【杰论系列】二代测序技术在溶瘤病毒产品质量、安全性评估、机制研究中的应用-迈杰转化医学

【杰论系列】二代测序技术在溶瘤病毒产品质量、安全性评估、机制研究中的应用

来源：时间：2022-06-14

国内外溶瘤病毒临床研究现状

目前，肿瘤免疫疗法已成为抗肿瘤药物市场的中坚力量。 溶瘤病毒（Oncolytic Viruses, OVs）具有使“冷”肿瘤变为“热”肿瘤的特性，这使其成为肿瘤免疫组合治疗方案的重要组成部分。 全球共有4款OVs产品获批上市，分别是SIA Latima/RIGVIR Group公司研发的Rigvir（埃可病毒，黑色素瘤，2004年）、上海三维生物研发的安科瑞（腺病毒，头颈部肿瘤，2005年）、安进研发的Imlygic（单纯疱疹病毒、黑色素瘤，2015年）和Daiichi Sankyo研发的Delytact（单纯疱疹病毒，神经胶质瘤，2021年）。

国内也有多款产品获国家药品监督管理局（NMPA）批准进入临床阶段。据临床试验统计，全球在开发的OVs药物所属病毒载体主要是以下4种：腺病毒（Adenovirus, AdV, n=30，30.9%）、单纯疱疹病毒（Herpes Simplex Virus, HSV, n=23，23.7%）、呼肠弧病毒（Reovirus, RV, n=19, 19.6%）和牛痘病毒（Vaccinia Virus, VV, n = 12, 12.4%）^[1]。

OVs药物治疗的肿瘤范围以实体瘤为主，包括黑色素瘤、肝细胞癌、结肠癌、乳腺癌、脑胶质瘤、多发性骨髓瘤、头颈癌及恶性胸膜间皮瘤等。虽然OVs可为不同类型、不同进展阶段的肿瘤患者带来临床获益，但OVs作为单一疗法对实体瘤的治疗仍然存在挑战。为了克服OVs单药治疗的局限性，研究人员尝试了以OVs为基础的联合治疗，包括与放疗、化疗、免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitor，ICI）、嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR-T）细胞治疗等联合，协同增效显著^[2-3]。

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图1. 溶瘤病毒诱导免疫活化对抗癌细胞并与免疫疗法协同作用的机制^[3]

溶瘤病毒机制研究

OVs主要通过下述4种机制发挥抗肿瘤作用：

（1）在肿瘤细胞中特异性感染和复制、裂解肿瘤细胞^[4]；

（2）诱导不同类型的免疫原性细胞死亡（immunogenic cell death, ICD）；

（3）破坏肿瘤血管系统^[5]，进一步限制肿瘤的生长；

（4）调节肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）^[6]，将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤。

溶瘤病毒选择性地靶向和杀伤癌细胞，但癌细胞的先天抗病毒系统可能对溶瘤病毒的治疗有抵抗力，新发现的溶瘤病毒载体的抗癌活性分子机制在很大程度上是未知的。利用 转录组测序RNA-seq技术 分析病毒感染后的基因变化，获取显著差异表达基因，进而分析在病毒抵抗型细胞中发挥抗病毒作用的显著上、下调基因，以及在建立病毒载体持续感染中发挥重要作用的信号转导通路，基于免疫相关基因的表达值建立免疫特征图谱^[7]等。

为研究肿瘤演化过程中的肿瘤浸润T淋巴细胞，Ramírez等 ^[8]对接受OVs治疗的神经母细胞瘤患者进行了T细胞受体（T-cell receptor, TCR）高深度测序。研究表明，肿瘤进展相较于肿瘤稳定表现出了更高的TCR多样性，以及更高丰度的重排克隆。考虑到非肿瘤特异性的T淋巴细胞同样也会浸润肿瘤，因此不能直接将更丰富的T细胞免疫组库和更高的抗肿瘤浸润T细胞进行关联。 但换言之，在肿瘤演化过程中，更丰富的TCR多样性、更高的突变均与新表位抗原负荷相关。

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图2. 肿瘤和脾脏组织中接受oHSV2-aPD1治疗后诱导免疫效应器的激活^[7]

溶瘤病毒产品质量研究、风险评估和控制

2021年4月发布的《溶瘤病毒产品药学研究与评价技术指导原则（征求意见稿）》规定了临床试验阶段开展对产品的全序列分析和传代稳定性研究中的病毒序列分析。如果经过基因改造，应特别关注改造后的序列，为后续产品开发积累相关信息。该指导原则同时建议结合产品相关杂质和工艺相关杂质情况，以及病毒产品基因组鉴别等指标，综合评价溶瘤病毒产品的纯度。 由此可见，溶瘤病毒全序列检测分析（WGS）已经成为溶瘤病毒产品IND评审及临床试验风险评估的必检内容。

安全性评价和随访

2021年2月发布的《溶瘤病毒类药物临床试验设计指导（试行）》中的“安全性评价和随访”小节规定了关于溶瘤病毒安全性评价指标。除了参考常见不良反应事件评价标准外，还应考虑溶瘤病毒特有的安全性风险，如潜伏再激活、野毒株回复突变等，以及建议根据不同病毒的风险和特性，对存在长期潜伏风险的病毒，应进行更长时间的随访至不再检测出病毒。 WGS检测服务可较好地满足此类需求。

迈杰转化医学关于溶瘤病毒检测的整体解决方案

迈杰转化医学是一家拥有多组学、多平台的综合型创新企业，致力于解决创新药物的研发痛点及患者的用药痛点，助力精准医疗。业务覆盖药企服务、伴随诊断试剂开发和肿瘤用药指导检测服务，国内外合作客户已将近300家。

基于免疫治疗领域溶瘤病毒的检测痛点，迈杰转化医学可提供整体解决方案：

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图3. 溶瘤病毒检测的整体解决方案

参考文献：

1. Macedo, N. et al. (2020). Clinical landscape of oncolytic virus research in 2020. Journal for immunotherapy of cancer, 8(2).

2. Jin, K. T., Du, W. L., Liu, Y. Y., Lan, H. R., Si, J. X., & Mou, X. Z. (2021). Oncolytic virotherapy in solid tumors: the challenges and achievements. Cancers, 13(4), 588.

3.Abd-Aziz, N. et al. (2021). Development of oncolytic viruses for cancer therapy. Translational Research, 237, 98-123.

4. Ma, J. et al. (2020). Characterization of virus-mediated immunogenic cancer cell death and the consequences for oncolytic virus-based immunotherapy of cancer. Cell death & disease, 11(1), 1-15.

5. Bejarano, M. T. et al. (2015). Targeting tumor vasculature through oncolytic virotherapy: recent advances. Oncolytic virotherapy, 4, 169.

6. Achard, C. et al. (2018). Lighting a fire in the tumor microenvironment using oncolytic immunotherapy. EBioMedicine, 31, 17-24.

7. Zhu, Y. et al. (2019). Enhanced therapeutic efficacy of a novel oncolytic herpes simplex virus type 2 encoding an antibody against programmed cell death 1. Molecular Therapy-Oncolytics, 15, 201-213.

8. Franco-Luzón, L. et al. (2020). Genetic and immune changes associated with disease progression under the pressure of oncolytic therapy in A neuroblastoma outlier patient. Cancers, 12(5), 1104.

9. 曾鑫, 王辰, 席瑞, 李运, 张正平. (2021). 溶瘤病毒的研究现状与临床进展. 药学进展.

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