時(shí)間：2022-08-17 熱度：

 

溶瘤病毒（OV）介導(dǎo)的基因治療是一種重要的新興癌癥治療策略_[1]，研究表明，OVs感染的癌細(xì)胞會(huì)分泌大量細(xì)胞因子，而被裂解的腫瘤細(xì)胞會(huì)釋放多種腫瘤相關(guān)抗原。溶瘤病毒治療不僅可以觸發(fā)免疫應(yīng)答，而且可以改變腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)化療和放療的效果，提高免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療和免疫細(xì)胞治療的療效_[2]。

溶瘤腺病毒（OAVs）作為攜帶抗癌基因的載體，可以在癌細(xì)胞內(nèi)嚴(yán)格啟動(dòng)病毒復(fù)制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高拷貝擴(kuò)增和高效表達(dá)抗癌基因，從而實(shí)現(xiàn)病毒復(fù)制溶瘤和基因表達(dá)抑瘤的雙重抑癌作用而不影響正常細(xì)胞。然而，OAV的靶向腫瘤特異性和抗癌作用在實(shí)踐中尚未達(dá)到預(yù)期，單獨(dú)使用OVs治療的臨床結(jié)果仍不能令人滿意。

 

近期，海軍軍醫(yī)大學(xué)蘇長青團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院欽倫秀團(tuán)隊(duì)合作在Journal for ImmunoTherapy of Cancer雜志上發(fā)表題為Triple-serotype chimeric oncolytic adenovirus exerts multiple synergistic mechanisms against solid tumors的研究論文，蘇英晗博士和黎江博士為該文共同一作。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)具有多種協(xié)同抗癌活性的嵌合OAV（OncoViron），文章詳細(xì)闡述了三血清型嵌合溶瘤腺病毒對(duì)實(shí)體腫瘤發(fā)揮多種協(xié)同機(jī)制_[3]。

OncoViron是一款多重機(jī)制協(xié)同和增效免疫治療的嵌合型廣譜溶瘤腺病毒，具有三重腫瘤靶向調(diào)控機(jī)制、三個(gè)病毒結(jié)構(gòu)基因改造、三種血清型腺病毒嵌合、三類抗癌免疫基因裝載的特點(diǎn)。OncoViron優(yōu)勢(shì):(1)針對(duì)癌細(xì)胞的病毒復(fù)制在轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平上都有精確的調(diào)控;(2)多個(gè)病毒結(jié)構(gòu)蛋白的固有抗癌活性被激活;(3)感染癌細(xì)胞的能力增強(qiáng)，保證病毒本身不被已有的中和抗體攔截及肝細(xì)胞吸附;(4)武裝三種抗癌免疫調(diào)節(jié)基因，增強(qiáng)殺死癌細(xì)胞的效果。
 

 

結(jié)果

01  OncoViron具有較高的腫瘤選擇性復(fù)制活性

 

研究人員設(shè)計(jì)的OncoViron選擇腫瘤特異性啟動(dòng)子對(duì)腫瘤細(xì)胞選擇性復(fù)制，ODD元件作為基因開關(guān)在翻譯水平上限制正常細(xì)胞中的病毒復(fù)制。Ad5/Ad11纖毛嵌合病毒Ad5SVPF11及所有攜帶單、雙或三種細(xì)胞因子的病毒均能在各種實(shí)體腫瘤細(xì)胞中高拷貝復(fù)制。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，OncoViron在包括肝癌、乳腺癌、膽囊癌、肺癌等多數(shù)實(shí)體瘤細(xì)胞系中呈高拷貝增殖，而在正常細(xì)胞系中增殖活性較低 (圖1)。

 

圖1 OncoViron腫瘤細(xì)胞特異性的增殖復(fù)制

02  纖毛Ad5F11與六鄰體Ad5H48的嵌合增強(qiáng)OncoViron的感染性

 

柯薩奇病毒腺病毒受體(CAR)是Ad5的受體，對(duì)缺乏CAR的骨髓造血細(xì)胞、造血干細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、部分腫瘤細(xì)胞尤其是腫瘤干細(xì)胞等感染效率很低。B組腺病毒則主要識(shí)別一種廣泛表達(dá)的補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白CD46。采用B組腺病毒的纖毛蛋白(fiber knob)替代Ad5纖毛蛋白，Ad5纖毛與Ad11纖毛嵌合形成嵌合纖毛蛋白Ad5F11來構(gòu)建嵌合病毒，使之增加識(shí)別CD46受體的能力，有利于提高病毒對(duì)腫瘤細(xì)胞感染效率。

 

流式細(xì)胞術(shù)(FCM)發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)癌細(xì)胞株中，CD46的表達(dá)水平高于CAR(圖2A)，而Ad5F11嵌合病毒Ad5SVPF11H48-DsRed在大多數(shù)癌細(xì)胞株中的感染性明顯強(qiáng)于Ad5纖毛病毒Ad5SVPH48-EGFP。Ad5F11嵌合顯著增強(qiáng)了OAV在大多數(shù)癌細(xì)胞中的感染能力。

 

Ad5在自然界存在較廣，大多數(shù)人已被感染并產(chǎn)生了中和抗體，能夠攔截相同血清型的病毒，研究人員將腺病毒外殼蛋白Hexon的高變區(qū)(HVR)與稀有血清型如Ad48腺病毒的Hexon相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行嵌合，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明Ad5H48嵌合使OncoViron能逃避已有的免疫中和抗體的攔截，肝細(xì)胞對(duì)OncoViron的粘附和感染也顯著減少（圖2）。

 

圖2 纖毛Ad5F11與六鄰體Ad5H48嵌合增強(qiáng)OncoViron的感染性

 

03  OncoViron介導(dǎo)抗癌細(xì)胞因子的高表達(dá)且影響腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜

 

研究人員以MOI＝5pfu/cell的感染強(qiáng)度加入OncoViron進(jìn)行細(xì)胞感染，繼續(xù)培養(yǎng)24h、48h、72h后，收集上清，通過ELISA方法檢測(cè)IL?12、IFN?γ、CCL5基因蛋白表達(dá)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，OncoViron能夠介導(dǎo)IFN?γ、IL?12、CCL5蛋白高效表達(dá)，并且隨時(shí)間延長表達(dá)量逐漸增高。

 

進(jìn)一步研究OncoViron對(duì)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜的影響，發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)基因(DEGs)主要富集于細(xì)胞過程的局灶黏附和吞噬體的功能，以及PI3K-Akt、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用和MAPK通路（圖3）。

 

圖3 OncoViron介導(dǎo)抗癌細(xì)胞因子的高表達(dá)且影響細(xì)胞轉(zhuǎn)錄譜

 

04  OncoViron誘導(dǎo)腫瘤選擇性殺傷活性

 

實(shí)時(shí)細(xì)胞分析表明OncoViron對(duì)各種實(shí)體腫瘤細(xì)胞系均有顯著的細(xì)胞毒作用，且呈劑量效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)關(guān)系。在大多數(shù)癌細(xì)胞系中，三種血清型腺病毒嵌合的OncoViron比兩種血清型腺病毒嵌合的Ad5SVPF11-C3表現(xiàn)出更強(qiáng)的溶瘤活性（圖4）。

 

05  OncoViron在腫瘤動(dòng)物模型中發(fā)揮抗癌作用

 

OncoViron對(duì)多種實(shí)體腫瘤具有良好的抗癌活性，通過對(duì)小鼠移植瘤模型瘤內(nèi)注射實(shí)驗(yàn)表明，OncoViron治療不僅腫瘤細(xì)胞增殖活性下降，而且浸潤免疫細(xì)胞數(shù)量增加，表明腫瘤免疫微環(huán)境發(fā)生了明顯改變（圖5）。

 

圖5 OncoViron在腫瘤模型中發(fā)揮抗癌作用

06  OncoViron聯(lián)合免疫治療可協(xié)同抑制腫瘤生長

 

研究人員用C57-hPD1人源化小鼠接種結(jié)腸癌細(xì)胞MC38，構(gòu)建移植瘤模型檢測(cè)PD-1抗體，單藥和聯(lián)合用藥動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)OncoViron與PD-1抑制劑Keytruda聯(lián)合用藥具有協(xié)同增效的作用。免疫組化顯示，在OncoViron分布和表達(dá)mE1a的同一區(qū)域，腫瘤組織大面積壞死，伴有淋巴細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DCs)、成纖維細(xì)胞聚集，形成TME中的第三淋巴樣結(jié)構(gòu)，對(duì)癌細(xì)胞起到原位協(xié)同殺傷作用，從而增強(qiáng)免疫治療的療效（圖6）。

 

圖6 OncoViron聯(lián)合PD-1抗體對(duì)移植瘤模型具有協(xié)同抗癌作用

 

作者進(jìn)一步構(gòu)建CAR?T細(xì)胞，同時(shí)構(gòu)建不同腫瘤動(dòng)物模型進(jìn)行單藥和聯(lián)合用藥治療，結(jié)果表明OncoViron確實(shí)能夠促進(jìn)CAR-T細(xì)胞的增殖和浸潤，形成一種協(xié)同機(jī)制，顯著提高治療效果（圖7）。

 

圖7 OncoViron聯(lián)合CAR–T對(duì)移植瘤模型具有協(xié)同抗癌作用

 

結(jié)論

 本文研究發(fā)現(xiàn)OncoViron的選擇性復(fù)制介導(dǎo)抗癌因子的高表達(dá)，特異性靶向多種實(shí)體腫瘤，顯著抑制癌細(xì)胞增殖。在免疫缺陷小鼠、免疫增強(qiáng)小鼠和人源化小鼠的多種植入實(shí)體腫瘤模型上，OncoViron自身以及與程序性死亡1 (PD-1)抗體和嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞聯(lián)合顯示了巨大的抗癌作用。OncoViron顯著改變了受感染癌細(xì)胞的基因表達(dá)譜，不僅招募大量淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境(TME)，并激活免疫細(xì)胞，特別是T細(xì)胞，且誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M1極化并促進(jìn)更多免疫細(xì)胞因子的釋放，從而重塑TME以配合PD-1抗體或CAR-T治療。嵌合OncoViron是一種新型廣譜抗癌產(chǎn)品，具有多種協(xié)同和增強(qiáng)免疫治療機(jī)制，為聯(lián)合免疫治療實(shí)體腫瘤創(chuàng)造了良好的機(jī)會(huì)。   


九游會(huì)j9生物有幸為本研究提供病毒包裝服務(wù)，用實(shí)際行動(dòng)助力腫瘤研究！

參考文獻(xiàn)：

[1] Heidbuechel JPW, Engeland CE. Oncolytic viruses encoding bispecific T cell engagers:a blueprint for emerging immunovirotherapies.J Hematol Oncol 2021;14:63.

[2] Nishio N, Dotti G. Oncolytic virus expressing RANTES and IL-15 enhances function of CAR-modified T cells in solid tumors. Oncoimmunology 2015;4:e988098.

[3] Yinghan Su, Jiang Li.,et al. Triple-serotype chimeric oncolytic adenovirus exerts multiple synergistic mechanisms against solid tumors.J Immunother Cancer.2022 May;10(5):e004691.doi: 10.1136/jitc-2022-004691.