癌症的基因治疗,虽有进入临床III期的项目,但无重大突破。近来,美国ONYX药物公司采用改造过的腺病毒(ONYX-015)与化疗相结合,治疗30例难治性头颈部癌症患者,其中8例完全缓解,11例肿瘤缩小一半以上,总有效率63%,这是迄今最为有效的肿瘤生物治疗的临床报告。故我们倡导基因治疗与病毒治疗相结合的策略(即基因-病毒治疗策略),争取能获得更好的疗效。
病毒治疗进展
在肿瘤的治疗中,基因治疗虽然有不少进展,但目前无重要突破,而肿瘤的病毒治疗最近取得许多重大的突破性进展,简述如下。
改造过的腺病毒ONYX-015:正常细胞与肿瘤细胞存在着某些基因表达上的差异,使得某些病毒在正常细胞内复制所必须的基因。在肿瘤细胞内并不重要。因此,去除这些基因有望使其在肿瘤细胞内特异性复制,而在正常细胞中不能复制。以腺病毒(AdV)为例,p53是宿主细胞抗腺病毒的主要蛋白,正常细胞受腺病毒感染后立即激活p53,导致细胞凋亡,使病毒复制终止。然而,在极大多数情况下,正常细胞感染腺病毒后并没有立即出现凋亡,主要原因是野生型腺病毒存在着能抑制p53激活的蛋白,即Elb 55Kda蛋白,因此野生型腺病毒也能在正常细胞内复制。当腺病毒确实Elb 55Kda蛋白后,它感染正常细胞时,就不能抑制p53的激活,而在p53被激活后,则会使细胞很快凋亡,腺病毒不能再增殖,从而使感染终止。但在肿瘤细胞中,p53已突变或失活,故病毒感染后,没有p53可被激活,肿瘤细胞就不会凋亡,因此缺乏Elb 55Kda的腺病毒能在肿瘤细胞中大量增殖,最终肿瘤细胞被裂解而死亡,并释放新的病毒再去感染其他肿瘤细胞,以消灭肿瘤,我们把这种腺病毒称为肿瘤增殖腺病毒。腺病毒ONYX-015即按此原理构建,它与化疗药物5-氟尿嘧啶(5-FU)和顺铂合用,终于取得前面所述的突破性成果(前面已介绍过疗效达63%),现已进入III期临床。
人单纯疱疹病毒(HSV)的应用:Martuza早期在哈佛大学首先将单纯疱疹病毒复制所必需的基因核糖核苷酸还原酶或胸腺嘧啶脱氧核苷激酶(HSV-TK)失活,这样病毒只能在含有上述酶丰富的、分裂迅速的癌细胞内复制,而在正常中枢神经则不能复制,因此,该病毒能有效溶解胶质瘤细胞,而对正常细胞没有损害。为进一步提高其安全性,该课题组又将导致脑炎的病毒双拷贝基因(ICP34.5)双双进行1KB的缺失突变,并将LacZ基因插入编码核苷酶还原酶的基因ICP6,从而使ICP6基因失活,保留TK基因,使HSV能在肿瘤中大量复制,但不能在正常细胞中复制,成为G207。细胞培养核动物实验证明,这种单纯疱疹病毒G207几乎对所有实质性肿瘤有效,目前该病毒正在进行I期临床实验。
呼吸道肠道病毒(Reovirus)对人类的感染仅局限于呼吸道和胃肠道,通常无症状。该病毒感染后其早期病毒基因转录可激活双链RNA依赖的蛋白激酶(PKR),而该激酶可抑制该病毒的其他基因的转录,从而使病毒不能有效复制,而当细胞中Ras处于激活状态则可抑制该激酶,从而使该病毒增殖复制。Ras基因是一个癌基因,当它被不正常激活时,即可能发生癌变。加拿大Calgary大学Lee等应用该病毒治疗Ras高表达的人胶质瘤SCID小鼠模型,可使65%~80%的小鼠肿瘤明显缩小或消退。在体外试验中,对Ras高表达的其他肿瘤如乳腺癌、前列腺癌及胰腺癌具有相同的疗效,近期将进行临床试验。
水疱状口炎病毒(VSV)的前期研究:VSV是一种对干扰素非常敏感的病毒,但肿瘤细胞中干扰素传导信号途径异常,因此不能发挥抗VSV作用。根据这一机理,Bell教授等将VSV与干扰素联合治疗,在正常细胞中由于干扰素传导信号途径正常,故干扰素能有效发挥功能,从而抑制VSV在正常细胞内复制,而在肿瘤细胞内由于干扰素传导信号途径异常,故干扰素不能起效,VSV能有效复制,从而特异杀灭肿瘤细胞。
综上所述,肿瘤的病毒治疗取得许多重要进展,其中进展最好的还是腺病毒ONYX-015,但单纯使用时,疗效仍然较差(20%),因其杀伤力还不够。为加强病毒治疗的杀伤作用,我们提出基因-病毒治疗策略,将两方面的优势结合起来,希望能对肿瘤治疗有更好疗效。
基因-病毒治疗的发展趋势
征服肿瘤是人类的一件大事,是无数科学家和医生梦寐以求的愿望,我们期望基因-病毒治疗方法在攻克肿瘤顽症方面能有所作为。
肿瘤进行特异性杀伤方案的研究。
(1)针对抑癌基因失活的肿瘤进行杀伤:第一是对p53基因突变的肿瘤;第二对Rb基因突变的肿瘤。
(2)特异杀伤特定病毒感染所致的肿瘤:EBV潜伏感染的肿瘤,如鼻咽癌、恶性淋巴癌、胃癌;HPV潜伏感染的肿瘤,如子宫颈癌、口腔癌等。
(3)按特异启动子或增强子的控制,对特定肿瘤进行杀伤:肿瘤特异性的启动子控制AdV等增殖病毒的生长必需基因。使其只在特定肿瘤中表达增殖和杀伤。
(4)改造AdV的纤维蛋白,进一步增加其对肿瘤结合的亲和力和特异性:前述ONYX-015的文章为瘤内注射。为达到在静脉应用的目的,目前我们正在对腺病毒的纤维蛋白进行改造,即在纤维蛋白中插入肿瘤表明含量高的受体(如EGF、IGP-II、VEGF、FGF等受体)的配基小肽,以期达到特异性结合肿瘤细胞的目的。
加强增殖病毒的杀伤力。
(1)装入自杀基因如CD、TK等。
(2)装入血管生成抑制基因,如Angiostatin、Endostatin:Angiostatin、Endostatin具有强烈抗肿瘤形成及转移的能力,而且毒性极小,十分安全。但目前用蛋白治疗的剂量为500毫克~1000毫克(约每个病人每天5~10万),不太实际。而我们的肿瘤增殖病毒能使基因表达量在肿瘤中提高数百倍乃至数千倍,而且能在体内长时间稳定表达,直至肿瘤完全消失。
防止增殖病毒被消除。
(1)减少病毒的免疫原性:由于机体病毒免疫(包括中和抗体及激活T细胞)会决定肿瘤增殖病毒的生存和疗效。我们将进一步改造病毒以降低其抗原性。
(2)防止AdV被肝脏清除:肝脏枯否(Kuffer)细胞的Coxsackie-adenovirus受体(CAR)能与腺病毒纤维蛋白结合,我们正在对腺病毒纤维蛋白的各个环(loop)进行点突破改造,使其与CAR受体不能结合,从而使肝脏枯否细胞清除腺病毒的能力下降或消失。
其他病毒的改造:如HSV、AAV等,还可对ReoV及VSV作研究。
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