表达IFN-γ的甲病毒复制子通过重塑巨噬细胞抑制增强癌症病毒治疗疗效

本研究针对肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)限制抗癌病毒疗法疗效的难题，通过计算模型预测并实验验证了表达IFN-γ的甲病毒复制子(rSFV-IFN-γ)可克服巨噬细胞介导的抑制作用。研究人员发现巨噬细胞以频率依赖性方式限制病毒肿瘤感染，但rSFV-IFN-γ能激活T细胞并重编程巨噬细胞向促炎表型转化，显著增强抗肿瘤免疫应答。该研究为巨噬细胞富集肿瘤的病毒免疫治疗提供了创新策略，具有重要转化价值。

　　

在癌症免疫治疗领域，病毒治疗作为一种新兴策略，利用病毒特异性感染并裂解肿瘤细胞，同时激发抗肿瘤免疫反应。然而，肿瘤微环境中大量存在的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)却成为病毒治疗的主要障碍。这些巨噬细胞不仅吞噬病毒颗粒，限制病毒对肿瘤细胞的感染，还通过免疫抑制机制抑制T细胞功能，导致治疗效果大打折扣。特别是在巨噬细胞富集的肿瘤中，如胰腺癌和宫颈癌，病毒治疗的疗效往往不尽如人意。

面对这一挑战，研究人员开始探索如何设计更智能的病毒载体，既能有效感染肿瘤细胞，又能克服巨噬细胞设置的屏障。《iScience》最新发表的研究通过计算模型与实验验证相结合的方法，开发了一种表达干扰素γ(IFN-γ)的甲病毒(Semliki Forest virus, SFV)复制子，系统研究了其在巨噬细胞存在的肿瘤微环境中的治疗潜力。

为了开展这项研究，团队采用了多种关键技术方法：通过计算模型预测病毒治疗效果；利用人源肿瘤-免疫共培养系统（包括二维单层和三维球体培养）评估病毒感染和免疫应答；使用流式细胞术分析免疫细胞活化状态；通过癌症基因组图谱(TCGA)数据分析IFN-γ信号与免疫细胞浸润的相关性；并在小鼠胰腺癌模型中验证治疗效

Effect of macrophage frequency and phenotype on rSFV-mediated tumor infection

研究人员首先验证了巨噬细胞对病毒感染的抑制作用。研究发现，尽管甲病毒复制子不能在巨噬细胞中复制表达，但巨噬细胞的存在确实以频率依赖的方式限制了病毒对肿瘤细胞的感染。这种抑制作用与巨噬细胞的表型无关，无论是未极化(M_naive)、经典激活(M_LPS+IFNγ或M1样)还是替代激活(M_IL4或M2样)的巨噬细胞，都表现出相似的病毒抑制效果。

Model predictions regarding the effectiveness of immunogenic rSFV therapy

通过计算模型，研究人员预测了表达免疫信号的rSFV治疗效果。模型显示，即使只有30%的肿瘤细胞被初始感染，也能产生足够的免疫信号来促进肿瘤清除。重要的是，治疗效果主要取决于产生免疫信号的感染细胞比例，而不是巨噬细胞频率。这为设计表达免疫刺激因子的病毒载体提供了理论依据。

The association between IFN-γ and macrophage-T cell activation

研究人员通过分析TCGA数据发现，肿瘤组织中的IFN-γ特征与经典激活的促炎巨噬细胞(M_class或M1样)呈正相关，而与替代激活的免疫抑制巨噬细胞(M_alter或M2样)呈负相关。同时，IFN-γ特征还与细胞毒性CD8⁺ T细胞频率正相关，揭示了IFN-γ在连接巨噬细胞极化和T细胞激活中的关键作用。

T cell activation by rSFV in the presence of macrophages

在肿瘤-免疫共培养实验中，rSFV-IFN-γ处理显著激活了CD4⁺和CD8⁺ T细胞，这种激活作用不受巨噬细胞存在、频率或表型的影响。有趣的是，在球体共培养系统中，随着巨噬细胞频率的增加，rSFV-IFN-γ引起的T细胞激活反而增强，表明病毒编码的IFN-γ能够克服巨噬细胞的免疫抑制作用。

Multimodal activation of macrophages by rSFV-IFN-γ

研究发现rSFV-IFN-γ能通过多种方式激活巨噬细胞。病毒颗粒本身可直接刺激巨噬细胞上调共刺激分子CD80和CD86的表达；而感染细胞表达的IFN-γ则进一步促进巨噬细胞向促炎表型极化，同时下调免疫抑制标志物CD206的表达。这种双重激活机制显著增强了巨噬细胞的抗原呈递功能和T细胞刺激能力。

Assessing the in vivo efficacy of rSFV-IFN-γ

在小鼠胰腺癌模型中，瘤内注射rSFV-IFN-γ显著延缓了肿瘤生长。流式细胞分析显示，治疗组肿瘤中促肿瘤的CD206⁺巨噬细胞减少，而抗肿瘤的MHCII⁺巨噬细胞增加。同时，NK细胞和CD8⁺ T细胞浸润增加，且表达更高的活化标志物(CD69、CD44和PD-1)。这些变化在脾脏中也观察到，表明治疗产生了系统性免疫反应。

研究结论表明，表达IFN-γ的甲病毒复制子能有效克服巨噬细胞介导的病毒治疗障碍，通过直接感染肿瘤细胞并表达IFN-γ，协同激活T细胞和重编程巨噬细胞，重塑肿瘤免疫微环境，从而增强抗肿瘤免疫应答。这一策略为巨噬细胞富集肿瘤的病毒免疫治疗提供了新思路，具有重要的临床转化价值。

研究的创新性在于将计算模型预测与实验验证相结合，系统阐述了巨噬细胞在病毒治疗中的双重角色（既是屏障又是免疫调节者），并提出了通过病毒编码免疫刺激因子来克服这种限制的有效策略。这些发现不仅丰富了我们对病毒-免疫系统相互作用的理解，也为开发更有效的癌症免疫治疗方法提供了重要参考。