综述：重新定义病毒作为癌症治疗制剂的全方位综述

《Hormones & Cancer》：A comprehensive review redefining viruses as therapeutic agents in cancer treatment

　　本综述深入探讨了溶瘤病毒（OVs）作为癌症治疗新策略的潜力。文章系统回顾了其历史、作用机制（如选择性靶向癌基因通路、免疫调节），并重点介绍了基因工程改造（如T-VEC, H101）及联合疗法（如与免疫检查点抑制剂PD-1联用）的最新进展。文中还展望了寨卡病毒（ZIKV）靶向胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）、植物病毒纳米颗粒（PVNPs）等新兴方向，为癌症治疗提供了创新视角。

　　

历史视角

溶瘤病毒（OVs）的概念并非新事物，其历史已跨越一个多世纪。早在病毒被科学发现之前，便有历史记录记载癌症患者在经历自然感染后出现临床缓解的罕见案例，即所谓的“圣佩里格林肿瘤”现象。首个病毒诱导癌症缓解的病例报道于1904年。1949年进行了首次临床试验。然而，早期治疗仅能诱导暂时缓解而非完全康复。该领域随后在1960-1970年代因对感染失控和特异性不足的担忧而遭遇挫折。复兴始于1991年重组DNA技术和基因工程的出现。2004年，RIGVIR成为首个获批的溶瘤病毒。2005年，安柯瑞?（H101）在中国获批。2015年，T-VEC（Talimogene laherparepvec）成为首个获得FDA和欧盟批准的溶瘤病毒。

引言

癌症的特征是异常细胞的失控性增殖。溶瘤病毒疗法因其固有的特异性靶向肿瘤细胞的能力而成为一种有前景的癌症治疗选择。经过基因工程改造的OVs被设计用于降低脱靶或病毒复制失控的风险，从而增强其安全性。溶瘤病毒疗法具有精确破坏癌细胞、在肿瘤内选择性复制、刺激免疫系统和产生全身性治疗效应的巨大潜力。临床上成功的溶瘤病毒，如H101、T-VEC、G47△等，已在多种癌症类型中显示出显著的抗肿瘤活性，且不良事件极少。

溶瘤病毒概述及其靶向癌细胞的机制

病毒溶瘤是指通过选择性病毒感染、复制、细胞裂解以及随后新病毒颗粒在肿瘤内的传播来破坏肿瘤细胞。与病毒基因治疗不同，此方法中病毒本身即是治疗剂。OVs可分为天然OVs和工程化OVs。这种选择性源于病毒感染所需的细胞环境与恶性肿瘤之间的相似性。癌细胞通常表现出信号通路改变、抗病毒反应减弱和细胞凋亡机制破坏，使其更容易受到病毒感染和复制。

溶瘤病毒的选择性机制

癌细胞积极重构转录和信号网络以促进存活、免疫逃逸和转移。病毒利用类似的途径进行复制，由于致癌过程与病毒感染存在重叠，从而造成了癌细胞对病毒的自然易感性。OVs利用三种主要机制靶向癌细胞：与癌基因受体的相互作用、免疫逃逸以及对癌基因通路的选择性靶向。

与癌基因受体的相互作用

病毒对癌细胞的感染始于其识别和进入合适细胞靶标的能力，主要通过细胞表面受体。许多OVs因其能够识别并结合在癌细胞上相较于正常细胞频繁过表达的特定细胞表面受体或分子而被选中。例如，麻疹病毒（Edmonston株）靶向CD46，这是一种癌细胞为逃避补体系统而过表达的受体。同样，癌细胞中ICAM-1和DAF/CD55水平升高允许柯萨奇病毒（如柯萨奇病毒A21）在这些恶性肿瘤内诱导溶瘤。痘苗病毒通过附着于肿瘤细胞上通常大量存在的表皮生长因子受体（EGFR）来增强其进入、复制和传播。

选择性靶向癌基因通路：新城疫病毒机制浅析

癌细胞通过增加抗凋亡分子（尤其是Bcl家族成员）的表达来规避凋亡。新城疫病毒（NDV）是一种独特的OV，选择性靶向表达高水平Bcl-xL的癌细胞。NDV利用这种脆弱性选择性感染这些癌细胞，不仅为病毒复制提供了许可环境，而且使病毒能够在肿瘤内增殖而不被通常的凋亡防御所阻止。NDV触发合胞体形成，这有利于病毒传播。通过这种机制，NDV不仅在Bcl-xL过表达的癌细胞中诱导直接溶瘤，而且还利用这些细胞的高Bcl-xL表达来维持其自身复制。

规避免疫反应：呼肠孤病毒利用Ras信号进行溶瘤

Ras信号通路在癌细胞中经常发生改变。呼肠孤病毒和痘苗病毒被归类为天然OVs，因为它们选择性靶向具有活性Ras信号的癌细胞。在健康细胞中，病毒双链RNA（dsRNA）的检测会激活PKR，导致eIF2α磷酸化，关闭全局蛋白质合成，同时RIG-I和MDA5通路驱动强大的I型干扰素反应，从而限制病毒复制。然而，在Ras激活的癌细胞中，PKR激活受损，阻止了eIF2α磷酸化，允许病毒mRNA的翻译不受阻碍地进行。同时，减少的IFN（干扰素）信号进一步增强了许可性。这种选择性易感性是呼肠孤病毒溶瘤疗法的基石。此外，受感染细胞的裂解释放出肿瘤新抗原，可以引发免疫反应。

柯萨奇病毒A21的溶瘤机制：靶向表达ICAM-1和DAF的肿瘤

两种重要的细胞表面分子，ICAM-1和DAF，通常在多种癌症中过表达。CVA21利用两步受体介导机制感染靶细胞。DAF作为膜附着或隔离受体，有效地将CVA21集中在肿瘤细胞表面。ICAM-1则作为主要进入受体。DAF和ICAM-1的协同作用使得病毒附着、有效内化和快速病毒复制成为可能，从而导致肿瘤细胞裂解。这种双受体机制对于靶向肿瘤特别有用，因为大多数健康组织不会同时高表达这两种受体。

基因修饰的溶瘤病毒

基因修饰的OVs对于提高病毒疗法的安全性、特异性和有效性至关重要。基因修饰可以增强肿瘤特异性，允许OVs选择性感染并在癌细胞内部复制，同时最大限度地减少对正常组织的损害。此外，工程化的OVs可以表达治疗性基因，增强抗肿瘤免疫力，并降低病毒脱落或与野生型病毒重组的风险。

优化OVs的传播和递送对于治疗效果至关重要。许多宿主屏障对实现OVs在患者中的最佳效果构成了重大挑战。为了规避循环系统中抗体和补体蛋白对OVs的中和作用，制定了经典策略，包括病毒包膜交换、PEG化和使用细胞载体。此外，基因工程策略，如将miRNA反应元件整合到病毒基因组中，提供了细微的免疫逃逸方法。

基因工程化的OVs被专门设计用于增强其对肿瘤的靶向精度。两种主要的修饰策略被用于改进OVs的肿瘤靶向性。第一种策略是增强病毒对肿瘤表面过表达受体的亲和力和结合活性。另一种有效的方法是增强OVs的复制能力。另一种策略是将所谓的“自杀基因”整合到OVs中。

免疫系统在溶瘤病毒疗法中扮演双重角色。一方面，OVs可以通过在受感染的肿瘤细胞中诱导免疫介导的细胞死亡来增强抗肿瘤反应。另一方面，免疫系统可以通过快速的抗病毒反应阻碍OVs的功效。

已批准的溶瘤病毒疗法示例

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  T-VEC (Talimogene laherparepvec) - Imlygic?：T-VEC是一种经过基因修饰的1型单纯疱疹病毒（HSV-1），其关键遗传修饰包括：插入GM-CSF基因盒、删除ICP34.5和ICP47基因、以及早期表达US11基因。这些修饰使其能够选择性在具有缺陷PKR信号的癌细胞中复制，并刺激全身性抗肿瘤免疫反应。
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  安柯瑞? (H101)：H101是一种减毒腺病毒载体，其关键遗传修饰是删除E1B-55K基因和E3区的四个战略性缺失。这些改变使H101成为具有增强免疫治疗能力的选择性溶瘤剂。
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  Delytact (G47△)：Teserpaturev（商品名Delytact）是一种基于基因工程HSV-1的溶瘤病毒，具有三个关键修饰：删除ICP47、删除ICP34.5以及通过插入大肠杆菌lacZ基因使ICP6失活。它通过直接溶瘤和诱导抗肿瘤免疫的双重机制发挥作用。

癌症标志和OVs可靶向的肿瘤微环境（TME）

癌症具有几个关键标志：基因组不稳定和突变、不受控制的生长、逃避生长抑制、抵抗细胞死亡、炎症增加、代谢增强以及诱导血管生成、侵袭和转移的显著能力。肿瘤不仅仅是增殖细胞的团块，它是一个由浸润和驻留的宿主细胞、分泌物质和细胞外基质组成的复杂集合体。

逃避生长抑制

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  p53抑制通路：在癌细胞中，p53通路通常因突变或癌基因激活而被抑制。呼肠孤病毒和细小病毒通常在p53通路缺陷或受抑制的细胞中复制。
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  视网膜母细胞瘤抑制通路：视网膜母细胞瘤蛋白（pRB）对于通过与E2F转录因子家族相互作用来控制细胞周期进程和S期进入至关重要。具有E1A缺陷的突变腺病毒可以在pRB功能受损的细胞中选择性复制。

抵抗细胞死亡

癌细胞经常通过多种机制逃避凋亡，包括过表达抗凋亡蛋白如Bcl-xL。删除这些基因可以产生肿瘤选择性、高效力的OVs。

诱导血管生成

血管生成是指从现有血管形成新血管的过程。一些OVs可以选择性感染肿瘤相关内皮细胞（ECs），同时不伤害正常的内皮细胞。OVs也可以作为递送血管生成抑制剂（如贝伐珠单抗、索拉非尼、舒尼替尼）的载体。

靶向肿瘤微环境（TME）

TME在癌症进展中通过促进肿瘤增殖、浸润和扩散而发挥关键作用。TME的一个主要标志是生长中的实体瘤某些区域缺氧和营养缺乏。缺氧诱导因子-α（HIF-1α）水平升高。HIF-1α通过调节缺氧诱导的基因表达和代谢参与肿瘤发生。除了缺氧和血管生成，TME还是一个动态的生态系统，其中基质细胞和细胞外基质（ECM）相互影响肿瘤进展、转移和治疗抵抗。

优化OVs以靶向TME的一个关键策略是通过基因工程使其适应肿瘤中普遍存在的缺氧条件。一种有效的方法是使用缺氧反应启动子。另一种基因工程技术涉及从病毒基因组中删除抗凋亡基因。除了基因修饰，研究人员正在设计OVs以利用肿瘤细胞在低氧条件下经常激活的缺氧诱导通路。通过整合这些策略，OVs正成为克服TME所带来挑战的有效工具。

展望变革——一种转化方法

靶向癌症干细胞（CSCs）

一部分存在于肿瘤结构内的细胞表现出对传统治疗方法的抵抗力，并可能对疾病复发负责。这些被称为癌症干细胞（CSCs）的细胞具有与正常干细胞相似的特征。与传统治疗不同，OVs有潜力消除分化的细胞和CSCs，从而有望根除疾病。2007年的一项研究发现，从乳腺癌患者胸腔积液中分离出的CSCs（CD44⁺CD24^-/low）对两种溶瘤腺病毒Ad5/3-D24和Ad5.pk7-D24表现出强效的敏感性。

寨卡病毒靶向胶质母细胞瘤干细胞

胶质母细胞瘤（GBM）是最致命的人类癌症之一。寨卡病毒（ZIKV）因其独特的能力选择性感染和消除胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）而成为一个引人注目的候选者。ZIKV主要通过SOX2-整合素αvβ5轴选择性靶向GSCs。除了这个轴，ZIKV还激活TLR3介导的先天免疫，诱导凋亡；破坏细胞周期进程；并抑制PI3K-Akt-mTOR信号通路。病毒还破坏应激颗粒形成，抑制Notch和Wnt信号，并调节microRNA表达以促进细胞死亡。这些途径共同使ZIKV能够作为一种有效且选择性的溶瘤剂，靶向治疗耐药的GSCs，同时不伤害正常脑组织。ZIKV已在各种胶质母细胞瘤和中枢神经系统（CNS）肿瘤模型中显示出显著的抗肿瘤效果。

痘病毒介导的溶瘤疗法

兔痘病毒（MYXV）是痘病毒科兔痘病毒属的原型成员。在自然状态下，MYXV表现出极其有限的宿主范围。这表明它可能是一种对癌症患者非常安全的OV。研究表明，在顺铂给药前用具有复制能力的MYXV进行预处理可显著增强化疗的治疗优势。

非感染性植物病毒纳米颗粒（PVNPs）增强免疫反应

使用纳米颗粒进行免疫治疗是肿瘤学中一个具有巨大治疗潜力的新兴领域。在生物衍生的NPs中，植物病毒（PVs）因其生物安全性而特别有吸引力。一类特殊的PVs，植物病毒基纳米颗粒（PVNPs），因其在药物递送和免疫激活方面的双重作用而受到关注。PVNPs大致分为病毒样颗粒（VLPs）和病毒颗粒纳米颗粒（VNPs）。尽管纳米载体技术取得了进步，但NPs的全身给药导致在肿瘤部位的积累极少（约1%），需要更有效的递送策略。PVNPs通过充当货物载体和免疫激活剂来满足这一需求，能够诱导免疫原性细胞死亡，增强免疫细胞浸润并重塑TME。

溶瘤病毒治疗的协同盟友——联合疗法

放疗与杀瘤病毒

放疗和OVs是两种不同的癌症治疗方式，具有不同的机制和非重叠的细胞毒性谱。因此，OVs作为癌症选择性放射增敏剂发挥作用的可能性是一个引人入胜的可能性。溶瘤腺病毒感染可以与放疗协同作用的概念已被多个研究小组探索。例如，结合CG7870与放疗在异种移植模型中导致协同的细胞死亡增加。同样，在免疫活性原位CT2A-luc小鼠模型中，单次10 Gy辐射剂量与ΔF4LΔJ2R VACV治疗相结合产生了显著优于任一单独疗法的抗肿瘤结果。

化疗与病毒疗法

化疗药物主要通过破坏DNA复制和细胞周期来靶向活跃分裂的细胞。这种方法是高度有效的，但也可能对快速增殖的健康细胞产生负面影响。将化疗的细胞毒性效应与OVs的肿瘤特异性相结合可能会产生协同治疗结果。一个显著的例子是H101，它于2005年在中国获批与化疗联合治疗鼻咽癌。此外，一项二期临床试验评估了T-VEC与新辅助化疗（NAC）联合治疗三阴性乳腺癌，成功地达到了预定的主要疗效终点。

溶瘤病毒与检查点抑制剂

免疫检查点（ICIs）是免疫系统的关键调节因子。许多肿瘤通过上调这些检查点来逃避免疫反应。ICIs通过破坏肿瘤的免疫抑制信号通路发挥作用，从而使癌细胞暴露于宿主免疫系统。DNX-2401是一种溶瘤腺病毒，通过E1A区Rb结合位点的24碱基对缺失，允许在缺乏功能性Rb通路的癌细胞中选择性复制。一项二期试验正在进行中，以评估瘤内给予DNX-2401后接着使用PD-1抑制剂帕博利珠单抗治疗复发性胶质母细胞瘤患者。ONCOS-102是一种高度修饰的溶瘤腺病毒载体，具有E1A区24碱基对缺失和GM-CSF转基因。ONCOS-102已在一项与PD-1 ICI帕博利珠单抗联合的I期临床试验中进行了评估，证明是安全且耐受性良好的。

克服联合疗法中的挑战

将溶瘤病毒疗法与放疗、化疗和ICIs等标准癌症治疗方法相结合面临若干治疗挑战。这些问题可以通过剂量优化研究、使用辐射诱导型病毒启动子和适应性临床试验设计来解决。当与化疗结合时，OVs面临重叠毒性、免疫抑制导致病毒复制减少以及肿瘤穿透性差等挑战。解决方案包括节拍给药以保留免疫功能、基于时间的治疗方案以及保护性递送系统。同样，将ICIs与OVs整合受到免疫抑制性TME、过早的抗病毒免疫清除以及免疫相关毒性风险增加的阻碍。这些可以通过为OVs装备免疫刺激细胞因子、对治疗进行排序以支持病毒复制和T细胞启动，以及采用瘤内递送或载体细胞来增强肿瘤定位来缓解。总的来说，这些综合策略旨在克服机制障碍，利用联合方案的协同潜力来增强肿瘤控制和患者结局。

定向进化：革新溶瘤病毒设计以实现精准癌症治疗

定向进化合成是优化OVs的一种创新策略。这种方法在受控环境中施加选择性压力，促进具有改进的肿瘤特异性和免疫激活能力的病毒变体的出现。定向进化过程通常始于一个多样化的病毒库。该病毒库暴露于模拟TME的特定条件下，如缺氧、酸性pH和免疫成分，使病毒能够适应并进化出增强其在这些条件下生存能力的特性。经过多轮复制、选择和扩增，表现出改进特性（如更高复制率、增强的溶瘤活性或更好的免疫逃逸）的病毒群体被优先富集。定向进化的一个关键优势是它能够发现通过理性设计可能无法预测的新突变或遗传组合。定向进化合成的例子包括oloAd1和NGOVM。最近，研究人员利用这种方法来设计具有改进肿瘤靶向能力和免疫刺激效果的OVs。OVs的定向进化合成代表了溶瘤病毒疗法的一个范式转变。

安全性概况和生物伦理考量

由于OVs具有自我复制的性质，需要仔细考虑以解决从治疗患者意外传播给密切接触者和周围环境的风险。通常，OVs经过工程化或选择以确保它们不感染或在正常细胞中复制，从而最大限度地降低传播给非目标个体的风险。截至今日，尚未有传播给医疗专业人员或护理人员的记录病例。在大多数使用感染性试验评估病毒脱落的临床试验中，一些研究确实报告在一些样本中存在感染性病毒颗粒。

与溶瘤病毒疗法相关的不良事件（AEs）通常为轻度至中度，患者出现可控制的副作用。经常报告的AEs类似流感症状。注射部位的局部反应也很常见。胃肠道不适如恶心、呕吐和腹泻可能发生，但通常是短暂的。疲劳尤其显著。不太常见或更严重的AEs包括轻度、短暂性肝酶升高。尽管罕见，但已记录到严重的3至4级AEs。幸运的是，大多数与OV治疗相关的AEs是自限性的，可以通过支持性措施控制。

最近的一个例子凸显了与溶瘤病毒疗法相关的深刻的伦理细微差别。在这种情况下，一名患有复发性疾病的乳腺癌患者选择自行瘤内注射实验室培养的OVs。这一结果虽然引人入胜，但引发了关于未经监督的实验性治疗应用的重大伦理和安全影响。

应对溶瘤病毒疗法中的障碍与成功策略

几项调查不同OVs（包括HSV、腺病毒等）的试验已显示出令人鼓舞的结果。这些试验突出了OVs相对的安全性概况及其诱导肿瘤消退的潜力。值得注意的是，一些研究报告了持久的反应甚至完全缓解。

非特异性靶向的问题是OVs临床使用的主要挑战。腺病毒Ad5/3-D24经过基因修饰，可与卵巢癌细胞上高浓度表达的整合素相互作用，目前正在进行临床试验。同样，麻疹病毒已被修饰以表达一种单链抗体，该抗体特异性靶向癌胚抗原（CEA）。

OVs的另一个缺点是，由于过去的自然暴露或疫苗接种，患者可能对病毒本身具有免疫力。减少病毒中和的一种常见策略是使用不同的病毒血清型。腺病毒和VSV都有多种血清型，允许在注射之间切换血清型以挫败抗体中和。为了减轻与野生型病毒重组的风险，采用了多种保障措施。这些策略包括删除在正常细胞中复制所必需的基因、纳入安全开关、使用低人类致病性的病毒株、严格的遏制和生物安全协议、设计具有与流行野生型病毒同源性低的独特序列的病毒、常规筛查复制 competent 病毒，以及建议患者在治疗期间避免接触野生型病毒环境。

结论

溶瘤病毒疗法是一种有前景的癌症治疗新方法。本综述表明，OVs能够选择性靶向和破坏癌细胞，同时触发针对肿瘤的免疫反应。OVs以多种方式发挥作用，科学家们正在开发方法来设计病毒以增强其抗癌有效性。溶瘤病毒疗法也可以与其他癌症治疗方法（如免疫疗法）相结合以改善结局。OVs诱导局部炎症、作为基因递送载体和直接破坏肿瘤的能力使其成为治疗中战略性联合的合适候选者。病毒与我们免疫系统之间的相互作用为将OV疗法与ICIs和/或过继性细胞疗法（ACT）相结合提供了许多前景。然而，仍然存在需要克服的挑战，例如制定策略以防止治疗耐药性和确定最佳给药方案。

未来展望

溶瘤病毒疗法领域取得了显著进展，成为一种治疗晚期癌症（尤其是那些对标准治疗无反应的癌症）的有前景的方法。自2015年FDA批准T-VEC以来，涉及各种病毒（如痘苗病毒、呼肠孤病毒、细小病毒和小RNA病毒）的临床研究激增。这些病毒与常规疗法（如放化疗）联合使用时特别有效，显示出增强的肿瘤缩小和改善的患者结局。溶瘤病毒疗法前景广阔，但其临床转化受到递送障碍、免疫清除和制造限制等挑战的阻碍。解决这些问题需要综合解决方案。展望未来，个性化病毒疗法平台的开发，以及人工智能驱动的治疗优化，将为更安全、可扩展和更有效的溶瘤病毒疗法铺平道路。