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1、溶瘤病毒在肿瘤诊治中的应用,朱华晨 2015.09.29,肿瘤 vs 病毒,2/3：RNA病毒 逆转录病毒，可引起爬行类（蛇）、禽类、哺乳类包括灵长类白血病、肉瘤、淋巴瘤和乳腺瘤等 1/3：DNA病毒 包括乳头状瘤病毒、多瘤病毒、腺病毒和疱疹病毒、乙型肝炎样病毒等,与人类肿瘤发生关系密切的病毒, 逆转录病毒（如T细胞淋巴瘤病毒，HTLVI） 乙型肝炎病毒（HBV）DNA病毒 乳头状瘤病毒（HPV） DNA病毒 EpsteinBars病毒（EBV）DNA病毒,相辅相成，互为因果？ 相生相克，亦敌亦友？,肿瘤 vs 病毒： Friend or foe ？,必要性：发展现状和问题,新发传染病频发，缺
2、乏有效的应对防控方法 肿瘤发生率有上升趋势，缺乏早期诊治方法 学科优势缺乏有效整合，资源利用率较低 粤东地区经济低迷，缺乏创新型高科技产业,基础研究,开发应用,新病原 发现与鉴定,项目简介,疫苗、化学药物、单抗、诊断/示踪试剂 （病毒与肿瘤）,新发传染病 未知新病原 致瘤病毒,病原进化 跨物种传播 致病机制 免疫防御,协同创新,人才培养,学科建设,平台与基地建设,针对传统病原学方法难以在短时间内实现对新型病原体进行准确鉴定的问题，通过完善病原体高通量快速诊断平台及流行病学调查平台，提高感染性疾病尤其是新发传染性疾病的病原学鉴定、诊治以及应对突发公共卫生事件的能力 ，研制开发相关的诊断试剂； 针
3、对病毒性传染病普遍缺乏特异性治疗手段的问题，通过深入研究病原跨种属传播以及与宿主互作的分子机制，开发新型抗病毒药物和疫苗； 针对目前肿瘤早期诊断困难、治疗特异性低下的问题，开发病毒靶向载体，用于肿瘤的示踪诊断及治疗。,研究内容,项目运行总体思路：,研究方向 新发感染性疾病的病原学诊断、生态、进化、感染机制与致病机理研究 感染性疾病、炎症相关基因与肿瘤关系的研究及病毒载体在肿瘤示踪和治疗上的应用 打造三个学科联合体： 感染性疾病与免疫 感染与肿瘤 肿瘤与溶瘤病毒载体,1）学科平台建设 2）人才引进和培养 3）基础研究 4）应用开发研究 5）对外交流与合作,项目建设,学科平台,人才,应用研究,基础
4、研究,其 他,平台基地建设,高通量病原快速诊断与大数据分析平台 II+至III+级生物安全实验室及实验动物平台 疫苗与人源单抗制备平台 高通量肿瘤特异嗜杀性病毒载体筛选平台,总体建设目标及社会意义,整体提高我国应对新发传染性疾病的防治能力及肿瘤早期诊断与治疗的能力； 全面提升我校临床医学以及转化医学水平，为我省的产业转型及升级作出具体贡献； 在产、学、研的良性循环中，努力打造国内一流，在局部领域达到国际领先水平的大学。,新城疫病毒与溶瘤病毒治疗,2015.09.29,溶瘤病毒(oncolytic virus),Anoncolytic virusis avirusthat preferentia
5、lly infects and killscancer cells. 具有复制能力的肿瘤嗜好性杀伤型病毒,溶瘤病毒(oncolytic virus),利用靶细胞中抑癌基因的失活或缺陷从而选择性地感染肿瘤细胞，在其内大量复制并最终杀伤、裂解肿瘤细胞，而对正常细胞没有杀伤作用。 direct destruction of the tumour cells (lysis or apoptosis) 直接感染并杀死癌细胞 release new infectious virus particles 复制并杀伤更多癌细胞 stimulate host anti-tumour immune respons
6、es 激发免疫反应，吸引更多免疫细胞来继续杀死残余癌细胞 优点：选择性、可自我复制、可改造、可多路径攻击癌症，同时破坏癌细胞的多种进程，并触发 “旁观者机制” （安全性、耐药性、持续性？）,溶瘤病毒(oncolytic virus),天然对于肿瘤细胞具有特异性感染或杀伤能力的病毒（呼肠孤病毒、细小病毒、新城疫病毒） 经人为改造（专化，强化和弱化 ）过，对肿瘤细胞具有特异杀伤能力的病毒（甲型流感病毒，腺病毒，麻疹病毒和单纯疱疹病毒） 1：去掉毒性基因（弱化、安全）2：加上特异识别癌细胞的特殊蛋白 （专化、特异）3：加入激活针对肿瘤的免疫基因（强化、效果） 1991，第一个转基因溶癌病毒（HSV）
7、报道；2006，中国批准H101上市,History- using wildtype or attenuated viruses,1904, The Lancet：慢性白血病妇女，流感，病变白细胞减少，病情意外好转 1912，Ginecologia, Dr Depace NG (Italy): 宫颈癌接种减毒狂犬疫苗，肿瘤自发消退、减小 1950s，西尼罗河病毒、腺病毒天然弱毒株治疗 1970s，水痘病毒 vs 急性淋巴性白血病 1970s，麻疹 vs 白血病、Burkitt淋巴瘤、Hodgkin淋巴瘤 - potential risk for high pathogenic infectio
8、ns,History- HSV-1 GM viruses,Herpes simplex virus 1(HSV-1) 起步： 1991, Science, Martuza RL et al： HSV-1, 失活胸苷激酶基因（TK），裸鼠恶性脑胶质瘤U87治疗 第一代：1716毒株： 去除ICP34.5（ 34.5）神经毒基因，正常细胞可凋亡，病毒无法复制；肿瘤细胞IFN缺失，PKR低表达，病毒可复制并溶瘤 第二代：F及G207毒株： 进一步去除ICP6（编码核糖核酸还原酶大亚基），病毒无法正常复制；加入hEndo-Angio（人内皮抑素-血管生成抑素） 第三代：G47毒株： 进一步去除47基因
9、，防止已感染肿瘤细胞出现免疫原性低下,History- Adenovirus-GM viruses,腺病毒，small genome，AdEasy system, but relatively low replication ONYX-015: 首个临床基因重组株（1987 加州Onyx公司）； *去除E1B55KD gene，解除对p53的抑制 正常细胞：激活p53，病毒受抑制； 肿瘤细胞：p53缺失，病毒复制 H101:世界上首个官方批准上市的溶瘤病毒药物（人5型Adenovirus，上海三维公司） *去除E1B55KD 及非必需的E3基因 用于难治性晚期鼻咽癌（配合5-FU，顺铂姑息治疗
10、） 第二代：加肿瘤特异启动子（肿瘤特异抗原，端粒酶，生存素启动子，肝癌特异AFP启动子等）、抑癌基因（IL-24，RNA pol III-dependent U6 shRNA，TRAIL） 第三代：进一步去除E1B19KD, E1A bp924-947，加载抑癌基因（HCCS1等） 改进：添加治疗基因（转基因治疗载体+溶瘤）,History- Cowpox-GM viruses,1991，Cancer Gen Ther, Mastrangelo MJ et al: 牛痘病毒TK中插入GM-CSF，选择性复制并激活EGFR/ras通路 2006，Mol Ther，Kim JM et al & J
11、ennerex公司: 使用全球推广的牛痘病毒惠氏株疫苗构建JX-594毒株 2011，Nature，Breitbach CJ et al: JX-594临床试验：首次证明静脉注射后可持续且选择性抗肿瘤,大规模随机临床试验,黑色素瘤转移患者III期临床试验：HSV-1(编码粒细胞巨噬细胞集落刺激因子GM-CSF) 头颈部肿瘤复发患者III期临床试验：呼肠孤病毒与紫杉醇、卡铂联用 针对Sorafenib治疗无效的肝癌患者II期临床试验：JX-594 vs 支持疗法 2002 实体癌I期临床试验： NDV PV701 （14/62例430月未复发） 2006 恶性神经性肉芽肿I/II期临床试验： N
12、DV2HUJ (无严重不良反应，未恶化，1例三个月内完全缓解) 国外其他报导：NDV-HUJ、NDV-73T、MTH68、PV701等作为溶瘤病毒已经分别进入、期临床实验。 三期临床：安进（Amgen）T-Vec；CG0070（膀胱癌）； Reolysin（头颈癌）,新城疫病毒-Avian Paramyxovirus Type-1（Newcastlediseasevirus, NDV or APMV-1）,Group: V(-)ssRNA) Order: Mononegavirales Family: Paramyxoviridae Genus: Avulavirus Species: Avi
13、an paramyxovirus 15-19kb，12 serotype,副流感,腮腺炎,麻疹,仙台,尼帕 亨德拉,副流感,犬瘟,APMV-1的系统发育和进化,Class I,Class II,Class III,Novel,禽副粘病毒属的基因组结构,6个结构蛋白 NP：核衣壳蛋白 P：磷酸化蛋白 M：基质蛋白 F：融合蛋白 HN：血凝素-神经氨酸酶蛋白 L：大聚合酶蛋白 SH：小分子疏水性蛋白 IGS：非转录基因间隔区,非结构蛋白特别是移码突变产生的W，V蛋白质表达可特异抑制鸡细胞的干扰素信号系统 （IFN /拮抗剂）,副粘病毒中主要基因及功能,NP、P、L可形成三种复合物，NP-NP、NP
14、-P、NP-L、P-L，参与病毒颗粒组建,History,人类感染NDV后，可能出现结膜炎、淋巴腺炎、轻微流感症状或无症，很快可康复。 1970，The Lancet, Webb HE & Gordon CE: 胃癌农场主感染NDV后胃癌痊愈 2002, 2006: PV701, HUJ毒株临床试验 2009，Int J Oncol，Wilden et al：细胞对NDV敏感性与抗病毒基因RIG-I, IRF3, IRF7, IFN-负相关，而肿瘤细胞低表达以上因子。 2011：D90抑制人非小细胞肺癌A549细胞系 2012：D90荷瘤裸鼠-诱导顺铂抗性的A549凋亡（可与化疗联用）,Mec
15、hanism,肿瘤细胞低表达抗病毒因子，正常细胞高表达选择性感染与复制 NDV在人癌细胞中的复制是正常细胞的10000倍以上，无神经嗜性，安全 强效诱导NK细胞，CD8+ and CD4+效应细胞及Type I IFN反应 促进效应细胞活化与远端肿瘤凋亡，可与immunomodulatory antibodies等系统性疗法联用 灭活NDV可促进人外周血单核细胞分泌IFN-，提高TRAIL表达，启动caspase级联反应 NDV可通过分裂原活化蛋白激酶信号传导途径诱导凋亡（p38参与） 致癌蛋白鸟苷三磷酸酶Rac I表达帮助NDV复制及溶瘤，与肿瘤的锚定非依赖性生长有关 NDV感染后不依赖于p
16、53激发的内源性线粒体途径，而是直接改变线粒体内膜通透性，释放细胞色素-c及其他膜间隙蛋白，激活下游caspase-9形成凋亡小体，进而激活caspase-3介导肿瘤凋亡。,MechanismHN抗肿瘤的主要分子基础,肿瘤细胞高表达富含唾液酸（ NDV受体）的粘蛋白Sialocmucin (膜蛋白的0.5%) NDV感染后HN可大量切除唾液酸（负电），解除masking，暴露抗原，防止逃避淋巴细胞免疫监视与攻击，减少转移 HN有血凝活性，还可在肿瘤表面表达并作为粘附分子，增强肿瘤细胞表面粘附性 HN可提高肿瘤细胞对淋巴细胞的共刺激作用，提高抗原递呈活性，诱导CTL（可提高淋巴细胞活性标记CD69,CD25, 抗HN单抗可特异阻断此反应；共刺激分子可使T细胞表面受体活化阈值从8000点降低到1500点，提高对抗原刺激的敏感性，而HN与细胞表面受体结合再破坏的过程，类似于共刺激分子对受体的触发） HN蛋白可通过上调效应细胞的凋亡配基，促进凋亡 NDV具有多组织亲和性的免疫刺激性，感染后在细胞膜表面引入病毒的HN和F蛋白（作为非特性组分，可增强肿瘤细胞抗原的免疫原性），进而诱导T
