怎样用溶瘤病毒治疗肿瘤（Science溶瘤病毒治疗的免疫反应为新型癌症组合疗法开辟了道路）

撰文 | 季晶晶

溶瘤病毒 (OV) 疗法，最初是使用自然发生或基因工程病毒优先感染、复制和溶解癌细胞，继而导致直接的选择性细胞毒性【1】。免疫系统过去被认为不利于OV疗法，因为它有识别和响应病毒、阻止病毒复制的潜力，并限制病毒传播和肿瘤细胞杀伤效力。现在这种观点在很大程度上已经被取代，新观点认为病毒感染肿瘤使其更容易被免疫系统识别和攻击。病毒和/或免疫效应细胞杀死肿瘤细胞并将肿瘤抗原释放到被病毒感染修饰的微环境中以逆转肿瘤诱导的免疫抑制，以此有效地产生原位疫苗。

直到2020年，大约有100个使用OVs的临床试验报告，治疗了3000多名癌症患者。虽然最终只有一种药剂得到了美国食品和药物管理局 (FDA) 的批准，但在不同的国家都批准了微小核糖核酸病毒、腺病毒和疱疹病毒的药剂。对溶瘤病毒治疗免疫基础的认识日益深入与临床免疫治疗的成功互为应和，特别是免疫检查点抑制剂 (ICIs)，它能阻断控制免疫耐受的负调节元件，特别是程序性细胞死亡蛋白1 (PD-1) 轴和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4 (CTLA-4)。这些药物揭示了免疫系统可以对癌症有反应，但是肿瘤通过免疫编辑进化逃避免疫侦查【2】。然而，如果免疫系统能被重新激活和强化，将可以重新建立对肿瘤的免疫控制。

近日，英国伦敦癌症研究所（The Institute of Cancer Research, London, UK）的Alan Melcher（第一作者）在Science上发文题为Oncolytic virotherapy as immunotherapy 的观点文章（perspective），文中认为OV注射使“冷”肿瘤变“热”，展现了OV作为免疫疗法的潜力，提示我们“免疫热”可作为一种生物标志物。

目前OVs的种类包括DNA、单链RNA (ssRNA) 和双链RNA (dsRNA) 病毒，并且肿瘤和其他细胞感染后的免疫生物学后果是不同的，包括多种信号通路被激活：如维甲酸诱导基因I (RIG-I) 样受体和环状GMP-AMP合成酶 (cGAS) —干扰素基因刺激因子 (STING) 通路。这些通路在癌细胞内保持完整的程度，以及对肿瘤微环境中的非恶性细胞 (如癌症相关的成纤维细胞、内皮细胞、巨噬细胞和其他免疫细胞亚型) 的影响，为进一步理解OVs如何产生肿瘤免疫原性增加了难点。

目前的大部分研究工作集中在基因修饰OVs以编码转基因的能力（如细胞因子、ICIs、肿瘤相关抗原、双特异性T细胞接合体和microRNAs），提高抗肿瘤免疫应答。然而，这些编码转基因的选择往往是基于有限的机制理解。现在ICIs在临床中的快速扩展以意想不到的方式影响了OVs和其他免疫治疗药物的发展。静脉传递的OVs (例如腺病毒和牛痘病毒) 可以感染患者的肿瘤【3,4】， talimogene laherparepvec (T-Vec)，一种被临床批准用于治疗晚期黑色素瘤的OV，仅限于直接瘤内注射。通常，临床研究的进展要落后于支撑它们的实验室发现数年，但这种情况已经逐渐好转。目前ICIs的总有效率仅为所有癌症患者的10-15% (尽管在某些肿瘤类型和一些患者群体中这一比例更高)，为改善ICIs的获益，联合治疗策略在没有充分了解免疫生物学的条件下已经过了实证检验。ICI联合化疗或放疗的试验目前相对容易，因为ICI被加入到目前的标准治疗方案中，并且已经取得了相当大的成功【5,6】。然而，免疫治疗 OV联合的治疗方案至今没有太大进展。

迄今为止，包括OVs在内的大型随机对照试验很少，而那些已被报道的试验都以失败收尾。vocimagene amiretrorepvec(TOCA 511) 是一种编码胞嘧啶脱氨酶的逆转录病毒复制载体。另一项采用编码GM-CSF的牛痘病毒pexastimogene devacirepvec (Pexa-Vec) 的2期临床试验在难治性肝细胞癌 (HCC) 中测试也没取得成功。这两项研究对其失败都有合理的解释。在TOCA 511研究中，患者的治疗周期少于早期试验，而在Pexa-Vec试验中，晚期HCC的不良反应是难以逆转的。

图1. 注入肿瘤的溶瘤病毒不仅能直接杀死肿瘤细胞，还能通过释放抗原和激活炎症反应增强抗肿瘤免疫反应。这可能使免疫“冷”肿瘤变成“热”肿瘤。

来自MASTERKEY-265试验早期阶段的临床数据和来自21名患者的结果readout也佐证了临床前数据 (包括本方案和其他ICI-OV组合治疗) 所提出的假设，即病毒会使 “冷”肿瘤变“热”，从而启动ICI疗效。“热”说明了肿瘤内免疫激活的可变水平，并使用PD-L1表达、T细胞浸润和干扰素基因标记等参数进行描述。然而，“热”可以表示不同的意义，它的含义和重要性仍然存在巨大的不确定性。“热”反映的是针对病毒的免疫激活，而不是针对免疫原性较弱的肿瘤抗原。肿瘤之“热”也需要在正确的时间和地点产生。检测肿瘤“热”及其不同的免疫形式如何影响抗病毒和抗肿瘤免疫效应是一个关键的研究领域，它提供了释放OV作为一种免疫疗法的真正价值的潜力 (图1)。然而，作为一种生物标志物，免疫热目前的实际用途有限，现阶段唯一的、可用于支持临床决策的常规检测靶标仅仅为PD-L1表达。

在MASTERKEY-265试验的早期阶段，详细的患者样本分析表明OV注射使肿瘤变“热”。然而，后来的3期随机试验由于临床无效而停止。临床试验失败可能是由于临床环境，在有局限性转移的黑色素瘤患者中，使用单药派姆单抗 (预期5年生存率接近50%) 效果较好，而添加T-Vec没有产生显著差异。更令人激动的是，1b期和3期试验的方案有细微的差异，在派姆单抗之前，在1b期试验中T-Vec注射提前5周便开始，而在3期试验中这两种治疗同时开始。因此在3期试验中，在ICI治疗开始之前病毒可能并没有时间使肿瘤变“热”。这项研究说明了，免疫分析可以为我们提供大量的信息（特别是对于OVs和一般的免疫治疗），以及在连续、设计合理的临床试验中测试足够数量的患者是至关重要的。

总之，一种药物如何从有希望的早期临床和转化研究数据发展至广泛的临床应用一直是一个挑战。在免疫治疗方面，ICI和CAR -T细胞已经实现了这一目标，但在OVs上还没有实现。我们需要的是一种富有想象力的联合方案来开展早期到晚期的试验。研究应该最大限度地提高转化免疫学分析力度以获取更深入的科学见解，据此开展更大规模的试验以确定治疗方案真正的有效性，并将临床试验结果反馈至实验室来推动基础-临床研究的迭代循环，如此方可充分挖掘实现OVs作为强大且可被改造的候选疗法的潜力，使“冷”肿瘤变“热”，从而改良目前的免疫疗法使更多癌症患者受益。

制版人：十一

参考文献

1. A. C. Filley, M. Dey, Front. Oncol. 7, 106 (2017).

2. G . P . Dunn et al., Annu. Rev. Immunol. 22, 329 (2004).

3 . R. Garcia-Carbonero et al., J. Immunother. Cancer 5, 71 (2017).

4 . C . J. Breitbach et al., Nature 477, 99 (2011).

5 . L . Paz-Ares et al. N. Engl. J. Med. 379, 2040 (2018).

6. S . J. Antonia et al., N. Engl. J. Med. 379, 2342 (2018).