?

?

溶瘤病毒（OV）介導的基因治療是一種重要的新興癌癥治療策略_[1]，研究表明，OVs感染的癌細胞會分泌大量細胞因子，而被裂解的腫瘤細胞會釋放多種腫瘤相關抗原。溶瘤病毒治療不僅可以觸發免疫應答，而且可以改變腫瘤微環境，促進化療和放療的效果，提高免疫檢查點抑制劑治療和免疫細胞治療的療效_[2]。

溶瘤腺病毒（OAVs）作為攜帶抗癌基因的載體，可以在癌細胞內嚴格啟動病毒復制，進而實現高拷貝擴增和高效表達抗癌基因，從而實現病毒復制溶瘤和基因表達抑瘤的雙重抑癌作用而不影響正常細胞。然而，OAV的靶向腫瘤特異性和抗癌作用在實踐中尚未達到預期，單獨使用OVs治療的臨床結果仍不能令人滿意。

?

近期，海軍軍醫大學蘇長青團隊與復旦大學華山醫院欽倫秀團隊合作在Journal for ImmunoTherapy of Cancer雜志上發表題為Triple-serotype chimeric oncolytic adenovirus exerts multiple synergistic mechanisms against solid tumors的研究論文，蘇英晗博士和黎江博士為該文共同一作。研究團隊設計具有多種協同抗癌活性的嵌合OAV（OncoViron），文章詳細闡述了三血清型嵌合溶瘤腺病毒對實體腫瘤發揮多種協同機制_[3]。

?

OncoViron是一款多重機制協同和增效免疫治療的嵌合型廣譜溶瘤腺病毒，具有三重腫瘤靶向調控機制、三個病毒結構基因改造、三種血清型腺病毒嵌合、三類抗癌免疫基因裝載的特點。OncoViron優勢:(1)針對癌細胞的病毒復制在轉錄水平和翻譯水平上都有精確的調控;(2)多個病毒結構蛋白的固有抗癌活性被激活;(3)感染癌細胞的能力增強，保證病毒本身不被已有的中和抗體攔截及肝細胞吸附;(4)武裝三種抗癌免疫調節基因，增強殺死癌細胞的效果。

?

?

結果

?

01 OncoViron具有較高的腫瘤選擇性復制活性

?

研究人員設計的OncoViron選擇腫瘤特異性啟動子對腫瘤細胞選擇性復制，ODD元件作為基因開關在翻譯水平上限制正常細胞中的病毒復制。Ad5/Ad11纖毛嵌合病毒Ad5SVPF11及所有攜帶單、雙或三種細胞因子的病毒均能在各種實體腫瘤細胞中高拷貝復制。體外細胞實驗結果表明，OncoViron在包括肝癌、乳腺癌、膽囊癌、肺癌等多數實體瘤細胞系中呈高拷貝增殖，而在正常細胞系中增殖活性較低 (圖1)。

?

圖1 OncoViron腫瘤細胞特異性的增殖復制

02 纖毛Ad5F11與六鄰體Ad5H48的嵌合增強OncoViron的感染性

?

柯薩奇病毒腺病毒受體(CAR)是Ad5的受體，對缺乏CAR的骨髓造血細胞、造血干細胞、樹突狀細胞、部分腫瘤細胞尤其是腫瘤干細胞等感染效率很低。B組腺病毒則主要識別一種廣泛表達的補體調節蛋白CD46。采用B組腺病毒的纖毛蛋白(fiber knob)替代Ad5纖毛蛋白，Ad5纖毛與Ad11纖毛嵌合形成嵌合纖毛蛋白Ad5F11來構建嵌合病毒，使之增加識別CD46受體的能力，有利于提高病毒對腫瘤細胞感染效率。

?

流式細胞術(FCM)發現，在大多數癌細胞株中，CD46的表達水平高于CAR(圖2A)，而Ad5F11嵌合病毒Ad5SVPF11H48-DsRed在大多數癌細胞株中的感染性明顯強于Ad5纖毛病毒Ad5SVPH48-EGFP。Ad5F11嵌合顯著增強了OAV在大多數癌細胞中的感染能力。

?

Ad5在自然界存在較廣，大多數人已被感染并產生了中和抗體，能夠攔截相同血清型的病毒，研究人員將腺病毒外殼蛋白Hexon的高變區(HVR)與稀有血清型如Ad48腺病毒的Hexon相應區域進行嵌合，動物實驗表明Ad5H48嵌合使OncoViron能逃避已有的免疫中和抗體的攔截，肝細胞對OncoViron的粘附和感染也顯著減少（圖2）。

?

圖2 纖毛Ad5F11與六鄰體Ad5H48嵌合增強OncoViron的感染性

?

03 OncoViron介導抗癌細胞因子的高表達且影響腫瘤細胞的轉錄表達譜

?

研究人員以MOI＝5pfu/cell的感染強度加入OncoViron進行細胞感染，繼續培養24h、48h、72h后，收集上清，通過ELISA方法檢測IL?12、IFN?γ、CCL5基因蛋白表達情況。結果發現，OncoViron能夠介導IFN?γ、IL?12、CCL5蛋白高效表達，并且隨時間延長表達量逐漸增高。

?

進一步研究OncoViron對細胞轉錄表達譜的影響，發現差異表達基因(DEGs)主要富集于細胞過程的局灶黏附和吞噬體的功能，以及PI3K-Akt、細胞因子-細胞因子受體相互作用和MAPK通路（圖3）。

?

圖3 OncoViron介導抗癌細胞因子的高表達且影響細胞轉錄譜

?

04 OncoViron誘導腫瘤選擇性殺傷活性

?

實時細胞分析表明OncoViron對各種實體腫瘤細胞系均有顯著的細胞毒作用，且呈劑量效應和時間效應關系。在大多數癌細胞系中，三種血清型腺病毒嵌合的OncoViron比兩種血清型腺病毒嵌合的Ad5SVPF11-C3表現出更強的溶瘤活性（圖4）。

?

05 OncoViron在腫瘤動物模型中發揮抗癌作用

?

OncoViron對多種實體腫瘤具有良好的抗癌活性，通過對小鼠移植瘤模型瘤內注射實驗表明，OncoViron治療不僅腫瘤細胞增殖活性下降，而且浸潤免疫細胞數量增加，表明腫瘤免疫微環境發生了明顯改變（圖5）。

?

圖5 OncoViron在腫瘤模型中發揮抗癌作用

06 OncoViron聯合免疫治療可協同抑制腫瘤生長

?

研究人員用C57-hPD1人源化小鼠接種結腸癌細胞MC38，構建移植瘤模型檢測PD-1抗體，單藥和聯合用藥動物實驗證實OncoViron與PD-1抑制劑Keytruda聯合用藥具有協同增效的作用。免疫組化顯示，在OncoViron分布和表達mE1a的同一區域，腫瘤組織大面積壞死，伴有淋巴細胞、單核巨噬細胞、樹突狀細胞(DCs)、成纖維細胞聚集，形成TME中的第三淋巴樣結構，對癌細胞起到原位協同殺傷作用，從而增強免疫治療的療效（圖6）。

?

圖6 OncoViron聯合PD-1抗體對移植瘤模型具有協同抗癌作用

?

作者進一步構建CAR?T細胞，同時構建不同腫瘤動物模型進行單藥和聯合用藥治療，結果表明OncoViron確實能夠促進CAR-T細胞的增殖和浸潤，形成一種協同機制，顯著提高治療效果（圖7）。

?

圖7 OncoViron聯合CAR–T對移植瘤模型具有協同抗癌作用

?

?

結論

本文研究發現OncoViron的選擇性復制介導抗癌因子的高表達，特異性靶向多種實體腫瘤，顯著抑制癌細胞增殖。在免疫缺陷小鼠、免疫增強小鼠和人源化小鼠的多種植入實體腫瘤模型上，OncoViron自身以及與程序性死亡1 (PD-1)抗體和嵌合抗原受體(CAR)T細胞聯合顯示了巨大的抗癌作用。OncoViron顯著改變了受感染癌細胞的基因表達譜，不僅招募大量淋巴細胞、自然殺傷細胞和單核巨噬細胞進入腫瘤微環境(TME)，并激活免疫細胞，特別是T細胞，且誘導巨噬細胞M1極化并促進更多免疫細胞因子的釋放，從而重塑TME以配合PD-1抗體或CAR-T治療。嵌合OncoViron是一種新型廣譜抗癌產品，具有多種協同和增強免疫治療機制，為聯合免疫治療實體腫瘤創造了良好的機會。


和元生物有幸為本研究提供病毒包裝服務，用實際行動助力腫瘤研究！

參考文獻：

[1] Heidbuechel JPW, Engeland CE. Oncolytic viruses encoding bispecific T cell engagers:a blueprint for emerging immunovirotherapies.J Hematol Oncol 2021;14:63.

[2] Nishio N, Dotti G. Oncolytic virus expressing RANTES and IL-15 enhances function of CAR-modified T cells in solid tumors. Oncoimmunology 2015;4:e988098.

[3] Yinghan Su, Jiang Li.,et al. Triple-serotype chimeric oncolytic adenovirus exerts multiple synergistic mechanisms against solid tumors.J Immunother Cancer.2022 May;10(5):e004691.doi: 10.1136/jitc-2022-004691.