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*,F(xiàn)DA已經(jīng)在2015年批準(zhǔn)了溶瘤病毒療法T-VEC,用于不能手術(shù)的局部晚期或轉(zhuǎn)移性惡性黑色素瘤,這是一種攜帶重組粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)的I型單純皰疹病毒病毒(HSV-1)。
然而,由于T-VEC的療效未盡如人意,其銷售情況與預(yù)期有一定的差距。為此,T-VEC正在黑色素瘤和其他實(shí)體惡性腫瘤的許多早期和晚期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行組合療法的研究,包括與PD-1單抗(如Keytruda、Opdivo)、CTLA-4單抗(如Yervoy)等免疫檢查點(diǎn)抑制劑共同施用,以及與全身化療或放療的聯(lián)合,以求增強(qiáng)臨床療效和擴(kuò)展適應(yīng)癥。截至目前,已經(jīng)在幾個(gè)臨床試驗(yàn)中發(fā)揮出不錯(cuò)的效果,值得期待。
溶瘤病毒作為單一療法,仍存在不足
目前,溶瘤病毒(oncolytic virus, OV)作為癌癥患者的單一療法仍然存在許多絆腳石。
首先,OV可以全身給藥(靜脈注射)或瘤內(nèi)注射給藥,這兩種方法都與特定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)相關(guān)聯(lián):
就機(jī)制而言,OV可以選擇性地復(fù)制并殺死腫瘤細(xì)胞,并且由于腫瘤相關(guān)抗原(TAA)、病原體相關(guān)分子模式(PAMPS)和來自裂解的腫瘤細(xì)胞的危險(xiǎn)相關(guān)分子模式(DAMPS)的釋放,OV可以刺激對腫瘤細(xì)胞的適應(yīng)性免疫應(yīng)答。這些反應(yīng)也使得腫瘤由“冷”變“熱”,一旦被抗原呈遞細(xì)胞(APC)加工,TAA就可以與抗病毒反應(yīng)同時(shí)誘導(dǎo)抗腫瘤T細(xì)胞應(yīng)答。
此外,OV還能夠通過治療性轉(zhuǎn)基因的遞送,進(jìn)一步增強(qiáng)宿主免疫細(xì)胞的抗腫瘤活性。
然而,由于溶瘤病毒存在免疫介導(dǎo)的作用機(jī)制,它需要相對完整的宿主先天和適應(yīng)性免疫系統(tǒng),而這在癌癥患者中經(jīng)常受到損害。OV單一治療策略對病變的清除是不完整的,特別是對體積大和/或轉(zhuǎn)移的腫瘤,因此還需要額外的治療來增強(qiáng)其抗腫瘤作用。
CAR -T作為單一療法,同樣存在不足
在過去十年中,CAR -T細(xì)胞療法的臨床試驗(yàn)數(shù)量不斷增多,達(dá)到了的研發(fā)熱潮,針對B細(xì)胞特異性細(xì)胞表面蛋白CD19的自體CAR-T細(xì)胞療法已經(jīng)成功誘導(dǎo)了難治性B細(xì)胞惡性腫瘤患者的持久和深度緩解,例如急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL)或慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)。
然而,目前尚無大規(guī)模有效的實(shí)體瘤CAR-T療法,其中的主要障礙包括:缺乏腫瘤特異性或抗原表達(dá)下調(diào);免疫抑制性腫瘤微環(huán)境缺乏必要的促炎刺激分子,并且含有豐富的抑制性檢查點(diǎn)分子;以及實(shí)體腫瘤塊的物理屏障。
這意味著,作為單一療法,CAR-T細(xì)胞不足以克服這些抑制機(jī)制,因此同樣需要額外的治療手段以增強(qiáng)其抗腫瘤作用。
溶瘤病毒與CAR-T細(xì)胞療法的聯(lián)合
CAR-T細(xì)胞療法的持久反應(yīng)取決于供體T細(xì)胞的運(yùn)輸和腫瘤中的存活,而OV可以重塑局部腫瘤微環(huán)境,改善T細(xì)胞募集和效應(yīng)功能;對OV而言,與CAR-T細(xì)胞治療策略組合可以以互補(bǔ)和相加的方式起作用,克服OV對遠(yuǎn)處(未治療)部位的有限抗腫瘤作用的局限性。
OV克服腫瘤微環(huán)境的免疫抑制
免疫抑制性腫瘤微環(huán)境
1- T細(xì)胞對致密/體積大的腫瘤可及性差;
2- 免疫抑制細(xì)胞的存在,如髓源抑制細(xì)胞(MDSC)和M2巨噬細(xì)胞;
3- MHC-I的表達(dá)下調(diào),導(dǎo)致抗原呈遞/識別不良;
4- 腫瘤細(xì)胞分泌趨化因子吸引免疫抑制細(xì)胞,如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg);
5- 腫瘤細(xì)胞分泌抑制性細(xì)胞因子,如TGF-β、IL-10;
6- 腫瘤細(xì)胞通常缺乏可被內(nèi)源性T細(xì)胞識別的腫瘤特異性抗原;
7- 免疫檢查點(diǎn)分子(例如PD-L1)的表達(dá)導(dǎo)致T細(xì)胞衰竭。
OV幫助T細(xì)胞克服免疫抑制性腫瘤微環(huán)境
1- OV通過直接對腫瘤細(xì)胞的直接裂解在腫瘤塊內(nèi)產(chǎn)生空間,增加腫瘤可及性;
2- 腫瘤細(xì)胞裂解后釋放DAMP、PAMP和TAA可以募集APC,并且TAA可將其呈遞給淋巴結(jié)處的T細(xì)胞;
3- OV感染可誘導(dǎo)MHC-I和β2M的表達(dá);
4- 武裝OV表達(dá)趨化因子以增加內(nèi)源性T細(xì)胞和CAR-T細(xì)胞的浸潤;
5- 武裝OV表達(dá)炎性細(xì)胞因子以增加腫瘤部位的T細(xì)胞增殖;
6- 武裝OV表達(dá)雙特異性T細(xì)胞接合物(BiTE)分子以將T細(xì)胞重定向至腫瘤特異性抗原;
7- 武裝OV表達(dá)檢查點(diǎn)抑制劑以減輕T細(xì)胞衰竭。
臨床前研究已經(jīng)證明,上述組合治療策略可增強(qiáng)抗腫瘤活性。在黑色素瘤免疫活性小鼠模型中,研究人員證實(shí)溶瘤水皰性口炎病毒(oVSV)的瘤內(nèi)給藥促使腫瘤內(nèi)CD8 +T細(xì)胞的增加,與使用熱滅活的oVSV或未處理的小鼠(其中值存活期約為20天)的治療相比,觀察到T細(xì)胞浸潤并且30天內(nèi)存活率為50%。類似地,輸注OT-I(OVA特異性)T細(xì)胞在30天內(nèi)存活率為50%。
而當(dāng)將oVSV治療與全身輸注OT-I T細(xì)胞相結(jié)合,50天時(shí)存活率約為70%,表明比單藥治療更有效的抗腫瘤反應(yīng)。在類似的模型中,溶瘤腺病毒的瘤內(nèi)給藥與離體活化的OT-I T細(xì)胞結(jié)合使內(nèi)源性CD8 + T細(xì)胞的存在增加,促進(jìn)腫瘤再激活的排斥。
這些結(jié)果證明:溶瘤性病毒療法與CAR-T細(xì)胞免疫療法相結(jié)合在免疫活性小鼠模型中是有益的,它們獨(dú)立地/附加地起作用以控制腫瘤生長。
溶瘤病毒與CAR-T聯(lián)合的臨床前研究(圖片來源:frontier in immunology)
溶瘤病毒聯(lián)合CAR-T療法的潛在"武裝"策略
具有轉(zhuǎn)基因的重組溶瘤病毒賦予與CAR-T細(xì)胞療法的直接和間接協(xié)同作用
(圖片來源:BioMed)
重組基因工程的靈活性極大地促進(jìn)了溶瘤病毒療法領(lǐng)域的復(fù)興,目前,許多“武裝”治療基因的OV正在進(jìn)行臨床前和臨床研究。
例如,OV感染腫瘤有可能將細(xì)胞轉(zhuǎn)化為細(xì)胞因子和趨化因子工廠,從而將TME從免疫抑制轉(zhuǎn)變?yōu)樵试ST細(xì)胞進(jìn)入和活化的免疫刺激環(huán)境。而這種潛力也創(chuàng)造了OV與CAR-T細(xì)胞療法發(fā)揮直接和間接協(xié)同作用的機(jī)會。
策略一 檢查點(diǎn)抑制劑
CAR-T細(xì)胞治療實(shí)體瘤的大障礙之一是腫瘤細(xì)胞上抑制性免疫檢查點(diǎn)配體的表達(dá),包括CTLA-4、PD-1、B7-H家族成員和Fas配體。這些配體關(guān)閉效應(yīng)T細(xì)胞功能,導(dǎo)致它們無法攻擊和控制腫瘤細(xì)胞。眾多臨床結(jié)果證明,靶向這些免疫檢查點(diǎn)分子的抗體可以有效地逆轉(zhuǎn)這種T細(xì)胞功能減退,然而這些抗體作為單一療法時(shí)僅對少部分患者適度有效。
同時(shí),有證據(jù)表明OV治療期間PD-L1的表達(dá)增加,這可能是潛在的耐藥機(jī)制。為此,OV與PD-1/L1抗體的聯(lián)合療法正在進(jìn)行廣泛的臨床試驗(yàn),并且取得了不俗的療效。正在進(jìn)行的臨床前研究中,研究人員還探討了表達(dá)PD-1/CTLA-4抗體的CAR-T細(xì)胞/OV的療效。
上海交通大學(xué)基因治療專家蔡宇伽教授的基因治療公司本導(dǎo)基因也在溶瘤病毒方向有了重要突破,該公司將先進(jìn)的基因編輯、合成生物學(xué)開關(guān)等生物學(xué)技術(shù)引入溶瘤病毒研發(fā)研發(fā)管線,使用與免疫檢查點(diǎn)技術(shù)聯(lián)合等核心技術(shù)以提高抗腫瘤療效。
策略二 雙特異性T細(xì)胞接合物(BiTE)分子
雙特異性T細(xì)胞接合物(BiTE)是由CD3-scFv組成的分子,可以將腫瘤駐留/浸潤的T細(xì)胞重定向至腫瘤細(xì)胞上表達(dá)的其他特異性抗原。盡管目前有許多BiTE分子正在開發(fā)用于臨床,但是可能需要解決全身和頻繁輸注導(dǎo)致的潛在副作用。
為此,OV已經(jīng)用于表達(dá)各種BiTE分子,可以增加BiTE分子的功效,并減少其全身給藥引起的副作用。腫瘤部位BiTE的局部組成型表達(dá)將為腫瘤駐留T細(xì)胞提供刺激,增加CAR-T細(xì)胞的浸潤和活化。
策略三 趨化因子/炎性細(xì)胞因子
T細(xì)胞在腫瘤部位發(fā)揮其細(xì)胞毒性作用之前,首先必須回到它們的目標(biāo)并滲入腫瘤塊。趨化因子則是將免疫細(xì)胞吸引到炎癥部位的分子。
近證實(shí),腫瘤內(nèi)給予溶瘤性II型單純皰疹病毒(HSV-2)可誘導(dǎo)多種促炎趨化因子(即CCL2、CCL3、CCL4、CXCL9、CXCL10、CXCL11)的高表達(dá),從而增加內(nèi)源性T細(xì)胞和CAR-T細(xì)胞的浸潤和持久性。
抑制性腫瘤微環(huán)境耗盡了前T細(xì)胞細(xì)胞因子,這是腫瘤逃避細(xì)胞毒性T細(xì)胞的顯著抑制機(jī)制之一。OV可以通過遞送炎性細(xì)胞因子以刺激腫瘤部位的T細(xì)胞并逆轉(zhuǎn)這種無反應(yīng)性,增加腫瘤部位的T細(xì)胞增殖。
結(jié)語
雖然腫瘤擅長創(chuàng)造免疫抑制微環(huán)境,但將OV與CAR-T細(xì)胞免疫治療相結(jié)合或許可以克服這些逃避機(jī)制。此外,基于目前部分有待改善的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù),合理設(shè)計(jì)OV針對每種CAR構(gòu)建體和每種靶腫瘤/組織的武裝基因,為特定腫瘤靶標(biāo)提供T細(xì)胞*協(xié)同分子,或許能大化聯(lián)合治療的抗腫瘤效果。
兩種療法作為單一治療的安全性已在眾多臨床試驗(yàn)中得到證實(shí),在未來的實(shí)體腫瘤臨床試驗(yàn)中,OV和CAR-T細(xì)胞療法的組合可能是更安全和更有效的治療方法。(生物谷)
參考出處:
DOI:10.1038/s41577-018-0014-6
DOI:10.3389/fimmu.2018.02103
DOI:10.1186/s40425-017-0294-6