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溶瘤病毒:基因治疗时代的宠儿 实体瘤攻克的利器

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发表于 2019-1-9 08:46:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
免疫疗法被誉为癌症治疗中改变游戏规则的角色,但是有许多患者对检查点抑制剂如PD-1抗体Keytruda等治疗的响应率较低,例如在黑色素瘤中,PD-1药物的响应率约为三分之一,具体取决于适应症。因此,寻求增加患者免疫治疗反应率的制药公司正在转向溶瘤病毒的开发。
溶瘤病毒被定义为基因工程或天然存在的病毒,其可以选择性地复制和杀死癌细胞而不伤害健康组织。与基因治疗不同,其中病毒仅用作转基因传递的载体,溶瘤病毒治疗使用病毒本身作为活性药物转运蛋白。
溶瘤病毒治疗并不是一个新发现,但根据目前的发展趋势,可以将其定位为免疫治疗中检查点抑制剂成功后癌症治疗的下一个重大突破。
溶瘤病毒的一般机制
溶瘤病毒主要通过选择性肿瘤细胞杀伤和抗肿瘤免疫的双重杀瘤机制来实现治疗功效。其中,肿瘤选择性由几个因素驱动:
①溶瘤病毒通过病毒特异性受体介导的机制进入细胞。通常,在肿瘤细胞上高度表达特定的病毒进入受体。另外,还有通过重新靶向溶瘤病毒以通过肿瘤特异性受体进入细胞来改善肿瘤选择性的努力。
②与正常静止细胞相比,肿瘤细胞具有高代谢和复制活性,快速细胞分裂增加了病毒复制。此外,肿瘤驱动突变特异性地增加了肿瘤细胞中病毒复制的选择性。
③许多肿瘤细胞具有抗病毒I型干扰素信号传导的缺陷,因此支持选择性病毒复制。
最后,肿瘤微环境中病毒复制会促使先天免疫和适应性免疫激活。这种激活限制了病毒在正常细胞中的传播;重要的是,病毒的存在以及细胞裂解、肿瘤抗原的释放和危险相关的分子模式,可以克服肿瘤微环境中的免疫抑制并促进抗肿瘤免疫。
据认为,大多数溶瘤病毒通过肿瘤细胞裂解和通过呈递病毒和肿瘤抗原刺激先天性和适应性免疫而起作用。DAMP:与损伤相关的分子模式; JAK-STAT:Janus激酶信号转导和转录激活因子; MYD 88:骨髓分化初级应答基因88; NFKβ:核因子κB; PAMPs:病原体相关分子模式; RF:干扰素调节因子。
溶瘤病毒的历史
自19世纪中叶以来,肿瘤消退与自然病毒感染同时发生的病例报告一直存在,其中最常见的病例是已知与免疫功能的显着抑制相关联的血液恶性肿瘤患者。但缓解是短暂的,通常只持续一两个月。
在二十世纪初,利用病毒治疗肿瘤的想法被首先提出的,但执行的尝试仍然是零星的。直到将近五十年后,临床试验才真正开始。在当前道德标准的背景下,当时进行的一些临床研究似乎相当惊人,因为给予癌症患者的治疗材料通常包括感染性体液或从持续病毒感染的患者收集的感染组织。
肝炎病毒是最先用于治疗肿瘤的病毒之一。早在1897年就已经注意到病毒性肝炎对多种人类疾病有改善作用。然后在1949年,当两名患有霍奇金病的患者在感染病毒性肝炎后被观察到短暂缓解时,进行了临床试验。然而,由于当时没有成功的方法来控制病毒毒力,许多患者都感染了肝炎。
一百多年来,人们一直在寻找病毒作为癌症的治疗剂。在此期间,科学家对该领域的兴趣产生了波动,在20世纪50年代和60年代达到高潮,随后在20世纪70年代和80年代几乎被放弃,并且在过去的二十年中重新抬头,最终获得了对溶瘤病毒的首次上市批准。尽管这几款上市的溶瘤药物由于疗效不佳,没有得到广泛的应用,但是对溶瘤病毒的产业还是起到了不可或缺的促进作用。
如今,包括腺病毒、呼肠孤病毒、麻疹病毒、单纯疱疹病毒和牛痘病毒在内的许多病毒已作为溶瘤剂在进行临床试验。并且大多数溶瘤病毒都是针对肿瘤选择性而进行基因改造的,尽管临床试验中也存在天然野生型的例子。
溶瘤病毒的复兴
1国内
颜光美教授团队
中山大学颜光美教授团队研发的溶瘤病毒M1已启动第三方安全评价,预计将于2019年进行人体临床试验。溶瘤病毒M1将用于评估13种高发肿瘤的疗效及安全性,包括肝癌、广东地区高发的鼻咽癌。
颜教授团队已经充分阐明了M1发挥选择性溶瘤效应和增效的分子机制,还发现了4个生物标志物,其表达高低决定了M1是否感染和杀伤肿瘤细胞,帮助患者实现精准治疗,极大程度提高了溶瘤病毒治疗的有效性和有效率。此外,开发的冻干粉针剂可以在37℃保存3周,2~8℃保存2年,极大地方便运输及储存。
蔡宇伽教授团队
由上海交通大学基因治疗专家蔡宇伽教授、研究员与丹麦奥胡斯大学疱疹病毒专家Soren Paludan教授领衔的基因治疗公司本导基因也在溶瘤病毒方向有了重要突破。该公司是一家专注基因治疗创新药物研发的初创企业,核心成员来自于世界一流大学基因治疗顶尖科学家、国外大型制药公司高级科学家以及国内著名三甲医院临床医生。
本导基因将最先进的生物学技术引入溶瘤病毒研发研发管线,突破性新技术保障了新型溶瘤病毒更强大的抗肿瘤能力,核心技术包括:
1、利用CRISPR全基因文库技术筛选候选因子;
2、利用合成生物学开关调控基因表达,保证安全性的同时大幅度提高溶瘤病毒的复制能力;
3、与免疫检查点技术联合提高抗肿瘤疗效。
刘福生教授团队
北京市神经外科研究所、北京天坛医院神经外科刘福生教授团队历经十余年主持研发了一种新型的溶瘤病毒ON-01,该溶瘤病毒具有独立的知识产权。目前,首都医科大学附属北京天坛医院伦理委员会通过了其临床试验伦理报告申请,评估ON-01治疗复发高级别脑胶质瘤的安全性与溶瘤能力。
北京奥源和力
根据CDE网站上的信息,北京奥源和力研发的重组人GM-CSF单纯疱疹病毒注射液(OrienX010)瘤内注射治疗恶性黑色素瘤肝转移,正在北京肿瘤医院开展1c期临床试验。此前,OrienX010进入了国家优先审评药品目录,最快有望于2019年批准上市。
OrienX010基因组中删除了HSV-1的致病基因,并插入了编码人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)的DNA片段,使本品只特异性在肿瘤细胞中复制,导致肿瘤细胞裂解死亡,同时释放肿瘤抗原,并通过载体表达的GM-CSF蛋白激活全身抗肿瘤抗原的特异性免疫反应。
2国外
国外的溶瘤病毒研发十分火热,根据clinicaltrials.gov搜索关键词“oncolytic virus”的结果,大约有41个积极/招聘状态的临床试验正在开展。目前,最少有3个溶瘤病毒产品已进行到3期临床试验,分别是Pexa-Vec(JX-594)、ProsAtak(AdV-tk)和DNX-2401(Tasadenoturev)。
Pexa-Vec(JX-594)
韩国的SillaJen于2014年收购了溶瘤病毒领域的早期领导者Jennerex,获得了当时已经推进到临床2期并且获FDA和EMA孤儿药资格的Pexa-Vec(JX-594)。目前,Pexa-Vec用于治疗晚期肝细胞癌(HCC)已推进到临床3期,另外一个适应症肾细胞癌正处于临床1期试验。此外,该公司还与美国国家癌症研究所合作开发与Pexa-Vec和免疫检查点抑制剂联合治疗。
Pexa-Vec是SillaJen专有的SOLVE?(选择性溶瘤性牛痘工程)平台中最先进的候选产品,被设计用于表达有效的免疫刺激细胞因子GM-CSF,其可刺激肿瘤特异性免疫应答。
该药物在中国大陆、香港和澳门针对肝癌和其他癌种的独占许可归李氏大药厂所有,去年已被CFDA批准进行用于肝癌的临床3期试验。
ProsAtak(AdV-tk)
ProsAtak(AdV-tk)是美国Advantagene公司开发的插入胸苷激酶(Thymidine kinase, TK)的腺病毒,除了单独的肿瘤杀伤作用外,该公司还开发了专有的基因介导的细胞毒性免疫疗法?(GMCI),AdV-tk与前体药物更昔洛韦一起用药,胸苷激酶将更昔洛韦降解为毒性的核酸类似物,起到杀伤肿瘤的作用。
目前,正在进行已完成治疗前列腺癌的3期临床试验,并且正在寻求与免疫检查点抑制剂联合用药的临床试验。
DNX-2401(Tasadenoturev)
DNX-2401是由DNAtrix公司开发的溶瘤腺病毒,主要用于脑部肿瘤的治疗,已经获得FDA与欧盟治疗恶性脑部肿瘤的孤儿药资格和FDA快速通道评审资格。
目前,DNX-2401单药治疗复发性胶质母细胞瘤已进行到临床3期。2015年,DNAtrix与默沙东宣布开展DNX-2401与Keytruda联合用于复发性恶性胶质瘤患者的2期临床试验。
REOLYSIN(Pelareorep)
加拿大的Oncolytics Biotech公司的溶瘤病毒疗法Reolysin正处于2期临床试验阶段,这也是全球进展最快的可通过静脉注射给药的溶瘤病毒项目,即将进入临床3期。该公司已将Reolysin的亚太市场授权给杭州阿诺医药。
Reolysin是一种被修饰过的呼肠孤病毒,用于治疗多种类型实体瘤,包括乳腺癌、多发性骨髓瘤、前列腺癌、胰腺癌等。
为了检验Reolysin与其它几种药物联合使用的疗效,该公司共有3个方向:①联合化疗:应用在包括转移性乳腺癌、前列腺癌等;②与免疫调节剂/靶向治疗(先天免疫反应)相结合:目前正在探讨与Celgene公司Imnovid和Revlimid组合的突破性免疫试验以靶向骨髓瘤;③免疫疗法组合(适应性免疫反应):正在进行的REOLYSIN+Keytruda的临床研究。
3各大药企的并购与合作
今年1月,乐普医疗公司以2963万澳元参股澳洲Viralytics公司,成为Viralytics第一大股东,引入其溶瘤病毒产品CAVATAK。2月22日,出于对Viralytics发展的考虑,公司将持有Viralytics的全部股权以每股1.75澳元的价格出售给Merck,并将与Merck公司保持沟通,争取未来在中国市场的合作可能,继续专注于开发免疫肿瘤学疗法,寻求其他合作机会。
5月,强生旗下公司杨森制药以10.4亿美元收购BeneVir BioPharm,这是一家开发专有溶瘤病毒平台的私人生物技术公司。
医麦客也曾多次报道各大制药公司布局溶瘤病毒的消息。
癌症治疗的未来
尽管在免疫学方面取得了令人瞩目的成果,并且美国食品和药物管理局批准了两种CAR-T治疗,但单独的免疫治疗仅在约20%的癌症中有效。这就是为什么研究人员要挑战自己,以满足那些无法受益于这些疗法的患者需求。
德克萨斯大学MD安德森癌症中心的医学博士Padmanee Sharma在ASCO会议上说:“溶瘤病毒治疗是新的免疫肿瘤疗法清单中的优先考虑事项,它是一种通过产生强烈的先天免疫反应来激活适应性免疫反应非常有效的疗法。”
溶瘤病毒的复兴可能解决了现有免疫疗法的两个主要问题,第一是可以在肿瘤细胞中引起反应,促使它们对免疫系统由“冷”变“热”,从而使免疫疗法能够运作;其次是整体疗效,在大多数情况下,使用联合治疗方法可以改善这一点。临床试验的开发中,联合应用显然也是一个趋势。
其次,溶瘤病毒还可通过编码其他癌症杀灭剂以提高疗效或用功能性转基因武装以获得多种抗肿瘤功能。
癌症治疗的新时代似乎即将来临,溶瘤病毒作为有效免疫治疗药物的潜力已经花了一些时间来充分了解,并且最近的研究和临床开发已经揭示了我们应当如何充分利用它们。

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 楼主| 发表于 2019-1-9 08:47:47 | 显示全部楼层
肿瘤免疫疗法目前已成为抗肿瘤药物市场的中坚力量,全球市场规模预计将会从2016 年的430 亿美元增长到2022 年的近千亿美元,占据抗肿瘤药物市场超过一半的份额,年复合增长率达到14.6%。溶瘤病毒是肿瘤免疫疗法的重要分支,2015 年T-vec 的获批标志着溶瘤病毒疗法的成熟。溶瘤病毒是指一类天然的或经过基因改造后可特异性的攻击和破坏癌细胞、而对正常细胞损伤较小的病毒。很多病毒都有溶瘤作用,但大多数病毒病具有较强的病原性,并不能直接用来治疗肿瘤。近期,溶瘤病毒联合用药的临床试验取得突破性进展,相较于其他肿瘤免疫疗法,溶瘤病毒具有杀伤效率高、靶向性好、副作用小、多种杀伤肿瘤途径避免耐药性和成本低廉等优势。溶瘤病毒有可能成为继免疫检查点抑制剂药物之后的另一重大突破。

1.溶瘤病毒为肿瘤免疫疗法重要方向

1.1 免疫疗法为肿瘤治疗革命性理念

根据WHO 报道,肿瘤目前已经是继心血管疾病的世界第二大死因,全球有近1/6 的死亡是由癌症造成的。《2015全球癌症统计》数据显示,2012 年全球新增约1410 万例癌症病例,癌症死亡人数达820 万。预计到2025 年,全球每年新增癌症病例数将高达2449 万例。相应的,根据IMS 数据显示,抗肿瘤药物自2007 年超过降血脂药物。

在目前的癌症治疗手段中,免疫疗法无疑是最受关注的癌症治疗方法。免疫疗法不同于传统的手术、放疗、化疗和靶向药物对肿瘤的直接杀伤作用,而是通过激活机体自身的免疫系统,利用免疫系统的抗肿瘤作用而消灭肿瘤细胞,具有疗效好,副作用小和防止复发等优点。免疫疗法的出现不仅在革命性地改变癌症治疗的标准,同时也革命性地改变了治疗癌症的理念,被称为继传统化疗药物、靶向治疗后肿瘤治疗的第三次革命。

1986 年第一个癌症免疫治疗药物IFN-α获批用于毛细胞白血病。截至2017 年,已有26 个肿瘤免疫治疗药物获批。近几年,几款临床效果显着的免疫治疗药物,尤其是肿瘤免疫检查点抑制剂(PD-1/PD-L1、CTLA-4 等)、细胞治疗和靶向CD3 的双向抗体的获批,促进了肿瘤免疫治疗市场规模的迅速增长。

1.2 溶瘤病毒为肿瘤免疫疗法新秀,已有代表性产品获批

近十几年,溶瘤病毒可以通过诱导机体的抗肿瘤免疫反应来杀伤肿瘤的机制逐渐明确。自2011 年德国科学家Jean Rommelaere 第一次在文章中将溶瘤病毒疗法称作肿瘤免疫治疗以来,溶瘤病毒目前已经被大众接受作为肿瘤免疫治疗的重要分支。而相较于其他肿瘤免疫疗法,溶瘤病毒具有杀伤效率高、靶向性好、副作用小、多种杀伤肿瘤途径避免耐药性和成本低廉等优势。

由于病毒基因组小,相对易于通过基因工程手段进行多种改造,且病毒的改造和包装是生物医学常规试验手段,技术相对成熟,价格也相对低廉。因此,溶瘤病毒更容易利用自身的特征和癌细胞与正常细胞的不同来做相应的改造,做到特异性靶向癌细胞。由于大部分癌细胞自身清除病毒的机制受损(如正常细胞清除病毒的关键因子蛋白激酶R (PKR)在癌细胞中缺失),所以病毒更容易在癌细胞中复制扩散。另外,近几十年,随着研究的不断深入,科学工作者们利用癌细胞和正常细胞中很多信号通路和代谢等的不同,通过筛选特异病毒品种和改造病毒基因组,不断提高溶瘤病毒对肿瘤的靶向性,降低其对正常细胞的危害,提高安全性。例如:已获批的T-vec 敲除了HSV-1(单纯疱疹病毒1 型)的γ34.5 基因,γ34.5 基因可以抑制正常细胞对病毒的清除机制,γ34.5 基因敲除后,病毒不能在正常细胞中复制;而癌细胞中这一机制缺失,γ34.5 基因敲除后不影响病毒在癌细胞中的复制。目前处于III 期临床的JX594(Pexa-Vec)敲除了牛痘病毒(vaccinia viruses)的TK(胸苷激酶,thymidine kinase)基因,而病毒的复制与细胞中TK 水平有关,所以敲除了TK 的JX594 仅能在TK 活性高的癌细胞中进行复制,不能在正常细胞中复制(正常细胞TK 活性低)。CG0070 是在腺病毒主管复制的基因E1A 前加了E2F-1 启动子,E2F-1 受视网膜母细胞瘤抑制蛋白(Rb)的调控,而Rb 在膀胱癌中缺失,Rb 的缺失激活E2F-1 的转录活性,使得E1A 基因表达,病毒可以特异性在膀胱癌中复制。Reolysin 是未经改造的野生型呼肠孤病毒,其增值依赖Ras 信号通路的激活,所以仅能在Ras 激活的癌细胞中特异性增值。

另外,随着对癌症特征的不断研究和病毒改造技术的不断成熟,靶向性更好、杀伤效率更高的新的溶瘤病毒品种也在不断涌现。例如,柯萨奇病毒CAVATAK(CVA21)可特异性结合高表达ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1)蛋白的癌细胞;改造的腺病毒Ad5/3-Δ24,可以特异性结合卵巢癌中高表达的整合素(integrins);SG7011let7T 将腺病毒复制蛋白E1A 带上在正常细胞中高表达而肿瘤细胞中低表达的microRNA 的靶标序列使E1A在正常细胞中被降解,在癌细胞中特异高表达,从而达到在癌细胞中特异性复制等。

目前已有3 个溶瘤病毒产品获批上市,其中T-vec (Talimogene laherparepvec, Imlygic)是目前FDA 批准上市的唯一一个溶瘤病毒产品,在2015 年10 月获批上市用于晚期黑色素瘤的治疗。另外有6 个溶瘤病毒产品处于III 期临床研究阶段。

1.3 溶瘤病毒联用获疗效突破,有望获得更好的治疗效果

2015 年10 月,FDA 批准T-vec(Talimogene laherparepvec, Imlygic)用于手术切除后复发的黑色素瘤的不可切除病灶的局部治疗,是FDA 批准的第一个溶瘤病毒疗法。但由于治疗效果及适宜人群较少等原因导致该产品并未取得良好的销售市场。

但是,溶瘤病毒疗法由于其良好的安全性和多途径杀伤肿瘤的机制,使得其在肿瘤联合用药领域存在巨大的市场潜力。近期溶瘤病毒与其他抗癌药物的联合用药的实验结果接连公布,溶瘤病毒在联合免疫检查点抑制剂等方面都显现出良好的抗肿瘤效果。甚至在PD-1 抑制剂治疗效果不佳的三阴性乳腺癌和脑瘤中也显示出良好的抗肿瘤效果(在临床前研究中对三阴性乳腺癌的治愈率达90%),颠覆了业内对溶瘤病毒治疗效果不看好的传统认识。

数据来源:Pubmed,Clinicaltrials,各公司公告,西南证券整理

以具有相对可比临床数据的晚期恶性黑色素瘤的治疗为例,T-vec 与PD-1 抑制剂联合用药可使有效率翻倍,达62%,疾病控制率达到76%,并且副作用小。

2.溶瘤病毒:百年发展,商业化爆发在即

目前临床研究较多的大部分是经过基因改造的溶瘤病毒,如腺病毒、单纯疱疹病毒、痘病毒、柯萨奇病毒。也有少数天然的未经改造的溶瘤病毒,如呼肠孤病毒。其中以基因改造后的腺病毒和单纯疱疹病毒研究最广。

2.1 溶瘤病毒经历百年发展,目前技术成熟,疗效被认可

利用病毒治疗肿瘤的概念已有100 多年的历史,早在1904 年,就有报道一位42 岁换白血病的女性因感染流感而使肿瘤有所消退。之后在1912 年,意大利医生发现注射狂犬病毒疫苗可以引起宫颈癌消退,由此诞生了溶瘤病毒疗法这一新兴概念和一系列相关研究。上世纪50 年代到70 年代,研究人员开展了大量的利用野生型病毒治疗肿瘤的临床试验,但是由于当时技术和临床试验研究所限,虽然溶瘤病毒在临床试验展示出一定的抗肿瘤效果,但由于无法有效控制病毒的病原性,溶瘤病毒一直处于癌症疗法的次要地位。

直到上世纪80 年代,基因工程技术的出现使改造病毒基因组成为可能,随后基因工程改造的减毒和高选择性的病毒出现。1991 年,临床前动物实验报道了胸苷激酶(Thymidinekinase ,TK)敲除的基因改造人单纯疱疹病毒I(HSV-1)可以在小鼠体内抑制胶质瘤的生长,延长小鼠生存期,并且具有良好的安全性。

1996 年,基因改造的腺病毒ONYX-015 进入I 期临床试验。2004 年,RIGVIR,一款非致病性的人肠道细胞病变孤儿病毒(enteric cytopathic human orphan virus)在拉脱维亚获批用于治疗黑色素瘤,成为第一款获得监管机构批准的用于癌症治疗的溶瘤病毒。2005 年,改造的腺病毒H101(Oncorine,重组人5 型腺病毒注射液,安柯瑞)在中国获批上市,但临床疗效目前还未得到国际认可。

2015 年10 月,FDA 批准T-vec(Talimogene laherparepvec, Imlygic)的上市,2016年又分别在欧洲和加拿大获批上市,标志溶瘤病毒技术的成熟和对溶瘤病毒治疗癌症的正式认可。

2.2 多种路径杀伤肿瘤细胞,溶瘤病毒是一种可编程的“活药”

溶瘤病毒是一种可编程的“活药”,可以通过多种路径来杀伤肿瘤,有效避免耐药性。目前认为溶瘤病毒杀伤肿瘤主要有三方面作用机制:

(1)在肿瘤细胞中特异繁殖,直接裂解癌细胞。一直到2000 年左右,科研人员还大多以为这是病毒杀伤肿瘤的主要方式,溶瘤病毒被认为是一种单纯的病毒疗法,相关工作也都集中在提高病毒裂解效率和肿瘤细胞选择性上。

(2)2000 年后,科研人员才逐渐发现,病毒可以通过多种途径(增加肿瘤抗原暴露、调节肿瘤微环境、增加肿瘤微环境免疫细胞浸润、活化免疫细胞、通过携带的免疫调节因子刺激机体免疫系统等)来诱导全身系统的抗肿瘤免疫反应来杀伤肿瘤。因此,溶瘤病毒疗法已经从一种单纯的肿瘤病毒疗法归类为一种新型的肿瘤免疫治疗药物,基因改造思路也发生变化,比如,开始在溶瘤病毒基因组中加入一些免疫调节因子的基因(如T-vec 的GM-CSF)。

(3)另外,还有报道表明,有些病毒可以通过感染肿瘤相关的血管内皮细胞,阻止肿瘤血管生成,导致肿瘤细胞坏死而间接杀死肿瘤细胞。

数据来源:Oncolytic Virotherapy,Frontiers in Immunology,西南证券整理

此外,溶瘤病毒还可以做多种改造,作为载体插入治疗性基因,通过多种途径协同作用杀伤肿瘤细胞,可以有效避免目前单一靶点抗癌药物普遍存在的耐药性问题。目前有近百种在研的外源基因,主要分四类:

(1)细胞死亡相关分子(cell death related),可以直接诱导肿瘤细胞的死亡。如肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL),抑癌基因P53 等;

(2)抗血管生成的分子(anti-angiogenic),抑制肿瘤组织血管生成。如内皮抑素、血管内皮细胞生长抑制因子(VEGI);

(3)免疫调节因子(immunomodulatory),如免疫相关细胞因子(GM-CSF,IL-2,干扰素),趋化因子(CCL5,CCL20,CCL21),其他可诱导抗肿瘤免疫反应的因子(病毒膜蛋白,HSP70)等;

(4)抑制肿瘤相关基因的小RNA 分子(small RNA),如miRNA,siRNA,shRNA 和lncRNA 等。

3.药物联用+给药途径突破,市场或将迎来爆发拐点

3.1 联合用药:与免疫检查点抑制剂联用,正广泛进行临床试验

随着临床研究的不断发展,近两年溶瘤病毒在联合用药方面不断有颠覆性临床疗效报道,尤其与PD-1 抑制剂的联合用药方面,证明有颠覆性临床效果,副作用少且可控,并且联用协同效应产生的机制也逐渐清晰。另外,溶瘤病毒给药方式也不断有新的突破,使得其他更便捷的给药方式(如静脉注射给药等)成为可能,有利于溶瘤病毒用药范围的扩大。

肿瘤异质性下,联合用药为行业趋势。肿瘤不是大量孤立增殖的癌细胞,而是彼此之间相互参与异质性作用的、由多个不同类型细胞构成的复合组织。研究报道,即使同一处肿瘤的不同区域也具有多种遗传模式,而且癌细胞还会不断改变其遗传组成。肿瘤的这种异质性是引发通过单一途径起作用的药物产生抗药性和疗法失败的主要原因,而多靶点、不同抗癌机制的药物联用有望改善这一问题,是目前抗肿瘤药物的研发热点。抗癌药物联用的临床试验占所有抗癌药物临床试验的比例远高于联合用药在其他疾病领域的比例。

溶瘤病毒因其良好的安全性和多种途径的抗癌机制,成为肿瘤联合用药的良好选择。近期不断有溶瘤病毒联合用药的临床前和临床研究数据公布,证明溶瘤病毒联合用药具有好的安全性和颠覆性疗效。

溶瘤病毒尤其在与免疫检查点抑制剂的联合用药中体现了非常好的疗效:溶瘤病毒在快速裂解肿瘤细胞的同时会释放肿瘤特异性抗原(tumor cell lysis and antigen release),诱发全身性的抗肿瘤反应,增加肿瘤组织处的天然免疫系统细胞(如NK 细胞、吞噬细胞)浸润(Innate cell infiltration)和T 细胞浸润(T cell infiltration ),但肿瘤微环境会通过增加调节性T 细胞(“汉奸细胞”)或提高肿瘤自身PD-L1 的表达来抑制这种系统性的抗肿瘤反应。而免疫检查点抑制剂(CTLA-4 抗体、PD-1/PD-L1抗体)可以通过清除调节性T 细胞、抑制PD-1/PD-L1 的抑制作用而打破这种肿瘤微环境对抗肿瘤免疫的抑制,起到协同增强的效果。另外,在肿瘤裂解释放的肿瘤特异性抗原对T 细胞的激活过程中(在淋巴结中进行,lymph node),免疫检查点抑制剂还可以放大抗原递呈细胞对T 细胞的激活作用,产生更多活性的T细胞。

溶瘤病毒的联合用药有望释放溶瘤病毒巨大的市场潜力。目前除了已获批的T-vec 之外,其他6 个处于III 期的溶瘤病毒产品中,有5 个(除CG0070)都在进行联合用药的临床试验。

早期的联合用药主要都是与传统肿瘤治疗方式(放、化疗等)的联合用药,随着免疫检查点抑制剂的获批,近两年与免疫检查点抑制剂的联合用药开始广泛进行。

以安进的T-vec 为例,T-vec 目前在clinicaltrials.gov 登记的33 个有效的临床试验中,有16 个是与其他药物联用的临床试验,其中8 项是与免疫检查点抑制剂的联合用药。

表7:T-vec 登记注册的药物联用临床试验情况

数据来源:Clinicaltrials,西南证券整理

3.2 给药途径:突破可期,静脉注射潜力最大

目前溶瘤病毒的给药途径主要为瘤内注射,因为

(1)人体内广泛存在这些常用病毒的膜受体,病毒感染过程并无肿瘤特异性;

(2)人血清中也存在这些常见病毒的特异抗体,会很快的中和移除这些病毒;

(3)血液对病毒的稀释作用、肿瘤微环境抑制病毒对肿瘤组织的有效浸润等原因,导致溶瘤病毒很难特异性的聚集在肿瘤组织处并达到有效浓度。这一给药方式的限制,使得目前溶瘤病毒主要应用在离体表近的、便于手术的癌症类型中,开发更有效的给药方式才能扩大溶瘤病毒的应用范围。

有大量的临床前研究在尝试溶瘤病毒的静脉给药方式,如寻找新型的病毒、用纳米材料包裹病毒等方式。目前已有近10 种进入临床研究阶段并取得初步结果的可通过静脉给药的溶瘤病毒产品,其中Reolysin 已经完成静脉给药的II 期临床试验,并取得良好的临床疗效,即将进入临床III 期,有望成为第一个通过静脉给药的溶瘤病毒产品。Enadenotucirev 也是一款以静脉注射给药的溶瘤病毒产品,正在进行的I 期临床试验取得良好效果。另外,部分瘤内注射的溶瘤病毒也在静脉注射给药的临床前和临床研究。

Reolysin

Reolysin 是可通过静脉注射给药的天然溶瘤病毒(呼肠孤病毒,Reovirus)。目前注册的26 个临床试验中24 个是通过静脉注射方式给药。Reolysin 在2015 年获得美国FDA的孤儿药认定,用于治疗卵巢癌、胰腺癌、输卵管瘤和恶性胶质瘤。该产品治疗晚期转移性乳腺癌的临床II 期数据中,Reolysin 与紫杉醇(Paclitaxel)联合用药可以有效延长患者总生存期(从10.4 个月延长到17.4 个月),因此获得了FDA 用于转移性乳腺癌治疗快速通道的指定。

Enadenotucirev(ColoAd1)

Enadenotucirev(ColoAd1)也是可通过静脉注射给药的溶瘤病毒,Enadenotucirev 是一种通过定向进化筛选的、具有更强抗肿瘤效果和血液稳定性的非天然存在的B 组Ad11p/Ad3 嵌合腺病毒,由于其经过在新鲜血液存在情况下的杀伤肿瘤效果筛选,理论上具有更好的静脉注射稳定性,可通过静脉注射方式给药。

4. 国际溶瘤病毒产品

Imlygic (talimogenelaherparepvec),俗称T-vec,即抗黑色素瘤产品OncoVexGM-CSF 溶瘤病毒。该药物分106PFU/mL 和108PFU/mL 两种浓度,于2015 年10 月在美国通过BLA 成为首个FDA 批准上市的溶瘤病毒产品。

据美国疾病控制与预防中心报道,美国黑色素瘤发病率逐年增长,2017-2018 年发病人数高达9 万,而死亡率却呈下滑趋势,并且五年存活率长期保持在91.5%,这或多或少受益于近年来医药领域在生物药、靶向药等方面不断的创新和发展。美国国家癌症研究所指出晚期不可切除复发性黑色素瘤的治疗方针包括病灶内治疗、癌症免疫疗法、阻断细胞信号传导机制、普通化疗以及姑息疗法,而T-Vec 则是一款融合了病灶内治疗和癌症免疫疗法双重概念的生物药,其目的是为了达到在裂解癌细胞的同时激发人体自身免疫系统抗癌能力。

T-vec(Imlygic)是一种基因改造后的HSV(单纯疱疹病毒、Herpes Simplex Virus)靶向溶瘤病毒,ICP34.5 基因的剔除使它只能在癌细胞中复制并将其裂解;另外,ICP47 剔除以及US11、GM-CSF 的插入在弱化了免疫系统逃逸的同时增强了人体树突细胞的抗癌能力。据三期临床数据显示,病灶内注射Imlygic 溶瘤病毒产生的持久应答率比注射单一GM-CSF 因子高出14.2pp,整体应答率高出20.7pp,整体存活率超出4.4 个月。

此外,许多尝试T-Vec 与其他抗癌药物联合使用的研究正在进行中。2017 年9 月《Cell》发表的一项Ib 期治疗晚期转移性黑色素瘤的临床数据显示,T-vec 与Keytruda(Pembrolizumab)的联合用药具有良好的安全性,副作用没有比单独用药严重。两者联用可以有效改善肿瘤微环境,增加肿瘤中T 细胞的浸润,增加肿瘤PD-L1 和IFN-γ的表达,从而显着增强对PD-1 抑制剂的应答效率。联用的总应答率(ORR, overallresponse rate)达到62%,显着高于之前报道的两者单独用药的30%-40%。完全应答率(CR,complete response rate)达到33%,意味着三分之一的患者检测不到肿瘤存在。这项研究被评为《Cell》2017 年十佳论文(“Best of Cell 2017”),再次证明了溶瘤病毒良好的联用前景。目前T-vec 有8 个与免疫检查点抑制剂联合用药的临床试验正在进行。

Pexa-Vec(JX594)分别获得欧盟EMA 和美国FDA 作为治疗专项攻克肝癌的孤儿药认定。Pexa-Vec (JX-594)由牛痘病毒改造而来。该产品在以下三个方面发挥作用:(1)选择性感染肿瘤细胞并在细胞内复制导致其溶解;(2)通过感染肿瘤管脉系统细胞,减少肿瘤血液供应;(3)通过激活人体自身的免疫系统识别并杀死肿瘤细胞。

目前开发Pexa-Vec(JX594)与PD1 抑制剂联合用药正在开发中。

具体在病毒设计方面,Pexa-vec 的复制和传播依赖于肿瘤细胞激活的EGFR/Raf/Ras信号通路。以及,Pexa-vec 中胸苷激酶(TK)基因被敲除,而在增殖能力强的癌细胞中胸苷激酶高表达,在正常细胞中胸苷激酶低表达,因此Pexa-vec 只能选择性的在癌细胞中复制。此外,Pexa-vec 设计表达集落刺激因子(GM-CSF),用于刺激肿瘤特异性免疫反应。

另外,Pexa-Vec 与多种免疫检查点抑制剂( Nivolumab、Ipilimumab、Cemiplimab、Durvalumab、Tremelimumab 等)联用的、采用瘤内注射或静脉注射给药的、用于肝癌、结直肠癌、黑色素瘤、肾癌、肺癌等的临床I/II 期试验也正在进行。

CAVATAK 溶解肿瘤特异性强,临床联合用药效果显着,CAVATAK 或柯萨奇病毒(CVA21)具有在肿瘤部位和整个身体内直接靶向、感染、繁殖和破坏大范围癌细胞的潜力。CAVATAK 通过寻找并附着于在癌细胞表面高度表达的蛋白质(ICAM-1)而起作用。一旦与该蛋白质连接,病毒就能够将自身插入癌细胞,复制并分裂癌细胞,这一过程称为溶解。在此过程中,肿瘤细胞碎片被释放出来,并激活人体自身的免疫系统。具有良好的抗肿瘤活性和安全性。

CAVATAK 有几个重要的属性,包括:

(1)针对外部受体的靶标,优先在癌细胞上过表达;

(2)潜在应用于各种癌症类型,包括前列腺癌,肺癌,黑色素瘤和膀胱癌;

(3)通过三种给药途径(病灶内,静脉内和膀胱内)的潜在应用开辟了应用于广泛癌症类型的潜力;

(4)低毒性,对患者的3 级或更高不良事件水平低;

(5)与现有癌症治疗的潜在协同作用,有临床前和早期临床证据表明,CAVATAK 与下一代产品(如检查点抑制剂YERVOY 和KEYTRUDA)结合使用可增加患者的临床益处;

(6)相对于更大的溶瘤病毒,CAVATAK 的小尺寸(25 纳米)和无包膜性质使其能够在体内传播得更广泛;

(7)快速复制周期(6 小时)可能利于更快速的响应。

CAVATAK 诱导的肿瘤微环境变化可以引起强烈的局部和全身抗肿瘤反应。这些变化包括免疫细胞浸润的增加和免疫检查点分子如PD-L1 的上调。通过这些选择性的作用机制,该疗法提供更大的耐受性和疗效,为癌症患者提供更好的临床益处和生活质量的希望,这些患者难以用当前的治疗方法治疗。

溶瘤病毒Reolysin?获得了FDA 治疗转移性乳腺癌的快速通道资格认证,用于治疗卵巢癌、胰腺癌、输卵管瘤和恶性胶质瘤。

5.中国溶瘤病毒前景光明

2005 年安柯瑞的获批极大的加速了我国溶瘤病毒的研究。2005 年后,我国溶瘤病毒的相关研究报道在全球溶瘤病毒报道中的占比迅速增加,在2012 年达到峰值。2005 年前,我国溶瘤病毒在研品种主要为腺病毒(Adv,66%)和单纯疱疹病毒(HSV,10%),之后随着研究的深入,发现的可用病毒品种逐渐丰富。2016 年,我国最主要的四种在研溶瘤病毒品种主要是重组腺病毒(40.5%),重组单纯疱疹病毒(18.9%),新城疫病毒(NDV 10.8%)和甲病毒属M1(alphavirus M1,10.8%)。

目前,我国在研溶瘤病毒超过200 种,近10 个公开的、国内公司自主研发的溶瘤病毒治疗癌症的临床试验正在进行。

另外,还有一些值得关注的从国外引进的处于临床阶段的品种和国内在研的处于临床前阶段的品种。

未来十年将是我国创新药高速发展的阶段,尽管中国的溶瘤病毒目前进展较为缓慢,但:自2005年我国批准第一个溶瘤病毒产品安柯瑞以来,我国溶瘤病毒的研究热情不减。目前已有超200种在研的溶瘤病毒,其中近10个自主研发的溶瘤病毒产品进入临床研究阶段,相信随这科技的不断进步,科研人员队伍的不断壮大,不久的将来将赶超国际制药行业的脚步,为更多国人的疾病治疗带来福音。
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