呼肠孤病毒抗肿瘤作用的研究进展

韦舒文，李佩佩，周艾玲，苏洁丽，吕湘桦，周 崇，黄 莉

（广西中医药大学，广西 南宁 530200）

近年来，全世界的癌症发病率和死亡率迅速上升，癌症已成为大多数地区人群的主要死因，也给世界各国人民带来沉重的经济负担。作为一种新兴的肿瘤治疗手段，溶瘤病毒以其独有的靶向杀伤肿瘤而不破坏正常组织的作用特性成为当今医学研究的热点，并广泛应用于临床试验［1］。其中，野生型或改造后的呼肠孤病毒是一种溶瘤病毒，可靶向在肿瘤细胞中大量复制增殖，还可通过激活Ras 信号通路，诱导肿瘤细胞凋亡和自噬等，来实现其对肿瘤细胞的溶瘤作用［2-3］。呼肠孤病毒已被证实对多种肿瘤细胞具有溶瘤效应，并已应用于多项临床试验。临床试验证实单独给予呼肠孤病毒治疗肿瘤效果不佳，目前多采取联合用药以增强呼肠孤病毒的治疗效果。现将近年来呼肠孤病毒抗肿瘤作用相关研究文献综述如下。

1 呼肠孤病毒的抗肿瘤作用机制

呼肠孤病毒属于呼肠孤病毒科正呼肠孤病毒属，是一种无包膜的双链RNA 病毒，在20 世纪60 年代首次被发现，广泛存在于人体的呼吸道和消化道中。人体感染呼肠孤病毒后大多不出现症状，或仅表现为轻微的流感样症状、头痛和腹泻［4］。鉴于其引起的不明显临床症状和靶向肿瘤细胞的特性，呼肠孤病毒可作为理想的候选溶瘤病毒，用于免疫系统正常和免疫失调的肿瘤患者的病毒治疗。目前，呼肠孤病毒T3D 毒株已开展许多肿瘤的Ⅰ期、Ⅱ期临床试验［5-7］。

1.1 直接裂解肿瘤细胞的细胞毒杀作用 作为呼肠孤病毒最重要的溶瘤效应，其可利用大多数肿瘤细胞的突变特征，靶向性地在肿瘤细胞内大量复制增殖，造成细胞凋亡、坏死或自噬，最终导致肿瘤细胞裂解。研究表明，呼肠孤病毒对肿瘤的靶向作用与Ras 信号通路有密切关系。Ras 是一种在肿瘤细胞中高表达的原癌基因，可以调控细胞的增殖凋亡，在细胞信号传导通路发挥着重要作用。呼肠孤病毒可通过激活肿瘤细胞Ras 信号通路或者高表达在细胞应答中起重要作用的上皮生长因子受体，靶向性地在肿瘤细胞中增殖感染［8］。在一些肿瘤细胞上，Ras 基因往往会发生突变或者过度表达，这时Ras 通过激活磷脂酶，抑制对病毒有拮抗作用的蛋白质激酶表达［9-10］。由于肿瘤细胞对病毒的拮抗作用下降，病毒能够在肿瘤细胞中大量增殖感染，引起溶瘤。Ras还能够通过增强病毒脱膜、颗粒感染性和凋亡依赖性释放来介导呼肠孤病毒溶瘤［11］。Ras/Ral⁃GEF/p38 通路可促进呼肠孤病毒在肿瘤细胞中的复制［12］。尽管Ras 信号有利于呼肠孤病毒的溶瘤活性，研究表明呼肠孤病毒也可通过Ras 非依赖性信号通路杀死肿瘤细胞，而有些缺乏Ras 信号激活的肿瘤细胞也对呼肠孤病毒的溶瘤作用异常敏感［13-14］。这可能是由于肿瘤细胞不同于正常细胞的代谢变化，突变缺失了相关的通路和蛋白，导致其更易被溶瘤病毒感染，为呼肠孤病毒在肿瘤细胞中的复制和肿瘤细胞裂解清除提供更适宜的细胞微环境。呼肠孤病毒对肿瘤细胞的靶向感染也与病毒蛋白入胞受体JAM-A（重组人连接黏附分子A）在细胞表面的表达有关，但并不是所有肿瘤细胞的感染都依赖于JAM-A 受体［15］。以上研究成果表明肿瘤细胞对呼肠孤病毒感染敏感性的分子物质基础是复杂的，涉及病毒复制周期的诸多环节。此外，呼肠孤病毒还可以通过旁杀效应达到裂解肿瘤细胞，进一步感染周围未感染的肿瘤细胞，引发新一轮的增殖裂解，进而清除更多的肿瘤细胞，产生级联作用，起到有效的抗癌作用。

1.2 诱导机体产生抗肿瘤免疫反应 呼肠孤病毒的溶瘤效应除了表现在具有直接裂解潜能外，还可以诱导机体产生固有免疫应答和特异性免疫应答。当呼肠孤病毒进入机体后，被视为外来抗原，刺激肿瘤微环境中现有的免疫细胞，诱导其产生天然免疫应答。在肿瘤细胞中，机体天然免疫环境的改变会增强恶性肿瘤对病毒感染的敏感性。Ras 信号激活后，可阻碍机体的天然免疫应答，以利于病毒对肿瘤细胞的感染，启动PI3K 和Raf/MEK/ERK 信号通路，进而抑制IFN-Ⅰ（Ⅰ型干扰素）反应［16］。在肿瘤细胞中，MEK/ERK的激活会引起IFN-I产生下降，反馈抑制RIG-I 信号通路，从而增强肿瘤细胞对呼肠孤病毒感染的敏感性［17］。当肿瘤细胞被呼肠孤病毒裂解后，会释放大量的肿瘤相关抗原至肿瘤微环境中，使机体的免疫系统对肿瘤抗原产生识别，抗原提呈细胞诱导T 细胞对未被感染的肿瘤细胞进行清除，从而激活由CTLs（细胞毒T 细胞）介导的特异性抗肿瘤免疫反应。值得关注的是，在病毒引起的肝癌细胞中，呼肠孤病毒可诱导产生IFN-Ⅰ的高水平表达，抑制乙肝病毒和丙肝病毒的复制，并减小肿瘤体积，发挥抗肿瘤效应［18］。瘤内注射呼肠孤病毒，可降低肿瘤的转移率，同时，还能诱导机体产生炎性细胞因子及趋化因子聚集，诱导CD8+T 细胞应答。将呼肠孤病毒感染的肿瘤细胞和人树突状细胞共培养发现，人树突状细胞发育成熟，分泌细胞因子，可促进NK 细胞的迁移，逆转体内的肿瘤微环境，进一步诱导机体的抗肿瘤免疫应答［19］。

2 呼肠孤病毒治疗肿瘤的临床应用

2.1 与放疗化疗的联合应用 呼肠孤病毒联合放疗化疗手段治疗癌症时，既可以靶向攻击肿瘤细胞，增强其对化疗药物的敏感性，提高化疗药物的效果，减少药物的使用剂量和副作用，又可以激活机体免疫细胞，增加抗肿瘤的靶向效应。将呼肠孤病毒联合顺铂等化疗药物治疗肿瘤小鼠试验发现，联合用药极大地提高了两者的安全性［20］。当呼肠孤病毒联合放疗治疗黑色素瘤，可诱导以抗凋亡蛋白Bcl-2和促凋亡效应因子Bax 的低水平表达为特征的细胞凋亡反应，发挥较好的治疗效果［21］。

2.2 与免疫检测点抑制剂的联合应用 近年来，将免疫检测点抑制剂联用呼肠孤病毒成为肿瘤的辅助治疗手段。呼肠孤病毒作为溶瘤病毒可以引导免疫细胞趋化至肿瘤部位，高效发挥DC 细胞的杀伤作用，两者联合作用可显著提高其抗肿瘤效应。目前，有学者在临床上开展呼肠孤病毒联用抗PD-1 抗体治疗肿瘤细胞，证实抗瘤效果比单一应用时显著［22］。Parrish C 等［23］发现呼肠孤病毒联合利妥昔单抗对白血病肿瘤细胞的杀伤作用显著提高。

2.3 搭载细胞载体的联合治疗 近年来，应用细胞载体搭载病毒是抗肿瘤治疗的新型给药方式。将标记有呼肠孤病毒抗体的人单核细胞搭载呼肠孤病毒后，可将病毒传送至肿瘤细胞，引起肿瘤细胞的感染和裂解［24］。将呼肠孤病毒搭载于未成熟的树突状细胞和淋巴因子激活的杀伤细胞的共培养物，既可以抑制中和抗体对呼肠孤病毒感染细胞的清除作用，又可诱导炎性细胞因子产生，介导固有免疫应答和特异性抗肿瘤免疫反应［25］。将细胞因子激活的杀伤细胞作为呼肠孤病毒的保护性载体，既能更好地避免抗体的中和作用，又能发挥呼肠孤病毒的溶瘤和杀伤细胞的双重毒性作用［26］。装载呼肠孤病毒的NK细胞能进一步增强对肿瘤细胞的杀伤作用，同时也保护呼肠孤病毒即使在中和抗体效应下，也能到达肿瘤细胞发挥其溶瘤作用［27］。

3 溶瘤型重组呼肠孤病毒的应用

为了增强抗肿瘤作用，目前，有学者在以下几方面利用基因工程技术改造呼肠孤病毒：①修饰病毒衣壳，阻断病毒的衣壳蛋白和正常细胞的表面受体结合，以增强靶向肿瘤细胞的特异性；②导入特异性启动子，如端粒酶启动因子、AFP 启动子，增强特异性靶向肿瘤细胞作用，调控病毒增殖；③将抗癌基因插入病毒基因组，促进病毒在肿瘤细胞中特异性复制增殖［28］；④将免疫刺激因子如GM-CSF 插入病毒基因组，增强机体的免疫应答，提高呼肠孤病毒的抗肿瘤效应和肿瘤靶向性［29］。由于载体构建的难度较大，仍在不断的研究进展中，目前报道的国内外呼肠孤病毒的溶瘤型重组病毒临床应用成功案例并不多，更多关注点是在构建呼肠孤病毒非溶瘤病毒载体上。相信随着科学技术的不断进步，在不久的将来，呼肠孤病毒将被改造为更具高效型溶瘤病毒。

4 结 语

尽管随着研究的不断深入，人们对呼肠孤病毒的抗肿瘤作用了解越来越多，但尚有许多细节和问题还需探讨和阐明。通过基因重组修饰呼肠孤病毒，提高其抗肿瘤活性，还在起步阶段。在呼肠孤病毒治疗肿瘤的临床应用中，中和抗体的拮抗作用、免疫细胞对病毒的清除作用、联合治疗的不良反应以及病毒自身的低溶瘤效应等都是呼肠孤病毒抗肿瘤应用的阻碍，这些都需要进一步深入分析。相信将来呼肠孤病毒治疗肿瘤的安全性会更高，且更有效。