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人們對使用病毒治療癌癥的興趣可以追溯到20世紀早期，科學家觀察到天然病毒感染下腫瘤消退的現象。然而，受到病毒致病性和相關毒性的影響，這種方法在當時的可行性受到限制。
近年來，基因工程技術的進展使得溶瘤病毒（OV）的安全性和功效得到增強，促使人們拾起對溶瘤病毒療法（OVT）的興趣。
2015年，Talimogene laherparepvec（T-VEC）被FDA批準的溶瘤病毒，用于惡性黑色素瘤的治療。
目前，許多不同的OV正在臨床試驗評估中，包括腺病毒（AdV）、單純皰疹病毒（HSV）、痘苗病毒、新城疫病毒、麻疹病毒和呼腸孤病毒，已被證明具有腫瘤特異性，相對無毒，能夠誘導強大的抗腫瘤免疫力。
面臨挑戰
溶瘤病毒是一類新興的靶向抗癌療法，旨在選擇性地感染、復制和裂解腫瘤細胞，而不會對正常的健康組織造成傷害。
除了直接的溶瘤活性外，OV還顯示出作為免疫治療劑的雙重希望。病毒感染的存在和隨后產生的免疫原性腫瘤細胞死亡，引發先天性和適應性免疫應答，其介導進一步的腫瘤破壞。
宿主免疫系統的激活是OV介導的腫瘤破壞的關鍵環節。然而，抗病毒免疫應答可以固有地限制OV感染和傳播，從而降低治療功效和整體療效。宿主的免疫系統既可以作為屏障，也可以作為促進劑，有時可以發揮雙重作用，這取決于具體的病毒感染階段。
由此，溶瘤病毒療法面臨的關鍵挑戰是：如何操縱宿主免疫系統為我們所用？具體而言，如何小化抗病毒反應和病毒清除，但同時促進抗腫瘤免疫應答介導的腫瘤破壞！
病毒介導的腫瘤細胞死亡
OV通過直接和間接機制介導腫瘤細胞死亡，起到直接細胞毒性劑和治療性癌癥疫苗的作用。
這些機制與許多OV傾向于誘導腫瘤細胞死亡的免疫原性形式相關，包括免疫原性的細胞凋亡（apoptosis）、壞死（necrosis）、焦亡（Pyroptosis）和自噬（autophagy），促使抗腫瘤免疫應答的激活。
免疫原性細胞死亡（ICD）的特征是鈣網蛋白和熱休克蛋白的細胞表面暴露和免疫刺激分子如ATP、尿酸和高遷移率組框1的釋放。不同于正常的細胞凋亡（非免疫原性），ICD可以通過樹突狀細胞（DC）的激活來誘導抗腫瘤免疫應答。此外，腫瘤細胞的ICD也釋放了腫瘤相關抗原（TAA），激活抗原特異性抗腫瘤免疫應答。
OV通過兩種主要機制介導破壞腫瘤細胞：（1）直接裂解感染腫瘤細胞；（2）誘導宿主抗腫瘤免疫應答（圖片來源：frontiers）
天然抗原呈遞細胞
抗原呈遞細胞（APC），如DC，是先天和適應性免疫的關鍵介質，通過釋放細胞因子和激活T細胞促進免疫應答的產生。
APC被招募到感染和炎癥部位，例如：在免疫原性腫瘤細胞死亡的部位，DC捕獲在溶瘤期間釋放的病毒和腫瘤抗原，并將它們呈遞給T細胞，從而啟動抗原特異性適應性免疫應答，其介導殘留和復發腫瘤細胞的靶向破壞。
腫瘤/病毒誘導的細胞因子
腫瘤微環境（TME）通常具有深度免疫抑制狀態。腫瘤過度表達細胞因子，如白細胞介素-10和轉化生長因子-β（TGF-β），其抑制天然抗腫瘤免疫應答。腫瘤衍生的細胞因子和趨化因子還包括促進生長和血管形成的腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和血管內皮生長因子等。
病毒感染刺激細胞因子（IL-1、IL-6、IL-12、IL-18、IFN-γ和TNF-α）和趨化因子（RANTES、MIP-1α/β）的釋放，改變TME中促炎和抗炎因子的平衡。除了直接的抗病毒和免疫調節活性外，這些化合物還介導募集具有額外效應功能的免疫細胞。病毒感染和由此產生的局部炎癥增強了浸潤的免疫細胞的效應功能，抵消腫瘤誘導的免疫抑制，并促進了抗腫瘤免疫的產生。
敵人丨免疫學障礙
病毒感染和溶瘤作用天然地激活先天性和適應性免疫應答，這些免疫應答有助于殺死腫瘤細胞。然而，宿主對病毒感染的免疫應答也會降低OVT的總體功效。
在宿主免疫應答的過程中，不同組分的活化以及溶瘤作用的親合力和時間，似乎與OVT總體療效相關。
溶瘤病毒療法的免疫障礙（圖片來源：frontiers）
1. OV在腫瘤位點的傳遞受到中和抗體、補體蛋白以及肝臟和脾臟等器官中的隔離的阻礙；
2.抗病毒反應，如I型干擾素（IFN）信號傳導限制腫瘤細胞內的病毒復制；
3. 來自先天免疫系統的細胞，如中性粒細胞、巨噬細胞、自然殺傷（NK）細胞，可能通過破壞被OV感染的腫瘤細胞而過早地終止病毒感染；
4.腫瘤誘導的免疫抑制，例如免疫抑制性細胞因子的富集、調節性T細胞的積累、檢查點調節劑的過表達，阻礙抗原特異性抗腫瘤免疫應答的產生和效應功能。
先天性免疫
病毒的感染觸發了抗病毒蛋白的產生、細胞因子的富集以及免疫細胞向感染部位的募集。I型IFN是抗病毒蛋白，其在受感染和未感染的細胞中重編程基因表達以直接抑制病毒復制。IFN還誘導細胞周期停滯和細胞凋亡，上調主要組織相容性復合物（MHC）表達，刺激B細胞分泌抗體，并促進記憶T細胞的發育和增殖。
APC和其他先天免疫細胞先對病毒感染做出反應，除了釋放抗病毒細胞因子外，這些細胞還具有*的機制，可以促進OVT的抗腫瘤功效。
其中，中性粒細胞通過分泌活性氧和蛋白酶而對病原體起反應，誘導壞死細胞死亡和局部炎癥。在結腸癌的異位小鼠模型中，響應OV感染的腫瘤內中性粒細胞積聚，促使腫瘤血管系統破壞和廣泛的腫瘤細胞凋亡。
NK細胞也被證明是OV誘導抗腫瘤免疫應答的關鍵效應物。它們特異性靶向那些缺乏MHC分子或顯示病毒誘導的細胞應激標記物（如MIC-A/B）的細胞，并通過釋放顆粒酶和穿孔酶誘導細胞死亡，同時激活細胞凋亡誘導受體。
可以看出，免疫系統和OV的激動劑/拮抗劑關系不是靜止的，而是隨著感染和腫瘤破壞的階段而發展。
適應性免疫
當病毒或TAA被呈遞到適應性免疫系統的細胞，這時便激活抗原特異性細胞和體液免疫。
細胞免疫
適應性免疫系統的主要抗腫瘤效應細胞是CD8+ CTL（細胞毒性T細胞），已被證明是OV誘導抗腫瘤免疫的關鍵介質，它能識別特異性抗原并通過釋放穿孔素和顆粒酶誘導細胞死亡。
在OVT的背景下，針對病毒抗原的CT*出現，隨后出現TAA特異性CTL。APC還激活CD4+ T輔助細胞，其釋放促炎細胞因子，輔助CTL殺傷功能，在抗腫瘤免疫的發展中是至關重要的。
體液免疫
機體暴露于病毒顆粒引發體液免疫應答，活化的B細胞分泌抗體，其中這些中和或調理抗體抑制病毒功能并促進病毒感染的清除。
應對丨策略
策略一：減少早期的病毒清除
為了發揮治療效果，OV必須持續足夠長的時間并誘導足夠的溶瘤作用，以刺激產生持久的適應性抗腫瘤免疫力。
然而，病毒是外來病原體并且自然地引發宿主免疫應答，介導它們的清除。在引入身體后，病毒顆粒會被中和抗體包裹，并以補體依賴的方式消除。先天免疫細胞和病毒抗原特異性T細胞的浸潤能破壞受感染的腫瘤細胞，但也可能在達到*治療效果之前終止OV感染。
這意味著，對早期免疫應答的瞬時抑制具有改善向腫瘤部位的OV遞送、延長病毒感染和增強OVT的總體療效的潛力。
低劑量化療或TGF-β治療
抑制早期瘤內免疫細胞的浸潤，已經在神經膠質瘤的幾個小鼠模型中顯示出增強OV復制、降低OV清除率、提高抗腫瘤效果的結果。
免疫抑制化療藥物預處理
如環磷酰胺，已被證明可通過消除抗病毒抗體和破壞補體功能來改善病毒傳遞、促進復制，并增強溶瘤活性。
病毒包衣修飾聚合物
如結合聚乙二醇和N- [2-羥丙基]甲基丙烯酰胺（HPMA）或脂質包封，保護OV免于中和血清因子的清除，并防止新的抗病毒抗體產生。
細胞載體
OV可以隱藏在細胞載體內并被運輸到腫瘤部位。針對惡性腦腫瘤，間充質干細胞（MSC）和神經干細胞（NSC）作為OV載體顯示出有希望的臨床前潛力。MSC和NSC均具有原發性腫瘤及其轉移的天然趨向性，被認為具有免疫特權。
Plus 組蛋白去乙酰化酶抑制劑
組蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制劑是一類新興的抗腫瘤藥，主要通過抑制IFN激活基因的誘導來增強OVT的療效。HDAC抑制劑已被證明可增強病毒復制，減少早期腫瘤內免疫細胞募集，并增強多種腫瘤中OV的溶瘤活性。
作為轉錄的表觀遺傳修飾因子，HDAC抑制劑也改變細胞的基因表達譜，有利于誘導腫瘤細胞的生長停滯和凋亡，拮抗腫瘤血管生成，并通過增加MIC-A/B、MHC和共刺激分子的表達來增強腫瘤細胞的免疫原性。
策略二：增強抗腫瘤免疫應答
在OV介導的腫瘤破壞過程中及其后，宜乘勝追擊，通過增強宿主抗腫瘤免疫應答，進一步破壞殘留或復發的腫瘤細胞。這可以通過減輕腫瘤誘導的免疫抑制、增強腫瘤細胞免疫原性或直接激活宿主免疫應答來實現。
武裝OV
通過基因改造OV使其表達炎性因子，促進局部炎癥發展，既可抵消TME的免疫抑制性質，又可以募集和激活效應免疫細胞。
聯合療法
1. Plus 化療
聯合誘導細胞應激或DNA損傷的化合物，如化療，可以刺激NK細胞活化配體的表達并激發腫瘤ICD，從而增強腫瘤細胞免疫原性。
2. Plus 免疫檢查點抑制劑
CTLA-4、PD-1/L1抗體可通過改善T細胞功能，恢復抗腫瘤細胞免疫應答，但是目前在患者中的響應率不高。有證據表明，OV聯合免疫檢查點抑制劑能誘導相對強大的抗原特異性抗腫瘤免疫應答。
3. Plus CAR-T細胞療法
CAR-T細胞能結合腫瘤細胞表面的TAA，誘導抗腫瘤免疫應答，但是目前在實體瘤中療效不佳。OV與CAR-T聯合的臨床前研究表明，兩種療法能以獨立地/附加地的作用控制腫瘤生長。
結語
理論上，OV的抗腫瘤作用可以通過減輕早期免疫應答以允許OV復制、溶瘤和擴散，然后刺激宿主免疫系統以破壞任何殘留的腫瘤細胞來優化。
我們對溶瘤病毒的引起的抗病毒/抗腫瘤免疫應答過程的理解仍有待進一步加強，游刃有余地對這其中每一個過程進行把控將會極大地促進溶瘤病毒療法的發展。(生物谷）
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