在肿瘤细胞中安插“卧底”？INC大咖详解溶瘤病毒如何抵抗胶质瘤

　　阅读前文：胶质母细胞瘤的基因治疗：这种特别的基因治疗有哪些优缺点？

　　病毒载体发展的一个主要焦点是创建基因工程腺病毒和逆转录病毒。溶瘤病毒是一类具有复制能力的肿瘤杀伤型病毒，通过基因工程装载靶向识别系统及免疫调控元件，选择性感染并摧毁肿瘤细胞，同时激活机体免疫系统产生全身性抗肿瘤效应。其作用机制包括直接裂解肿瘤细胞、释放抗原激活T细胞免疫应答，并可携带趋化因子或细胞因子等基因增强疗效。

　　该疗法的首次临床记载可追溯至1896年德国医生观察到的狂犬病病毒感染后继发宫颈癌消退案例。1991年基因工程改造技术取得突破性应用。作为一种很有前景的抗肿瘤方法，目前正在临床前实验和临床试验中进行研究。溶瘤病毒在肿瘤细胞中的优先复制和溶瘤作用，以及溶瘤后激活的免疫反应，被认为是溶瘤病毒发挥抗肿瘤作用的主要原因，在治疗恶性肿瘤方面展现出了巨大前景。

　　研究人员面临着分布效率低、递送至靶细胞困难以及难以实现持久疗效的限制。溶瘤基因治疗采用复制感受态病毒载体，以增加对肿瘤的毒性，并通过破坏肿瘤微环境（如抑制血管生成）来增强疗效（下图）。

　　复制感受态病毒载体在肿瘤中的转导效率显著高于复制缺陷型病毒载体。溶瘤HSV、条件复制腺病毒、麻疹病毒（MV）、脊髓灰质炎病毒（PoV）、新城疫病毒、细小病毒（H1-PV）和呼肠孤病毒都已被用于胶母的溶瘤基因治疗策略，并进行了临床测试。Rutka教授的综述将聚焦于这一疗法，描述抗胶质瘤溶瘤病毒治疗的策略。

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　　溶瘤HSV

　　HSV-1是一种有包膜的双链DNA病毒，具有嗜神经特性，能够在分裂和非分裂细胞中复制。野生型HSV-1既可以进入裂解生命周期，也可以停留在核内附加体中，从不整合到宿主基因组中。HSV-1介导的方法的一个优点是它对阿昔洛韦和GCV具有已知的敏感性，从而增加了其安全性。

　　G207是一种条件复制HSV突变载体，是一种基因工程HSV-1（F）株，缺乏正常细胞中病毒复制所必需的基因。G207在γ34.5基因的两个拷贝上都有缺失，该基因编码蛋白质合成促进因子——感染细胞蛋白（ICP）。此外，大独特片段（UL）基因通过将LacZ报告基因插入编码ICP的UL基因区域而失活，从而破坏了酶核糖核苷酸还原酶（RR）的大亚基。RR酶对于感染有丝分裂后细胞（如神经元）后的核苷酸合成至关重要。RR受损的溶瘤HSV不能在非分裂细胞中复制，但只能在分裂细胞中复制，这是因为有丝分裂细胞提供了细胞RR，从而绕过了对病毒RR的需求。因此，在UL39基因上有突变的溶瘤病毒只能在分裂细胞（如恶性胶质瘤）中实现有效的裂解活性。然而，据估计，在任何时刻只有5-15%的恶性胶质瘤细胞处于有丝分裂期，这意味着大多数恶性胶质瘤细胞可以逃脱这种类型的溶瘤基因治疗。然而，ICP6缺陷型HSV在p16缺陷细胞中保留了显著的复制能力，且不受细胞周期状态的影响。因此，G207可以靶向具有p16缺失或失活的非分裂细胞。

　　RR缺陷病毒G207的另一个安全优势是对抗病毒药物（如阿昔洛韦和GCV）具有适度的超敏性。细菌报告基因LacZ是一个有用的组织学标志物，用于监测靶组织内病毒感染的分布。神经毒力基因γ34.5对于克服感染后宿主细胞的防御机制至关重要。在病毒感染期间，宿主细胞会启动应激反应。蛋白激酶R（PKR）激活会阻止受感染宿主细胞中的翻译，通过磷酸化和灭活真核起始因子2α（EIF-2α）来诱导抗病毒保护机制。然而，HSV-1中的ICP34.5招募蛋白磷酸酶1α去磷酸化EIF-2α，从而促进蛋白质合成（下图）。缺乏ICP34.5活性的HSV-1只能感染PKR通路有缺陷的细胞。在肿瘤细胞中，由于Ras激活，PKR自身磷酸化被阻断；因此，它允许缺乏γ34.5基因的病毒在具有过度活化Ras的肿瘤细胞中选择性复制（下图）。编码RR的UL39基因对于病毒复制至关重要，因为它在催化核糖核苷酸形成中发挥作用，而核糖核苷酸是从核糖核苷酸合成核苷酸所必需的。因此，RR对于病毒DNA合成至关重要。在正常的非分裂细胞中，病毒复制依赖于RR；因此，G207中病毒RR表达的缺失可由具有高RR活性的肿瘤细胞补偿，从而导致对肿瘤细胞的高度特异性靶向。

　　使用G207的临床前研究证明，在实验性胶质瘤中肿瘤生长减缓，且安全性高。基于这些结果，G207介导的溶瘤治疗进入了临床试验，开始评估其在抗胶质瘤治疗中的疗效。Markert等人于2000年报道了一项使用G207的I期临床试验。总共招募了21名进行性恶性胶质瘤患者。该试验未显示治疗相关毒性或严重不良事件；也未观察到HSV脑炎的迹象。八名患者观察到阳性治疗反应，一名患者在治疗后存活了5.5年。无法确定最大耐受剂量，因为即使接种3×10?空斑形成单位（PFUs）也没有剂量限制性毒性。在一项Ib期研究中，六名复发性胶质瘤患者在术前和术后接受了总计1.15×10? PFUs的G207接种。病毒直接注射到肿瘤中，或使用立体定向引导导管注射到切除的肿瘤腔内。三名患者随后病情改善，总生存期超过六个月。在这项研究中，没有证据表明病毒相关毒性，并且G207基因治疗对于重复剂量给药以及直接注射到切除的肿瘤腔均显示出优异的安全性。

　　另一种基因工程HSV-1突变体是HSV1716，源自亲本野生型HSV-1 17+株。这种条件复制突变病毒在γ34.5基因的两个拷贝上有一个759 bp的缺失，使ICP34.5蛋白失活，而UL39基因完整。HSV1716能够在分裂细胞中复制，但不能在分化细胞中复制，具有类似于G207的肿瘤细胞选择性。1994年，Valyi-Nagy等人证明HSV1716在严重联合免疫缺陷小鼠中无毒性，使其成为溶瘤基因治疗的有希望的候选者。此外，动物模型中的研究支持将HSV1716作为恶性脑肿瘤的潜在新型治疗策略。有希望的安全性和有效性使HSV1716得以在人体中进行抗胶质瘤治疗测试。与G207一样，HSV1716在患者中的安全性和毒性首先在一项I期临床试验中得到证实，该试验包括九名复发性胶质瘤患者，接受了立体定向瘤内注射。在治疗开始前，所有患者都接受过手术和放疗，六名患者接受过化疗。四名患者在病毒给药后存活了14-24个月。没有患者出现治疗后脑炎迹象，也无需使用抗疱疹药物。值得注意的是，没有观察到重大神经系统表现。治疗减缓了肿瘤生长，并将一名患者的生存期延长至三年，两名患者延长至四年。在该试验中，还进行了剂量递增研究，初始剂量为1×10?至1×10? PFUs。未确定最大耐受剂量，因为本研究中使用的最高剂量未显示不良反应。

　　随后的Ib期试验证明了HSV1716在肿瘤内的复制活性。该试验中所有患者均瘤内接种1×10? PFUs，然后在注射后4至9天进行肿瘤切除术。对切除的肿瘤进行病毒复制活性分析。虽然未观察到治疗相关毒性，但组织学检查有病毒复制的证据。2004年，Harrow报道了第三项临床研究。12名复发性或新诊断的GBM患者接受了手术切除。HSV1716被注射到切除腔周围的多个部位，没有患者出现病毒注射相关毒性。三名患者在手术和病毒注射后表现出临床稳定疾病和生存期延长，分别为15、18和22个月。HSV1716也已临床上用于晚期黑色素瘤。在三名接受多次结节内注射的患者中，注射结节的免疫组织化学染色显示病毒复制局限于肿瘤细胞，而无毒性效应。这些研究表明HSV1716已成功用于胶质瘤治疗以及其他类型癌症的临床试验。这些模型的一个缺点是必须缺失γ34.5基因，这会降低病毒复制能力并限制其疗效。

　　在γ34.5基因两个拷贝上均有缺失的溶瘤HSV在GSCs中复制受限或无复制。G47Delta是新一代溶瘤HSV。为了恢复GSC的敏感性，G47Delta额外缺失了编码ICP47的基因，导致主要组织相容性复合体（MHC）I类抗原呈递增强和免疫反应增强。此外，这种缺失导致独特短片段11基因的启动子移位，从而阻断干扰素的作用，并因此增加病毒在肿瘤细胞中的复制。G47Delta正在临床前模型中进行检验，并准备进入临床试验。一项使用G47Delta（进一步提高特异性和安全性）的I/II期临床试验正在进行中，评估其对复发性或进展性GBM的疗效和安全性（下表1）。

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　　条件复制腺病毒

　　腺病毒是无包膜的双链DNA病毒，能够感染增殖细胞和静止细胞。AV载体通过受体介导的内吞作用进入中枢神经系统（CNS）细胞；然而，它们不整合到细胞DNA中，而是以附加体形式存在，其中AV的DNA利用细胞内在机制进行转录和翻译。鉴于AV不插入宿主基因组，插入诱变的风险极小。在胶质瘤中两种常用的条件复制AV是ONYX-015（也称为dl1520）和Ad5Delta24，两者都靶向信号通路受损的细胞。

　　ONYX-015在55kD蛋白早期区域1B-55kD（E1B-55kD）中存在缺失，这赋予其选择性表型。E1B-55kD通常结合并灭活抑癌基因p53，阻止在病毒周期完成前受感染细胞中p53凋亡的诱导。因此，具有功能性p53蛋白的细胞在没有E1B-55kD的情况下无法协助病毒复制。E1B-55kD的缺失导致在p53缺陷的肿瘤细胞中选择性复制。一个重要考虑因素是，一些研究已经确定，ONYX-015在胶质瘤中的溶瘤活性可能存在额外的有益机制，这些机制是p53非依赖性的，甚至在p53完整的胶质瘤细胞中可能增强。ONYX-015在人恶性胶质瘤原代肿瘤异种移植模型中的临床前研究显示，在p53野生型肿瘤以及p53突变型肿瘤中均具有高抗肿瘤活性和广泛的瘤内复制。此外，放疗增强了该病毒的溶瘤治疗功效。ONYX-015是进一步抗胶质瘤动物模型研究的有前途的药物，并且ONYX-015需要在临床试验中进行测试。一项针对脑肿瘤的剂量递增临床研究在24名复发性恶性胶质瘤患者中进行，他们被分为四组，每组六人。患者在手术切除后，在肿瘤床腔内10个不同部位接受了剂量为1×10?至1×10?? PFUs的ONYX-015注射。没有患者出现与ONYX-015相关的严重不良反应；然而，即使在最高剂量1×10?? PFUs下，也未达到最大耐受剂量。中位进展时间和中位生存时间分别为46天和6.2个月。尽管ONYX-015有良好的安全性，但没有观察到显著的治疗获益。ONYX-015也用于其他类型癌症的临床试验，如鳞状细胞癌和肝胆管癌。与胶质瘤的临床试验相比，它们显示出抗癌效果，且无明显不良反应。这些结果表明，ONYX-015可以更有效地应用于更早期的GBM患者。

　　Ad5Delta24在病毒蛋白早期区域1A中有一个24 bp的缺失。这种缺失通过干扰视网膜母细胞瘤（Rb）蛋白来抑制病毒功能。正常情况下，磷酸化的Rb通过结合并灭活转录因子E2F来抑制细胞增殖。被野生型AV感染的细胞通过在细胞周期的增殖期（G1到S细胞期）抑制Rb-hypoP（Rb的低磷酸化形式）而发生转化。Rb是一种抑癌蛋白，其所在的通路在胶质瘤中经常发生改变。通过这种方式，Ad5Delta24可以在Rb通路受损的胶质瘤细胞中选择性复制。使用Ad5Delta24的临床前研究证明，在裸鼠中对胶质瘤异种移植物的生长有显著抑制作用。然而，正常的成纤维细胞或具有完整Rb活性的癌细胞对该病毒治疗具有抵抗性。Ad5Delta24通过将整合素结合基序Arg-Gly-Asp（RGD）插入病毒纤维蛋白的纤维结域中进行了进一步的基因修饰，使其能够锚定整合素以增强病毒趋向性（Ad5Delta24-RGD）。使用该载体在恶性胶质瘤细胞系中的临床前研究成功证明，Ad5Delta24-RGD增强了对肿瘤细胞的特异性靶向，并增加了针对胶质瘤的溶瘤功效。此外，与接受Ad5Delta24对照载体的小鼠相比，接受Ad5Delta24-RGD瘤内注射的荷瘤小鼠的生存期得到改善。另一项在胶质瘤异种移植物中的临床前研究表明，放疗增强了Ad5Delta24-RGD的溶瘤活性。一项使用Ad5Delta24-RGD（DNX-2401）的I期和I/II期临床试验目前正在进行中，评估其对复发性恶性胶质瘤的疗效（表1）。

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　　麻疹病毒MV

　　腺麻疹病毒（MV）是一种众所周知的人类病原体，是一种单链、有包膜的RNA病毒，属于副黏病毒科。已知MV具有嗜神经性，极少引起脑炎。MV进入细胞需要血凝素包膜糖蛋白H附着到其细胞受体（如CD46和信号淋巴细胞激活分子）上，然后通过包膜融合糖蛋白F与细胞膜融合。这两种糖蛋白对于溶瘤特异性和功效起着重要作用。减毒MV（称为Edmonston株[MV-Edm]）的H蛋白突变对细胞CD46受体具有高亲和力，而CD46在多种肿瘤中普遍过表达。F蛋白负责膜融合，并诱导多核合胞体形成，随后发生凋亡。MV-Edm经过基因工程改造，可表达循环癌胚抗原（CEA），以监测病毒活性和维持。这种MV-CEA在动物模型中（包括原发肿瘤GBM异种移植模型）显示出良好的抗肿瘤活性和安全性。基于这些结果，一项针对GBM患者的MV-CEA株I期临床试验目前正在进行中（表1）。MV变体已被设计为表达白细胞介素（IL）-13（作为GBM特异性受体IL-13Rα2的配体）或针对EGFR缺失变体vIII的单链抗体[140-142]。这些MV变体能够靶向胶质瘤细胞上表达的特定蛋白，从而增加其溶瘤活性和特异性。

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　　脊髓灰质炎病毒PoV

　　脊髓灰质炎病毒（PoV）是一种正义、无包膜的RNA病毒，具有天然的嗜神经性，属于小核糖核酸病毒科，是导致人类脊髓灰质炎的病毒。病毒的嗜神经性归因于病毒进入受体CD155（也称为脊髓灰质炎病毒受体），该受体在恶性胶质瘤细胞中被异位表达和评估。病毒的神经致病性归因于内部核糖体进入位点（IRES），该位点位于脊髓灰质炎病毒基因组的5'非翻译区，介导病毒蛋白翻译。为了消除神经毒性，Gromeier等人通过用人鼻病毒2型的非致病性IRES序列替换PoV IRES序列，创建了一种重组属间病毒。这种重组PoV，PVS-RIPO，源自Sabin脊髓灰质炎疫苗，在正常神经元细胞中病毒增殖大大减弱，同时在恶性胶质瘤细胞中保留了显著的裂解生长能力。当直接递送到脊髓时，PVS-RIPO在CD155受体转基因小鼠和非人灵长类动物中均显著降低了脊髓灰质炎样神经毒性。PVS-RIPO的临床前研究显示了显著的生物学效应。用PVS-RIPO治疗携带脑内胶质瘤异种移植物的无胸腺小鼠，可减缓肿瘤进展并导致肿瘤消除。基于这些结果，一项使用PV-RIPO的I期临床试验正在进行中，用于复发性恶性胶质瘤（表1）。

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　　干细胞

　　用作溶瘤病毒载体的干细胞已成为一种有前途的方法，因为它们具有天然的趋向性和浸润实体瘤的能力，因此可以在大病灶内将病毒递送到更远的距离。有几个例子证明了在临床前研究中使用干细胞（神经干细胞或间充质干细胞）递送条件复制型HSV和AV的实用性。正如预期的那样，使用神经干细胞大大增强了病毒的递送范围。携带条件复制型AV的间充质干细胞已证明，干细胞载体可以抑制针对病毒的免疫反应，这使得延长病毒活性成为可能。动脉内递送携带Ad5Delta24-RGD的间充质干细胞可选择性地定位到人胶质瘤，并能够将Ad5Delta24-RGD递送和释放到肿瘤中，从而在胶质瘤异种移植小鼠模型中改善生存期和根除肿瘤。这些结果表明，携带溶瘤病毒的干细胞可以全身给药，并更有效地实现病毒递送。

• 文章标题：在肿瘤细胞中安插“卧底”？INC大咖详解溶瘤病毒如何抵抗胶质瘤
• 更新时间：2026-06-25 09:56:13