一文詳解溶瘤病毒的治療機理

十九世紀末：一名患有白血病的42歲女子在一次疑似感染流感病毒後腫瘤忽然痊癒。

1912年：義大利醫生報導了一個晚期的宮頸癌患者在注射狂犬病疫苗後病情明顯緩解的案例。

以上幾個看似離奇的案例，為我們打開了腫瘤免疫的新思路，那就是「以毒攻毒」的溶瘤病毒。溶瘤病毒是天然的或經人工改造的能選擇性在腫瘤組織中複製，從而殺傷腫瘤細胞，但對正常組織無殺傷作用的一類病毒。除直接殺傷腫瘤細胞外，溶瘤病毒可參與到抗腫瘤免疫的多個階段，發揮其抗腫瘤活性。病毒可以誘導強力的免疫應答，增強機體的抗腫瘤反應。

重組病毒基因組改造技術逐漸成熟，大大提高了溶瘤病毒在腫瘤治療方面的效果、特異性和安全性，才有一小部分患者受益於「以毒攻毒」的病毒抗癌療法——溶瘤病毒療法（Oncolytic Therapy）。

1、病毒介導的腫瘤殺傷機制

（1）直接由病毒介導的細胞毒殺傷作用：病毒利用腫瘤細胞的能量、原料並以其為場所來實現自身增殖，一方面導致腫瘤細胞生長受阻，另一方面擴增出大量的子代病毒裂解細胞。此外，某些病毒如腺病毒可產生具有細胞毒性和溶瘤活性的物質，腺病毒E3區編碼的死亡蛋白可直接介導腫瘤細胞溶解。

（2）溶瘤病毒還可以通過破壞腫瘤血管系統的方式來達到間接殺傷腫瘤的目的。由於腫瘤的生長依賴腫瘤血管系統提供養料，因此，破壞腫瘤血管系統能夠有效地抑制腫瘤的生長。研究表明，溶瘤水泡性口炎病毒(Vesicular Stomatitis Virus,VSV）通過靜脈給藥的方式可以在體內直接感染並破壞腫瘤血管，而對正常血管沒有影響。

VSV 型溶瘤病毒特異性破壞腫瘤血管有利於病毒在腫瘤組織中擴散並進行複製，繼而將嗜中性粒細胞等免疫細胞招募到被病毒感染的腫瘤位點，啟動機體內由嗜中性粒細胞介導的炎症反應，從而導致腫瘤血管內微血栓的形成。腫瘤血管內的微血栓影響血管向腫瘤組織提供養料，最終導致腫瘤細胞增殖減緩並且誘導其凋亡，因此極大地加強了VSV 型溶瘤病毒的抗腫瘤活性。

2.抗腫瘤免疫反應機制

溶瘤病毒感染機體後造成的免疫反應可以概括為以下幾個方面:

（1）病毒對已經存在於腫瘤組織中的免疫細胞有強烈的刺激作用，能夠極大地改變腫瘤的微環境，使之從一個免疫抑制的環境變成免疫激活狀態，這是第一重殺傷;

（2）病毒感染的腫瘤細胞能夠表達一些所謂的「危險信號」( 如細胞因子等) ，這些「危險信號」可以誘導腫瘤外的免疫細胞大量浸潤到腫瘤內部，被激活的非特異性免疫細胞會殺傷和吞噬那些被感染卻未被殺傷的腫瘤細胞，這是第二重殺傷;

（3）被溶瘤病毒裂解的腫瘤細胞釋放大量腫瘤蛋白，可以被非特異性免疫細胞吞噬，而某些腫瘤特異性抗原可以被這些抗原呈遞細胞表達，並誘導T細胞攻擊未被感染的腫瘤細胞，這一過程與「腫瘤疫苗」相似，但發生在腫瘤組織內部，因此是「原位免疫」過程，最終誘導特異的 CD8+ T 細胞引起第三重腫瘤殺傷。

為了構建具有天然感染能力和免疫原性增加的病毒，可以通過剔除、插入或轉移外源基因的方法來滿足這些特性。許多後代的溶瘤病毒已被構建成既可表達外源基因的病毒，也可將病毒構建成為具有產生特殊細胞因子能力的病毒( 如人腫瘤壞死因子、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子、白細胞介素 7、白細胞介素 12、幹擾素 β 等) ，甚至可以加強宿主對病毒感染後的反應。這種讓病毒表達外源基因的方法就如同「武裝」溶瘤病毒，可增強病毒的細胞裂解能力。

分 類

溶瘤病毒按發展歷程大致可分為4 種類型：

（1）野生型病毒株或自然減毒株，如新城疫病毒、柯薩奇病毒和呼腸孤病毒等；

（2）基因工程選擇性減毒株，主要是刪除病毒某些關鍵基因而實現病毒複製的腫瘤選擇性，如ONYX-015、G207 等；

（3）基因加載型病毒株，主要是在前述兩種溶瘤病毒基礎上加載外源治療基因，如加載粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony stimulating factor, GM-CSF) 的JX-594 和T-VEC 等；

（4）轉錄靶向型病毒株，即在病毒必需基因前插入組織或腫瘤特異性啟動子來控制溶瘤病毒在腫瘤細胞內複製，如G92A 等。

給藥途徑

（1）口服給藥

口服的病毒疫苗可以用在脊髓灰質炎病毒、輪狀病毒、狂犬病毒、傷寒病毒等，但口服途徑產生的免疫弱於腸外途徑，許多病毒由於胃腸道的pH 和多種酶作用而不活躍; 其他一些經過胃腸道自然傳播的病原，可能不經意間通過糞口途徑或氣溶膠進行傳播，從而產生了附加的安全問題。

（2）靜脈給藥

靜脈途徑是另一種方便的給藥途徑，也是目前研究主攻的方向之一。但靜脈給藥還有一些難題需要克服，例如與其他藥物一樣，血管內用藥是不具有特異性的；先前存在的免疫所產生的抗體會中和未到達靶點的病毒粒子，使其作用減低，因此需要通過加大劑量來提高到達目的部位的病毒濃度，但這可能增加機體的炎症反應。

（3）放射介入給藥

放射介入給藥比較好的兩個途徑是動脈用藥和腫瘤部位用藥。其他可能途徑還有門靜脈用藥、膽囊內用藥、胸腹膜用藥等。動脈內途徑就如同化學栓塞和放射性栓塞一樣有很多優點，病毒可以選擇性被運達靶細胞，藥物停留的時間與栓塞材料和擴張球囊有關，且由於血液和靶器官體積有限，這種方法可以有效避免循環中的抗體中和與非靶向作用。腫瘤部位用藥將病毒直接注射到腫瘤組織，在組織內部級聯放大。這種方法在分布方面不容易控制和監控，即使應用超聲、CT、磁共振定位注射也並非完全沒有風險，而且價格昂貴，尤其對於需要多次治療的患者，最終會影響此方法的商業發展和臨床應用。

（4）體細胞作為載體給藥

另一種病毒轉入人體的方法還未應用於臨床試驗，但已經被關注很長時間，即運用患者體內細胞充當病毒載體。這種轉入策略就是運用一種天生具有腫瘤趨向性的自體細胞充當病毒載體，特別是免疫細胞，期待通過這種間接體內治療方法感染的細胞攜帶溶瘤病毒到達遠處惡性腫瘤部位。這種方法也被稱為「特洛伊木馬」策略，此方法在許多動物模型中已經證實有效。許多細胞已成為病毒載體的候選者，但還有待進一步實驗去證實。在臨床試驗前期發現，自體脂肪來源的間葉組織幹細胞可以充當病毒載體，並通過了FDA認證，最早在 2014 年進行卵巢癌的臨床試驗。