基因改造的溶瘤病毒成为基因治疗的主流，独家盘点最热门的「 武装」基因丨医麦新观察
今天是2018年10月22日
农历九月十四
医麦客：经武装的溶瘤病毒更显杀手本色
2018年10月22日/医麦客 eMedClub/--自从FDA批准用于黑色素瘤患者的溶瘤病毒T-VEC以来，人们对溶瘤病毒的兴趣越来越大。
溶瘤病毒通过双重机制发挥作用：1 )选择性复制和裂解受感染的癌细胞；2 )诱导宿主抗肿瘤免疫。其中，抗肿瘤免疫反应是病毒裂解的直接结果：溶瘤病毒通过诱导免疫原性细胞死亡，然后释放肿瘤相关抗原从而杀死癌细胞。
此外，溶瘤病毒还能够通过基因改造，作为载体插入治疗性基因，发挥多种途径协同作用杀伤肿瘤细胞，可以有效避免目前单一靶点抗癌药物普遍存在的耐药性问题。这一步骤也被称为“武装”，就好比如是给溶瘤病毒配上杀癌“帮凶”。
目前，有近百种在研的治疗性外源基因，例如：
细胞死亡相关分子，可以直接诱导肿瘤细胞的死亡，如肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL），抑癌基因P53等；
抗血管生成的分子，抑制肿瘤组织血管生成，如内皮抑素、血管内皮细胞生长抑制因子（VEGI）；
免疫调节因子，如免疫相关细胞因子（GM-CSF、IL-2、干扰素），趋化因子（CCL5、CCL20、CCL21），其他可诱导抗肿瘤免疫反应的因子（病毒膜蛋白、HSP70）等；
抑制肿瘤相关基因的小RNA分子（small RNA），如miRNA、siRNA、shRNA 和lncRNA 等。
资料来源：西南证券
免疫调节因子
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）
FDA批准的首款溶瘤病毒T-VEC是一种I型单纯疱疹病毒病毒（HSV-1），其基因组中就武装了GM-CSF。GM-CSF是一种造血生长因子，可刺激中性粒细胞和巨噬细胞的集落形成，并具有促进早期红巨核细胞、嗜酸性祖细胞增殖和发育的功能，提高机体抗肿瘤及抗感染的能力。
（1）SillaJen公司的Pexa-Vec是一种牛痘病毒，其基因组中敲除了胸苷激酶（TK）基因，并插入GM-CSF和大肠杆菌β-半乳糖苷酶（Lac-Z）。
病毒的复制与细胞中TK水平有关，所以敲除了TK的JX594仅能在TK活性高的癌细胞中进行复制，不能在正常细胞中复制（正常细胞TK活性低）。这种设计使得Pexa-Vec能选择性地在癌细胞内复制并破坏癌细胞，同时刺激机体抗肿瘤免疫应答。
Pexa-Vec具体机制
Pexa-Vec针对晚期肝癌的临床试验推进到3期，同时，针对多种实体癌的1期临床试验正在进行中。
2014年，SillaJen收购了溶瘤病毒领域的早期领导者Jennerex公司，获得了当时已经推进到2期临床并且获FDA和EMA孤儿药资格的溶瘤病毒Pexa-Vec（JX-594）。此外，根据李氏大药厂与SillaJen公司的协议，该药物在中国大陆、香港和澳门针对肝癌和其他癌种的独占许可归前者所有。
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（2）奥源和力的OrienX010是插入了人GM-CSF基因的HSV-1，其在肿瘤细胞中特异性复制，导致肿瘤细胞裂解死亡，同时释放肿瘤抗原，并通过载体表达的GM-CSF蛋白激活全身抗肿瘤抗原的特异性免疫反应。目前，正在进行针对恶性黑色素瘤的2期临床试验。
（3）上海交通大学基因治疗专家蔡宇伽教授领衔的基因治疗公司本导基因也在溶瘤病毒方向有了重要突破，该公司将最先进的基因编辑、合成生物学开关调控等生物学技术引入溶瘤病毒研发研发管线，确保肿瘤特异性表达GM-CSF、PD-1抗体等武装基因。
干扰素
元宋生物在研溶瘤病毒ZD55-IL-24是一种在克隆位点上插入抗癌基因 IL-24的重组人5型腺病毒，随着ZD55大量复制，插入的IL-24基因也能大量表达。
IL-24是第一个被报道的具有干扰素作用的肿瘤抑制分子，具有选择性的广谱抗肿瘤活性。IL-24基因通过抑制血管形成、激活生长抑制和DNA损伤基因（GADD）等信号传导途径，抑制肿瘤细胞生长和促进肿瘤细胞凋亡，而对正常细胞无明显影响。
热休克蛋白（HSP）
肿瘤细胞相对于正常细胞而言不耐热，身体发热可杀死肿瘤细胞并诱导身体产生一种应对高温的蛋白— —热休克蛋白（HSP），HSP能结合肿瘤相关抗原并将其最终呈递给T细胞，促进抗肿瘤免疫效应。
上海三维生物的溶瘤病毒产品安柯瑞（H101）于2005年率先在中国上市，在研产品H103在H101的基因组中插入了人源化的HSP70基因。目前，H103正在进行针对晚期实体瘤1期临床试验。
抗血管生成的分子：内皮抑素
内皮抑素（endostatin）是目前作用最强、实验效果最好的肿瘤血管生成抑制剂，阻断肿瘤的营养供应，破坏肿瘤微环境，对多种实体瘤的生长和转移都能产生抑制作用。
（1）贵州百灵的EDS01是一款重组人内皮抑素腺病毒注射剂，可以特异性在P53缺失的肿瘤中复制；插入人内皮抑素基因，抑制肿瘤血管生成，阻断其营养供应。目前，正在进行针对头颈癌的2期临床试验。
（2）达博生物的E10A与EDS01类似，也是插入了人内皮抑素基因的腺病毒，正在进行联合紫杉醇加顺铂、针对头颈部鳞癌的3期临床试验。
自杀基因
自杀基因疗法是肿瘤基因疗法方法之一，又称为病毒介导的酶解药物前体疗法（VDEPT）。所谓自杀基因疗法就是将编码某一敏感因子的基因导入肿瘤细胞，使该细胞对某种原本无毒或低毒的药物产生特异敏感性，由此导致肿瘤细胞死亡。这一表达的敏感基因被称为自杀基因或药物敏感基因。
（1）Advantagene公司开发的ProsAtak（AdV-tk）是插入胸苷激酶（Thymidine kinase, TK）的腺病毒，当其与前体药物更昔洛韦一起用药时，TK将更昔洛韦降解为毒性的核酸类似物，从而起到杀伤肿瘤的作用。
（2）美国的Tocagen公司专注于治疗复发性高级别胶质瘤（HGG），其主要候选疗法为Toca 511&Toca FC。
其中，Toca 511（vocimagene amiretrorepvec）是一种编码胞嘧啶脱氨酶（CD）基因的逆转录病毒；Toca FC是5-氟胞嘧啶（5-FC）的口服缓释版本，这是一种无活性的前药，可以穿过血脑屏障，并扩散到癌细胞中。CD蛋白可将5-FC转化成活性抗癌药物5-氟尿嘧啶（5-FU），5-FU直接杀死感染的癌细胞和邻近未感染的癌细胞，并杀死免疫抑制细胞。
目前，该疗法正在进行多中心的3期临床试验。2018年4月，东方略生物医药以1.17亿美元总价，获得了Toca511&TocaFC在大中华区的开发及商业化的权利。
（3）2018年7月，天士力宣布获得法国Transgene研发的溶瘤病毒T601（TG6002）在大中华区的所有研究、开发和商业权利。T601是一种可通过静脉注射给药的、敲除TK和RR并表达融合自杀基因FCU1的牛痘病毒。
FCU1融合了酵母胞嘧啶脱氨酶（FCY1）和尿嘧啶磷酸核糖转移酶基因（FUR1），前者将前药5-FC转化成化疗药5-FU，而后者可进一步将5-FU转化为5-氟尿嘧啶三磷酸盐（FUTP）和5-氟脱氧尿嘧啶单磷酸盐（FdUMP）。FUTP抑制RNA的活性，FdUMP抑制DNA的合成并可减少5-FU的降解。
因此，相对于CD/5-FC系统，FCU1/5-FC系统具有更强的杀瘤作用，尤其对于具有5-FU抗性的肿瘤细胞。目前，T601正在1/2期临床试验中与5-FC联用。
结语
与其他的联合疗法不同，溶瘤病毒通过武装治疗性转基因能达到特异性局部表达的效果，从一定程度来说，更富有精准杀瘤的意味。此外，直接在复制型的溶瘤病毒上进行外源基因的修饰，即可获得相关基因长期表达的效果，这种做法显得更加一劳永逸。
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参考出处：
《中国老年保健医学》：融合自杀基因FCU1对结直肠癌细胞杀伤作用的实验研究
西南证券-创新药系列报告：溶瘤病毒，新一代抗癌利器助力肿瘤免疫疗法