溶瘤病毒显示崭新治疗潜力,血液中的白细胞或能中和抗体障碍

众所周知,除了通过复制直接裂解肿瘤细胞以外,溶瘤病毒(OV)

还具有激活免疫系统的抗肿瘤作用。然而,不像其他类型的免疫疗法如检查点抑制剂,OV还刺激体内的抗病毒免疫应答,包括诱导抗病毒中和抗体

大多数人认为,患者体内预先存在或治疗期间产生的中和抗体(NAb)是OV全身性递送的障碍,使得重复剂量无效。这种担忧不仅限制了适用的患者群体,还可能将全身性OV治疗策略限制为“一次性”方法,意味着患者接受单次高剂量的OV或将OV直接注射到肿瘤。

事实上,FDA至今批准的唯一一个溶瘤病毒疗法T-VEC仅适用于瘤内注射

然而,近日发表在美国癌症研究协会(AACR)旗下出版物Cancer Immunology Research的一项研究表明,血液中称为单核细胞的白细胞可以装载OV/NAb复合物,在进入肿瘤部位时重新激活OV,从而保留其感染和杀死癌细胞的能力!

这项研究由英国利兹大学的Elizabeth Ilett博士和Rob Berkeley博士以及伦敦癌症研究所的Alan Melcher教授领导。

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电子显微镜图像显示含有病毒颗粒的白细胞(以红色圆圈显示)。白细胞在进入肿瘤部位时可以重新激活病毒,从而保持其杀癌能力。

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原来血细胞还是个好帮手

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单核细胞(monocytes)是血液中最大的血细胞,也是体积最大的白细胞,是机体防御系统的一个重要组成部分。该研究着眼于目前正用于临床试验的3种溶瘤病毒,并发现其中2种的中和形式可被单核细胞

重新激活

研究结果一览

呼肠孤病毒:被患者血清中的IgG和IgA抗体中和

首先,该研究对Oncolytics Biotech公司的呼肠孤病毒进行了研究。

为确保高滴度的抗OV NAb,研究人员在治疗后至少7天时,从临床试验接受了静脉注射呼肠孤病毒的患者中采集血液样本,并分离血清。

标准中和试验表明,与对照供体血清相比,所有患者的血清均对呼肠孤病毒高度中和。其中,血清中呼肠孤病毒的特异性抗体为IgG和IgA抗体,并且IgG占优势,未发现IgM抗体。另外,热不稳定补体对呼肠孤病毒的中和不起作用。

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提出假设:血液中形成了呼肠孤病毒/NAb复合物

鉴于临床前数据表明,尽管静脉内(IV)递送后血清中的NAb中和游离呼肠孤病毒,但可通过血细胞将具有复制能力的病毒转运至肿瘤。

为此,研究人员提出了一种模型,即呼肠孤病毒可以与NAb结合,形成呼肠孤病毒/NAb(ReoNAb)复合物,并通过血液中的单核细胞递送至肿瘤部位

他们将呼肠孤病毒与患者来源的血清/来自正常供体的对照血清一起孵育。电子显微镜图像表明,IgG与呼肠孤病毒颗粒结合,证实了ReoNAb复合物的形成。此外,与对照血清(40%)相比,与患者血清(76%)孵育后的呼肠孤病毒显示出更多的结合颗粒。

结果表明:ReoNAb复合物可以通过全身性治疗形成,并且在重复给药后浓度会增加。

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单核细胞装载ReoNAb复合物:能介导杀伤黑色素瘤细胞


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实验流程

流式细胞结果表明,与对照相比,仅用ReoNAb复合物处理的Mel-624细胞(一种黑色素瘤细胞)

没有显示出活力丧失;然而,当ReoNAb复合物装载到单核细胞并与Mel-624细胞一起培养时,观察到显著的癌细胞死亡

进一步分析表明,仅用单核细胞培养的Mel-624细胞没有活力丧失或生长速度降低,而当单核细胞装载呼肠孤病毒后,能诱导96.5%~0.40% Mel-624细胞死亡;装载ReoNAb复合物后,诱导81%~2.74% Mel-624细胞死亡。

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上述结果表明,呼肠孤病毒被特异性抗体中和后形成的ReoNAb复合物失去了抗肿瘤活性,但当复合物装载到单核细胞后,能诱导肿瘤细胞死亡,但与未被中和的病毒相比,杀癌效率较低。

ReoNAb复合物:被单核细胞内化并加工,释放感染性病毒颗粒

研究人员还对装载到单核细胞后reoNAb复合物的命运进行了研究。

他们发现,在释放感染性病毒之前,ReoNAb复合物会先被单核细胞内化,并且内化过程涉及表面Fc受体(FcR),主要是在非经典单核细胞(CD16+)上表达的FcγR III。

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多种肿瘤细胞及溶瘤病毒中得出一致结果

为了显示reoNAb复合物通过单核细胞递送细胞不是黑素瘤特异性的,研究人员还测试了其它组织学类型的肿瘤细胞。他们将装载到单核细胞上的ReoNAb复合物分别被递送至结直肠癌前列腺癌卵巢癌细胞,均导致显著的细胞死亡

此外,他们还从柯萨奇病毒(CVA-21)单纯疱疹病毒(HSV1716)临床试验的患者中获得血清或胸膜液,用于产生CVA/NAb和HSV/NAb复合物。当直接与黑素瘤细胞一起培养时,这两种OV/NAb复合物都没有杀癌活性,表明病毒完全中和;而当装载至单核细胞后,CVA/NAb与ReoNAb的抗癌活性相当,而HSV/NAb复合物则是无效的

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因此,抗OV NAb的存在会影响某些,但不是所有的溶瘤病毒疗法。

小鼠体内验证结果


在小鼠模型中,研究人员先从预先免疫的小鼠血清中采集ReoNAb复合物,并静脉注射至小鼠体内。

结果发现:与对照组相比,ReoNAb复合物能有效减缓黑色素瘤的生长

,并且在GM-CSF(黑色素瘤药物)预先处理后能获得更好的疗效。

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极大的临床意义

这项研究初步证明,尽管OV全身给药面临抗病毒免疫力的障碍,但血液中的单核细胞可以维持OV的治疗效力

通讯作者Melcher教授说:“溶瘤病毒是一种非常令人兴奋的新型癌症治疗方法。不仅可以直接杀死癌细胞,而且与传统的癌症治疗相比,只有轻微的副作用,并且可以吸引免疫系统到肿瘤部位。目前,溶瘤病毒在直接注射到肿瘤部位时效果很好,但这意味着肿瘤必须位于体内可以用针头到达的地方。”

以前认为,一旦身体产生抗病毒的抗体,后续剂量就没有用了。这一研究有助于我们更好地了解病毒疗法的工作原理,并且也增强了溶瘤病毒的治疗潜力,同时为更多的患者扩大可选择的免疫治疗方案具有深远的意义。

如果后续在人体中的结果一致,那么就意味着中和抗体可能不会对溶瘤病毒疗法造成太大的影响,至少对部分溶瘤病毒是这样。

或者,人们才刚刚开始了解溶瘤病毒如何帮助我们治疗癌症。

​参考出处:

DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-18-0309

https://medicalxpress.com/news/2018-09-viruses-cancer.html

http://www.leeds.ac.uk/news/article/4288/viruses_show_new_promise_in_treating_cancer


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