溶瘤病毒概况：病毒选择、作用机制、工艺改造、临床策略

溶瘤病毒通过病毒感染，溶解肿瘤，表达免疫调节因子等，从而激活免疫系统，成为一种重要的肿瘤免疫治疗手段。

本文梳理一下病毒类别及选择，作用机制，工程改造，临床概况，供大家参考。

溶瘤病毒

DNA病毒

文献11

RNA病毒

文献11

临床试验病毒使用概况

文献12

使用最多的是腺病毒（Adenoviruses），其次为单纯疱疹病毒HSV-1（唯一获批的溶瘤病毒产品，Amgen T-VEC使用此病毒），呼肠孤病毒（Reoviruses）和痘类病毒（Poxviruses:）分列3，4位，其余使用较少。 

溶瘤病毒抗肿瘤免疫机制

• 裂解肿瘤细胞，释放肿瘤相关抗原和肿瘤新生抗原（TAAs，TANs），激活特异性免疫应答。

 

• 溶瘤病毒可以引起免疫原性细胞死亡（包括坏死，坏死性凋亡，焦亡，细胞自噬死亡，免疫原性凋亡等），诱导损伤诱导分子模式（DAMPs）；而溶瘤病毒的病毒成分，诱导产生病原相关分子模式（PAMPs），二者进而激活机体免疫系统。

 

• 溶瘤病毒感染肿瘤细胞可以诱导细胞因子和趋化因子释放，招募更多免疫细胞并活化。 
  
  

  

文献11

溶瘤病毒基因工程

1. 肿瘤抗原

溶瘤病毒在肿瘤局部裂解肿瘤释放TAAs和TANs，和肿瘤疫苗类似，但是可能不足以诱导肿瘤特异性T细胞应答。可以通过将TAAs基因整合在病毒基因组，表达更多的TAAs，以增强特异性的T细胞免疫应答。

已开展的临床研究  

NCT02285816（MG1Maraba/MAGE-A3, With and Without Adenovirus Vaccine With Transgenic MAGE-A3Insertion in Incurable MAGE-A3-Expressing Solid Tumours，Canadian Cancer Trials Group/Ottawa Hospital Research Institute）

使用MG1 Maraba溶瘤病毒，工程表达 MAGE-A3，治疗MAGE-A3表达的实体瘤。

NCT02879760（OncolyticMG1-MAGEA3 With Ad-MAGEA3 Vaccine in Combination With Pembrolizumab forNon-Small Cell Lung Cancer Patients，TurnstoneBiologics, Corp）使用MG1-MAGEA3联用K药治疗非小细胞肺癌

2. 免疫刺激细胞因子

 

最常用的细胞因子是GM-CSF。溶瘤病毒在局部表达释放GM-CSF可以促进DC细胞，巨噬细胞等的成熟，迁移，并增强T细胞的免疫应答。

第一个被FDA和EMA批准的溶瘤病毒产品T-VEC（Talimogene Laherparepvec/T-VEC/Imlygic,BioVex Limited/ Amgen）是表达GM-CSF的溶瘤病毒，三期临床试验（NCT00769704）显示明显改善黑色素瘤患者DRR，ORR和PFS（文献2）。 

其他的细胞因子IL-2，IL-12，IL-15和IL-18，也在研究中。

3. 免疫激活配体

CD40L目前研究最多。

CD40是肿瘤坏死因子受体超家族，表达在抗原递呈细胞如DC等，CD40L则表达在活化的CD4 T细胞，B细胞，NK细胞，记忆CD8 T细胞。

目前多个CD40L溶瘤病毒临床在开展，结果表明：控制肿瘤生长，诱导肿瘤细胞凋亡，诱导T细胞应答，上调Th1型细胞应答，及效应T细胞比列。

NCT01455259（Phase I/IIa AdCD40LImmunogene Therapy for Malignant Melanoma and Other Solid Tumors，Uppsala University（参考文献3）

 

OX40是另外一个肿瘤坏死因子受体超家族，其配体是OX40L，通过OX40L/OX40，促进效应和记忆T细胞的存活和稳态，同时控制调节性T细胞的分化和功能。

NCT03714334(DNX-2440 Oncolytic Adenovirus for Recurrent Glioblastoma，DNAtrix, Inc)

 

双配体，现在在临床阶段的是Lokon Pharma的LOAd703，同时基因工程入CD40L和4-1BB， 两个临床在开展

NCT02705196(LOAd703 Oncolytic Virus Therapy for Pancreatic Cancer,Lokon Pharma AB)

NCT03225989(Trial Investigating anImmunostimulatory Oncolytic Adenovirus for Cancer，LokonPharma AB/Uppsala University)

4. 双特异性T细胞连接器（BiTE）

BiTE是双特异性抗体最常用的分子设计方案，通过CD3抗体招募并活化T细胞，从而对靶细胞产生杀伤作用。目前有一些设计在临床前阶段，比如：EnAd-SA-EpCAM包含CD3scFv和EpCAM scFv（文献4）。

5. 趋化因子

趋化因子是细胞因子中最大的亚家族，介导免疫细胞迁移和淋巴组织发育。现在在研的趋化因子包括CCL5（显示可以增加肿瘤局部的存续时间），CLL19（控制肿瘤生长，增加DC，CD4 T细胞迁移至肿瘤微环境）和CCL20，CCL21等。 

临床策略

1. 癌肿选择

文献12

大约三分之一的溶瘤病毒临床试验选择了黑色素瘤列第一位，其次为结肠癌，胃肠道其他肿瘤，胰腺癌和肺癌。

2. 临床方案

文献12

约三分之二选择了单药，三分之一选择联合用药。联合用药中，化疗药物占第一位，也有和免疫检查点抑制剂抗体药物联用。

伊匹单抗联用T-VEC

NCT01740297，Ipilimumab With or Without Talimogene Laherparepvec in Unresected Melanoma，Amgen，Phase2。

临床结果：

OR：联用 39%，单用伊匹单抗 18；病灶减小率：联用52%，单用伊匹单抗 23%。联用显著提高了OR和病灶减小（文献5）。

帕博利珠单抗联用T-VEC

NCT02263508，Pembrolizumab With or Without TalimogeneLaherparepvec or Talimogene Laherparepvec Placebo in Unresected Melanoma(KEYNOTE-034)，Amgen/Merck Sharp & Dohme Corp. Phase1b/3。之前的临床研究，联用的ORR高达62%，CR达到33%（文献6）。

溶瘤病毒联用DC疫苗

溶瘤病毒可以改善肿瘤微环境抑制性的环境，并且招募免疫细胞，再加入DC疫苗激活T细胞，则可以极大增强T细胞功能。

NCT03747744，Intratumoral Injection of Autologous CD1c (BDCA-1) MyeloidDendritic Cells Plus Talimogene Laherparepvec (T-VEC) (myDCTV)，Universitair Ziekenhuis Brussel，Phase1

NCT03514836，A Phase I/II, Safety Clinical Trial of DCVAC/PCa and ONCOS-102 inMen With Metastatic Castration-resistant Prostate Cancer，Sotio a.s. Phase1/2

3. 用药路径

文献12

一半选择瘤内注射的方法，避开肿瘤屏障的阻碍及机体免疫系统的清除作用。约三分之一选择了静脉注射的方法。其他方法使用较少。临床结果也显示，瘤内注射临床响应率最高。

4. 安全性

安全性多为1-2级的低级别副作用，3-4级的副作用少见。

文献12

5.  针对溶瘤病毒的体液和细胞免疫

针对溶瘤病毒的免疫应答，从正面讲激活了免疫系统，但如果是中和抗体，则会阻断溶瘤病毒感染，疗效降低或无效。

文献11

6. 抗肿瘤活性

总体而言，入组的病人都不是很多。

文献11

7. 国内临床概况

 部分在临床阶段的产品如下表                      

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主要参考文献

1. Pol JG, Acuna SA, et al.Preclinical evaluation of a MAGE-A3 vaccination utilizing the oncolytic Marabavirus currently in first-in-human trials. Oncoimmunology 2019, 8:e1512329.

2. Andtbacka RHI, et al, Finalanalyses of OPTiM: a randomized phase III trial of talimogene laherparepvecversus granulocyte-macrophage colony-stimulating factor in unresectable stageIII-IV melanoma. J Immunother Cancer 2019, 7:145.

3. Loskog A, et al. ImmunostimulatoryAdCD40L gene therapy combined with low-dose cyclophosphamide in metastaticmelanoma patients. Br J Cancer 2016, 114:872-880

4. Freedman JD, et al.: Oncolyticadenovirus expressing bispecific antibody targets T-cell cytotoxicity in cancerbiopsies. EMBO Mol Med 2017, 9:1067-1087.

5. Chesney J, et al.: Randomized,open-label phase II study evaluating the efficacy and safety of talimogenelaherparepvec in combination with ipilimumab versus ipilimumab alone inpatients with advanced, unresectable melanoma. J Clin Oncol 2018, 36:1658-1667.

6. Ribas A,et al. Oncolytic virotherapypromotes intratumoral T cell infiltration and improves anti-PD-1 immunotherapy.Cell 2017, 170:1109- 1119.e1110.

7. Sun L,et al: Talimogene laherparepveccombined with anti-PD-1 based immunotherapy for unresectable stage III-IVmelanoma: a case series. J Immunother Cancer 2018, 6:36.

8. Kaufman HL, Kohlhapp FJ, ZlozaA.Oncolytic viruses: a new class of immunotherapy drugs，Nat Rev Drug Discov . 2015 Sep;14(9):642-62.

9. Luke Russell，Oncolytic Viruses: Priming Time for Cancer Immunotherapy，BioDrugs https:///10.1007/s40259-019-00367-0

10. Erkko Ylo¨ sma¨ ki and Vincenzo Cerullo，Design and application of oncolytic viruses for cancer immunotherapy，Current Opinion in Biotechnology 2020, 65:25–36

11. Howard L. Kaufman et al，Oncolytic viruses: a new class of immunotherapy drugs，Nat Rev Drug Discov . 2015 Sep;14(9):642-62.

12. Nicholas Macedo et al，Clinical landscape of oncolytic virus research in 2020，J Immunother Cancer . 2020 Oct;8(2):e001486.