基因改造让溶瘤病毒表达PD-1抗体，在致命脑瘤中显现出持久的抗肿瘤反应丨医麦猛爆料

今天是2018年10月8日

农历八月二十九

医麦客：果然是最佳拍档

2018年10月8日/医麦客 eMedClub/--近日，哈佛大学医学院布莱根妇女医院的研究人员评估了一种表达PD-1抗体（scFvPD-1）的新型溶瘤性单纯疱疹病毒（oHSV），在胶质母细胞瘤（GBM）小鼠模型中的功效。结果显示，治疗在两个临床前GBM小鼠模型中诱导持久的抗肿瘤反应，并且具有抗肿瘤记忆反应的证据。

这项研究于近日发表在美国癌症研究协会（AACR）旗下的Clinical Cancer Research上。

胶质母细胞瘤（GBM）是最致命的脑肿瘤类型，占所有原发性脑肿瘤的15％和所有神经胶质瘤的54％，年发病率为10万之5。症状包括反复发作的头痛，食欲不振，视力模糊，呕吐，性格转变，癫痫发作，学习和语言能力逐渐丧失。

目前尚无治愈手段，护理治疗标准包括手术切除肿瘤，以及放疗和化疗，中位生存期是诊断后14.6个月，平均5年生存率小于5％。在美国，每年造成约15,000名成人死亡。

溶瘤病毒武装PD-1抗体

奇思妙想

溶瘤病毒被认为是通过选择性复制和裂解的双重机制感染癌细胞，并诱导宿主抗肿瘤免疫反应来发挥“溶瘤”作用。自FDA批准首个溶瘤病毒T-VEC治疗黑色素瘤以来，科学家对溶瘤病毒的热情不断增长。此外，在临床前研究和几项临床试验中，溶瘤病毒展现了其治疗GBM的巨大潜力。

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近年来，免疫疗法已经成为一种有前途的癌症治疗方法，并且在某些肿瘤类型中产生了前所未有的反应。PD-1/L1是最具潜力的抑制性免疫检查点之一，其抗体可恢复T细胞活化，已经在多种实体瘤中发挥了显著的抗肿瘤免疫反应。今年诺贝尔奖得主日本的Honjo正是该领域的先驱。

然而，PD-1/L1抗体针对GBM的晚期临床试验并没有产生显著的治疗益处。有几个因素可能会限制免疫检查点抑制剂在GBM中的功效：

• 肿瘤免疫原性不足；

• 克服免疫抑制性微环境的能力不足；

• 免疫检查点抑制剂不能通过穿过血脑屏障并原位破坏免疫检查点信号。

因此，联合治疗可能对GBM更有效。在这项研究中，研究人员假设使用工程化表达针对PD-1的单链可变片段（single chain fragment variable, scFv）抗体的oHSV可以增强抗肿瘤反应。在临床前模型中，这种新型oHSV延长了GBM小鼠的中位生存期，而且，还诱导了抗肿瘤记忆反应。

这也为将溶瘤性HSV-1的肿瘤内局部应用与PD-1阻断的原位表达相结合的策略提供了支持。

初步测试

展现可行性

首先，研究人员测试了scFv抗体（scFvPD-1）与小鼠PD-1蛋白的结合能力。酶联免疫吸附测定（ELISA）结果表明，scFvPD-1和全长抗体（332.8H3 IgG）与小鼠PD-1的结合均显示出类似的剂量依赖性。结果初步证明，可以使用scFvPD-1对抗表达小鼠PD-L1的小鼠GBM。

scFvPD-1和全长抗体（332.8H3 IgG）与小鼠PD-1的结合均显示出类似的剂量依赖性

为此，研究人员设计了一种编码scFvPD-1 cDNA的oHSV（NG34scFvPD-1），其的特征在于插入人病毒基因座中的GADD34基因，其在Nestin-hsp68的控制下编码ICP6杂合启动子，以促进GBM细胞的细胞毒性。

NG34scFvPD-1结构

接下来，研究人员测试了NG34scFvPD-1产生和分泌scFvPD-1的能力。如图所示，两种不同的小鼠GBM细胞（GL261N4和CT2A）在感染NG34scFvPD-1后产生并分泌scFvPD-1。根据量化结果，两种人GBM细胞（U251和U87ΔEGFR）感染后产生与小鼠GL261N4细胞相似量的scFvPD-1，而小鼠CT2A细胞产生的scFvPD-1减少4倍，可能是由于oHSV的感染性较低所致。

NG34scFvPD-1产生和分泌scFvPD-1的能力

其实，通过基因修饰对溶瘤病毒进行“武装”已不少见，但是scFvPD-1的表达是否会改变亲本病毒NG34的溶瘤特性仍然是一个关键问题。研究发现，上述4种GBM细胞，半数致死剂量（LD50）和病毒复制均没有受到oHSV基因组修饰的影响。

scFvPD-1不会改变oHSV的溶瘤特性

小鼠模型结果

延长生存期＋产生记忆反应

研究人员将GL261N4细胞植入小鼠免疫活性大脑的右半球，肿瘤植入后7天，当肿瘤全部达到相似体积时，他们通过立体定向注射NG34scFvPD-1或亲本NG34到肿瘤中。

与未处理（CTRL）小鼠相比，NG34scFvPD-1处理的小鼠的中位生存期显著延长（69天vs. 22天）。与亲本病毒NG34处理的小鼠相比，NG34scFvPD-1使小鼠的中位生存期翻倍（69天vs. 36.5天）。

两组oHSV小鼠中都有部分小鼠存活时间长达120天，此时实验终止。研究人员测试了这些存活的小鼠是否能够耐受对侧半球中相同肿瘤细胞的第二次攻击。未经肿瘤接种的年龄匹配的小鼠用作对照。

全部3只存活小鼠（其GBM已用NG34scFvPD-1或NG34治疗）在再次攻击中存活，而对照小鼠则没有。这些数据显示，已经用oHSV成功治疗的GBM小鼠模型也被保护免于随后的肿瘤再次攻击！

NG34scFvPD-1可以提高GBM小鼠的存活率

在第二种GBM小鼠模型中，研究人员使用小鼠CT2A GBM细胞颅内注射小鼠。由于测试表明CT2A GBM对PD-1抗体反应不佳，他们在CT2A细胞中过表达鼠PD-1配体PD-L1并重复实验。与同种型抗体相比，CT2A/PD-L1 GBM对PD-1抗体具有显著的治疗敏感性。因此，在进一步的实验中，研究人员使用CT2A/PD-L1 GBM小鼠模型。

在体外，oHSV的感染和复制相对低效，体内也是如此。尽管两种oHSV（NG34scFvPD-1、NG34）均未使中位存活率的显著增加，但使用NG34scFvPD-1处理的2/12小鼠在实验期间（120天）存活，并且2只存活的小鼠在CT2A/PD-L1 GBM再次攻击时也存活。

第二种小鼠模型的结果

这些结果表明，oHSV的scFvPD-1表达促使第二种GBM小鼠模型的存活，并且综合第一种小鼠模型，oHSV建立了强大的抗肿瘤记忆反应。

展望

这项研究向我们展示了NG34scFvPD-1具有希望的极早期结果，包括延长生存期以及建立了有效的记忆反应。但仍然存在一些问题，研究中也暴露了病毒基因表达时间相对较短，复制效率较低的不足，这可能也与GBM小鼠模型有关，如何提高疗效仍是关键。

溶瘤病毒联合PD-1/L1抗体的策略已经在临床试验中显示出不错的效果，并且越来越多的的临床试验正在测试当中。

NG34scFvPD-1打开了用PD-1/L1抗体武装溶瘤病毒的新思路，可能不是所有的溶瘤病毒都适合这一策略，更多的测试仍有待进行。

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参考出处：

http://clincancerres.aacrjournals.org/content/early/2018/10/02/1078-0432.CCR-18-2311.long