溶瘤病毒M1长期缓解恶性肿瘤的效应与机制研究

Tumor recurrence, owning to escape from immune surveillance, is one of the leading causes of death from cancer. Novel oncolytic virotherapy includes the advantages of targeted therapy, gene therapy and immunotherapy, and thus may possess the potential to suppress tumor relapse. We have published a series of papers to illustrate the highly targeted anti-cancer activity of oncolytic virus M1. Preliminary results indicate that M1 virus causes immunogenic cell death of cancer cells via inducing severe ER stress and oxidative stress. M1 virus also triggers secretion IFN-λ, thus increasing class I MHC. In vivo experiments show that injection of M1 virus, as well as the recombinant M1 virus encoding PD-1 scFv, significantly promote the intratumoral T cell infiltration. These evidences suggest that immune mechanism is involved in the anti-cancer efficacy of M1 virus. In this project, we plan to explore the long-term regression of tumor after interval repeated injections of oncolytic virus M1 in tumor recurrence mouse model, demonstrate the underlying mechanisms and validate them in clinical trials. Above findings may reveal the mechanisms and application prospects of inducing immunologic memory by oncolytic virus M1 and provide theoretical basis for long-term tumor regression by suppressing tumor recurrence.

免疫监视逃逸导致恶性肿瘤复发是癌症致死的主要原因。新型溶瘤病毒疗法兼具靶向治疗、基因治疗和免疫治疗的优点，具备抑制肿瘤复发的潜力。申请团队已发表系列论文阐明溶瘤病毒M1具有确切高效的靶向抗癌活性。预实验发现：M1病毒通过剧烈的内质网应激诱导肿瘤细胞免疫原性死亡并产生大量活性氧自由基；M1病毒诱导肿瘤细胞分泌IFN-λ从而上调I类MHC分子；动物实验表明，M1病毒显著增加肿瘤浸润杀伤性T细胞的数量和比例，且表达PD-1抗体的重组M1病毒具有更强的抑瘤和免疫活性。这些证据提示，免疫机制介导了M1病毒的抗癌效应。本项目拟构建小鼠肿瘤复发模型，考察间隔式多次注射M1病毒抑制肿瘤复发的效应，阐明其诱导形成和重新唤醒免疫记忆的机制，并在临床试验标本中验证该机制。本项目将阐明溶瘤病毒M1诱导和唤醒抗肿瘤免疫记忆的机制和应用前景，为溶瘤免疫疗法抑制肿瘤复发、实现肿瘤长期缓解甚至治愈提供理论依据和治疗策略。

全球癌症的发病率和死亡率正在逐年增加，是导致人类死亡的主要原因之一。如何有效治疗癌症已成为世界性的难题。经典的三大癌症治疗方法如手术切除、放射疗法和化学疗法副作用大、复发率高。近年来发展迅猛的肿瘤免疫治疗、分子靶向治疗等方法也因受益患者少、成本高而不能满足癌症患者的需求。因此，寻求有效、长效、毒副作用低、选择性高且不易产生耐药性的癌症治疗方法迫在眉睫。 .溶瘤病毒是指一类能选择性感染并杀伤肿瘤细胞而对正常组织细胞无毒副作用的病毒。近年来，利用天然存在的或经基因工程改造的溶瘤病毒选择性治疗肿瘤发展迅速。目前，已有数十种骨架的溶瘤病毒进入临床试验，并表现出较好的抗肿瘤活性和安全性。2015年，由安进公司研发的以单纯疱疹病毒为骨架并表达粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的溶瘤病毒Talimogene laherparepvec获得美国食品及药物管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准上市，这是第一个获FDA批准的溶瘤病毒，是溶瘤病毒发展史上的里程碑。随着研究的不断深入，溶瘤病毒因具有调节肿瘤微环境和激活先天性和适应性免疫应答的特点，被认为是一种新型的免疫疗法。 .M1溶瘤病毒分离自我国海南岛库蚊属蚊虫中，属于披膜病毒科甲病毒属盖塔样病毒，它具有单股正链RNA，基因组长度是11696个碱基。此前，本人所在的研究团队报道M1溶瘤病毒能选择性杀伤肿瘤细胞，且对正常细胞无毒副作用。M1病毒可引起肿瘤细胞发生长时程的剧烈的内质网应激，从而激活线粒体凋亡途径杀死肿瘤细胞。静脉注射溶瘤病毒M1可在裸鼠模型中显示出良好的抗肿瘤效果。研究表明，有效的T细胞应答是癌症免疫治疗成功的关键因素。因此，T细胞，尤其是细胞毒性CD8+ T细胞，可能对M1溶瘤病毒的疗效至关重要。因此，在免疫健全动物模型中探讨M1病毒的抗肿瘤药效及其抗肿瘤免疫学机制具有重要意义。 .在本论文中，我们的研究表明，M1溶瘤病毒可诱导免疫原性肿瘤细胞死亡，并恢复树突状细胞激活抗肿瘤T细胞的能力。静脉注射M1溶瘤病毒打破了肿瘤微环境的免疫耐受，将免疫沉默（冷）肿瘤重新编程为免疫炎症（热）肿瘤。M1溶瘤病毒在免疫原性差的肿瘤模型中产生了强效的CD8+ T细胞依赖的治疗作用并建立了长期的保护性的抗肿瘤免疫记忆。预先注射M1溶瘤病毒通过促进T细胞募集和上调PD-L1分子的表达，使难治性肿瘤