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注:本文禁止转载。彭雷
一、病毒治疗肿瘤背景介绍
(一)溶瘤病毒定义:
溶瘤病毒是指能选择性感染肿瘤细胞并在靶细胞内复制,最终导致肿瘤细胞裂解和死亡的一类病毒。这类病毒依靠其本身的特异性在肿瘤细胞中复制来裂解肿瘤细胞,细胞裂解后释放出来的病毒又可以进一步感染周围的肿瘤细胞,同时对正常细胞和组织则没有破坏作用,或影响较小。
(二)溶瘤病毒给药方式:
溶瘤病毒通常以瘤内直接注射的方式给药,这是由于静脉注射的病毒往往会被机体的免疫系统排除殆尽。
(三)溶瘤病毒分类:
溶瘤病毒一般分为2 类:一类为野生型病毒和自然变异的弱毒病毒株,这类病毒天然就对某些肿瘤细胞有亲和力,如呼肠孤病毒、新城疫病毒以及自主复制的细小病毒等,这些病毒能够在某些肿瘤细胞中繁殖并裂解细胞,具有天然的特异性溶瘤活性;另一类是对病毒基因组进行改造后,只能在肿瘤细胞内复制的病毒。目前人们已经通过基因工程方法改造了腺病毒、单纯疱疹病毒、流感病毒和人牛痘病毒等。
(四)溶瘤病毒作用机制:
病毒进入肿瘤细胞后即可导致肿瘤细胞的裂解,可能的作用机制有:(1)直接裂解:病毒在肿瘤细胞内大量复制、包装及释放而导致肿瘤细胞破裂,释放的子代病毒又感染邻近的肿瘤细胞。(2)病毒蛋白的直接细胞毒作用:如腺病毒产生的死亡蛋白和晚期蛋白都能有效地介导肿瘤细胞裂解。(3)产生抗肿瘤免疫反应:一方面,病毒可通过增强肿瘤细胞对多种细胞因子的敏感性而起到杀瘤作用,如腺病毒通过在感染的肿瘤细胞内复制和表达E1A蛋白,增强肿瘤坏死因子所介导的杀瘤作用;另一方面当肿瘤细胞被病毒感染后,肿瘤细胞表面的病毒抗原与主要组织相容性复合体Ⅰ类抗原形成复合物,很容易被细胞毒性T淋巴细胞所识别,从而介导对病毒感染的肿瘤细胞的特异性攻击。(4)增强肿瘤细胞对放化疗的敏感性:腺病毒E 1A 基因表达的产物就是一种强有力的化学增敏剂,在肿瘤细胞中E1A 基因的表达产物可诱导p53蛋白的高水平表达,并以此增强化疗和放疗对DNA的损伤作用。(5)外源基因的表达:将具有治疗作用的外源基因插入到病毒基因组中,然后再让重组病毒感染肿瘤细胞并表达所插入的外源基因,从而发挥抗肿瘤作用。
二、溶瘤病毒抗肿瘤应用现状
(一)新城疫病毒:
新城疫病毒可以特异地杀伤肿瘤细胞,而对正常细胞没有伤害,目前在临床实验中认为是安全、有效的溶瘤试剂。随着近年来反向遗传操作技术的日趋成熟,该技术开始应用到新城疫病毒溶瘤效果的优化方面,通过改造新城疫病毒的F 基因,及表达重组粒细胞巨噬细胞集落刺激因子,干扰素- γ ,白细胞介素-2 和肿瘤坏死因子- α 等肿瘤杀伤因子,使该病毒具备更加优越的肿瘤杀伤能力,成为肿瘤治疗领域一个新兴的亮点,为癌症的临床治疗提供了崭新的前景。
(二)溶瘤腺病毒:
2005年,我国SFDA批准了世界上第一个溶瘤病毒 ( 一种EIB删除的溶瘤腺病毒) 用于肿患者的治疗,极大地推动了国内外溶瘤病毒临床化应用的研究。
文献报道了至少有25种以溶瘤病毒( 其中不少于10种溶瘤腺病毒) 开展了床试验研究。溶瘤腺病毒作为一种载体,输送免疫调节基因或治疗性基因,通过增强抗肿瘤免疫,或引起肿瘤细胞凋亡、自杀等产生协同抗肿瘤效应。
溶瘤腺病毒临床试验涉及到多种实体瘤,显示其临床应用是安全的,毒性作用轻至中度,患者能很好耐受,但有明确客观抗肿瘤反应的临床病例较少见,联合诸如化放疗等治疗方法有助于提高临床效果,未来的方向应强化溶瘤腺病毒免疫学相关机制的研究,突破妨碍溶瘤腺病毒研究的一些技术性瓶颈。优化细胞载体提高溶瘤腺病毒远处传递的靶向性,以及寻找更具潜能的肿瘤干细胞作为靶点。此外,需要扩大临床试验的研究范围和加强与其他治疗方式特别是免疫治疗联合应用的研究。
(三)单纯疱疹病毒(HSV) 研究现状:
单纯疱疹病毒(HSV) 是首个被应用于治疗肿瘤的病毒。该病毒基因组易于操作,并可以携带外源性基因。此外,许多研究表明, HSV 联合放疗或化疗可以产生协同杀伤作用。HSV可以特异性转染多种肿瘤细胞, 并能大量复制;病毒颗粒可以穿透肿瘤细胞;HSV基因组易于操作,可以插入多种外源性基因;抗HSV药物可以根据需要终止病毒复制.
单纯疱疹病毒(HSV) 在临床上应用较为广泛, 人们对许多病毒亚型进行了基础与临床研究。溶瘤病毒联合放疗或化疗对肿瘤细胞有协同杀伤作用,但具体机制不明。用单纯疱疹病毒携带有治疗作用的基因是一种有前景的治疗方案, 可作为传统治疗方案的补充。单纯疱疹病毒作为有效的基因病毒载体,可以成功携带不同免疫调节分子。该方法值得进一步研究,以期向临床应用转化。
三、溶瘤病毒药物开发进展
(一)国内进展
上药集团旗下上海三维生物:2005年11月,中国国家食品药品监督管理局(SFDA)己经批准了具有溶瘤作用的重组人5型腺病毒(H101,国药准字S20060027 上海三维生物技术有限公司)与化疗结合治疗难治性晚期鼻咽癌。
公司主要发展H100系列生物基因工程腺病毒用于肿瘤治疗,已成功开发三个具有自主知识产权的基因工程腺病毒治疗肿瘤的药物:H101、H102、和H103。H103(溶瘤性重组腺病毒注射液)已完成I期临床试验阶段。H102还处在临床前研究阶段。
H101(商品名:安柯瑞)已于2006年7月正式上市销售,成为世界上第一个由官方机构正式批准的抗肿瘤溶瘤病毒新药。本品与化疗药物同步使用,直接瘤内注射,每日1次,连续5天,21天为1个周期,最多不超过5个周期。
目前临床阶段产品有4家,其中一家技术来自上海三维生物,一家技术来自美国进口。
杭州一元生物技术有限公司:重组人葡萄糖激酶腺病毒注射液,于今年递交申请。该公司技术来自上海三维生物。
成都康弘生物科技有限公司:特异性溶瘤重组腺病毒注射液;2009年获临床批件。
北京阿克赛诺医药研发咨询有限公司:溶瘤性重组单纯疱疹病毒注射液,2010年获得临床批件。
成都法玛基因科技有限公司:特异性溶瘤重组腺病毒注射液 05年获得临床批件。
(二)国外进展
2011年1月, 专注于溶瘤病毒药物开发的 BioVex Inc被国际制药巨头 Amgen 以 1 亿美元的价格收购,而Amgen看中的就是他们正在临床III期的talimogene laherparepvec这一溶瘤病毒抗癌药物.
这一药物已经在2013年3月完成了III期临床,正在由美国FDA审核批准。它采用的就是HSV-1病毒。它与Cisplatin(顺铂)化疗方法一起治疗肿瘤。
Reolysin,是由 Oncolytics Biotech公司开发,正在临床 III期。也是与化疗联合治疗头颈癌。
JX-594,由Jennerex公司开发,正在临床 II期,治疗肾癌。
Seneca Valley virus (NTX-010)正在临床II 期,治疗小细胞肺癌。
SEPREHVIR (HSV-1716), 由 Virttu Biologics公司开发,刚完成临床I期。
CGTG-102 (Ad5/3-D24-GMCSF),由Oncos Therapeutics公司开发虽然也在临床I期,但已经在医院完成了200余病例的治疗。
GL-ONC1,由Genelux公司开发,也在临床I期。
Cavatak 在临床 II 期,治疗恶性肿瘤。
四、病毒抗肿瘤存在问题和前景
溶瘤病毒的基因治疗将为恶性肿瘤治疗获得突破性进展带来希望,但目前仍有许多问题待解决, 主要是: 尽管在单层细胞培养里病毒迅速增殖,但在人体内特别是有免疫力的宿主实体瘤里增殖是受限的;‚人体内组织纤维化、坏死区、肿瘤细胞与正常细胞混合存在并相互影响以及病毒在目标肿瘤细胞上受体表达不充分等均限制了病毒的扩散最终降低疗效;ƒ体内免疫应答影响病毒在体内复制及扩散;④尽管腺病毒及HSV在鼠体内经静脉注射可见到抗瘤效果, 但应用于人体时它们不能被充分运送到远处转移病灶也是影响疗效的因素。
一方面,不同的溶瘤病毒对不同的癌症有着不同的治疗效果,其临床疗效仍需要进一步评价。对于晚期肿瘤和恶性肿瘤,因为是全身性疾病,会迅速转移,发病进展快,即使是溶瘤病毒,治疗效果仍然有限。虽然我国最先上市了溶瘤病毒抗癌药物,由于其适应症仅治疗鼻咽癌,市场仍未打开。
另一方面,溶瘤病毒的安全性需进行更全面的研究, 特别是体内分布和感染、免疫系统的反应、病毒变异和传染性等; 需在保证安全的前提下, 研制溶瘤效率更高的病毒。
随着病毒抗细胞防御机制的阐明,溶瘤病毒抗肿瘤特异性的增加以及毒性作用的减低,以及联合应用各种基因治疗方法, 溶瘤病毒治疗肿瘤将发展成为前景广阔的抗肿瘤策略。
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