前列腺癌溶瘤病毒治療研究進展

趙華新，王雪珂，許青

(1.上海市皮膚病醫院腫瘤科，上海 200443； 2.同濟大學附屬第十人民醫院腫瘤科，上海 200072；3.同濟大學癌癥中心，上海 200072)； 4.中國科學院大學寧波華美醫院放療科，浙江 寧波 315010

前列腺癌是指發生在前列腺上皮的惡性腫瘤，是泌尿系統最常見的惡性腫瘤之一。我國前列腺癌的發病率在男性惡性腫瘤中居第六位，死亡率居第十位，目前發病率仍處于上升趨勢[1]。早期前列腺癌多采用根治性治療，但前列腺癌的發病隱匿，通常確診時病情已發展至中晚期，喪失了根治性治療的最佳時機。對于中期前列腺癌患者可采用綜合性治療方法，如手術聯合放療、內分泌治療聯合放療等。雄激素剝奪治療即去勢治療是中晚期前列腺癌最主要的治療方法[2]，然而大部分患者經去勢治療后逐漸表現出抗雄激素藥物耐藥，最終發展為去勢抵抗性前列腺癌，其中位生存期小于20個月[3]，因此需要尋找新的治療方法。

溶瘤病毒是一類具有復制能力的腫瘤殺傷型病毒，能利用靶細胞中抑癌基因的失活或缺陷選擇性感染腫瘤細胞，在腫瘤細胞內大量復制并最終摧毀腫瘤細胞，同時激發免疫反應，吸引更多的免疫細胞繼續殺死殘余的腫瘤細胞[4]。世界上最早關于溶瘤病毒的報道是在20世紀50年代，1例子宮頸癌患者在感染狂犬病毒后腫瘤自發消退[5]。Martuza等[6]研究發現，轉基因單純皰疹病毒(herpes simplex virus，HSV)在惡性膠質瘤的治療中有一定效果。2006年中國批準了世界上第一個溶瘤病毒重組人5型腺病毒H101用于晚期鼻咽癌的治療[7]。目前溶瘤病毒治療的腫瘤種類較多[8-10]，現就溶瘤病毒的作用機制及目前用于前列腺癌研究的溶瘤病毒進行綜述。

1 溶瘤病毒的作用機制

溶瘤病毒具有優先靶向殺死腫瘤細胞而不傷害正常細胞的能力。這些病毒通過直接殺死腫瘤細胞、破壞腫瘤脈管系統以及促進抗腫瘤免疫3種機制破壞腫瘤組織。三種作用模式都受宿主免疫反應影響，相關的免疫系統組分分別存在于腫瘤、腫瘤微環境及宿主正常組織內，特別是免疫系統。腫瘤暴露于溶瘤病毒引發這些免疫組分之間復雜的相互作用，隨后產生免疫治療性抗腫瘤作用。

1.1溶瘤病毒直接殺死腫瘤細胞 溶瘤病毒直接裂解腫瘤細胞的過程稱為溶瘤。病毒優先作用于腫瘤細胞，這種溶瘤作用通常來自腫瘤細胞內信號轉導途徑的改變，如酪氨酸蛋白激酶/信號轉導及轉錄激活因子信號轉導途徑受損[11]。許多病毒如呼腸孤病毒、HSV、水皰性口炎病毒等均能在體內外殺死各種來源的腫瘤細胞[12]。關于用腺病毒、呼腸孤病毒、HSV、痘苗病毒、禽痘病毒以及仙臺病毒治療前列腺癌的Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗已經完成或正在進行中，試驗中患者大多耐受良好[13]。

1.2溶瘤病毒破壞腫瘤脈管系統 溶瘤病毒除能直接殺死腫瘤細胞外，還可以靶向腫瘤脈管系統影響血管生成[14-15]。目前已經研究了基于腺病毒、HSV和水皰性口炎病毒等溶瘤病毒的抗血管活性。用腺病毒感染離體循環內皮前體細胞后，腺病毒分泌可溶性集落刺激因子-1受體CD115，顯著減少血管密度[16]。當與微管破壞劑長春堿聯合使用時，表達白細胞介素-12的溶瘤病毒HSV-1 NV1042減少了無胸腺小鼠CWR22前列腺癌異種移植瘤中腫瘤內CD31+血管內皮細胞，支持溶瘤病毒在抗血管生成治療中的作用[17]。水皰性口炎病毒可直接感染和破壞小鼠體內的腫瘤血管系統，但保持正常的血管系統完好無損[15]。以上研究表明，溶瘤病毒可通過感染或殺死腫瘤微環境中支持腫瘤細胞生長的內皮細胞和基質細胞，破壞血管生成過程，進而破壞腫瘤血管系統[15]。

1.3溶瘤病毒促進抗腫瘤免疫 在攜帶腫瘤的宿主中行溶瘤病毒治療性給藥后，立即引發強烈的抗病毒免疫應答，這些反應包括先天和適應性免疫系統的協調反應[18]。溶瘤病毒優先感染腫瘤細胞，并且病毒可以在腫瘤組織內直接注射。溶瘤病毒引發的免疫應答發生在腫瘤微環境中，促炎性免疫應答的建立可以產生抗腫瘤作用和抗病毒免疫作用[19]。

2 各種溶瘤病毒的研究進展

2.1腺病毒 溶瘤腺病毒選擇性感染腫瘤細胞并在其中復制是其應用于腫瘤治療的主要機制。在前列腺癌中，溶瘤腺病毒主要通過靶向腫瘤特異性啟動子、表達攜帶自殺基因等發揮抗腫瘤作用。Yang等[20]構建了攜帶前列腺特異性抗原與CD40配體融合基因的前列腺癌特異性溶瘤腺病毒Ad-PL-PPT-E1A，其可以誘導前列腺癌細胞發生凋亡，具有較強的抗腫瘤活性，并產生特定的溶瘤毒性。另一項將人纖溶酶原突變kringle5(mutational kringle5 of human plasminogen，mK5)插入溶瘤腺病毒DD3中以構建OncoAd.mK5.DD3病毒，簡稱O.DD3.mK5的研究表明，O.DD3.mK5能夠抑制腫瘤細胞增殖和腫瘤血管生成，具有強烈的抗腫瘤作用[21]。van der Linden等[22]用表達HSV胸苷激酶基因的復制缺陷腺病毒作為新輔助治療在前列腺切除術前應用是可行和安全的。

溶瘤病毒在人體腫瘤組織中的復制能力較差，部分原因是機體對病毒的免疫應答和病毒的自然趨向性。經過修飾的溶瘤腺病毒利用腫瘤細胞中蛋白質的異常表達改變自然趨向性，獲得腫瘤選擇性復制能力，如在腺相關病毒(adeno-associated virus，AAV)中插入靶向雄激素受體的短發夾RNA，構建AAV-ARHP8毒株，AAV-ARHP8在體內可以誘導雄激素受體基因強烈沉默以抑制前列腺癌細胞的生長[23]。另外，用富含AT特意結合蛋白(special AT-rich binding protein，SATB)1構建溶瘤腺病毒ZD55-SATB1發現，ZD55-SATB1可選擇性復制并顯著降低DU145和LNCaP細胞中SATB1的表達，ZD55-SATB1在體外能有效抑制DU145和LNCaP細胞的活力和侵襲性，并抑制異種移植裸鼠中前列腺癌細胞的生長和轉移，顯示出有效的抗腫瘤作用[24]。

具有條件性復制能力的腺病毒在體內外均能高效殺滅前列腺癌細胞[24]，是構建腫瘤終結病毒(cancer terminator virus，CTV)的有力候選病毒。抗凋亡蛋白Bcl-2抑制劑BH3類似物聯合具有條件性復制能力的腺病毒構建的腫瘤終結病毒BHC3-CTV在小鼠體內可以誘導前列腺癌細胞凋亡，顯著抑制腫瘤生長[25]。腺病毒Ad5、Ad6和Ad657在細胞水平對人前列腺癌細胞有溶瘤活性；在動物水平，Ad5靜脈注射后引起的肝毒性最為嚴重，Ad657的毒性相對較小；Ad6和Ad657均顯著延緩了腫瘤生長，Ad6顯著延長了前列腺癌小鼠的生存期，這些數據表明Ad657可用于前列腺癌局部或全身治療[26]。

2.2HSV 溶瘤性HSV是基因工程改造的HSV，可選擇性地復制并殺死腫瘤細胞，擴增自身并在腫瘤內擴散，但不傷害正常組織[27]。HSV分為HSV-1和HSV-2兩種，HSV-1是臨床應用最廣泛的溶瘤藥物之一。目前已經研究了多種用于腫瘤治療的溶瘤性HSV-1，如G207、G47Δ等。細胞實驗顯示，G207能有效破壞前列腺癌細胞DU145和PC3[28]；動物實驗顯示，給予前列腺癌小鼠瘤內注射G207，可顯著抑制腫瘤細胞生長，表明G207有顯著的抗腫瘤作用[29]。

一項研究檢測了HSV G47Δ和MG18L在前列腺癌干細胞中的作用，結果顯示，G47Δ和MG18L對人和小鼠前列腺癌干細胞均有殺傷作用，并與磷脂酰肌醇-3-激酶抑制劑BKM120有協同作用，能顯著抑制腫瘤生長，甚至誘導腫瘤消退[30]。

Parkinson等[31]用缺乏感染性單周期HSV(disabled infectious single cycle HSV,DISC-HSV)構建表達粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)的DISC-GMCSF溶瘤性HSV重組體，DISC-GMCSF感染前列腺癌細胞后，腫瘤細胞表達高水平的GM-CSF，并對已形成的腫瘤產生明顯的排斥作用。表達異種人前列腺酸性磷酸酶的HSV-bPDelta6重組體可以顯著降低C57/BL6小鼠TRAMP-C2腫瘤細胞的生長，提高小鼠存活率，這是HSV溶瘤病毒首次用于表達異種抗原的研究，其結果提示，溶瘤病毒治療與免疫治療結合可以改善轉移性前列腺癌的治療效果[32]。NV1023病毒是HSV-1/HSV-2重組物，可抑制原發性腫瘤的生長和淋巴結轉移[33]。NV1042病毒是NV1023的衍生物，可表達白細胞介素-12，顯著降低前列腺癌肺轉移的發生率[34]。NV1023和NV1042均能特異性定位于前列腺上皮細胞而非周圍基質，突顯了其抗腫瘤和抗血管生成雙重作用的優勢[17]。重組HSV溶瘤病毒治療聯合化療或放療可產生協同抗腫瘤作用[17,35]，其可作為傳統療法的一項補充治療方法。

2.3新城疫病毒(newcastle disease virus,NDV) NDV是一種禽類副黏病毒，具有單鏈、負向、非分段的RNA基因組，包含至少編碼7種蛋白質的6個基因[36]。NDV對人類無致病性，僅對腫瘤細胞有殺傷毒性，在正常細胞中NDV的復制受到限制。NDV的腫瘤選擇性是由于病毒誘導外周血單核細胞分泌腫瘤壞死因子-α，并增強腫瘤壞死因子-α對腫瘤細胞毒性的敏感性[37]。

無論是天然還是基因修飾的NDV均可用于前列腺癌的治療，目前已構建了多種經基因修飾的重組NDV(recombinant NDV，rNDV)。Santry等[38]設計了表達多堿基裂解和活化位點F3aa的rNDV/F3aa毒株，作用于同源小鼠RM9的前列腺癌發現，rNDV/F3aa可誘導腫瘤消退，并提高帶瘤小鼠的生存率。另外，rNDV BC-KLQL-GFP對前列腺癌干細胞樣細胞有顯著的溶瘤作用[39]。文獻報道，NDV溶瘤治療聯合其他方法可以緩解前列腺癌的疾病進展，1例去勢抵抗性前列腺癌患者標準治療失敗后，接受局部熱療、NDV溶瘤治療和樹突狀細胞疫苗聯合治療后病情得到完全緩解[40]。

2.4牛痘病毒 牛痘病毒具有獨特的生物學特性。牛痘病毒的整個生命周期都發生在細胞質中，包括轉錄和DNA復制，從而避免了潛在低效的核易位過程。與HSV-1和腺病毒相比，牛痘病毒作為一種溶瘤病毒仍處于早期發展階段。Thorne等[41]利用基因工程技術設計了缺失胸苷激酶和牛痘生長因子基因的rVV/JX-963，其通過激活轉錄因子E2F和表皮生長因子受體通路靶向腫瘤細胞，且rVV/JX-963可以表達人GM-CSF，目前正在肺癌、腎癌以及前列腺癌中進行臨床前研究。黏蛋白-1在許多腫瘤細胞過表達，其糖基化異常導致在腫瘤免疫中發揮作用的隱肽表位暴露[42]。Pantuck等[43]進行了一項針對黏蛋白-1陽性的晚期前列腺癌患者行特異性抗原基因治療的Ⅰ期臨床試驗發現，患者白細胞介素-2和T細胞受體的水平上調、CD4/CD8比值升高、輔助性T細胞1信使RNA的水平增加，并誘導自然殺傷細胞和主要組織相容性復合物非依賴性黏蛋白-1特異性細胞毒性T細胞活化，治療后患者未發生3或4級的毒性反應，顯示出良好的抗腫瘤效果和較好的耐受性。

溶瘤牛痘病毒也可以與放療聯合治療前列腺癌。Mansfield等[44]研究了牛痘病毒-碘化鈉在前列腺癌治療中的潛力，結果顯示，聯合溶瘤病毒治療和碘輻射對治療無不利影響，在異種移植和免疫活性轉基因小鼠前列腺腺癌模型中，在牛痘病毒-碘化鈉感染的腫瘤中添加放射性碘較單藥治療療效更好，可限制腫瘤生長，提高了生存率。綜上所述，溶瘤牛痘病毒治療聯合基因療和放療是治療前列腺癌的一種潛在方法。

2.5其他溶瘤病毒 除以上溶瘤病毒外，還有一些病毒也具有抗腫瘤活性。麻疹病毒(measles virus，MV)毒株Edmonston具有抗腫瘤活性，將該毒株設計為可表達人碘化鈉的碘化鈉-MV/Edm病毒，對前列腺癌細胞系具有顯著的抑制作用[45]。表達人類癌胚抗原的癌胚抗原-rMV/Edm病毒，在前列腺癌細胞系和小鼠模型中均具有強大的抗腫瘤活性[46]。哺乳動物正紋病毒可誘導與去勢抵抗性前列腺癌進展相關的蛋白下調，干擾缺氧誘導的雄激素受體的活性，并誘導雄激素受體依賴性前列腺癌細胞發生凋亡[47]。有文獻報道，呼腸孤病毒對前列腺癌不僅有直接抗癌活性，還克服了腫瘤相關的免疫逃避，提供了保護性抗前列腺癌免疫，并且在停止治療后小鼠仍能長期生存，表明呼腸孤病毒可用于抗前列腺癌的治療[48]。Wang等[49]報道，藍舌病毒聯合放療在細胞和RM-1小鼠前列腺癌中具有顯著的協同抗腫瘤作用，包括增加細胞凋亡、增強細胞殺傷毒性作用等。除此之外，水皰性口炎病毒、呼吸道合胞病毒、仙臺病毒等也是治療前列腺癌的候選溶瘤病毒。

3 小 結

化療、放療等傳統腫瘤治療方法無法區分腫瘤細胞與正常細胞，在治療過程中增加了治療毒性。晚期前列腺癌患者可選擇的治療手段較少，需要為患者尋求更多的治療方法。溶瘤病毒可以靶向殺傷腫瘤細胞，且不傷害正常細胞，從而減輕了治療的不良反應。溶瘤病毒治療前列腺癌的多項研究顯示了溶瘤病毒治療的有效性和安全性，且溶瘤病毒治療聯合化療、放療等具有協同抗腫瘤作用。還有很多關于溶瘤病毒治療前列腺癌的研究正在進行中，期待更好的研究結果為晚期前列腺癌溶瘤病毒治療提供理論依據。