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STTT | 厦门大学夏宁邵院士:溶瘤病毒与T细胞或mRNA疫苗联合治疗增强抗肿瘤效果

2024-05-26   图灵基因   阅读量:400

    撰文:Candy

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    亮点:

    该研究开发了一种不易诱导病毒中和抗体的溶瘤病毒——rVSV-LCMVG,并进一步证实了该溶瘤病毒与过继转移T细胞或mRNA癌症疫苗联合使用,可增强抗肿瘤效果。

        近日,厦门大学夏宁邵院士团队在国际知名期刊Signal Transduction and Targeted Therapy上发表了最新的研究工作Combination therapy with oncolytic virus and T cells or mRNA vaccine amplifies antitumor effects。肿瘤免疫治疗的首要目标是激发宿主的抗肿瘤免疫力,建立免疫敏感的微环境,最终实现肿瘤缩小。嵌合抗原受体(CAR)-T细胞治疗的实施过继转移 T 细胞疗法的一种形式,在 B 细胞恶性肿瘤的治疗中已经超出了预期。一旦到达肿瘤微环境 (TME),大多数 T 细胞就会遇到障碍和免疫抑制因素,阻碍其扩张、浸润和诱导肿瘤特异性细胞毒性的能力。溶瘤病毒 (OV) 的抗癌作用主要通过直接裂解肿瘤来实现细胞并对抗肿瘤内的免疫抑制微环境。本研究提出了OVS与过继T细胞转移或编码肿瘤相关抗原的mRNA疫苗的合理联合治疗,并从协同效应和机制方面进行了研究。

    1、OV 将 GP33 递送至实体瘤细胞可在体外改变 P14 T 细胞的活性和细胞毒性

    泡性口炎病毒(VSV)是一种潜在的溶瘤病毒载体,将VSV的G蛋白替换为淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)的G蛋白,将改造后的重组病毒命名为rVSV-LCMVG(图1a)。电镜观察显示,rVSV-LCMVG保持了原来的子弹形颗粒,在抗VSV-Rat血清中可检测到病毒蛋白VSV-N、VSV-P和VSV-M的表达,用抗LCMVG单克隆抗体(mAb)可检测到LCMVG蛋白的存在(图1b)。rVSV-LCMVG对多种肿瘤细胞系均表现出显著的细胞毒作用,即使在感染复数(MOI)低于0.01的水平下也是如此。值得注意的是,它对肝癌细胞和肺癌细胞系表现出特别强的杀伤作用,凸显了其作为溶瘤病毒的潜力(图1c)。

    与野生型VSV相比,rVSV-LCMVG还表现出显着增强的安全性。颅内注射 1 × 102野生型VSV的斑块形成单位(PFU)导致所有小鼠死亡,而所有接受1×106的小鼠rVSV-LCMVG的PFU存活(图1d)。与野生型 VSV 相比,改良的 rVSV-LCMVG 在多次静脉注射后诱导产生中和抗体的倾向较低 (图 1e)。与单独感染rVSV-LCMVG或单独与P14细胞共培养的B16-OVA细胞相比,接受rVSV-LCMVG联合感染和P14细胞共培养的组在每个时间点表现出显着更高的杀伤水平(图1f)。

    CD69和ICOS用作T细胞活化表面标记,而细胞表面的CD107a水平和上清液中干扰素-γ(IFN-γ)的浓度用于评估P14细胞功能。 P14 T 细胞与rVSV-LCMVG 感染的 B16-OVA细胞共培养 16 小时,其活性表现出依赖于 rVSV-LCMVG MOI 的稳健性(图 1g,h)。这些发现表明 OV 具有向肿瘤递送抗原(在本例中为 LCMVG)的能力,并增强抗原特异性 T 细胞介导的抗肿瘤反应。

    图1. rVSV-LCMVG的表征,可有效地将 GP33 递送至肿瘤细胞,以指导体外 P14TCR-T 细胞的激活和细胞毒性。

    2、肿瘤反应性和OV反应性P14 T细胞赋予更强的抗肿瘤免疫力

    利用表达外源抗原 GP33 的 B16-GP33 黑色素瘤模型来评估rVSV-LCMVG 和 P14 细胞联合疗法的有效性。在皮下注射 B16-GP33 细胞后,一旦肿瘤大小达到约 100 mm3,便在第 0 天转移 P14 细胞,相对于治疗。第二天,即第 1 天,每 3 天向肿瘤内 (i.t.) 注射 rVSV-LCMVG 1 × 107 PFU,连续 12 天(图 2a)。注射rVSV-LCMVG后10天,用P14 T细胞或单独使用rVSV-LCMVG治疗的小鼠显示肿瘤体积适度减少,而P14联合rVSV-LCMVG组在19天后完全消除肿瘤。此外,接受双重治疗的患者存活超过 35 天,直到实验结束(图 2b)。因此,为了解决全身注射 OV 的有限治疗效果,通过静脉注射与先前瘤内注射相同的剂量将rVSV-LCMVG 与 P14 组合来提高治疗效果。在给予rVSV-LCMVG前一天,将P14转移到携带B16-GP33的小鼠中(图2c)。

    与接受PBS治疗的组相比,接受静脉内施用rVSV-LCMVG的组中进展的肿瘤保持相似的水平。然而,当P14联合静脉注射rVSVLCMVG时,肿瘤治疗效果和生存率显着提高(图2d)。使用流式细胞术检查了肿瘤和周围区域中 P14 细胞的数量、表型和功能,观察到P14移植组中P14细胞功能的变化。P14联合rVSV-LCMVG组中的P14细胞显示LAG3和PD-1的表达水平降低,以及ICOS的表达水平升高(图2e,f)。此外,与单独用 P14 细胞治疗的组相比,从肿瘤(获得的 P14 细胞在用 P14 细胞和 rVSV-LCMVG组合治疗的组中显示出更高的丰度(图2g、h)。 P14 转移组中的 P14 细胞在离体再刺激时也表现出较低水平的IFN-γ 和 GZMB。与P14转移组相比,P14联合rVSV-LCMVG组中的P14细胞在离体再刺激时产生更多的IFN-γ和GZMB(图2i,j),表明P14细胞在TME中的功能得到改善。

图2. rVSV-LCMVG联合P14细胞在B16-GP33肿瘤模型中的抗肿瘤效果。

    3、OVs增强肿瘤特异性T细胞和OV特异性T细胞的抗肿瘤功能

    首先皮下注射黑色素瘤细胞系B16-OVA,当肿瘤大小达到约100mm3时,在第0天(相对于治疗)转移适量的P14和OT-I(每只小鼠2×106个细胞)。第二天,接着进行四剂溶瘤病毒治疗,每三天一剂,rVSV-LCMVG 1 × 107 PFU/剂(图3a)。在瘤内注射四剂 1 × 107 PFU rVSV-LCMVG 的小鼠中,观察到肿瘤负荷适度下降,总体生存率提高。此外,在接受联合治疗的组中观察到显着的肿瘤抑制,从而更有效地延长了小鼠的存活率。(图3b)。除了瘤内给药外,还评估了B16-OVA肿瘤模型中静脉注射溶瘤病毒与T细胞联合的治疗效果(图3c)。

    与单一治疗组相比,T细胞联合静脉注射溶瘤病毒在抑制肿瘤生长和延长小鼠寿命方面表现出显着的治疗效果(图3d)。从肿瘤中分离的肿瘤特异性 OT-I T 细胞表现出高水平的 PD-1和 LAG3,而从相同肿瘤中分离的旁观者 P14 细胞显示出这些标记物水平低得多。此外,当与rVSV-LCMVG联合治疗时,OT-I细胞中PD-1和LAG3的表达减少,而ICOS的表达增加(图3e,f)。此外,转移后5天,OT-I&P14治疗组中OT-I和P14细胞均浸润肿瘤,与B16-OVA肿瘤中的非特异性P14细胞相比,OT-I细胞表现出更高水平的浸润,同时增强在存在rVSV-LCMVG 的情况下观察到病毒特异性 P14 T 细胞的募集。此外,肿瘤、引流淋巴结和脾脏也表现出类似的趋势(图3g、h)。