新城疫病毒免疫治疗肿瘤研究进展

　　作者：程建贞 刘春霞 翟登高 张进顺 作者单位：河北北方学院医学技术学院免疫教研室，河北 张家口 07500

　　【关键词】 新城疫病毒 免疫 治疗 肿瘤

　　肿瘤是严重威胁人类健康的疾病之一，有关肿瘤治疗方面的研究是目前医学研究领域的热点。利用病毒来治疗肿瘤可以追溯到20世纪的早期，当时许多有意义的发现引起了人们的极大兴趣：许多肿瘤患者在自然感染病毒后出现肿瘤缓解和自愈现象[1]。由此，便开始了将不同病毒用于临床治疗的尝试，尤其在20世纪50～60年代，利用病毒治疗肿瘤的研究更是得到迅速发展[2]。

　　近年来，随着病毒治疗肿瘤领域的日益扩展、研究手段的不断提高，新城疫病毒(NDV)、腺病毒、腮腺炎病毒、单纯疱疹病毒(HSV)、痘苗病毒(VV)、呼肠弧病毒、甲型流感病毒(PR8)、细小病毒等30多种病毒已进入临床实践，为肿瘤的综合治疗开辟了新途径。其中新城疫病毒(Newcastle disease virus，NDV)因其对人无致病性等优点而用于肿瘤生物治疗的研究报道较多[3，4]。现将其抗肿瘤作用及其机制综述如下。

　　1 新城疫病毒(NDV)免疫治疗肿瘤的类型

　　到目前为止，用新城疫病毒治疗的肿瘤包括全身多种恶性肿瘤，其中小鼠的有艾氏腹水癌(Ehrlich)、腹水型肝癌(H22)、肉瘤S180(腹水型及皮下实体瘤)、膀胱肿瘤、小鼠肥大细胞瘤(P815)、白血病(P388)、骨髓瘤等;人类肿瘤有消化道肿瘤(包括胃癌、结、直肠癌等)、恶性黑色素瘤、肾细胞癌、神经纤维瘤[5]、纤维肉瘤、鼻咽癌、前列腺癌、膀胱移行细胞癌、乳腺癌、头颈部肿瘤、肝癌等。

　　2 新城疫病毒免疫治疗肿瘤的作用机制

　　自从发现新城疫病毒的抗肿瘤作用以来，对其作用机制的研究较多，综合考虑有如下几个方面：

　　2.1 新城疫病毒对肿瘤细胞的直接、特异性杀伤作用

　　新城疫病毒(NDV)属副粘液病毒Ⅰ型，是一种家禽病毒，具有多组织亲和性(pleiotropic)的免疫刺激特性，可直接并特异性的对肿瘤细胞产生细胞毒作用[6]。它能吸附于肿瘤细胞膜上，使肿瘤细胞膜通透性增加[7]，并在肿瘤细胞质中选择性的复制而不依赖于细胞的增殖，引起细胞与细胞的融合及多核体的形成，最终导致肿瘤细胞裂解并死亡，同时可降低肿瘤细胞的成瘤性及转移能力，对于机体内潜藏的少量癌细胞具有杀灭作用。由于这种病毒不能在正常细胞中复制增殖[8]，故对人的正常成纤维细胞没有影响[9，10]，对人没有致病性。

　　2.2 新城疫病毒的非特异性免疫刺激作用

　　利用NDV的非特异性免疫刺激作用来治疗肿瘤在国外已经进入了临床评估阶段，良好的临床应用结果证明此非特异性免疫刺激作用具有很强的抗肿瘤旁观者效应[11]。

　　NDV感染肿瘤细胞后，诱导机体产生的细胞因子、趋化因子和其它基因产物达12种以上，其中包括IFNα、β，TNFα，IL1，IL6)[12]，单核细胞集落刺激因子、RANTES、IP10;其它基因产物如HSP、ACTHendorphin、iNOs、EPA/TIMP、NFkB等。这些产物的生物学意义在于干扰病毒的复制同时诱导细胞进入凋亡程序使感染不能持续，在NDV免疫治疗肿瘤中的作用是非常重要的。

　　其中NDV诱导的干扰素(IFNs)能够加强免疫细胞的识别和杀伤功能，活化NK细胞、巨噬细胞及致敏T淋巴细胞，促进抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用[13]，在抗肿瘤CTL的应答方面也具有重要的作用;同样，病毒诱导的干扰素也增强辅助性T细胞的旁观者效应或者增强对同族CD4+T细胞的辅助以及CD8+T细胞应答[14]。

　　新城疫病毒在体内、外均能激活小鼠腹腔巨噬细胞(PEMΦ)[15]，表现为巨噬细胞的体积明显增大、出现伪足，数量增加且多种巨噬细胞标记酶(ADA、Inos、裂解酶、酸性磷酸酶、溶菌酶)作用增强，吞噬功能也增强，同时诱导巨噬细胞产生并释放抗肿瘤作用的效应物质，如：TNFα [15]、IFN、NO [16]，说明NDV对体内外巨噬细胞的抗肿瘤活性具有很强的激活作用，并在抗肿瘤转移中发挥重要作用。已知TNFα在体内外均可直接激活PEMΦ杀伤肿瘤细胞[17，18]。在研究中发现NDV感染PEMΦ 2h后就可以稳定的吸附在其表面，24h后即可诱导其分泌和释放NO，且该一氧化氮与巨噬细胞的细胞毒活性具有依赖关系[19]，NO介导的抗肿瘤作用机制可能有以下几个方面：干扰肿瘤细胞的能量代谢、抑制肿瘤细胞的蛋白质合成、诱导肿瘤细胞凋亡等。

　　NK细胞的抗肿瘤作用已有许多报道，在病毒抗肿瘤过程中，NK细胞也起了积极的作用，病毒本身在促进NK细胞发挥其抗肿瘤作用的机理可能有以下两个方面：①病毒和病毒感染的瘤细胞均能刺激机体的NK细胞功能[20];②病毒感染的瘤细胞更容易被NK细胞攻击并杀伤。

　　2.3 新城疫病毒的特异性免疫增强作用

　　目前国际上对肿瘤的治疗一般采取手术、放疗和化疗等，但由于这些治疗只是最大限度地减少肿瘤细胞的数量，对主动免疫没有直接帮助，故许多患者因肿瘤复发而死去。现在一般认为，肿瘤治疗的关键因素是刺激机体产生对肿瘤的主动免疫。

　　研究表明，大多数肿瘤细胞存在肿瘤相关抗原 TAA，但是这些抗原的免疫原性大多较弱，不足以引起宿主有效的抗肿瘤免疫反应，此为肿瘤逃避机体免疫排斥的机制之一。病毒免疫治疗肿瘤的关键是修饰或改变肿瘤细胞表面的抗原性。新城疫病毒作为生物反应调节剂(BRM)的一种，感染瘤细胞后可迅速吸附于瘤细胞表面，与肿瘤细胞部分或整个细胞膜结合，并在肿瘤细胞内复制，抑制肿瘤细胞蛋白质的合成，并在细胞表面产生了大量的病毒蛋白如HN蛋白，诱发并增强肿瘤细胞抗原的免疫原性[21]，与机体内的杀伤性淋巴细胞的相互作用加强，从而激活体内针对肿瘤的细胞免疫及体液免疫，包括肿瘤特异的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应[22]及肿瘤浸润淋巴细胞水平等得到加强、提高，刺激机体免疫系统针对增强了的肿瘤抗原产生免疫应答，进而杀伤肿瘤细胞，达到病毒治疗肿瘤的目的。

　　许多学者证实，肿瘤细胞表面的唾液酸含量明显高于正常细胞，而唾液酸对细胞表面抗原决定簇有掩盖作用，它可阻止受体被相应的配基识别，同时也阻断了抗原部位被免疫系统识别。肿瘤细胞可以通过高度唾液酸化的表面有效的抵制免疫防御，从而使肿瘤细胞得以扩散。NDV的HN(hemagglutininneuraminidase)基因表达的HN蛋白具有的神经氨酸酶活性不仅可以去除肿瘤细胞表面的唾液酸，还能水解病毒粒子囊膜表面糖链末端唾液酸，防止病毒粒子在宿主细胞表面的簇集，从而更利于病毒粒子对宿主细胞的黏附、融合及子代病毒粒子从感染细胞中释放出来。从而增强机体的免疫识别能力，提高了免疫细胞杀伤肿瘤细胞的作用。

　　2.4 新城疫病毒可诱导肿瘤细胞凋亡

　　关于NDV特异性感染肿瘤细胞的机制，王久莉等认为[23]NDV的6种结构基因 NP、F、HN、P、M、L基因中的某一种表达的蛋白能够特异性地与肿瘤细胞的癌基因或其调节基因结合阻止癌基因的表达，或抑制了肿瘤细胞中端粒酶的活性，或抑制了肿瘤细胞的RNA、DNA、蛋白质的合成及其功能，或改变了肿瘤细胞DNA复制的特性而抑制了肿瘤细胞生长，或使肿瘤细胞逆转为正常细胞。到目前，NDV具体哪一成分具有抗肿瘤作用以及其确切的作用机制仍不为人知。薛立娟等以pIRESInoe为表达载体构建了NDV HN基因的pIRHN核酸疫苗，在体外感染Hela肿瘤细胞发现NDV HN基因可以在体外引起肿瘤细胞死亡，其死亡方式以凋亡为主[24]。这一结论为进一步阐明NDV抗肿瘤作用机制以及临床应用提供了理论依据。

　　3 新城疫病毒免疫治疗肿瘤的效果及其影响因素

　　新城疫病毒具有显著的抗肿瘤作用，但使用方法不同其疗效也有很大差异。体外NDV感染不如体内感染效果显著;活的NDV比灭活的NDV治疗效果显著;局部应用比全身应用效果显著。

　　影响病毒免疫治疗肿瘤疗效的因素是多方面的。不同的毒株、病毒的剂量及其注射途径、初次治疗的时机、两次治疗的间隔时间、肿瘤的负荷及机体的免疫状态等均可影响其抗瘤效果，研究这些因素将会对临床治疗肿瘤具有一定的指导作用。

　　由于NDV抗肿瘤作用的机理之一是通过病毒感染肿瘤细胞，增强肿瘤细胞的免疫原性，刺激机体免疫系统针对增强了的肿瘤抗原产生免疫反应，进而杀伤肿瘤细胞。要想达到这一目的，必须选择最佳病毒感染剂量。病毒治疗剂量过小，则不足以感染肿瘤细胞引起宿主有效的抗肿瘤免疫反应;相反，病毒感染剂量过大，瘤组织或瘤体内的病毒含量过高，病毒的毒副作用可能也会增加，机体免疫系统的负荷也会相应增加，使病毒感染的肿瘤细胞不能被有效的排除而影响疗效。

　　病毒的抗癌效果与其注射途径也有关系：NDV瘤内注射具有明显的抑瘤作用，据推测此抑瘤作用可能与NDV对癌细胞的修饰作用有关。进一步应用电镜观察及Western印迹分析显示：瘤内注射NDV后，瘤细胞不仅可被NDV感染，且可在细胞膜上表达该病毒相关抗原(VAA)。

　　病毒免疫治疗肿瘤的次数及间隔时间：经研究发现，同种病毒两次治疗的疗效优于一次治疗，荷瘤鼠存活率均有不同程度的提高;同时疗效与两次病毒治疗的间隔时间也有关系，总趋势看，间隔时间越短，效果越好，且随间隔时间的延长，荷瘤鼠存活率逐渐下降。此外第一次给予病毒的治疗时间也影响疗效，从实验看，越早期治疗效果越好，提示病毒免疫治疗肿瘤的方法可能更适于早期肿瘤患者。

　　加抗体与否也会对NDV免疫治疗肿瘤产生影响：黄祯祥等认为，抗病毒抗体的加入能显著提高肿瘤细胞在腹腔内的死亡率，在介导K细胞通过ADCC功能特异性的作用于被病毒感染的靶细胞方面发挥一定的作用，提示抗病毒抗体的产生在病毒免疫治疗肿瘤中是不可缺少的[25]，由于病毒能使腹腔内几乎所有的肿瘤细胞都感染[26]，这样就导致了腹腔中肿瘤细胞的大量死亡，达到病毒免疫治疗肿瘤的目的。

　　病毒纯化与否：经研究发现，新城疫病毒经超速离心纯化后治疗S180荷瘤鼠，其存活率高与未纯化的新城疫病毒，但差异不太明显，平均存活时间基本相同，且NDV病毒经低温保存一定时间后其EID50和HA滴度无明显改变，由此证明NDV病毒在纯化过程中和长期低温保存中其毒力及疗效较稳定。

　　4 新城疫病毒免疫治疗肿瘤的进展及现存问题

　　新城疫病毒能选择性地在肿瘤细胞内复制而不感染周围正常组织，这是它发挥作用的优势所在，但病毒应用于人体后不可避免要产生抗体，这些抗体对于病毒的反复应用是一个很大的限制，能否解决这个问题对NDV进一步应用于抗肿瘤是关键的。

　　诚然，用病毒治疗肿瘤的研究方兴未艾，它是一种令人鼓舞的有希望的生物治疗手段。但是，此生物疗法毕竟尚未完全成熟，尤其是NDV抗肿瘤的确切的机制尚未完全阐明，这些都是值得我们进一步探索的问题。

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