欢迎进入湖南省万行医学健康研究院官方网站!
湖南省万行医学健康研究院
科技出版与会议
前沿科技 您的位置:首页>>科技出版与会议>>前沿科技
癌症治疗新手段:溶瘤病毒 | 综述
2023-05-11 335 返回列表

癌症治疗新手段:溶瘤病毒 | 综述


溶瘤病毒(OV)是一种新兴的肿瘤免疫治疗方法,使用天然或经过基因修饰的病毒特异性感染和裂解肿瘤细胞,而不损伤正常细胞。除了直接溶瘤作用外,溶瘤病毒还可诱导免疫原性细胞死亡,促进抗肿瘤免疫等优势,而且其毒性反应很少与其他肿瘤治疗药物重叠,故而具有可耐受的安全性。目前已有多种病毒被用作OV,但迄今为止,全球仅有4款OV获批上市(表1)。


尽管目前应用范围不广,但鉴于其独特作用机制和良好安全性,未来很有可能成为肿瘤治疗的有效手段。我们根据NEJM、Nat Review Clin Oncol等杂志相关文章,综述OV的作用机制、临床研究进展以及临床开发面临的挑战。


表1 目前获批OV疗法概况

图片


溶瘤病毒作用机制


直接溶瘤作用

溶瘤病毒可以在肿瘤细胞中选择性复制,裂解肿瘤细胞并释放出子代病毒感染邻近细胞,诱导肿瘤细胞死亡。OV的选择性来自以下几个方面:首先,溶瘤病毒能与肿瘤细胞高表达的某些特定受体选择性结合并感染细胞。例如,柯萨奇病毒CVA21能够通过肿瘤细胞表面高表达的细胞间黏附分子(ICAM-1)和衰变加速因子感染肿瘤细胞,麻疹病毒通过在乳腺癌、结直肠癌和卵巢癌细胞表面过表达的CD46分子进入肿瘤细胞;此外,肿瘤细胞中干扰素(IFN)、P53以及RAS/RAF/MEK/ERK 等通路异常,病毒更易在其中存活和复制。例如,病毒感染正常细胞会促进1型IFN产生并激活Toll样受体,导致蛋白激酶R(PKR)活化,磷酸化的PKR抑制病毒蛋白合成,从而阻断病毒复制。然而,肿瘤细胞IFN/PKR通路异常,阻碍了病毒清除过程,有利于病毒在其中复制。


图片

图1. OV作用机制


激活抗肿瘤免疫

溶瘤病毒可通过多种机制激活抗肿瘤免疫,包括固有免疫和适应性免疫。病毒裂解细胞后释放出病原相关分子模式(PAMP)和损伤相关分子模式(DAMP),并由模式识别受体(PRR)感知,刺激多种炎性细胞因子和趋化因子分泌,促进固有免疫系统活化。OV感染过程中抗肿瘤适应性免疫主要由肿瘤特异性T细胞介导,肿瘤细胞裂解后,肿瘤相关抗原和新抗原释放,由抗原呈递细胞呈递给肿瘤特异性T细胞,激活T细胞杀伤肿瘤细胞。


破坏肿瘤血管系统

腺病毒、痘苗病毒、麻疹病毒等OV可以感染并杀伤肿瘤微环境中的内皮和基质细胞,这两种细胞在肿瘤发展和转移中发挥重要作用。此外,经过基因修饰的OV也可以表达相关因子以抑制肿瘤新生血管生成。



临床研究


黑色素瘤
T-VEC的首个人体1期临床试验旨在评估其安全性,并确定给药方案。30名标准治疗后疾病进展的乳腺癌、黑色素瘤、头颈癌或结直肠癌患者被纳入研究,T-VEC总体耐受性良好。1~2级疲劳、恶心、发热、寒战和注射部位疼痛是最常报告的不良反应。试验确定的有效治疗方案为先给予患者初始剂量106 PFU/ml,3周后提升剂量至108 PFU/ml,每两周一次,所有病灶单次注射总剂量不得超过4 ml。

一项开放标签的2期多中心临床试验纳入50例不可切除晚期黑色素瘤患者,主要终点为客观缓解率(ORR)。ORR为26%,完全缓解(CR)率为16% ,部分缓解(PR)率为10%。

OPTiM是一项随机、开放标签、3期临床试验,共纳入436例ⅢB/C~Ⅳ期黑色素瘤患者,比较T-VEC与GM-CSF的疗效,主要终点为持续缓解率(DRR)。初步分析表明T-VEC达到主要终点,DRR显著改善(16.3% vs. 2.1%;P < 0.001)。T-VEC组ORR为26.4%,GM-CSF组为5.7%。同时,T-VEC相比于GM-CSF显著延长患者至治疗失败时间(TTF),T-VEC组和GM-CSF组中位TTF分别为8.2个月和2.9个月(HR,0.42;95% CI,0.32~0.54)。两组中位OS分别为23.3个月和18.9个月(HR,0.79;95% CI,0.62~1.00)。与之前的研究结果类似,T-VEC显示出可耐受的安全性。基于OPTiM结果,T-VEC于2015年被FDA批准用于晚期黑色素瘤患者治疗,随后在澳大利亚和以色列也获得类似批准。但是T-VEC在欧洲获批用于Ⅲ~ⅣM1a期患者,因为该亚组患者DRR和ORR获益更为显著。

胶质瘤
恶性胶质瘤是恶性度最高的肿瘤之一,现有治疗策略中位OS仅约15个月。胶质瘤患者全身治疗因为血脑屏障及担心过度炎症而充满挑战。然而,胶质瘤通常局限于中枢神经系统,而且胶质瘤细胞通常可被病毒感染(包括HSV1、腺病毒和脊髓灰质炎病毒),因此OV治疗胶质瘤很有吸引力。

2018年,《新英格兰医学杂志》(NEJM)发表了美国杜克大学利用改造的脊髓灰质炎病毒(PVSRIPO)进行的成人复发性胶质瘤OV治疗的2期临床试验,其结果表明21%的患者在治疗后生存时间超过24个月,并出现了生存期平台现象,提示这部分患者有可能长期生存。该研究展现了OV治疗在成人恶性胶质瘤的良好应用前景。

2021年,NEJM发表OV治疗儿童高级别胶质瘤患者的研究结果。该项研究采用的OV来源于1型单纯疱疹病毒(HSV-1),其天然具有嗜神经性,因此适合胶质瘤治疗。研究人员通过对该病毒进行遗传改造以去除其神经毒性和在正常细胞中的复制能力,提高了治疗安全性。该研究采用“3+3”的1期临床试验设计,共入组12例复发幕上高级别胶质瘤(10例胶质母细胞瘤,1例间变星型细胞瘤和1例高级别胶质瘤),均为IDH野生型和难治型病例(至少两次治疗失败)。结果显示:治疗具有较高的安全性,治疗相关不良反应轻微,未发现治疗相关的3~4级不良反应或病毒在体内复制征象;患者接受治疗后的中位生存时间为12.2月,明显长于历史对照组的5.6个月,提示该治疗可能具有良好的治疗效果。

去年,NEJM再次发表应用一种基于腺病毒的溶瘤病毒DNX-2401治疗儿童弥漫性内生性桥脑胶质瘤的1期试验。研究者在进行立体定向活检的同时,直接向肿瘤内部输注OV。随后患者再接受放疗或化疗。DNX-2401具有RGD-4C修饰,以增强对神经胶质瘤细胞的嗜性并在RB通路缺陷的肿瘤细胞中复制。此项研究共有12位3~18岁弥漫性内生性桥脑胶质瘤患儿参与。远期随访结果表明,采用OV联合放疗为主的治疗对92%的患儿有效,3人达到部分缓解。该疗法显著延长患儿总生存期(中位总生存期,17.8个月),明显好于既往报道的12个月的中位生存期。12个月时生存率为75%,18个月时为50%,24个月时为25%。2名患儿在作者撰写论文时仍存活。

膀胱癌
非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)亦是特别适合OV治疗的肿瘤。NMIBC可以通过膀胱镜直接注射或膀胱内灌注。事实上,卡介苗膀胱灌注便是目前中危和高危NMIBC患者术后的标准辅助治疗。

目前,多种OV治疗卡介苗难治性NMIBC的临床研究正在开展。CG0070是一种基于腺病毒血清型的OV,编码GM-CSF,已经在一项1/2期试验中进行了评估。结果显示,接受一次或多次膀胱内灌注的35例患者中,完全缓解率为48.6%,中位缓解时间为10.4个月。2期试验纳入45例卡介苗难治性NMIBC患者,CG0070的6个月完全缓解率达47%。CG0070的耐受性良好;最常报告的治疗相关不良事件包括膀胱痉挛、血尿和排尿困难。尿路感染是最常见的治疗相关感染性事件(16%),其他可能与OV相关的事件包括流感样症状和疲劳。

目前,CG0070联合帕博利珠单抗治疗类似患者的试验正在进行中,期中分析报告了很有前景的结果(NCT04387461)。

nadofaragene firadenovec是一种复制缺陷的、非溶瘤腺病毒,能够将基因传至尿路上皮细胞,特别是编码人类IFNA2B基因的cDNA。多中心3期试验纳入157例患者,单次膀胱内灌注nadofaragene firadenovec。在没有高级别复发的情况下,允许在3、6和9个月内重复用药,主要终点是在任何时候原位癌(有或没有高级别Ta或T1肿瘤)患者的完全缓解。

总体而言,53.4%的患者在第一次用药后3个月内获得完全缓解,45.5%的患者在12个月内保持缓解。最常见的3级不良事件是两名患者的尿急(1%)。基于这些数据,美国食品药品管理局批准nadofaragene firadenovec膀胱内灌注治疗卡介苗无反应的NMIBC。


OV用于新辅助治疗


由于可以诱导“原位”疫苗接种效应和肿瘤特异性免疫应答,促进T细胞向肿瘤免疫微环境浸润,OV可能适用于新辅助治疗。T-VEC用于新辅助治疗已经在一项开放标签随机2期临床试验中进行了评估,150例可切除ⅢB~ⅣM1a期黑色素瘤患者被随机分配至接受6剂T-VEC后进行手术或单独手术治疗,主要终点为2年无复发生存期(RFS),次要终点为OS。T-VEC组2年RFS为29.5%,而单独手术组RFS为16.5%(HR,0.75;80% CI,0.58~0.96)。随访2年时,T-VEC组和单独手术组OS分别为88.9%和77.4%(HR,0.49;80% CI,0.3~0.79)。在随访3年时,T-VEC组与单独手术组相比仍有RFS和OS获益。接受T-VEC组病理学完全缓解率为17%。基于本项研究结果,对于临界可切除肿瘤患者,可考虑短程新辅助T-VEC治疗。


OV联合其他疗法


基于OV的独特抗肿瘤机制,OV可以与其他大多数抗肿瘤疗法联合应用,包括放化疗、免疫治疗、靶向治疗等(图2)。


图片

图2. OV和其他疗法联合


OV联合免疫治疗

OV联合免疫检查点抑制剂。对于部分免疫“冷肿瘤”,免疫检查点抑制剂(ICI)疗效较差。OV能够刺激肿瘤免疫微环境,从而提高ICI抗肿瘤效果,因此联合ICI和OV对于增强抗肿瘤免疫具有协同效应。


在一项1b期临床试验中,T-VEC+帕博利珠单抗治疗21例晚期黑色素瘤患者ORR达62%。患者在经帕博利珠单抗治疗前先给予T-VEC两次,这导致肿瘤微环境中CD8+T细胞浸润增加,PD-L1表达上调。即使在基线时未能检测到T细胞浸润或缺乏炎性特征的肿瘤患者仍能取得完全缓解,表明T-VEC可促进患者对ICI的应答。


然而,在3期随机对照试验MASTERKEY-265中,与安慰剂+帕博利珠单抗相比,T-VEC+帕博利珠单抗并未显著改善不可切除ⅢB~ⅣM1c黑色素瘤患者PFS或OS。导致这种结果的原因尚不完全清楚,但在1b期研究中,T-VEC给药在帕博利珠单抗治疗之前,而MASTERKEY-265则是两药同时给药,也许过早使用ICI促进了抗病毒免疫对病毒的清除。以上结果表明,在联用OV+ICI时,应当考虑多种因素,包括肿瘤组织学、患者自身免疫情况以及用药时机等。除T-VEC外,其他OV,包括HSV、呼肠孤病毒、痘病毒、柯萨奇病毒和腺病毒,与ICI联用的研究也正在开展之中。


OV联合CAR T/TCR T细胞治疗。OV可以从多个方面增强CAR T/TCR T细胞疗法在实体瘤中的疗效。OV能够促进细胞因子(如TNF、IL-2和IL-15)和趋化因子(如 CXCL9和CXCL10)分泌,继而增加T细胞向肿瘤微环境浸润,并促进T细胞增殖和活化。编码IL-17的溶瘤腺病毒和靶向B7H3的CAR T细胞联合,不仅促进T细胞增殖,降低T细胞凋亡,也增强B7H3-CAR T 细胞在胶质母细胞瘤中的治疗效果。此外,OV还能克服肿瘤细胞抗原丢失或异质性。有研究者设计出一种表达CD19截短体(CD19t)的溶瘤痘苗病毒,感染这种病毒后,CD19阴性的三阴性乳腺癌和胶质瘤细胞特异性表达CD19t,并能够被CD19-CAR T细胞识别和杀伤。


OV联合放疗

研究表明,OV和放疗联合可发挥协同抗肿瘤作用:放疗引起的细胞学改变促进病毒复制和在肿瘤之间的传播,而溶瘤腺病毒通过抑制DNA损伤应答诱导肿瘤特异性细胞毒性,提示腺病毒可以作为放疗增敏剂。另外,通过基因修饰使某些溶瘤病毒(如麻疹病毒和痘苗病毒)表达钠碘转运蛋白(HNIS),这种方法将增加放射性碘向病毒感染肿瘤细胞的运输,促进放射性物质扩散,最终增强对肿瘤细胞的杀伤。携带HNIS的溶瘤痘苗病毒与放射性碘联合治疗三阴性乳腺癌,与仅使用病毒治疗相比,疗效显著提高。


OV联合化疗

化疗直接作用于快速分裂的细胞,联合化疗和OV也许会提高治疗应答。部分临床前研究数据显示,环磷酰胺暴露会增强某些OV的抗肿瘤潜能,在给予OV之前进行化疗可能是更好的选择。目前OV联合化疗的临床证据有限,在一项纳入17例头颈鳞状细胞癌患者的2期试验中,T-VEC联合放化疗使14例患者(82.3%)获得缓解,15例接受手术的患者中14例达到病理学完全缓解。


OV联合靶向治疗

目前靶向治疗联合OV的治疗策略正在探索中。在临床前研究中,溶瘤病毒HSV1 HF10+EGFR酪氨酸激酶抑制剂厄洛替尼在胰腺癌小鼠异种移植模型中显示出优异的抗肿瘤作用。



OV临床开发面临的挑战


临床挑战

OV通常具有可耐受的安全性,但其仍然是可复制的活病毒,在临床使用时需要考虑病毒脱落并无意中传染给医护工作者、患者家属和排入环境中的风险,应当密切关注病毒储存、准备、使用等环节,并正确处置与之有关的医疗废弃物。T-VEC对阿昔洛韦等抗病毒药物敏感,可用于意外接触(如被针刺伤)后使用。


临床医生应该意识到,在接受T-VEC或其他OV治疗的患者中,延迟反应可能较为普遍。在这种情况下,可能会观察到新的肿块形成或原有的病灶在测量时直径增加,这是由于局部炎症和(或)免疫细胞在局部扩增形成的假性进展,并非源于肿瘤细胞的增殖。如果肿瘤大小保持稳定或疑似延迟反应,可以通过活检确认肿瘤生长是否为炎性反应。


肿瘤内注射是临床应用OV的主要障碍,越来越多的临床数据支持静脉注射给药,因其能够让OV广泛感染所有病灶,也避免了复杂的定位设备。有研究在手术切除转移病灶前,对3名黑色素瘤患者和6名结直肠癌患者静脉注射溶瘤痘苗病毒,结果显示可耐受的安全性且在切除的肿瘤标本中检测到OV存在。但是,静脉输注OV的最佳剂量尚不明确,病毒在外周循环中被稀释,任何单个肿瘤部位的生物利用度难以预测,此外,病毒被体循环中的抗体或补体过早清除,可能会降低到达病灶的OV剂量。因此,需要进一步研究特定OV进入循环后的药代动力学。一些新的方法,如纳米载体或细胞内病毒递送可以作为静脉给药时保护OV的新策略。


监管挑战

虽然全球已经有4款溶瘤病毒药物上市,但其他OV的批准仍然受到监管方面的限制。与其他药物相比,OV有其独特性。首先,OV是可复制的活病毒;其次,OV大多采用瘤内给药。这使许多确定临床试验终点、药代动力学、给药剂量和方案的传统方法并不适用于OV评估。


确定特定的给药剂量极具挑战性,研究人员必须综合考虑多种因素,包括基于现有的药物生产管理规范(GMP)能达到的最高浓度、生产能力、病毒免疫原性,预先存在中和病毒抗体的可能性、肿瘤组织学和其他转基因表达影响等。其他应当纳入考虑的因素应当包括是否应当根据肿瘤体积调整剂量,根据病毒致病性确定的最大安全剂量等。还应当选择最适合注射的病灶,并考虑特定病毒潜在致病性和免疫原性。


鉴于OV药代动力学的独特性和假性进展出现的可能性,临床试验评估OV抗肿瘤活性时需要仔细设计,选取合适的临床试验终点和对照。



总结与展望


OV为肿瘤治疗领域带来了新希望。由于其可耐受的安全性和独特的抗肿瘤机制,OV联合其他疗法结合的策略显示出有前景的早期临床数据。但是OV开发还面临着多重挑战,为了更好地了解OV生物学和免疫学特点,需要寻找新的OV给药策略以及鉴别潜在预测生物标志物。此外,监管机构、科学界、临床医生和工业界之间应当加强合作,以更好选择患者和设计研究,以期能够将OV对患者益处最大化。


二维码
湖南省万行医学健康研究院 电话:0731-8501 0675 邮箱:wanxingyixue@163.com 地址:长沙市蔡锷北路529号宏建大厦
Copyright © 2018-现在 湖南万行医学健康研究院 All Rights Reserved  湘ICP备2023014432号 网站技术支持:节点网络