制了它的應用。為了讓其發(fā)揮出更大的潛力，研發(fā)人員們正在為它尋找?guī)褪郑纬筛鼮橛行У慕M合療法。而在諸多潛在的好幫手中，溶瘤病毒是最為引人關注的新療法之一。近日，《Nature Reviews | Cancer》刊登了一篇綜述，介紹了溶瘤病毒在未來免疫組合療法中的廣闊應用前景。在今天的這篇文章中，我們也將為各位讀者整理其中的內容。
溶瘤病毒與常見靶向機理
顧名思義，溶瘤病毒指的是一類能夠有效感染并消滅癌細胞的病毒。由于病毒的特性，這種療法既可以系統(tǒng)施用，也可以局部施用，對原發(fā)和轉移性腫瘤進行治療。當癌細胞在病毒的感染下破裂死亡時，新生成的病毒顆粒會被釋放，進一步感染周圍的癌細胞。從機理上看，它不僅能對腫瘤進行直接殺傷，還有望刺激人體的免疫反應，增強抗腫瘤效果。
為了讓溶瘤病毒有效地針對癌細胞，對腫瘤的特異性靶向是研發(fā)中的一大重點。有趣的是，腫瘤天生就很適合成為溶瘤病毒的攻擊對象——當諸如RAS、TP53、RB1、以及PTEN等基因出現(xiàn)變異后，癌細胞的抗病毒感染能力會變弱，給了溶瘤病毒可乘之機。
針對癌細胞的這些弱點，我們已經開發(fā)出了多種能有效靶向腫瘤的病毒。譬如，水皰性口炎病毒（vesicular stomatitis virus，VSV）和馬拉巴病毒（Maraba virus）等經過改造的彈狀病毒（rhabdoviruses）能依賴干擾素信號通路的缺陷，特異性地靶向癌細胞。而首款得到美國FDA批準治療黑色素瘤的溶瘤病毒，則是由單純皰疹病毒（herpes simplex virus type 1，HSV-1）改造而來。這些病毒的設計都與免疫反應有關。
另一些溶瘤病毒則能額外針對惡性腫瘤的代謝異常。比如pexastimogene devacirepvec（Pexa-Vec）自身帶有一個缺陷的胸苷激酶基因，因此它只能在具有過量胸苷激酶活性的癌細胞中復制。此外，這款病毒中的B18R基因帶有一個提前的終止密碼子，讓它的編碼蛋白不容易被干擾素識別與結合。這些特性讓此類病毒能有效地針對腫瘤細胞，而將對正常細胞的影響降至最低。
溶瘤病毒與免疫療法
在這篇綜述中，作者們指出，T細胞想要觸發(fā)成功的抗腫瘤反應，必須得經歷四個關鍵步驟。而溶瘤病毒能在這四個步驟中對T細胞進行協(xié)助。
1. T細胞致敏（T cell priming）
T細胞反應的啟動，離不開對特定抗原表位的識別，而這個復雜過程離不開抗原呈遞細胞的工作。在癌癥中，抗原呈遞的過程往往會受到負面影響，讓腫瘤在免疫學上“冷下來”。而溶瘤病毒可以實現(xiàn)類似于“疫苗”的作用，促進腫瘤相關抗原的呈遞與識別。
正如上文中提到的那樣，局部的溶瘤病毒治療，可以通過裂解癌細胞，釋放出大量腫瘤相關抗原，并創(chuàng)造一個親免疫的細胞因子環(huán)境，便于抗原呈遞細胞實現(xiàn)它們的功能。這一設想已經在不少實驗中得到了驗證。一些研究人員發(fā)現(xiàn)，脊髓灰質炎病毒（poliovirus）與彈狀病毒的嵌合能導致腫瘤抗原的釋放，并催生I類干擾素反應。這些刺激最終會誘導腫瘤特異的T細胞群體增生。
研究人員們指出，這一方法的優(yōu)點在于，我們不需要對腫瘤相關抗原有事先的了解，因此是一種簡便的個體化疫苗開發(fā)手段。但我們也要注意，此類方法未必能誘導足夠的T細胞反應。為此，研究人員認為在溶瘤病毒中加入腫瘤相關病毒載體，或許能提高效果。
▲溶瘤病毒的多種作用機制（圖片來源：《Nature Reviews | Cancer》）
2. 移動與浸潤（trafficking and infiltration）
在循環(huán)中的T細胞能移動到腫瘤位點進行浸潤，對患者的預后有舉足輕重的作用。而溶瘤病毒的使用，有望增強T細胞對腫瘤的浸潤。這背后有著多種潛在的機制。
首先，病毒感染能激發(fā)潛在的I類干擾素反應，刺激趨化因子的生成，從而募集T細胞。在動物模型中，無論是腺病毒、HSV-1、牛痘病毒、還是新城疫病毒（Newcastle disease virus），都能有效地提高T細胞的浸潤。此外，溶瘤病毒在臨床試驗中，也證實能在黑色素瘤與其他晚期癌種里，提高T細胞的浸潤。而對于大腦腫瘤，科學家們也同樣在一些研究中觀察到了積極的成效。
其次，溶瘤病毒能誘發(fā)TNF、IL-1β、以及補體的反應，上調內皮細胞上選擇素的表達，為T細胞的浸潤提供關鍵信號。
第三，溶瘤病毒通過改造，有望針對特定的致癌信號通路。舉例來說，WNT–β-catenin通路具有免疫抑制的效果，且能抑制細胞的抗病毒反應。通過改造，不少溶瘤病毒能被β-catenin信號通路激活，促進腫瘤特異的病毒復制與抗腫瘤效果。
第四，溶瘤病毒能編碼T細胞趨化劑，有望直接招募T細胞，而不必擔心腫瘤環(huán)境中的趨化因子表達缺陷。
在這篇綜述中，研究人員們也指出，腫瘤病毒也能協(xié)助克服組織結構上的障礙，進一步幫助T細胞浸潤。比如它能夠吸引嗜中性粒細胞在腫瘤微環(huán)境中釋放炎性介質（inflammatory mediators）以及帶有細胞毒性和細胞外基質（ECM）降解屬性的蛋白酶。
3. 規(guī)避免疫抑制（circumventing immune suppression）
即便T細胞成功在溶瘤內取得了浸潤，依舊不代表它們就能有效對腫瘤展開攻擊。研究人員們指出，在進入到腫瘤后，T細胞依然需要克服環(huán)境中具有免疫抑制性的分子，如IL-10、TGF β、以及IDO。
在這方面，溶瘤病毒有望誘導親炎性輔助T細胞1（pro-inflammatory T helper 1），從而改變抑制性的腫瘤微環(huán)境。此外，它也有望直接殺死免疫抑制性的細胞。
其中，最受人關注的一點可能就是溶瘤病毒將“冷腫瘤”變成“熱腫瘤”的能力了。在一項研究中，研究人員們先移除了三陰性乳腺癌患者的腫瘤，并在原位植入了次代腫瘤。后續(xù)發(fā)現(xiàn)表明，溶瘤病毒的使用讓T細胞對腫瘤抗原產生了反應，且能防止腫瘤復發(fā)。而且免疫檢查點抑制劑的使用，還能進一步增強治療的效果。其他的一些臨床前試驗也證明了溶瘤病毒與免疫檢查點抑制劑聯(lián)用的潛力。
在臨床試驗中，這一潛力再次得到了驗證。無論是PD-1抑制劑，還是CTLA4抑制劑，在與talimogene laherparepvec聯(lián)用的情況下，均能提高患者CD8與CD4陽性T細胞的數(shù)量，表明可能帶來了系統(tǒng)性的免疫效應。盡管這項試驗尚處于1期，但針對晚期黑色素瘤的總體緩解率達到了62%，完全緩解率達到了33%。此外，免疫細胞浸潤性低的患者，也同樣取得了良好的效果，表明在溶瘤病毒的作用下，“冷腫瘤”對免疫檢查點抑制劑也產生了響應。這篇發(fā)表在《細胞》上的研究也因此引起了大量關注。
▲溶瘤病毒與免疫檢查點抑制劑的組合療法有著不俗的效果（圖片來源：《細胞》）
除了讓腫瘤從“冷”變“熱”外，現(xiàn)有的一些研究也在嘗試用溶瘤病毒遞送免疫檢查點抑制劑的做法。這一做法需要在溶瘤病毒中編碼免疫檢查點抑制劑，從而避免聯(lián)合療法帶來的毒性。另外，溶瘤病毒對癌細胞的特異性，能更有的放矢地在正確的地點釋放藥物。目前，已經有兩項研究進行了初步的嘗試。但我們也要承認，這個想法在技術與機制上還有不少挑戰(zhàn)有待解決。
4. 結合腫瘤細胞（engagement of tumour cells）
成功免疫療法的最后一步，在于T細胞對腫瘤細胞的識別、結合、以及攻擊。為了躲避T細胞的識別，腫瘤細胞能下調參與抗原呈遞的通路和I類MHC。而溶瘤病毒有望對其進行一定程度的逆轉。舉例來說，呼腸孤病毒（reovirus）能增加I類MHC與/或II類MHC在腫瘤細胞與抗原呈遞細胞上的表達。類似的，被HSV感染的腫瘤細胞能促進樹突狀細胞的成熟與II類MHC的表達。
本篇綜述中，研究人員們還指出，溶瘤病毒有望用一種全新的方法去促進T細胞與腫瘤細胞的結合。目前，有一類叫做雙特異性T細胞結合子（Bispecific T cell engagers，BiTE）的分子能結合CD3等激活T細胞的分子，且結合癌細胞表面的抗原靶點。這類創(chuàng)新療法在血液癌癥的治療中取得了積極的成果，但在實體瘤中的應用卻可能受到腫瘤微環(huán)境和/或脫靶副作用的限制。編碼BiTE的溶瘤病毒有望解決這些瓶頸。
在一項早期研究中，一款能直接結合EPHA2與CD3的BiTE被整合進入了溶瘤病毒，并能在腫瘤細胞處釋放BiTE，對未被病毒感染的癌細胞也產生殺傷。另一項研究里，結合EpCAM與CD3的BiTE也能在組織活檢樣本中激活T細胞。
▲溶瘤病毒的一些新嘗試（圖片來源：《Nature Reviews | Cancer》）
溶瘤病毒療法的未來
本篇綜述在最后為我們指出了溶瘤病毒的兩個潛在發(fā)展方向。其一是與T細胞療法結合，協(xié)助T細胞在局部腫瘤微環(huán)境中的增殖、移動、實現(xiàn)療效。其二是通過對免疫機制的進一步了解，我們有望開發(fā)出更好的溶瘤病毒，進一步拓展它的潛力。
正如作者們在文章最后所言，毫無疑問，溶瘤病毒的前方充滿機遇。我們應當將這一充滿潛力的工具與現(xiàn)有療法進行結合，利用前者對免疫反應的影響能力，對腫瘤殘余病灶進行有效的清除。隨著免疫系統(tǒng)抗腫瘤機制的不斷闡明，溶瘤病毒有望為免疫療法提供一個重要的平臺。
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參考資料：
[1] Oncolytic viruses as engineering platforms for combination immunotherapy
[2] Cancer immunotherapy with recombinant poliovirus induces IFN-dominant activation of dendritic cells and tumor antigen-specific CTLs
[3] Oncolytic virotherapy promotes intratumoral T cell infiltration and improves anti-PD-1 immunotherapy
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