前列腺癌溶瘤病毒治疗研究进展

赵华新，王雪珂，许青

(1.上海市皮肤病医院肿瘤科，上海 200443； 2.同济大学附属第十人民医院肿瘤科，上海 200072；3.同济大学癌症中心，上海 200072)； 4.中国科学院大学宁波华美医院放疗科，浙江 宁波 315010

前列腺癌是指发生在前列腺上皮的恶性肿瘤，是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一。我国前列腺癌的发病率在男性恶性肿瘤中居第六位，死亡率居第十位，目前发病率仍处于上升趋势[1]。早期前列腺癌多采用根治性治疗，但前列腺癌的发病隐匿，通常确诊时病情已发展至中晚期，丧失了根治性治疗的最佳时机。对于中期前列腺癌患者可采用综合性治疗方法，如手术联合放疗、内分泌治疗联合放疗等。雄激素剥夺治疗即去势治疗是中晚期前列腺癌最主要的治疗方法[2]，然而大部分患者经去势治疗后逐渐表现出抗雄激素药物耐药，最终发展为去势抵抗性前列腺癌，其中位生存期小于20个月[3]，因此需要寻找新的治疗方法。

溶瘤病毒是一类具有复制能力的肿瘤杀伤型病毒，能利用靶细胞中抑癌基因的失活或缺陷选择性感染肿瘤细胞，在肿瘤细胞内大量复制并最终摧毁肿瘤细胞，同时激发免疫反应，吸引更多的免疫细胞继续杀死残余的肿瘤细胞[4]。世界上最早关于溶瘤病毒的报道是在20世纪50年代，1例子宫颈癌患者在感染狂犬病毒后肿瘤自发消退[5]。Martuza等[6]研究发现，转基因单纯疱疹病毒(herpes simplex virus，HSV)在恶性胶质瘤的治疗中有一定效果。2006年中国批准了世界上第一个溶瘤病毒重组人5型腺病毒H101用于晚期鼻咽癌的治疗[7]。目前溶瘤病毒治疗的肿瘤种类较多[8-10]，现就溶瘤病毒的作用机制及目前用于前列腺癌研究的溶瘤病毒进行综述。

1 溶瘤病毒的作用机制

溶瘤病毒具有优先靶向杀死肿瘤细胞而不伤害正常细胞的能力。这些病毒通过直接杀死肿瘤细胞、破坏肿瘤脉管系统以及促进抗肿瘤免疫3种机制破坏肿瘤组织。三种作用模式都受宿主免疫反应影响，相关的免疫系统组分分别存在于肿瘤、肿瘤微环境及宿主正常组织内，特别是免疫系统。肿瘤暴露于溶瘤病毒引发这些免疫组分之间复杂的相互作用，随后产生免疫治疗性抗肿瘤作用。

1.1溶瘤病毒直接杀死肿瘤细胞 溶瘤病毒直接裂解肿瘤细胞的过程称为溶瘤。病毒优先作用于肿瘤细胞，这种溶瘤作用通常来自肿瘤细胞内信号转导途径的改变，如酪氨酸蛋白激酶/信号转导及转录激活因子信号转导途径受损[11]。许多病毒如呼肠孤病毒、HSV、水疱性口炎病毒等均能在体内外杀死各种来源的肿瘤细胞[12]。关于用腺病毒、呼肠孤病毒、HSV、痘苗病毒、禽痘病毒以及仙台病毒治疗前列腺癌的Ⅰ期和Ⅱ期临床试验已经完成或正在进行中，试验中患者大多耐受良好[13]。

1.2溶瘤病毒破坏肿瘤脉管系统 溶瘤病毒除能直接杀死肿瘤细胞外，还可以靶向肿瘤脉管系统影响血管生成[14-15]。目前已经研究了基于腺病毒、HSV和水疱性口炎病毒等溶瘤病毒的抗血管活性。用腺病毒感染离体循环内皮前体细胞后，腺病毒分泌可溶性集落刺激因子-1受体CD115，显著减少血管密度[16]。当与微管破坏剂长春碱联合使用时，表达白细胞介素-12的溶瘤病毒HSV-1 NV1042减少了无胸腺小鼠CWR22前列腺癌异种移植瘤中肿瘤内CD31+血管内皮细胞，支持溶瘤病毒在抗血管生成治疗中的作用[17]。水疱性口炎病毒可直接感染和破坏小鼠体内的肿瘤血管系统，但保持正常的血管系统完好无损[15]。以上研究表明，溶瘤病毒可通过感染或杀死肿瘤微环境中支持肿瘤细胞生长的内皮细胞和基质细胞，破坏血管生成过程，进而破坏肿瘤血管系统[15]。

1.3溶瘤病毒促进抗肿瘤免疫 在携带肿瘤的宿主中行溶瘤病毒治疗性给药后，立即引发强烈的抗病毒免疫应答，这些反应包括先天和适应性免疫系统的协调反应[18]。溶瘤病毒优先感染肿瘤细胞，并且病毒可以在肿瘤组织内直接注射。溶瘤病毒引发的免疫应答发生在肿瘤微环境中，促炎性免疫应答的建立可以产生抗肿瘤作用和抗病毒免疫作用[19]。

2 各种溶瘤病毒的研究进展

2.1腺病毒 溶瘤腺病毒选择性感染肿瘤细胞并在其中复制是其应用于肿瘤治疗的主要机制。在前列腺癌中，溶瘤腺病毒主要通过靶向肿瘤特异性启动子、表达携带自杀基因等发挥抗肿瘤作用。Yang等[20]构建了携带前列腺特异性抗原与CD40配体融合基因的前列腺癌特异性溶瘤腺病毒Ad-PL-PPT-E1A，其可以诱导前列腺癌细胞发生凋亡，具有较强的抗肿瘤活性，并产生特定的溶瘤毒性。另一项将人纤溶酶原突变kringle5(mutational kringle5 of human plasminogen，mK5)插入溶瘤腺病毒DD3中以构建OncoAd.mK5.DD3病毒，简称O.DD3.mK5的研究表明，O.DD3.mK5能够抑制肿瘤细胞增殖和肿瘤血管生成，具有强烈的抗肿瘤作用[21]。van der Linden等[22]用表达HSV胸苷激酶基因的复制缺陷腺病毒作为新辅助治疗在前列腺切除术前应用是可行和安全的。

溶瘤病毒在人体肿瘤组织中的复制能力较差，部分原因是机体对病毒的免疫应答和病毒的自然趋向性。经过修饰的溶瘤腺病毒利用肿瘤细胞中蛋白质的异常表达改变自然趋向性，获得肿瘤选择性复制能力，如在腺相关病毒(adeno-associated virus，AAV)中插入靶向雄激素受体的短发夹RNA，构建AAV-ARHP8毒株，AAV-ARHP8在体内可以诱导雄激素受体基因强烈沉默以抑制前列腺癌细胞的生长[23]。另外，用富含AT特意结合蛋白(special AT-rich binding protein，SATB)1构建溶瘤腺病毒ZD55-SATB1发现，ZD55-SATB1可选择性复制并显著降低DU145和LNCaP细胞中SATB1的表达，ZD55-SATB1在体外能有效抑制DU145和LNCaP细胞的活力和侵袭性，并抑制异种移植裸鼠中前列腺癌细胞的生长和转移，显示出有效的抗肿瘤作用[24]。

具有条件性复制能力的腺病毒在体内外均能高效杀灭前列腺癌细胞[24]，是构建肿瘤终结病毒(cancer terminator virus，CTV)的有力候选病毒。抗凋亡蛋白Bcl-2抑制剂BH3类似物联合具有条件性复制能力的腺病毒构建的肿瘤终结病毒BHC3-CTV在小鼠体内可以诱导前列腺癌细胞凋亡，显著抑制肿瘤生长[25]。腺病毒Ad5、Ad6和Ad657在细胞水平对人前列腺癌细胞有溶瘤活性；在动物水平，Ad5静脉注射后引起的肝毒性最为严重，Ad657的毒性相对较小；Ad6和Ad657均显著延缓了肿瘤生长，Ad6显著延长了前列腺癌小鼠的生存期，这些数据表明Ad657可用于前列腺癌局部或全身治疗[26]。

2.2HSV 溶瘤性HSV是基因工程改造的HSV，可选择性地复制并杀死肿瘤细胞，扩增自身并在肿瘤内扩散，但不伤害正常组织[27]。HSV分为HSV-1和HSV-2两种，HSV-1是临床应用最广泛的溶瘤药物之一。目前已经研究了多种用于肿瘤治疗的溶瘤性HSV-1，如G207、G47Δ等。细胞实验显示，G207能有效破坏前列腺癌细胞DU145和PC3[28]；动物实验显示，给予前列腺癌小鼠瘤内注射G207，可显著抑制肿瘤细胞生长，表明G207有显著的抗肿瘤作用[29]。

一项研究检测了HSV G47Δ和MG18L在前列腺癌干细胞中的作用，结果显示，G47Δ和MG18L对人和小鼠前列腺癌干细胞均有杀伤作用，并与磷脂酰肌醇-3-激酶抑制剂BKM120有协同作用，能显著抑制肿瘤生长，甚至诱导肿瘤消退[30]。

Parkinson等[31]用缺乏感染性单周期HSV(disabled infectious single cycle HSV,DISC-HSV)构建表达粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF)的DISC-GMCSF溶瘤性HSV重组体，DISC-GMCSF感染前列腺癌细胞后，肿瘤细胞表达高水平的GM-CSF，并对已形成的肿瘤产生明显的排斥作用。表达异种人前列腺酸性磷酸酶的HSV-bPDelta6重组体可以显著降低C57/BL6小鼠TRAMP-C2肿瘤细胞的生长，提高小鼠存活率，这是HSV溶瘤病毒首次用于表达异种抗原的研究，其结果提示，溶瘤病毒治疗与免疫治疗结合可以改善转移性前列腺癌的治疗效果[32]。NV1023病毒是HSV-1/HSV-2重组物，可抑制原发性肿瘤的生长和淋巴结转移[33]。NV1042病毒是NV1023的衍生物，可表达白细胞介素-12，显著降低前列腺癌肺转移的发生率[34]。NV1023和NV1042均能特异性定位于前列腺上皮细胞而非周围基质，突显了其抗肿瘤和抗血管生成双重作用的优势[17]。重组HSV溶瘤病毒治疗联合化疗或放疗可产生协同抗肿瘤作用[17,35]，其可作为传统疗法的一项补充治疗方法。

2.3新城疫病毒(newcastle disease virus,NDV) NDV是一种禽类副黏病毒，具有单链、负向、非分段的RNA基因组，包含至少编码7种蛋白质的6个基因[36]。NDV对人类无致病性，仅对肿瘤细胞有杀伤毒性，在正常细胞中NDV的复制受到限制。NDV的肿瘤选择性是由于病毒诱导外周血单核细胞分泌肿瘤坏死因子-α，并增强肿瘤坏死因子-α对肿瘤细胞毒性的敏感性[37]。

无论是天然还是基因修饰的NDV均可用于前列腺癌的治疗，目前已构建了多种经基因修饰的重组NDV(recombinant NDV，rNDV)。Santry等[38]设计了表达多碱基裂解和活化位点F3aa的rNDV/F3aa毒株，作用于同源小鼠RM9的前列腺癌发现，rNDV/F3aa可诱导肿瘤消退，并提高带瘤小鼠的生存率。另外，rNDV BC-KLQL-GFP对前列腺癌干细胞样细胞有显著的溶瘤作用[39]。文献报道，NDV溶瘤治疗联合其他方法可以缓解前列腺癌的疾病进展，1例去势抵抗性前列腺癌患者标准治疗失败后，接受局部热疗、NDV溶瘤治疗和树突状细胞疫苗联合治疗后病情得到完全缓解[40]。

2.4牛痘病毒 牛痘病毒具有独特的生物学特性。牛痘病毒的整个生命周期都发生在细胞质中，包括转录和DNA复制，从而避免了潜在低效的核易位过程。与HSV-1和腺病毒相比，牛痘病毒作为一种溶瘤病毒仍处于早期发展阶段。Thorne等[41]利用基因工程技术设计了缺失胸苷激酶和牛痘生长因子基因的rVV/JX-963，其通过激活转录因子E2F和表皮生长因子受体通路靶向肿瘤细胞，且rVV/JX-963可以表达人GM-CSF，目前正在肺癌、肾癌以及前列腺癌中进行临床前研究。黏蛋白-1在许多肿瘤细胞过表达，其糖基化异常导致在肿瘤免疫中发挥作用的隐肽表位暴露[42]。Pantuck等[43]进行了一项针对黏蛋白-1阳性的晚期前列腺癌患者行特异性抗原基因治疗的Ⅰ期临床试验发现，患者白细胞介素-2和T细胞受体的水平上调、CD4/CD8比值升高、辅助性T细胞1信使RNA的水平增加，并诱导自然杀伤细胞和主要组织相容性复合物非依赖性黏蛋白-1特异性细胞毒性T细胞活化，治疗后患者未发生3或4级的毒性反应，显示出良好的抗肿瘤效果和较好的耐受性。

溶瘤牛痘病毒也可以与放疗联合治疗前列腺癌。Mansfield等[44]研究了牛痘病毒-碘化钠在前列腺癌治疗中的潜力，结果显示，联合溶瘤病毒治疗和碘辐射对治疗无不利影响，在异种移植和免疫活性转基因小鼠前列腺腺癌模型中，在牛痘病毒-碘化钠感染的肿瘤中添加放射性碘较单药治疗疗效更好，可限制肿瘤生长，提高了生存率。综上所述，溶瘤牛痘病毒治疗联合基因疗和放疗是治疗前列腺癌的一种潜在方法。

2.5其他溶瘤病毒 除以上溶瘤病毒外，还有一些病毒也具有抗肿瘤活性。麻疹病毒(measles virus，MV)毒株Edmonston具有抗肿瘤活性，将该毒株设计为可表达人碘化钠的碘化钠-MV/Edm病毒，对前列腺癌细胞系具有显著的抑制作用[45]。表达人类癌胚抗原的癌胚抗原-rMV/Edm病毒，在前列腺癌细胞系和小鼠模型中均具有强大的抗肿瘤活性[46]。哺乳动物正纹病毒可诱导与去势抵抗性前列腺癌进展相关的蛋白下调，干扰缺氧诱导的雄激素受体的活性，并诱导雄激素受体依赖性前列腺癌细胞发生凋亡[47]。有文献报道，呼肠孤病毒对前列腺癌不仅有直接抗癌活性，还克服了肿瘤相关的免疫逃避，提供了保护性抗前列腺癌免疫，并且在停止治疗后小鼠仍能长期生存，表明呼肠孤病毒可用于抗前列腺癌的治疗[48]。Wang等[49]报道，蓝舌病毒联合放疗在细胞和RM-1小鼠前列腺癌中具有显著的协同抗肿瘤作用，包括增加细胞凋亡、增强细胞杀伤毒性作用等。除此之外，水疱性口炎病毒、呼吸道合胞病毒、仙台病毒等也是治疗前列腺癌的候选溶瘤病毒。

3 小 结

化疗、放疗等传统肿瘤治疗方法无法区分肿瘤细胞与正常细胞，在治疗过程中增加了治疗毒性。晚期前列腺癌患者可选择的治疗手段较少，需要为患者寻求更多的治疗方法。溶瘤病毒可以靶向杀伤肿瘤细胞，且不伤害正常细胞，从而减轻了治疗的不良反应。溶瘤病毒治疗前列腺癌的多项研究显示了溶瘤病毒治疗的有效性和安全性，且溶瘤病毒治疗联合化疗、放疗等具有协同抗肿瘤作用。还有很多关于溶瘤病毒治疗前列腺癌的研究正在进行中，期待更好的研究结果为晚期前列腺癌溶瘤病毒治疗提供理论依据。