溶瘤病毒及免疫療法治療肝癌研究進展

杜晨陽，徐紅彥，張 潔，秦 川，張俊河

(新鄉醫學院健康中原研究院,河南 新鄉 453003)

原發性肝癌簡稱肝癌,是常見的惡性腫瘤之一,主要包括肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)和肝內膽管癌,其中HCC占原發性肝癌的75%～85%[1]。肝癌發生的主要危險因素包括慢性乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒感染、過度飲酒、吸煙等[2]。肝癌患者的臨床預后較差,早期可手術切除,晚期的治療主要包括動脈化療栓塞和口服索拉非尼等[3]。目前,臨床上肝癌的治療效果均不夠理想,且肝癌患者長期使用索拉非尼等化學治療藥物會產生耐藥性[4],此外,還有藥物不良反應及療效不佳等問題。近年來,溶瘤病毒靶向療法受到了生物醫學領域的廣泛關注,其中腺病毒是常用的病毒載體之一。免疫功能障礙是肝癌發展和轉移的重要因素[5]。免疫療法可以通過調節特定的免疫反應增強對腫瘤的免疫排斥,抑制和(或)殺死腫瘤細胞,從而降低腫瘤復發和轉移能力。本文就溶瘤病毒及免疫療法治療肝癌的進展進行綜述,以期為肝癌的臨床治療提供參考。

1 溶瘤病毒

腺病毒是一種具有對稱20面體結構的非包膜雙鏈DNA病毒[6]。腺病毒基因組長度約為36 kb,可編碼40多種的基因產物[7]。腺病毒不具有腫瘤靶向性,但具有較強的免疫原性。溶瘤病毒也稱為條件復制型腺病毒,是由腺病毒改造而成,具有較強復制能力和高靶向性,可選擇性感染和殺傷腫瘤細胞,而對正常細胞無影響。溶瘤病毒具備許多優勢,在肝癌治療領域受到廣泛關注[8]。目前,全球已有至少4種溶瘤病毒獲批上市,其中有3種溶瘤病毒較常使用,分別為Rigvir(ECHO-7病毒)、Oncorine(H101)、T-Vec(單純皰疹病毒)。Rigvir是一種具有先天性腫瘤選擇性的溶瘤小核糖病毒[9],主要用于腫瘤治療。Oncorine (H101) 是一種重組人5型腺病毒[10],于2005年11月在我國被批準用于鼻咽癌的聯合化學治療(順鉑和5-氟尿嘧啶),并于2006年上市。T-Vec是一種基因修飾的單純皰疹病毒,無論是作為單一療法還是與其他免疫療法聯合使用,在治療晚期黑色素瘤方面均顯示出良好的治療效果[11]。

2 溶瘤病毒治療腫瘤的機制

在肝癌進展過程中,癌細胞以不受控制的方式生長[12]。溶瘤病毒感染腫瘤細胞后,首先識別腫瘤細胞表面的特異性受體,并通過病毒內化進入腫瘤細胞,病毒基因組通過微管遷移到腫瘤細胞核,E1區的早期基因立即啟動轉錄并翻譯, E1A蛋白與Rb蛋白結合,使磷酸化的Rb蛋白釋放轉錄因子E2F,并激活細胞周期,使腫瘤細胞進入S期,從而增加溶瘤病毒的復制[13-14]。同時,E1A蛋白通過p53依賴途徑維持p53的穩定性并抑制腫瘤細胞生長。此外,E2F的釋放也會觸發病毒基因的協同激活,從而產生新的病毒粒子,分解受感染的腫瘤細胞,并傳播給其他腫瘤細胞[15]。

2.1 激活免疫系統

溶瘤病毒可通過機體免疫系統發揮抗腫瘤作用,可能成為治療肝癌的一種策略。溶瘤病毒進入腫瘤部位后會刺激機體發生免疫反應,將具有少量免疫細胞的“冷”腫瘤微環境轉化為具有較多免疫細胞和細胞因子的“熱”腫瘤微環境[16]。有研究發現,將攜帶粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子基因整合到溶瘤病毒的基因組中,溶瘤病毒的復制可促進粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子的表達,進而促進樹突狀細胞的募集和成熟,激活免疫系統,發揮抗腫瘤作用[17]。

2.2 改善腫瘤微環境

腫瘤細胞具有較強的增殖、侵襲和遷移能力,腫瘤微環境是腫瘤生長的內部環境。腫瘤微環境是由腫瘤細胞、細胞因子、細胞外基質和免疫細胞亞群等組成的動態系統[18]。傳統的化學治療方式在殺死腫瘤細胞的同時,可刺激腫瘤微環境中的其他細胞因子釋放,并促進腫瘤生長,最終導致藥物耐受。溶瘤病毒可通過破壞腫瘤微環境中的免疫抑制從而發揮抗腫瘤作用。但由于腫瘤微環境的復雜性,使得傳統的溶瘤病毒在靶向腫瘤細胞時,很難逆轉腫瘤微環境,只能在一定程度上抑制腫瘤細胞的生長。通過對溶瘤病毒進行基因改造或修飾可實現對腫瘤微環境的改變。

3 溶瘤病毒在肝癌靶向治療中的作用

目前,關于溶瘤病毒對肝癌的治療作用已有大量的臨床前研究[19]。BAI等[20]用溶瘤病毒、高爾基體蛋白、短發夾RNA構建重組載體,轉染至人肝癌細胞Huh7及人正常肝細胞HL7702中,結果顯示,轉染溶瘤病毒重組載體可顯著上調Huh7細胞中腺病毒E1A 蛋白表達,下調鞘氨醇激酶水平,顯著降低細胞活力、增加細胞凋亡率,但對HL7702細胞沒有影響;此外,將轉染重組載體Huh7細胞皮下注射到BALB/C裸鼠體內后發現,BALB/C小鼠的腫瘤體積和體質量顯著小于對照組小鼠(皮下注射未轉染重組載體Huh7細胞),生存時間長于對照組小鼠;這提示,該重組溶瘤病毒能夠以高特異性和有效性抑制HCC的發展。 ZHANG等[21]將表達雙特異性融合蛋白細胞程序性死亡受體-1(programmed cell death protein-1,PD-1)/CD137L的溶瘤病毒腹腔注射到伴有腹水的HCC小鼠,結果發現,HCC小鼠的治愈率達到70%;其機制可能為:Ad5-PC通過CD137信號通路激活腫瘤特異性T淋巴細胞,并阻斷T淋巴細胞中的細胞程序性死亡配體-1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)/PD-1通路,從而減少T細胞凋亡,即重組溶瘤病毒通過介導抗腫瘤免疫反應發揮對HCC的治療作用。LI等[22]研究發現,在肝移植后接受輔助性溶瘤病毒表達單純皰疹病毒胸苷激酶基因治療的晚期肝癌患者未復發,生存率和總體生存率均顯著高于僅接受肝移植患者。

4 肝癌免疫療法

免疫系統在腫瘤發生發展過程中發揮著重要作用[23]。在免疫細胞中表達并調節免疫激活程度的共刺激/共抑制分子稱為免疫檢查點,免疫檢查點利用免疫系統自身對抗癌癥的能力協同T細胞對抗腫瘤細胞。目前,主要以PD-1和細胞毒性T淋巴細胞相關抗原-4(cytotoxic T lymphocyte- associated antigen-4,CTLA-4)為肝癌免疫治療靶點[24]。

4.1 PD-1/PD-L1抑制劑

靶向 PD-1 及其配體PD-L1的免疫檢查點抑制劑對某些晚期 HCC 患者具有非常重要的治療作用。PD-1主要表達于活化的T細胞、B細胞和巨噬細胞表面[25]。PD-1通過與其配體PD-L1結合,抑制抗原特異性T細胞活化,從而降低T細胞對腫瘤細胞的免疫反應。 PD-1/PD-L1抑制劑能抑制PD-1和PD-L1的結合,從而產生免疫應答反應,進而消滅腫瘤細胞。PD-L1抑制劑有阿替利珠單抗和度伐利尤單抗,兩者均可用于治療肝癌[26-29]。目前,度伐利尤單抗聯合伊匹單抗治療HCC已獲得美國食品藥品監督管理局批準,可作為HCC的二線療法[29]。貝伐單抗也是一種PD-1/PD-L1抑制劑,可靶向血管內皮生長因子的單克隆抗體[30],抑制血管生成和腫瘤生長[31],在單藥Ⅱ期臨床試驗中,晚期肝癌患者的緩解率為13%～14%[32-35]。

4.2 CTLA-4抑制劑

CTLA-4是一種干擾T細胞激活和增殖的抑制性輔助受體,可在調節性 T 細胞膜上持續表達,在抑制免疫系統方面起著重要作用。CTLA-4可通過免疫抑制減少T細胞的活化,從而降低腫瘤發展初期的免疫反應[36]。抑制CTLA-4表達可使依賴輔助T細胞的免疫反應廣泛增強[37],并阻止調節性 T 細胞介導的抗腫瘤免疫反應抑制[38]。Tremelimumab是一種CTLA-4抗體,有研究發現,Tremelimumab在晚期HCC患者的治療中具有較高的安全性和有效性,部分緩解率為17.6%,疾病控制率為76.4%[39]。有研究表明,CTLA-4和PD-1或PD-L1雙重阻斷具有較高的免疫刺激作用[40]。 HAGE等[41]研究表明,抗PD-1和抗CTLA-4抗體聯合治療HCC 小鼠比抗PD-1或抗CTLA-4抗體單獨治療療效更強,其機制為:抗PD-1和抗CTLA-4抗體聯合治療可產生更高的CD4+和CD8+T細胞腫瘤浸潤,同時減少調節性 T 細胞浸潤。

5 其他

間充質干細胞(mesenchymal stem cells,MSCs)具有良好的腫瘤歸巢特性[42],溶瘤病毒可在MSCs中高效復制,將溶瘤病毒裝載到MSCs也可用于治療HCC。此外,MSCs的免疫原性較低,不會刺激淋巴細胞的增殖,從而可以避免免疫排斥反應[43]。YOON等[44]將編碼抑制Wnt信號通路的受體序列插入到靶向HCC細胞的溶瘤病毒中,并將該病毒負載到MSCs中,結果發現,與普通溶瘤病毒比較,MSCs介導的腫瘤特異性溶瘤病毒可更有效地減少HCC小鼠腫瘤負荷相關的肝損傷;此外,該負載溶瘤病毒的MSCs能夠克服溶瘤病毒免疫原性強、血液循環時間短等局限性,能夠更有效地靶向原位HCC細胞,從而增強對HCC的治療作用。

6 結論

隨著生物技術的不斷發展,應用于肝癌的治療策略逐漸增多,并取得一些進展。溶瘤病毒具有復制快、殺傷腫瘤細胞而不破壞其他正常細胞等優點,可通過激活免疫系統、改善腫瘤微環境等機制靶向治療肝癌。免疫療法可降低腫瘤復發和轉移的能力,PD-1/PD-L1抑制劑和CTLA-4抑制劑作為肝癌免疫治療靶點,在HCC的治療中發揮重要作用。雖然對于HCC的治療已經取得了一定進展,但仍有許多挑戰,如促進T細胞活化、提高免疫細胞對腫瘤的殺傷力和增殖效率、控制免疫檢查點抑制劑的藥物劑量、減少藥物對肝臟的不良反應、實現溶瘤病毒與免疫抑制劑聯合治療的最佳療效等,需要在未來的肝癌治療中進一步探究。