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专访ViroGin贾为国教授: 乘“免疫疗法”之势,溶瘤病毒将成抗癌新利器

2015/11/06 来源:生物探索
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导读
上周,FDA批准了首个溶瘤病毒疗法T-Vec,这让“溶瘤病毒”这一概念再度引发了强烈的关注。近日,笔者有幸采访到了ViroGin公司的首席科学家贾为国教授;采访中,贾教授详细阐述了溶瘤病毒的作用机理、发展历程,并深入分析了溶瘤病毒产业化现状、前景以及面临的挑战。


ViroGin联合创始人兼首席科学家 贾为国教授

回忆起来,笔者第一次接触到溶瘤病毒相关的信息要从去年10月2日中山大学颜光美教授团队在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上发表的一篇论文说起。文章中,研究人员发现了一种60年代在海南岛发现的M1病毒具有溶瘤的特性;在体外实验中,M1病毒能抑制癌细胞生长,而不影响正常细胞。[文献]

自1991年《科学》杂志报道了第一个基因工程的溶瘤病毒以来[文献],经过二十多年的发展,溶瘤病毒的研究已经迈入了新的发展阶段。上周,安进公司用于治疗晚期黑色素瘤的肿瘤疫苗IMLYGIC™(talimogene laherparepvec,T-Vec)正式获批;这是FDA批准的首个溶瘤病毒疗法。

事实上,早在FDA对溶瘤病毒疗法敞开怀抱之前,中国于2006年就批准了世界上第一个溶瘤病毒(重组人5型腺病毒H101)上市,用于治疗晚期鼻咽癌。目前,溶瘤病毒的研究热正在不断蔓延,除了像安进这样的制药巨头外,很多新兴企业也将目光瞄向了这一领域,总部位于加拿大的ViroGin Biotech就是其中的一员。

日前,笔者有幸采访到了ViroGin Biotech(复诺健生物)的联合创始人兼首席科学家贾为国教授;采访中,贾教授详细阐述了溶瘤病毒的作用机理、发展历程,分享了他在溶瘤病毒领域的研究经历以及ViroGin的市场布局,并深入分析了溶瘤病毒产业化现状、前景以及面临的挑战。以下是采访实录:

Part 1:溶瘤病毒的发展史


生物探索:您是缘何机遇进入溶瘤病毒研究领域的?目前主要从事哪些方面的研究?

贾为国:我从1992年做博士后时开始了溶瘤病毒的研究,1994年在肿瘤领域权威杂志Journal of National Cancer Institute (JNCI)发表了第一篇溶瘤病毒的论文,首次证明了溶瘤病毒在免疫健全的动物模型上也能够选择性地杀伤肿瘤细胞。从此至今,溶瘤病毒和其他病毒载体一直是我实验室的一个主要研究方向,我们使用的病毒包括单疱病毒(HSV-1)、水疱性口炎病毒(VSV)、腺病毒相关病毒(AAV)和慢病毒(LENTIVIRUS)等。

前几年我们的研究重点在于如何使得溶瘤病毒能够在不降低其肿瘤特异性的前提下,提高其溶瘤活性;而近年来,我们将研究重点转移到了溶瘤病毒如何改变肿瘤的免疫微环境以及如何利用溶瘤病毒的这一特点来实现所谓的肿瘤“原位免疫(in situ vaccination)”这些方面。

生物探索:能否介绍一下溶瘤病毒肿瘤疫苗的作用机理?

贾为国:溶瘤病毒的基本作用机理是利用肿瘤细胞的一些特点以及某些分子病毒学原理,使得病毒能够特异性地感染肿瘤细胞,并在肿瘤内溶瘤性复制。所谓溶瘤性复制是指病毒在复制过程中造成肿瘤细胞的裂解并使病毒得以在肿瘤内扩散的过程。过去我们认为这个过程是溶瘤病毒对肿瘤杀伤的基本机理,而近年来的研究发现,另一个至少是同等重要的机理是溶瘤病毒在溶瘤性复制过程中的免疫治疗作用。因此有人把溶瘤病毒称作肿瘤疫苗。但是在我看来,溶瘤病毒的肿瘤免疫作用比疫苗要复杂的多。

溶瘤病毒感染了肿瘤后产生的免疫反应可以概括为以下几个方面:首先,病毒对已经在肿瘤内存在的免疫细胞(tumour associated immune cells)有强烈地刺激作用,能够极大地改变肿瘤的微环境,使之从一个免疫抑制的环境变成免疫激活的状态;第二,病毒感染的肿瘤细胞能够表达一些所谓的“危险信号”并释放大量的细胞因子造成肿瘤外的免疫细胞对肿瘤内的大量侵润;随后,被激活的非特异性免疫细胞如NK细胞、巨噬细胞等(被病毒吸引来的或原先已经在肿瘤内的)会杀伤和吞噬那些被感染但是尚未裂解或对病毒溶瘤有抵抗的肿瘤细胞,造成除了病毒溶瘤作用之外的第二重细胞杀伤;第三,被溶瘤病毒裂解的肿瘤细胞释放的大量的肿瘤蛋白被侵润的树突细胞和巨噬细胞所吞噬,某些肿瘤特异性抗原可以被这些抗原呈递细胞表达并诱导T细胞攻击未被感染的肿瘤细胞,这一个过程与肿瘤疫苗相似,但因为是发生在肿瘤内,因此是一个我所谓的“原位免疫”的过程,其结果是造成特异性免疫细胞如CD8+ T细胞引起的第三重肿瘤杀伤。溶瘤病毒造成的原位免疫是使得免疫细胞攻击远端或者转移肿瘤的主要机制,而且在这个过程中形成的免疫记忆可能使机体产生持久的抗肿瘤疗效。因此溶瘤病毒的抑瘤活性是在病毒性溶瘤与免疫杀伤双重作用下获得的。

生物探索:据了解,溶瘤病毒并不是一个新的概念,经过了这么多年的发展,溶瘤病毒的研究经历了怎样的过程?

贾为国:溶瘤病毒的发展大致经历了3个阶段。在上个世纪之前,有医生在临床上观察到偶然的病毒感染使得肿瘤消失的现象;随后,到上世纪中期,一些主动的临床试验用各种野生的病毒感染来治疗肿瘤并观察到一定的疗效。但是这类早期的溶瘤病毒通常只能产生短期的溶瘤效应,而且不可避免地具有野生病毒感染造成的毒副反应。短期的溶瘤效应可能是限于野生病毒的毒性,临床使用的病毒滴度比较低;因此,病毒还没有来得及有效地溶瘤就被病人的免疫系统清除了,其结果是残余的肿瘤很快又长了回来。

溶瘤病毒开发的第二个阶段始于上世纪90年代;受益于分子病毒学的发展,人们开始能够选择性地改造野生病毒的基因组,使之特异性地在肿瘤内复制。随着重组溶瘤病毒的研发热潮,一些其它原本非致病的野生病毒也陆续被发现不需要经过基因改造也具有肿瘤特异性。在过去20年里,有许多类似的溶瘤病毒进入了临床试验,但是绝大部分都由于缺乏显著疗效而在临床I/II期失败了。值得一提的是,在近百个溶瘤病毒的临床研究中,没有发现一例因病毒而引起的严重毒副反应。因此,尽管在这个阶段未能有真正的溶瘤病毒新药脱颖而出,溶瘤病毒的安全性却得到了充分的承认。

溶瘤病毒开发的第三个阶段主要从本世纪开始,其特点是让溶瘤病毒携带各种外源性基因以增强其疗效。目前看来,最有效的外源性基因就是免疫刺激基因,例如GM-CSF。具有划时代的意义的第一个被FDA批准的这类溶瘤病毒(T-VEC)即将于北美和欧洲上市;然而,至于GM-CSF是否是最好的免疫刺激剂还可以商榷。

生物探索:在溶瘤病毒研究不断发展的过程中,有没有您觉得印象深刻的事件或者人物?

贾为国:对我来说,溶瘤病毒领域的最重要的一个人就是美国哈佛医学院麻省总院的的Dr. Robert Martuza。1991年,他在Science杂志上发表的第一篇基因改造的单疱病毒治疗胶质瘤的文章是促使我进入这个领域的主要原因。

说起溶瘤病毒在我国的开发研究,我觉得必须提两件事情。一件事情是我国早在2002年就开始了第一个溶瘤病毒的临床试验。这是我当时主持研制,由无锡的一家生物技术公司开发的单纯疱疹一型溶瘤病毒BRAINWEL。该病毒携带抗血管生成基因并能有效地裂解各种恶性肿瘤细胞。BRAINWEL在国内恶性脑胶质瘤病人上进行了20例的临床研究。虽然该药物由于种种原因,未能够继续开发下去;其临床一期的初步结果显示了其充分的安全性,并在一定程度上提示了病人注射BRANIWEL后生存时间有延长的趋势。另一件事情是,我国的CFDA早在2006年已经批准了第一个溶瘤病毒H101上市。H101是经过基因改造的腺病毒,主要用于头颈部肿瘤与化疗药物的合用,目前仍在市场有销售和临床使用中。因此,T-VEC并不是世界上上市的溶瘤病毒药物,而是第一个被FDA批准的溶瘤病毒新药。

Part 2:ViroGin与溶瘤病毒


生物探索:能否介绍一下ViroGin在溶瘤病毒领域的布局?

贾为国:ViroGin有多个溶瘤病毒的骨架,可以用于开发不同的溶瘤病毒产品。这些骨架的不同主要在于对病毒基因组不同部位的改造以获得不同溶瘤特性。我们以这些骨架为基础,表达各种不同组合的免疫刺激和肿瘤微环境调控的基因。因此,ViroGin的产品系列是以骨架+基因的不同组合为基础的多个溶瘤病毒。

生物探索:目前,全球制药企业对溶瘤病毒的研究热度如何?

贾为国:迄今为止,用溶瘤病毒(oncolytic virus)搜FDA的临床实验数据库(ClinicalTrials.gov)一共有59个正在进行的溶瘤病毒临床实验,这些临床实验大多分布在美国和欧洲国家,而且主要是中小制药企业的产品。但是2015年10月,FDA批准了安进(Amgen)的首个溶瘤病毒上市,我相信各大跨国药企一定也会快速地进入这个领域;预计在未来1-2年内,会有多个溶瘤病毒项目被跨国药企收购或者合作开发的现象。

生物探索:目前,全球医药领域的研发除了自主创新外,合作开发的模式也很盛行。ViroGin有与其它企业建立合作关系吗?

贾为国:创新药物在早期与跨国药企建立合作是一个很好的模式。尽管很多创新药物是由初创公司发起的,但是这些公司缺乏使药物快速进入市场的资源。与跨国药企的合作能够使得这些初创公司利用到跨国药企的资源,特别是新药临床开发方面丰富的经验,从而尽早降低研发过程中的风险,提高新药开发的成功概率。今年10月,ViroGin已与美国强生公司签订了合作协议,将共同开发溶瘤病毒药物。在这个合作中,强生与ViroGin将建立一个科学合作团队,共同研讨并开发新一代的溶瘤病毒。[强生官方博客原文]

生物探索:据悉,安进正在开发T-vec与其它免疫疗法药物的组合疗法,ViroGin是否有相关的布局?

贾为国:溶瘤病毒与其它免疫治疗药物的合用将是未来的一个重大方向,ViroGin当然也非常关注此类联合治疗。由于溶瘤病毒本身就能够携带这些抗体的基因并在肿瘤内表达,相信携带这些抗体基因的溶瘤病毒其临床效果将比两者分别给药更好,且毒副反应更低。

Part 3:溶瘤病毒的产品化之路


生物探索:与目前比较热门的癌症免疫疗法(如CAR-T、PD-1)相比,溶瘤病毒有何不同?是否存在优势?

贾为国:CAR-T目前比较确定的是用于血癌,对于实体瘤的治疗还刚刚开始。CAR-T的主要缺点是临床操作时技术比较复杂,必须首先获取病人的T细胞,在体外加以基因改造,然后回输给病人;整个治疗过程的环节比较多,在很大程度上依赖临床的操作,因此不容易实现严格的质控;与此相对应的还有昂贵的成本。

PD-1和PDL-1阻断剂目前大多数是基于抗体的药物,相信很快也会有小分子药物阻断剂进入临床。这些药物在大约30%的实体瘤病人身上显示了很好的疗效,但是大部分病人还是对此类药物没有反应。从临床数据来看,其原因主要是那些没有反应的病人的肿瘤内缺乏T-细胞的渗透。由于PD1/PDL1阻断剂的工作原理在于阻断肿瘤细胞对T细胞的抑制,如果肿瘤内本来就没有什么T细胞,显然这些抑制剂也不会有很好的效果。然而,最近也有人发现肿瘤细胞也表达PD-1,而且PD-1有促进肿瘤生长的功能。因此这个解释也许会随着研究的深入有所变化。另一方面,由于PD-1/PDL-1也是正常组织防止自身免疫细胞攻击的重要机制,因此全身给与PD-1/PDL-1阻断剂有时候会产生毒副反应,尤其是因PD-1/PDL-1阻断剂导致的肺部严重炎症,如果处理不当会导致病人的死亡。

从上述溶瘤病毒的作用机理可以看出,溶瘤病毒对肿瘤细胞的感染,能够诱导大量的免疫细胞侵润肿瘤,从而使得PD-1/PDL-1阻断剂有了用武之地。因此,溶瘤病毒如果携带并且表达PD-1/PDL-1抗体,将能够用其溶瘤特性之长来补PD-1/PDL-1阻断剂依赖于T细胞侵润之短。与此同时,溶瘤病毒本身携带PD-1/PDL-1阻断剂是在肿瘤内表达的,因此避免了全身给与PD-1/PDL-1阻断剂的毒副反应。

生物探索:虽然经历了几十年的发展,但目前获批上市的溶瘤病毒产品很少。溶瘤病毒产品离成熟的产业化还有多远,需要克服的障碍有哪些?

贾为国:安进(Amgen)首个溶瘤病毒T-VEC的成功上市是溶瘤病毒在国际上进入实际临床治疗的里程碑事件。值得注意的是,T-VEC临床实验的次要指标,即生存时间与对照组比较并未达到预定的统计学差异p<0.05,其P=0.051;但是FDA的评审专家组还是以22:1的大比数批准这个药物,这说明了专家们对于溶瘤病毒前景的看好,尤其是对于它与其他免疫治疗手段的联用更是寄予厚望。在上述那些正在进行的溶瘤病毒临床实验中,也有不少已经在phase II甚至phase III阶段。因此,预计在未来几年,会有不止一个新的溶瘤病毒药物进入FDA的审评。

从另一方面来说,由于临床实验需要比较长的时间,那些在临床II期或者III期的溶瘤病毒,很多还是早期不携带免疫刺激因子的;其疗效应该不及T-VEC这类以免疫刺激为主要目标的溶瘤病毒;因此,对于这些已经在I/II期临床验证没有显著毒性的溶瘤病毒,一个明显的方向是立即与已获得批准的肿瘤免疫治疗药物联用,争取开辟一条生路。当然,新进入临床实验的溶瘤病毒预计将都会携带有不同的免疫刺激基因来增强其疗效;这类溶瘤病毒将在未来的5年之内成为溶瘤病毒的主流,届时这个领域将进入比较成熟的阶段。

溶瘤病毒要成为一线用药尚需克服若干困难:

1. 由于溶瘤病毒是活的病毒,与所有其它生物或者小分子药物都不同,临床医生需要首先得到充分的训练才会习惯使用这类药物来治疗病人,这将增加此类药物在临床推广的难度。

2. 由于溶瘤病毒目前主要是瘤内注射,对于非体表的肿瘤,操作上不如传统的静脉注射方便。目前也有一些溶瘤病毒试图使用静脉内给药,但是其疗效还待观察。如果临床证明静脉注射的病毒具有同样的疗效,将大大推进该领域的进展。

3. 作为一个完全新型的药物类别,其临床使用方法和疗效的提高还需要时间与经验的积累,尤其是与其它现有药物的最佳的配合使用还需要长期的摸索。在这些方面,溶瘤病毒与其它小分子药物相比还不够成熟。当然,我们也不能排除在未来几年内,某些溶瘤病毒会在临床实验中失败而造成整个领域的发展受阻。这是有先例的:例如1999年,在美国宾夕法尼亚大学发生的一起基因治疗造成的病人死亡的事件使得整个基因治疗领域的发展停滞了好几年之久。

生物探索:对于现在不断涌现的新型癌症疗法,您觉得溶瘤病毒疗法的前景如何?如何才能占据一定的市场?

贾为国:虽然肿瘤的治疗方法日新月异,但是我认为抗肿瘤免疫治疗或者它与其他疗法的联合治疗将会被证明是最有效的治疗晚期肿瘤的方法。至于溶瘤病毒,正如我认识的一位资深肿瘤免疫学家所说,溶瘤病毒疗法完全符合免疫学的原理;目前有大量的动物实验结果证明溶瘤病毒有让肿瘤免疫治疗如虎添翼的作用。因此,我相信溶瘤病毒将随着肿瘤免疫治疗的大潮成为令人瞩目的一类新药,并与肿瘤的免疫治疗药物一起占据越来越大的市场份额。由于溶瘤病毒与抗肿瘤免疫机理存在不可分割的关系,溶瘤病毒的市场发展将依赖于人们对于肿瘤免疫基础研究的不断深入和肿瘤免疫治疗药物市场的继续扩大。我认为,溶瘤病毒药物将会是众多肿瘤免疫治疗药物的一种,它们将是当今免疫治疗大潮风口浪尖上出色的弄潮儿。

关于贾为国教授



贾为国博士1982从上海复旦大学生物系毕业后任研究助理,1985年赴加拿大留学,在Dalhousie 大学获心理学硕士(1987)学位。1987年后贾为国从师著名的神经生物发育学家Dr. Max Cynader研究神经系统发育的分子生物学机制,并于1991年获博士学位。现任加拿大UBC大学脑所资深研究员,分子神经病毒学和基因治疗实验室主任,同时兼职神经外科副教授(终身)。

贾为国博士在过去的近二十年里,多次荣获加拿大国家基金,他本人也因其在病毒治疗方面的贡献而荣获连续5年的加拿大国家医学学者奖。在1999年8月底的《时代》杂志(加拿大版)加拿大政府为本国的医学科学研究所作的宣传广告上,贾为国博士和其他20余位科学家一起被称为加拿大最优秀的医学科学家。

近年来,他在各类国际学术杂志上发表了100余篇学术论文,还多次被各类国际性学术会议邀请做学术报告并发表论文摘要90余篇。自2006年起,他担任上海中药创新研究中心主管科研的首席科学顾问;现任ViroGin Biotech(复诺健生物)的联合创始人兼首席科学家。

ViroGin Biotech(复诺健生物)是一家在溶瘤病毒治疗领域非常有前途的公司,其科学家团队拥有多年的研发经验;公司位于加拿大温哥华和中国深圳,专注于创新抗癌药物——携带免疫刺激因子的溶瘤病毒肿瘤疫苗的研究。

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