综述:病毒战士:利用溶瘤病毒释放免疫系统在癌症免疫治疗中的潜力

《Molecular Therapy Oncology》:Viral warriors: Unlocking the immune system’s potential with oncolytic viruses in cancer immunotherapy

【字体: 时间:2025年12月09日 来源:Molecular Therapy Oncology 5.3

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  本综述系统阐述了溶瘤病毒(OVs)作为癌症免疫治疗新前沿的突破性进展。文章深入探讨了OVs通过双重作用机制——选择性裂解肿瘤细胞并激发原位疫苗效应——将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤,从而增强免疫检查点抑制剂(ICIs)等疗法的疗效。作者重点分析了OVs的靶向性改造策略(如基因工程表达GM-CSF、IL-12等细胞因子)、与化疗/放疗/免疫治疗的协同效应,以及克服肿瘤免疫抑制微环境(TME)的挑战,为开发下一代联合免疫治疗方案提供了关键见解。

  
溶瘤病毒(Oncolytic Viruses, OVs)代表了一类令人兴奋的肿瘤免疫治疗新策略,其核心在于利用病毒的力量克服治疗耐药性并增强免疫反应。这些病毒能够选择性靶向并摧毁肿瘤细胞,同时避免伤害健康组织。肿瘤细胞裂解后释放的肿瘤特异性抗原(Tumor-Specific Antigens, TAAs),有效地在体内创造了一种原位疫苗,从而“教育”免疫系统识别和攻击癌症。
溶瘤病毒的作用机制
OVs发挥治疗作用主要通过两大途径:直接肿瘤裂解和诱导抗肿瘤免疫。
直接肿瘤裂解是OVs的核心特征。正常宿主细胞能够通过抗病毒信号通路感知并清除OVs。然而,癌细胞中固有的抗病毒机制存在缺陷,这为病毒的持续存在和增殖创造了有利条件。OVs附着并进入宿主癌细胞后,会释放其遗传物质(DNA或RNA),并劫持癌细胞的 machinery 来复制自身,合成病毒蛋白,最终组装成新的病毒颗粒。随着病毒在肿瘤细胞内的增殖,最终导致细胞破裂(裂解),将成熟的病毒粒子释放到肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)中,从而感染邻近的肿瘤细胞,不断传播裂解效应。
诱导抗肿瘤免疫是OVs更深远的价值所在。OVs介导的溶瘤作用会触发免疫原性细胞死亡(Immunogenic Cell Death, ICD)。这个过程会向TME中释放TAAs、病原体相关分子模式(Pathogen-Associated Molecular Patterns, PAMPs)和病毒来源的损伤相关分子模式(Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs)。这些信号被树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)等抗原呈递细胞(Antigen-Presenting Cells, APCs)识别,促进其成熟和肿瘤抗原的摄取,进而激活T细胞,启动强大的抗肿瘤免疫应答。关键标志物如细胞外ATP、高迁移率族蛋白B1(High-Mobility Group Box 1, HMGB1)以及易位至细胞表面的热休克蛋白70(Heat Shock Protein 70, HSP70)、HSP90和钙网蛋白(Calreticulin, CRT)是ICD的关键。同时,PAMPs和DAMPs与免疫细胞上的模式识别受体(Pattern Recognition Receptors, PRRs)(如Toll样受体和cGAS-STING通路组件)结合,触发促炎性细胞因子(如I型干扰素(IFNs)、白细胞介素[IL]-1β、IL-6、IL-12、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α))和趋化因子的释放。这一系列事件能够将缺乏免疫细胞浸润的免疫学“冷”肿瘤,转化为充满免疫细胞的炎症性“热”肿瘤,这对于成功的免疫治疗至关重要。
OVs激活的适应性免疫反应,特别是T细胞反应,是实现长期癌症控制的关键。APCs摄取抗原后,迁移至次级淋巴器官,在那里与识别肿瘤抗原的T细胞相互作用并刺激其活化。OVs诱导的肿瘤裂解和产生的细胞因子环境增强了MHC I类和II类分子以及DCs表面的共刺激分子(如CD40, CD80, CD86)的表达,为T细胞活化提供了充分信号。一旦激活,抗肿瘤CD8+ T细胞能够以不依赖于OV的方式清除局部和远处的肿瘤,导致肿瘤消退。更重要的是,OVs有助于形成免疫记忆,使免疫系统能够在未来再次遇到相同肿瘤抗原时迅速做出反应。
增强溶瘤病毒活性的策略
为了提高OVs的治疗效果和特异性,研究人员采用了多种基因工程和联合策略。
OVs的“武装化”
基因工程技术允许将具有治疗价值的转基因插入OVs基因组中,使其成为递送治疗性物质的“特洛伊木马”。最常见的“武装”策略是让OVs表达免疫刺激因子,如细胞因子GM-CSF、IL-2、IL-12、IL-15、IFN-α/β/γ等。例如,GM-CSF能够募集和激活APCs,增强抗原呈递。临床批准的T-VEC(Talimogene Laherparepvec)就是一种表达GM-CSF的1型单纯疱疹病毒(HSV-1)。其他策略包括表达抗血管生成基因(如内皮抑素、血管抑素)以破坏肿瘤血管,表达前凋亡配体(如TRAIL)促进癌细胞凋亡,或表达自杀基因(如胸苷激酶(TK))以激活前体药物,实现更精准的杀伤。
克服肿瘤微环境屏障
肿瘤的物理和免疫抑制屏障是OVs有效扩散的主要障碍。OVs可以通过表达降解细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)的酶(如透明质酸酶、基质金属蛋白酶)来增强在肿瘤组织内的浸润和扩散。此外,通过“武装”OVs表达趋化因子(如CXCL11)或T细胞衔接器(Bispecific T Cell Engagers, BiTEs),可以主动招募T细胞到肿瘤部位,改善免疫细胞浸润。
溶瘤病毒的联合治疗
OVs单药疗法可能面临疗效不足的挑战,因此与其它癌症治疗方式的联合应用展现出巨大的潜力。
与免疫检查点抑制剂(ICIs)联合
这是目前最富前景的策略之一。OVs通过ICD将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤,为ICIs(如抗PD-1/PD-L1、抗CTLA-4抗体)发挥作用创造了有利条件。临床前和临床研究(如T-VEC联合ipilimumab或pembrolizumab治疗黑色素瘤)已证实这种组合能显著提高客观缓解率和生存期。更有创新性的策略是直接工程化OVs,使其在肿瘤局部表达ICI分子(如抗CTLA-4 scFv),从而实现肿瘤内高浓度、系统低毒性的治疗效果。
与化疗或放疗联合
传统疗法与OVs可产生协同效应。某些化疗药物(如环磷酰胺、吉西他滨)可以抑制机体对病毒的快速清除,为OVs复制争取时间。放疗不仅能直接杀伤肿瘤细胞,还能增强病毒的复制和扩散,并诱导额外的ICD。
与过继性T细胞疗法(如CAR-T)联合
OVs可以改造表达CD19等抗原,从而吸引和扩增靶向这些抗原的CAR-T细胞,这为OVs应用于实体瘤治疗提供了新思路。OVs还能通过表达IL-15等细胞因子来支持CAR-T细胞在TME中的持久性。
与靶向治疗联合
联合使用靶向特定信号通路(如MEK、JAK/STAT)的小分子抑制剂,可以抑制癌细胞的抗病毒反应,从而增强OVs的复制和溶瘤效果。
挑战与未来展望
尽管OVs前景广阔,但其临床转化仍面临挑战。有效的递送是一大难题,系统给药常因病毒被免疫系统快速清除、中和抗体以及肝脏扣押而受限。瘤内注射虽能避免部分问题,但不适用于转移性或难以触及的肿瘤。预存免疫力也会影响重复给药的疗效。此外,动物模型不能完全模拟人类肿瘤的复杂性,使得临床前数据预测价值有限。平衡OVs的溶瘤效应与激发的抗病毒免疫反应,以及管理联合疗法(尤其是与ICIs联用)可能增加的免疫相关不良事件,也是需要谨慎考虑的问题。
未来的发展方向包括:开发更先进的病毒工程技术以提高肿瘤靶向性和安全性;优化递送系统(如使用细胞载体、聚合物包被)以改善系统给药效果;寻找预测疗效的生物标志物以实现个性化治疗;以及设计更合理的联合治疗方案以最大化协同效应。
总之,溶瘤病毒疗法作为一种独特的癌症治疗平台,通过直接溶瘤和激发抗肿瘤免疫的双重作用机制,为克服当前免疫治疗的瓶颈提供了强大的武器。随着对病毒-肿瘤-免疫系统相互作用的深入理解和技术的不断进步,OVs有望在未来的癌症综合治疗格局中扮演越来越重要的角色。
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