肿瘤精准免疫及个体化治疗系列讲演3:赋能CAR-T实体瘤治疗的溶瘤病毒新药研发

在广东祈福医院肿瘤精准免疫及个体化治疗学习班上,周国瑛教授围绕细胞治疗和溶瘤病毒在肿瘤治疗中的应用进行了详细的讲解和分析。她深入探讨了溶瘤病毒的种类、机制、临床应用前景以及其与免疫疗法结合的潜力,特别是在实体瘤治疗方面。此外,周教授还分享了他们公司在开发新型溶瘤病毒产品方面的最新研究进展,以及这些研究对未来肿瘤治疗策略的潜在影响。

谈到细胞治疗,周教授指出,实体肿瘤通常很致密,要攻克它需要解决两个问题:一是打破肿瘤周围致密的结缔组织,二是选择合适的靶点,因为在实体肿瘤中,BCMA等靶点通常表达较低或根本不表达。为了解决这些问题,有人提出使用溶瘤病毒使肿瘤细胞松散,但是,该如何使溶瘤病毒有效地靶向肿瘤细胞呢?

听大咖娓娓道来:

关于溶瘤病毒,大家可能听说过的是2015年美国FDA批准的T-VEC。但实际上,早在2005年,中国就有首个批准的溶瘤病毒——针对鼻咽癌的腺病毒。

我们研究了多种溶瘤病毒,包括腺病毒、单纯疱疹病毒和牛痘病毒。这些病毒有一个共同的特点:它们的DNA大且稳定。目前全球大约有两百个溶瘤病毒进入临床试验,适应症主要集中在黑色素瘤、消化道肿瘤、肺癌和某些侵袭性癌症上,主要针对实体瘤。

尽管目前有许多溶瘤病毒正在进行临床研发,但从全球范围内批准的角度来看,真正获得广泛认可的溶瘤病毒不多。目前全球公认的、有效的溶瘤病毒只有一种,即单纯疱疹病毒,这是大多数人都曾感染过的一种病毒,即使我们可能没有察觉到。

溶瘤病毒的核心特性

在讨论溶瘤病毒时,我们重点关注其核心特性。以我们的T3011产品为例,它与之后的C5252和T7产品共享了一些关键特性,正如下图的左侧第三行所展示的。

图中最上面的那行展示的是野生型病毒,紧接着是著名的T-VEC。T-VEC的特点在于,它去除了病毒中导致毒性的两个蛋白质。这样处理后,病毒只在肿瘤细胞中复制,而不在正常细胞中复制,但这也导致了其药效较低。

我们的核心产品T3011与T-VEC的病毒结构完全不同,在整个溶瘤病毒领域中独树一帜,因为我们彻底改变了病毒的基因结构。首先,我们去掉了病毒内部约15KB的阶段基因,使得病毒的复制能力大幅降低,大约是野生型的一千分之一。这显著提高了安全性。同时,T3011在细胞内的复制能力是T-VEC的一千倍,又使得它具有更好的药效。其次,我们完全改变了病毒的基因结构,引入了PD-1和IL-12基因。这些基因只在病毒在肿瘤组织中复制时才被激活,在正常细胞里病毒是不复制的。

我们在中国和美国完成了30例患者的临床预期。我们主要关注安全性,但也观察了药效。在美国和中国,我们分别达到了50%和66.7%的疾病控制率(DCR)。而2015年批准的T-VEC在其一期临床试验中,疾病控制率只有10%。因此,我们的设计在临床上具有前瞻性。目前,我们在乳腺癌、黑色素瘤、头颈癌和肉瘤等疾病中进行了临床二期试验。

颅内给药

下面这张图是为了回答大家关于颅内给药的溶瘤病毒的一个常见问题:当病毒被注射到肿瘤病灶时,肿瘤会缩小,这是大家普遍认可的。但问题是,那些没有直接被注射的病灶会发生什么变化呢?

我们的研究结果恰恰显示了一个重要发现,与其他溶瘤病毒一样,我们的溶瘤病毒也展现了对非注射病灶的显著影响,这种现象被称为远端效应。这个远端效应并不是由于病毒直接到达了非注射病灶,而是由于它在微环境中激活了T细胞。这些被激活的T细胞随后迁移到非注射病灶,发挥治疗作用。

我们对非注射病灶进行的活检结果显示,在那里并没有检测到病毒的存在。这表明,治疗效果是由免疫细胞而非直接的病毒作用引起的。从我们的数据中可以看到,在注射病灶,大多数结果显示病情稳定或部分缓解。而在右边的非注射病灶,我们同样观察到了许多显著的反应,甚至在某些情况下,肿瘤完全消失。

现在我们来谈谈颅内给药的情况。在这方面,我们已经进行了一系列的探索,包括之前提到的头颈癌、黑色素瘤、肉瘤和乳腺癌。在这些探索中,我在确定的主要研发方向是头颈癌。针对这种癌症,我们的所有患者都是经历了重新治疗且免疫治疗完全失败的。在这样的患者中,我们目前观察到的整体反应率达到了20%。将这个数据与之前免疫治疗在这类病人的二线治疗中的效果对比,那时的整体反应率是13.5%到14.5%。如果我们在未来的三期临床试验中能够保持这样的数据,那么溶瘤病毒干预有望被推广应用。

与CAR-T联合治疗

现在我将快速跳转到我们今天的主题,那就是溶瘤病毒是否能够与CAR-T进行联合治疗。我们之前提到的T3011产品,其实是我们的溶瘤病毒系列中的一个重要产品。它基于去除了15KB的基因段,并包含了PD-1和IL-12基因。但在这个阶段,我们进行了更多的改进,预期将其用于与CAR-T的联合治疗。

从CAR-T对实体瘤的治疗来看,我们发现许多溶瘤病毒可以与CAR-T结合使用。当CAR-T细胞进入实体肿瘤时,我们常常观察到强烈的免疫抑制现象。这些免疫抑制因素阻碍了CAR-T细胞发挥其功能。但这种免疫抑制是可以被溶瘤病毒解除的。同时,由于溶瘤病毒能在肿瘤细胞内复制并破坏肿瘤细胞,这有助于CAR-T细胞发挥作用。更重要的是,溶瘤病毒不仅仅自身有效,它还携带了PD-1、IL-12或其他细胞因子,这些都对CAR-T治疗有利。

因此,综合来看,溶瘤病毒与CAR-T细胞结合用于实体肿瘤的治疗具有巨大的前景。

那么,我们如何进行设计呢?首先,我们研究了包括CD19、BCMA等在内的靶点。我们的设计思路是,让肿瘤细胞表达这些靶点。溶瘤病毒在这方面发挥了关键作用。我们设计的TT系列溶瘤病毒携带了BCMA、CD19、TRUCK2或其他靶点基因。当这些病毒到达肿瘤细胞时,它们使得肿瘤细胞表达这些靶点。

我们的第一个实验是检验细胞感染了T7系列病毒后,肿瘤细胞膜上是否真正表达了这些靶点,并且表达时间是否足够长。这是一个相对简单的实验,但它对我们的整体设计至关重要。我们观察到,一旦肿瘤细胞被感染,从两小时开始一直到十八小时,肿瘤细胞都表达病毒携带的靶点。

在讨论溶瘤病毒疗法时,我们首先要关注的是安全性。我们设计的实验旨在评估T7系列溶瘤病毒是否对T细胞造成伤害,以及是否会在T细胞内复制并导致其死亡。经过测试,我们得出的结论是不会出现这种情况。如你所见,在下面的图上,未经任何改造的病毒在T细胞中有少量复制,但我们改造后的T7系列溶瘤病毒对T细胞没有任何影响,也不会在它们内部复制。

我们还发现,溶瘤病毒不仅没有损伤T细胞,而且也不影响它们的增殖。这意味着CAR-T细胞可以安全进入肿瘤区域并增殖,而溶瘤病毒则不会产生负面效应。我们的实验结果证明了这一点。

在动物实验中,我们将溶瘤病毒注射到肿瘤组织中,并观察到从注射后八小时开始,病毒开始在肿瘤细胞上表达CD19或BCMA等靶点,并持续表达到第20天。这表明我们的溶瘤病毒能精确地让肿瘤细胞表达特定靶点,为CAR-T细胞提供了有效的攻击目标,且时间窗口也相当长。

在进一步的实验中,我们将溶瘤病毒与CAR-T细胞结合使用,观察了两者合并疗法的效果。结果显示,联合疗法的肿瘤杀伤效果远超过任何单一疗法。

最后,我们进行了动物实验,以验证溶瘤病毒与CAR-T细胞联合疗法的效果。实验结果显示,这种联合疗法的肿瘤抑制效果显著,超过了单独溶瘤病毒或CAR-T治疗。

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