抗癌之路道阻且长，使用溶瘤病毒靶向肿瘤干细胞开辟新思路丨医麦猛爆料

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2019年3月31日/医麦客 eMedClub/--在肿瘤治疗研究中，肿瘤干细胞（CSC）应该是一种不容忽视的存在。它具有自我更新和分化的能力，可在实体瘤中分化产生异源肿瘤细胞。这类细胞被认为与肿瘤的转移、复发以及对常规疗法（包括放疗和化疗）的抗性有关。

这些特性部分源于CSC的信号传导途径以及它们在肿瘤微环境（TME）的驻留。我们应该知道，肿瘤微环境具有细胞因子水平升高、缺氧、酸性pH以及存在慢性炎症和癌症相关成纤维细胞（CAF）的特征。

可以说，CSC是新型抗肿瘤疗法中一个有前途和吸引力的方向。目前，已经设计了针对CSC的不同肿瘤治疗策略，包括抑制与治疗抗性相关的自我更新或分化通路、靶向CSC细胞表面标志物、通过抑制糖酵解和调节线粒体进行代谢控制，以及基于miRNA的策略阻止癌症干性。

在最近发表于Stem Cells上，题为Concise Review: Targeting cancer stem cells and their supporting niche using oncolytic viruses的文章，就重点论述了使用溶瘤病毒靶向CSC的策略。

近来，溶瘤病毒越来越多地进入我们的视线。

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而为什么溶瘤病毒可以应用于肿瘤治疗呢？为什么溶瘤病毒作为单一疗法或者组合疗法可以提高肿瘤治疗作用呢？

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OV的肿瘤细胞选择性

简单来说，肿瘤环境中肿瘤细胞、免疫细胞、基质细胞以及血管系统的相互联系与作用形成了有助于病毒感染的免疫抑制环境。

减毒的溶瘤病毒（OV）在正常细胞中是无害的，而在肿瘤中维持毒力，通过利用肿瘤细胞特异性信号通路，包括致癌通路上的异常信号传导或肿瘤抑制通路上的缺陷。OV是具有天然内向性的病毒，已经被设计开发在肿瘤细胞中选择性复制。

肿瘤微环境中的信号联系

对于几种OV，驱动肿瘤细胞选择性的关键因素之一是内源性干扰素（IFN）信号传导的缺陷。IFNs是一类细胞因子，可激活抗病毒效应物的表达，促进抗原呈递，激活免疫细胞，并对抗恶性增殖。作为致癌作用的最初步骤之一，永生化过程也与IFN-I型信号传导的破坏有关。这一过程可能使得癌细胞通过激活p38丝裂原活化蛋白激酶信号，来规避干扰素介导的生长抑制作用。

肿瘤微环境中细胞因子介导的相互联系与作用不仅进一步抑制肿瘤细胞中的IFN信号传导，还抑制血管内皮细胞和CAF中的IFN信号传导。同时，有研究表明，肿瘤细胞分泌的血管内皮生长因子（VEGF）促进肿瘤血管形成，并抑制内皮细胞的抗病毒反应，使其易受OV感染。

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OV驱动IFN信号传导以产生溶瘤作用

总的来说，肿瘤中抗病毒作用的损害使得微环境对病毒溶瘤作用高度敏感。

OV具有通过肿瘤细胞（经病毒感染的内在免疫识别细胞）和病毒的免疫细胞来驱动IFN信号传导的能力。现在已经充分证实了，树突细胞（一种关键抗原呈递细胞）中的I型IFN信号传导对于启动T细胞并引发杀死肿瘤细胞是至关重要的。这样，也就不难理解，对于发挥OV功效而言，在肿瘤中驱动IFN产生是至关重要。

那么针对CSC呢？是什么情况呢？

一些研究已经证明OV可以在CSC中感染和/或复制。而且有趣的是，研究发现IFN-I型信号通路抑制了三阴性乳腺癌（TNBC）中的CSC特性，IFN-β被认为是TNBC的潜在治疗选择。后来的一项研究也证实，CSC表型与IFN信号传导之间存在负相关。这些研究都反映，肿瘤微环境中OV驱动的IFN产生可抑制CSC特性。

最近一项使用寨卡病毒（ZIKV）作为溶瘤病毒疗法以靶向人和小鼠胶质母细胞瘤肿瘤干细胞的研究，进一步证实了这一点。Zhu及其同事证明，使用ZIKV感染，将优先感染胶质母细胞瘤干细胞（GSCs），而不是分化的胶质瘤细胞（DGCs）和正常的人类神经细胞。而且，对感染细胞的RNA测序表明，ZIKV感染的GSC选择性是因为IFN信号传导的缺陷。

利用CSC的细胞表面标志物作为OV感染的CSC特异性的选择靶点

除了IFN缺陷，CSC的细胞表面标志物可作为增加OV感染的CSC特异性的选择靶点。已经发现了几种CSC的细胞表面标志物，但是，这些细胞表面标志物通常在人类胚胎或成体干细胞也表达。最早鉴定且被频繁研究的CSC表面标志物之一是CD133，一种膜蛋白，在造血干细胞以及几种不同类型的CSC中表达。

而将病毒包膜蛋白与单链可变片段（scFv）抗体融合，可以促进某些病毒的重新靶向。例如，Buchholz及其同事通过将麻疹病毒包膜蛋白与CD133抗体融合，将麻疹病毒重新靶向CSC。基于类似的抗体包膜蛋白融合的方法，已经产生了靶向CD133的腺病毒和靶向上皮细胞粘附分子（EpCAM）的疱疹病毒。

Hanauer及其同事在包膜融合蛋白中使用了称为改造的锚蛋白重复蛋白（DARPins）的抗体类似物，产生了靶向EpCAM的麻疹病毒。在后一项研究中，研究者还利用DARPins的多功能性，构建了靶向EpCAM和HER2的双特异性麻疹病毒。

前面也提到，CSC的某些细胞表面标志物也存在于其他细胞，所以基于包膜融合方法的临床应用还需要其他策略，例如利用肿瘤特异性启动子来进一步驱动肿瘤特异性。

OV联合疗法

值得注意的是，分化的肿瘤细胞去分化为CSC，这强调了消除所有肿瘤细胞的必要性。最近的研究工作，揭示了OV作为联合疗法的递送平台以及联合疗法的一部分的效用。接下来，我们就来看看OV与其他肿瘤疗法联合以靶向CSC和肿瘤微环境的潜在效用。

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与检查点抑制剂联合

CSC通过多种不同机制产生，这些机制可能涉及上皮间质转化（EMT）的激活。有趣的是，具有EMT表型的CSC由于PD-L1表达升高而具有较低的免疫原性。可以说，PD-L1在CSC表面普遍存在显示了一种治疗途径——OV与免疫检查点抑制剂（ICI）联合。

肿瘤干细胞及其周围的免疫抑制环境

这一联合疗法，在一系列恶性肿瘤的临床前和临床研究中被证明是有效的，如难治性TNBC 、黑色素瘤和神经胶质瘤。联合疗法中应用到的OV平台包括腺病毒、麻疹病毒、痘苗病毒、甲型流感病毒和粘液瘤病毒。病毒编码检查点抑制剂这一疗法通常比单独治疗或组合治疗更有效，并且表现出改善的安全性。

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与BiTE联合

我们知道，在缺氧TME中，T细胞受到抑制而CSC快速增殖。缺氧诱导的MHC下调是一种免疫逃逸机制，因为MHC是T细胞识别和杀伤肿瘤细胞所必需的。解决该问题的一种策略是使用双特异性T细胞接合物（BiTE），其能够介导T细胞以非MHC依赖性的方式识别和杀伤肿瘤细胞。

BiTE由靶向T细胞标志物CD3和特定肿瘤相关抗原（TAA）的连锁scFv抗体组成。 BiTE使肿瘤细胞和附近T细胞之间形成假免疫突触。但是，临床开发中的BiTE仍然存在许多挑战，如全身给药相关毒性、在实体瘤中如何克服TME并达到有效局部浓度。

使用OV作为递送载体将BiTE分泌到仅需要皮摩尔浓度的准确位点可能是非常有效的策略。实际上，已有研究表明，表达于溶瘤腺病毒、麻疹病毒和痘苗病毒骨架的BiTE带来了更好的结果，同时脱靶毒性降低。

显然，理想的TAA是在CSC和肿瘤细胞上都表达。EpCAM是一个很好的例子，它是一种在缺氧条件下上调的表征良好的干细胞标志物。Freedman及其同事表明，尽管在免疫抑制微环境，表达EpCAM-CD3 BiTE的腺病毒可激活组织活检样本中的T细胞以杀死肿瘤细胞。

OV分泌的双特异性抗体诱导肿瘤细胞死亡

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与CAR-T联合

想必对于肿瘤免疫新型疗法CAR-T，在此不必赘述。鉴于 OV将“冷”免疫抑制性肿瘤转变为“热”炎性肿瘤的能力，联合这两种疗法似乎是合乎逻辑的。一些研究已经证明了这两种疗法的联合可促进CAR-T细胞的活性。

肿瘤逃逸CAR-T细胞的关键机制之一是肿瘤细胞中抗原表达降低或丧失。基于OV的策略以克服这种逃逸机制是在OV中编码靶向TAA的CAR，并利用OV驱动TAA表达的增加。

与CAR-T和BiTE免疫疗法联合时，OV驱动肿瘤相关抗原表达

参考出处：

http://sci-hub.tw/10.1002/stem.3004

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