肿瘤治疗研究领域的新热点溶瘤病毒

肿瘤治疗研究领域的新热点溶瘤病毒

病毒因其天然的细胞裂解功能，是杀伤肿瘤细胞的有效选择。

溶瘤病毒治疗肿瘤具有杀伤效率高、靶向性好、安全性高、不良反应小等特点，溶瘤病毒疗法已经成为肿瘤治疗研究领域的新热点。

(资料图片)

01 溶瘤病毒介绍

病毒的形态呈现多样性，大致分5 种类型：球形、杆形（丝形）、弹形、砖形、蝌蚪状。

病毒由核心和衣壳组成。核心由一种类型核酸（RNA或者DNA）＋少量功能蛋白（核酸多聚酶、转录酶、逆转录酶）组成，核酸→基因组→决定病毒遗传、变异和复制。衣壳可以保护核酸，参与感染过程，具有抗原性。

病毒的复制周期：吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配、释放。

图1 病毒的复制周期

溶瘤病毒（oncolytic virus，OV），又称为条件性复制病毒或选择性复制病毒（conditionally replicative viruses），它能选择性感染肿瘤细胞并在其中复制，最终裂解、杀死肿瘤细胞，并释放出子代病毒颗粒进一步感染周围的肿瘤细胞，而在正常组织细胞中则无复制或杀伤作用，而且它还可以诱导特异性抗肿瘤免疫反应等，溶瘤细胞死亡后，肿瘤细胞释放肿瘤相关抗原，诱导全身抗肿瘤免疫反应，致使未暴露于病毒的远处肿瘤消退。

目前，溶瘤病毒药物已在多个实体瘤领域开展临床试验，包括黑色素瘤、头颈部癌、膀胱癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤等恶性肿瘤。

图2 溶瘤病毒的作用机制

02 溶瘤病毒种类

溶瘤病毒有很多种，从最初的天然病毒到经过基因编辑的病毒，溶瘤病毒的种类也从最初的疱疹病毒发展到十多种常用的病毒，其中腺病毒以其基因编辑的简易性和使用的灵活性成为了最为常用的溶瘤病毒。其它常用的病毒包括单纯疱疹病毒、痘苗病毒、新城疫病毒、麻疹病毒、呼肠孤病毒、柯萨奇病毒、脊髓灰质炎病毒等。溶瘤病毒的种类跨越单链到双链，从RNA到DNA，从天然到基因编辑，极大地提升了该疗法的在实体瘤临床治疗中的灵活性。

表1 溶瘤病毒的种类

03 溶瘤病毒的发展

1912年，一位患有宫颈癌的妇女被狗咬伤后向医生求助，医生按照标准流程为她接种了狂犬病疫苗，而令医生惊奇的是，这位癌症病人在接种疫苗后的一段时间里，癌组织竟然减小了许多。与此同时，一名意大利的医生在一位颈部肿瘤患者身上也观察到了同样的现象。许多实验室都开始了利用病毒治疗恶性肿瘤的研究。

1956年，美国国立癌症研究所的科学家采用不同血清型的野生型腺病毒对一些宫颈癌患进行治疗，结果显示治疗组有半数以上患者的肿瘤缩小。另有研究也发现水痘病毒和麻疹病毒对于白血病和一些淋巴瘤具有抑制作用。然而，无论使用野生型病毒还是减毒毒株，都存在很大的风险。

现在正在研究的抗肿瘤病毒主要有两大类，一类是天然对于肿瘤细胞具有特异性感染或杀伤能力的病毒，比如呼肠孤病毒，细小病毒和新城疫病毒；另一类是经过人为改造过，对于肿瘤细胞具有特异杀伤能力的病毒，比如甲型流感病毒，腺病毒，麻疹病毒和单纯疱疹病毒。这两类病毒现在已经成为科学家手中抗击肿瘤的利器，并且被赋予了一个振奋人心的名字——溶瘤病毒。

然而，天然溶瘤病毒的可控性差，对于肿瘤细胞的杀伤能力有限，而且容易激活宿主免疫系统而被清除掉，所以在应用上具有一定的局限性。因此，在此后的约二十年里溶瘤病毒的研究局限在高校实验室和少数具备较高临床资质的医院。而经过人为改造的溶瘤病毒在近年来越来越受到科学家的青睐，并且已经在临床试验中取得不错的效果。

图3 溶瘤病毒的发展进程

1970年代，限制酶、DNA连接酶和凝胶电泳的联合发现使DNA的特定片段能够从一种环境移动到另一种环境，例如将特定基因从染色体剪切到质粒上。

20世纪末，对于溶瘤病毒的基因编辑大多停留在使用细菌或者酵母菌穿梭载体的同源重组技术上，虽然该技术效率底下，但特别适合对大型病毒的编辑，例如痘苗病毒和疱疹病毒。新的基因编辑技术例如锌指核酸酶（ZFN）技术、转录激活因子效应物核酸酶（TALEN）技术、成簇规律性间隔的短回文重复序列（CRISPR）技术和单碱基编辑（BaseEditing）技术也逐步运用到溶瘤病毒的修饰中。基因编辑的目的在于对病毒致病性的基因敲除，病毒靶向性的提升以及免疫致敏能力的加强，极大地丰富该疗法的适应症范围和使用的灵活性。

04 溶瘤病毒疗法的生产工艺

溶瘤病毒生产工艺中病毒培养放大及下游纯化工艺尤为重要，对于不同病毒种类采用的规模化培养、收获及纯化方式存在差异。

溶瘤病毒药物生产步骤主要包括细胞培养，病毒的感染复制及规模化培养、病毒收集与纯化、质量检测及药物包装等。细胞培养根据相关工艺类型可分为加血清工艺、无血清贴壁工艺及无血清悬浮工艺。无血清悬浮培养由于可以避免血清中动物来源成分引入，降低下游纯化成本以及易于放大生产等优势，成为生产中使用的重要培养方法。

生产中细胞培养放大工艺尤为重要，微载体生物反应器发展日趋成熟，由于细胞收获相对容易等优势已被广泛使用。对于细胞裂解型病毒和非细胞裂解型病毒一般采取不同的病毒收获方式，收获病毒后将进行下游纯化工艺去除杂质，常见手段包括核酸酶处理、澄清、超滤浓缩、离子交换填料、分子筛及亲和层析等。在最终包装过程之前会进行质量分析，对病毒滴度、杂质浓度、安全指标等进行评估，以测试批次质量。

图4 溶瘤病毒的主要生产步骤

05 溶瘤病毒药物进展

截至目前，4款溶瘤病毒药物获批上市，60种在研药物处于临床实验阶段，其中6种在研药物处于临床III期。

表2 已上市的溶瘤病毒药物

表3 处于3期临床的溶瘤病毒药物

06 溶瘤病毒疗法 ——收购、授权

目前，已上市的溶瘤病毒产品适应症相对有限，首个获FDA批准的溶瘤病毒药物Imlygic用于治疗无法通过手术切除的皮肤或淋巴结中的晚期黑色素瘤，首个获NMPA批准的溶瘤病毒药物安柯瑞与化疗联合使用用于对常规放疗或放疗加化疗治疗无效晚期鼻咽癌。

近年来，医药企业通过收购、授权等多种资本交易形式，吸收标的公司的先进技术和经验，布局溶瘤病毒赛道。

表4 溶瘤病毒领域主要的收购、授权合作案例

中国多家上市公司布局溶瘤病毒赛道，主要布局溶瘤病毒药物的研发企业融资总额较大，得到资本市场的认可。

表5 主要布局溶瘤病毒药物的上市企业

表6 主要布局溶瘤病毒药物的研发企业