综述：抗病毒体液免疫：病毒免疫疗法的敌人还是盟友？

《Seminars in Immunology》：Antiviral humoral immunity: Enemy or ally of viral immunotherapy?

本综述挑战了传统观念，系统探讨了抗病毒体液免疫（特别是中和抗体nAbs）在溶瘤病毒（OVs）免疫治疗中的双重角色。文章指出，nAbs并非总是疗效的障碍，其影响取决于给药途径、肿瘤血管化、病毒特性及作用机制等多重因素，并呼吁未来研究应关注抗体亚型、Fc介导功能及临床前模型局限性，以更全面评估其治疗潜力。

　　

1. 引言

溶瘤病毒（Oncolytic Viruses, OVs）是一类经过基因改造的人类病毒或对人类致病的非人类病毒，它们能够利用癌细胞与正常细胞之间的生化差异，选择性靶向并杀死癌细胞，而不影响健康细胞。癌细胞通过突变获得抵抗凋亡和生长抑制、逃避免疫系统并无限增殖的特性，这些特性恰恰有利于病毒的复制。此外，癌细胞还可能发展出抗病毒反应通路（如I型干扰素（IFN）通路）的缺陷，使其对病毒感染更易感。过去，OVs的疗效几乎完全归因于病毒在肿瘤细胞内复制和裂解的能力，即通过子代病毒颗粒扩散至邻近肿瘤细胞。因此，早期研究主要集中在增强OVs在肿瘤中的复制能力、快速扩散能力和强大的肿瘤减灭活性上，并且临床前研究大多在体外或免疫缺陷小鼠中进行，甚至在早期临床试验中使用免疫抑制药物来抑制抗病毒免疫反应，以允许OVs在肿瘤中更好地复制。

然而，随着研究的深入，对OVs作用机制的认识发生了转变。科学家们开始意识到，其作用机制远比单纯的“溶瘤”复杂，是一种多模式机制，包括激活宿主免疫系统以识别和攻击肿瘤细胞。OVs在靶向癌细胞后，不仅可以直接复制并杀死癌细胞，还可以通过激活宿主免疫反应间接杀死癌细胞。在此过程中，OVs可以触发两种不同的免疫反应：抗肿瘤免疫和抗病毒免疫。抗肿瘤免疫是免疫系统识别并摧毁肿瘤细胞的过程。抗病毒免疫则被诱导以阻断病毒传播并清除病毒颗粒。许多学者认为，初始的抗病毒免疫事件，包括IFN信号、细胞因子产生和关键免疫细胞的募集，对于OVs的疗效是必要的。甚至后来产生的抗病毒记忆T细胞在某些情况下也被证明有利于持久的抗肿瘤免疫。然而，OV领域仍然普遍认为中和抗体（neutralizing Antibodies, nAbs）是有害的，因为它们会阻断OVs的分布和传播。这篇综述将重新审视这一传统观念。

2. OVs诱导的宿主免疫

OV疗法调节着免疫反应的先天和适应性臂膀。OVs给药后，会靶向肿瘤细胞，触发一系列信号事件，最终导致细胞因子和损伤相关分子模式（Damage-associated Molecular Patterns, DAMPs）的释放。许多OVs还能诱导免疫原性细胞死亡（Immunogenic Cell Death, ICD），从而增强炎症反应。ICD导致更多的DAMPs、微生物相关分子模式（Microbe-associated Molecular Patterns, MAMPs）作为危险信号，连同病毒相关抗原（Virus-associated Antigens, VAAs）和肿瘤相关抗原（Tumor-associated Antigens, TAAs）一起暴露或释放，从而激活抗肿瘤和抗病毒免疫通路。

2.1. 先天免疫

一旦检测到病毒感染，宿主先天免疫系统会迅速启动一系列行动以控制病毒复制和传播。位于血液或组织（包括肿瘤）中的补体系统会对入侵的微生物做出快速反应。补体沉积在病毒颗粒上可以阻断其与宿主细胞受体的相互作用，聚集病毒颗粒，进行细胞内信号传导以诱导抗病毒状态，并增强吞噬作用。然而，补体激活也被认为是OVs全身给药的障碍，因为它会导致病毒在给药后被快速清除。

与自然病毒感染一样，OVs可以触发癌细胞产生IFNs，即使没有生产性复制，也能诱导快速的抗病毒状态。由于许多癌细胞存在IFN产生和/或信号传导功能障碍，它们对OV感染、复制和溶瘤作用更易感。癌细胞上的模式识别受体（Pattern Recognition Receptors, PRRs），如Toll样受体（Toll-like Receptors, TLRs）、RIG-I样受体（RIG-I-like Receptors, RLRs）和胞质DNA受体，可以识别病毒颗粒和MAMPs，从而激活抗病毒先天免疫反应，诱导I型IFNs和促炎细胞因子的表达。这些促炎细胞因子改变了肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）中促炎和抗炎因子的平衡，有助于将免疫“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤。

在ICD以及DAMPs、MAMPs、抗原、细胞因子和趋化因子释放后，先天免疫细胞，特别是髓系来源的细胞被激活。巨噬细胞是先天免疫系统的关键细胞。虽然巨噬细胞最初被认为主要参与抗病毒反应，但后来发现它们也介导OV的抗肿瘤活性。巨噬细胞可以直接识别OVs并吞噬它们，从而阻碍病毒传播。然而，这个过程也可能导致病毒抗原呈递给T细胞，这对OV的治疗效果有益。此外，最近的证据表明，巨噬细胞还可以通过捕获循环中的OVs并将OV颗粒转运至肿瘤来促进OV的运输。自然杀伤（Natural Killer, NK）细胞也被招募到TME中，除了其直接的细胞溶解功能外，NK细胞还有助于TME中树突状细胞（Dendritic Cells, DCs）的招募和成熟，促进癌症免疫控制。但同样，NK细胞也是宿主抗病毒免疫反应的有效组成部分，通过杀死受感染细胞，NK细胞减少并限制了OV向其他肿瘤细胞的扩散。

2.2. 适应性免疫

肿瘤细胞发生ICD后释放的DAMPs和MAMPs通过吸引抗原呈递细胞（如DCs）来激活抗肿瘤免疫反应。未成熟的DCs吞噬TAAs和VAAs，并接收成熟信号。成熟的DCs将TAAs和VAAs呈递给初始T细胞，启动 priming 过程，随后引发病毒特异性和肿瘤特异性的CD4⁺和CD8⁺ T细胞的流入，这些T细胞介导针对肿瘤细胞的靶向破坏。此外，OVs诱导的I型IFNs在T细胞 priming 中发挥重要作用。

一旦病毒感染得到控制，宿主会在全身保留扩增的病毒特异性记忆T细胞群体，以感知再感染或复发，并触发更快、更强大的反应。在OV治疗中，也会产生肿瘤特异性记忆T细胞，赋予宿主持久的肿瘤消退能力。多年来，人们认为抗病毒记忆T细胞对OV治疗有害，限制了先前未接触过OV的患者的再治疗，或限制了具有针对OV骨架的预存免疫力患者的初始治疗。但最近的发现表明，抗病毒记忆T细胞免疫反应可能反而有利于OV治疗。

虽然当前的肿瘤免疫学主要关注T细胞，但T细胞并非孤立工作。事实上，T细胞和B细胞相互作用以调节体液和细胞免疫反应。B细胞活化有两种机制：T细胞非依赖性（T-cell independent, TI）和T细胞依赖性（T-cell dependent, TD）。TI激活导致短寿浆细胞产生快速而强烈的IgM抗体反应，这对早期抗病毒保护至关重要。在TD激活过程中，B细胞首先通过B细胞受体（B cell receptor, BCR）识别蛋白质抗原，然后将其内化、处理并呈现在其表面，与主要组织相容性复合体（Major Histocompatibility Complex, MHC）II类分子结合。B细胞迁移至次级淋巴器官，在那里，辅助性T细胞识别该抗原，通过CD40/CD40L相互作用，并释放细胞因子以完全激活B细胞，使其增殖并分化为抗体产生浆细胞和记忆B细胞。随后，长寿命浆细胞迁移至骨髓，在那里它们可以在感染后数年持续产生病毒或肿瘤特异性抗体。

有趣的是，只有一小部分抗体能够中和病毒，即结合病毒颗粒并阻断病毒复制。那些能够结合病毒颗粒但在体外不能阻断感染的抗体被称为“非中和抗体”。这两种类型的抗体都能够通过除直接中和之外的多种其他机制来控制和根除感染。除了产生抗体的作用外，一些特定的B细胞亚型还可以作为抗原呈递细胞增强T细胞 priming，作为直接杀死肿瘤细胞的效应细胞，或作为在炎症和自身免疫中对抗免疫反应的调节性细胞（Regulatory B cells, Bregs）。因此，B细胞在OV诱导的抗肿瘤免疫中的作用仍然存在争议。

3. 病毒免疫治疗中的抗病毒体液免疫

与OV特异性CD8⁺记忆T细胞不同，抗病毒体液免疫仍被认为是病毒免疫疗法的主要障碍。事实上，在一些OV临床试验中，预存nAbs的存在（例如，先前接触过相关病毒的患者）仍被用作排除患者的依据。

在OV治疗的背景下，由于预存免疫力或重复OV给药而产生的OV特异性nAbs可能会降低肿瘤内的病毒载量和病毒扩散，但它们对OV治疗效果的总体影响取决于不同的变量，例如：（1）给药途径和肿瘤血管化；（2）OV的宿主和细胞范围；（3）OV的作用机制。

3.1. OV给药途径和肿瘤血管化

虽然目前的手术和医学成像设备使得能够以极高的精度将OVs注射到身体的几乎任何部位，但全身给药（例如静脉输注）与瘤内注射相比，仍具有物流、监管和治疗上的优势。瘤内给药需要特殊的医疗培训和设备，可能给患者带来不适，并且其非常规的药代动力学给OVs带来了监管挑战。相比之下，静脉给药不需要特殊的医疗培训，应仅对患者造成轻微不适，并且提供了同时治疗原发性和转移性病灶的机会。然而，OVs的全身给药存在若干障碍，包括由于循环中的中和因子（如抗体和补体）而需要更高的剂量（在某些情况下接近毒性水平）以确保在肿瘤部位具有生物可利用的滴度。

nAbs的挑战不仅限于全身给药。瘤内给药也会诱导nAbs的产生，这可能是因为在瘤内注射过程中病毒泄漏到血液中。此外，nAbs是否能够到达瘤内给药的OV取决于肿瘤的血管化程度。nAbs对肿瘤的渗透也可能影响病毒在肿瘤内的扩散。

3.2. OV宿主和细胞范围

OVs的宿主和细胞范围是另一个需要考虑的重要变量。能够靶向人类肿瘤细胞而不影响健康细胞的非人类病毒，已成为避免预存nAbs识别的替代方案，因为宿主缺乏事先接触或感染。例如，牛疱疹病毒1型（Bovine Herpesvirus type 1, BoHV-1）是HSV-1的近亲，专门感染牛，但它能够靶向NCI-60人类癌细胞系面板中超过70%的细胞系，并且与HSV-1不同，它不会被混合的人供体血清中和。

呼肠孤病毒（Reovirus）的细胞范围是一个有趣的例子。当对具有预存免疫力的结直肠癌患者静脉注射呼肠孤病毒时，病毒在血浆中被快速清除，但在血液的细胞组分中却没有。进一步的研究表明，被nAbs结合的呼肠孤病毒可以被单核细胞、DCs和T细胞内化，并利用它们作为载体被运输到肿瘤。值得注意的是，在治疗前用血清预先中和呼肠孤病毒，其疗效仍然得以保留。

3.3. OV作用机制

过去，OV科学界专注于增强OVs的直接肿瘤减灭能力，但现在人们认识到，低复制性或甚至灭活的OVs也是具有更高安全性的潜在临床候选者。例如，研究表明，与活病毒类似，一种不复制、经紫外线灭活的BoHV-1治疗方案能够延长荷瘤小鼠的生存期，并诱导关键免疫细胞群的浸润，其效果与具有复制能力的BoHV-1相似。这表明BoHV-1对治疗效果的贡献几乎完全是免疫刺激性的。溶瘤腺病毒5型（Adenovirus 5, Ad5）也遵循这一范式；在预先免疫的仓鼠中，即使检测不到肿瘤中的病毒滴度，瘤内注射的Ad5仍能控制肿瘤生长。相反，在免疫抑制条件下，nAbs降低了Ad5的疗效。特别是，删除T细胞会降低Ad5在nAbs存在下的疗效，这表明由Ad5诱导的T细胞介导的免疫反应在介导治疗效果方面超过了直接的溶瘤作用。

柯萨奇病毒A21（Coxsackievirus A21, CV-A21）是另一个有前景的OV。然而，在具有预存nAbs的荷瘤小鼠中，尽管nAbs的存在加速了病毒清除，但瘤内注射的CV-A21表现出相似的治疗效果和相似的免疫细胞肿瘤浸润。基于HSV-1的T-VEC（Talimogene laherparepvec）是首个获批用于临床试验的OV，对其研究也很多。最近一项关键的观察发现，用基于HSV-1的OV进行瘤内治疗的胶质母细胞瘤患者，在存在nAbs的情况下预后更好。这一观察结果要求该领域重新审视nAbs是病毒免疫疗法障碍的传统观念，并重新理解其作用机制，以便更恰当地开发OVs并为临床试验和治疗选择患者。

4. 我们遗漏了什么？

尽管多种OVs正处于临床开发阶段，但只有27.8%的临床试验评估了OV特异性nAbs，这凸显了在OV免疫治疗背景下关于抗病毒体液免疫的临床数据整体缺乏。本节提出一些额外因素，供未来研究考虑，以阐明抗病毒nAbs在病毒免疫疗法中的作用。

4.1. 免疫球蛋白（Immunoglobulin, Ig）同种型

所有抗体都有两个功能域：赋予抗原特异性的抗原结合片段（antigen-binding fragment, Fab）域和驱动抗体功能的可结晶片段（crystallizable fragment, Fc）域。Fc域变体包括五种同种型（IgM、IgD、IgG、IgA和IgE）。每种同种型或亚类都具有影响抗体功能的独特结构特征。

病毒接种的部位在抗病毒体液免疫反应中起着主要作用。位于不同组织的不同抗原呈递细胞被编程诱导局部产生某些细胞因子，进一步塑造抗体同种型。因此，评估抗OV nAbs的同种型类别可以为理解它们对OV治疗效果的影响提供有价值的信息。

4.2. 抗体Fc介导的功能

病毒感染后会产生大量抗体，其中只有一小部分能够中和病毒颗粒。中和抗体和非中和抗体都可以通过除直接中和之外的多种其他机制来控制感染，包括清除受感染细胞、增强抗原呈递和调节炎症。这些机制是通过免疫球蛋白Fc区域与免疫细胞上的特定Fc受体（Fc Receptors, FcRs）相互作用而激活的。

研究最深入的抗体Fc介导的功能是抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity, ADCC）、抗体依赖性细胞吞噬作用（Antibody-Dependent Cellular Phagocytosis, ADCP）和抗体依赖性补体激活（Antibody-Dependent Complement Activation, ADCA）。所有这些机制的第一步都涉及抗体对病毒颗粒或整个受感染细胞的调理作用。就OVs而言，这些机制将诱导OV感染的肿瘤细胞被杀死，同时也会导致OV被清除。此外，受感染肿瘤细胞的ADCP可能进一步促进抗原在APCs表面的呈递，从而激活更多的T细胞和B细胞。

4.3. 临床前动物模型的局限性

缺乏能更好地模拟人类免疫系统与肿瘤相互作用的临床前动物模型被认为是癌症免疫疗法的首要关键挑战。特别是，研究B细胞和抗体在人类癌症中的作用一直因缺乏可靠的体内模型而受到极大限制。虽然小鼠癌症模型中的几项研究提示了促肿瘤活性，但最近的报告（主要来自临床研究）支持B细胞在人类癌症中的总体作用是抗肿瘤的。然而，B细胞和抗体在肿瘤床中执行的全部功能仍有待阐明。

促肿瘤活性被归因于具有免疫抑制活性的调节性B细胞（Bregs）。尽管Bregs具有免疫抑制作用，但最近的研究将B细胞和抗体的积累与癌症患者更好的预后相关联，这对使用小鼠肿瘤模型来重现人类抗肿瘤体液反应提出了质疑。小鼠癌症模型设计为进展更快，并产生可能有助于Breg发展的炎症反应，导致IgM相对于其他同种型占主导地位。然而，在同种型转换的IgA和IgG在人类癌症中占主导地位。因此，在研究OV诱导的体液反应时，必须谨慎选择临床前模型。

5. 结论

肿瘤免疫学传统上专注于适应性免疫反应的细胞臂，而将促肿瘤活性归因于体液反应。再加上nAbs在病毒清除中的作用，OV领域普遍认为抗病毒体液免疫对病毒免疫疗法有害也就不足为奇了。但在经过数十年的OV研究后，仅有少数转化成功案例，现在亟需开始质疑传统教条。

毫无疑问，OV特异性nAbs可以结合并阻断OV复制，从而增强OV清除。然而，越来越多的证据表明，nAbs可能会增强OV的治疗效果。nAbs对OV疗效产生正面还是负面影响，取决于OV的结构、癌症类型以及所使用的给药途径。为了更好地理解中和抗体在病毒免疫疗法中如何工作，需要收集更多证据，特别是来自癌症患者的证据。除了监测癌症患者的血清转化外，评估Ig同种型、研究抗体Fc介导的功能、鉴定B细胞亚群和表征三级淋巴结构（Tertiary Lymphoid Structures, TLSs）等额外研究，以及与体液免疫专家建立合作，都将对OV领域大有裨益。