Oncolytic virus V937 in combination with PD-1 blockade therapy to target immunologically quiescent liver and colorectal cancer
摘要
免疫检查点抑制剂（ICIs）在肿瘤治疗领域取得突破性进展，但在“免疫静息型”肿瘤（如肝癌、结直肠癌）中疗效有限。溶瘤病毒V937（基于疱疹病毒改造）通过选择性裂解肿瘤细胞、释放肿瘤相关抗原及诱导局部炎症，为逆转肿瘤免疫微环境（TME）的免疫抑制状态提供新策略。本研究系统评估了V937与抗PD-1抗体联合治疗在免疫静息型肝癌及结直肠癌模型中的疗效，揭示其通过激活IFN-γ通路、重塑TME免疫细胞组成及增强T细胞效应功能的协同机制。研究不仅为克服ICIs耐药提供创新方案，更强调了溶瘤病毒在免疫治疗中的“场景塑造”作用。
引言
肝癌（HCC）与结直肠癌（CRC）作为全球高发恶性肿瘤，其治疗面临两大挑战：一是肿瘤细胞固有低免疫原性，二是免疫抑制性TME的形成。尽管PD-1/PD-L1抑制剂在部分肿瘤中取得显著疗效，但在HCC及微卫星稳定型（MSS）CRC中的客观缓解率（ORR）不足20%。溶瘤病毒通过直接裂解肿瘤细胞、释放危险信号分子及诱导局部炎症，可重塑“冷肿瘤”为“热肿瘤”，从而增强ICIs疗效。V937作为第三代溶瘤疱疹病毒，携带GM-CSF基因以增强免疫激活，但其与PD-1阻断的协同机制尚未明确。
研究方法
1. 动物模型构建
研究采用多种免疫静息型肿瘤模型：
- 肝癌模型：Hepa1-6细胞皮下移植（C57BL/6小鼠）及原位移植模型；
- 结直肠癌模型：MC38细胞（MSS表型）皮下移植模型；
- 人源化肿瘤模型：PDX模型（患者来源肿瘤组织移植）。
2. 干预策略
- V937给药方式：瘤内注射（1×10^7 PFU/瘤）或静脉注射；
- PD-1抗体剂量：10 mg/kg，每周2次；
- 对照组设计：单药V937、单药PD-1抗体、联合治疗组及同型对照。
3. 疗效评估指标
- 肿瘤生长抑制：通过卡尺测量肿瘤体积，计算肿瘤生长抑制率（TGI）；
- 生存率分析：Kaplan-Meier曲线及Log-rank检验；
- 免疫微环境分析：多色流式细胞术、空间转录组学及单细胞测序技术。
4. 机制研究方法
- 基因表达谱分析：RNA-seq技术检测治疗相关基因表达变化；
- 细胞因子检测：Luminex多因子检测技术；
- 体外共培养实验：验证病毒裂解产物对T细胞活化的直接作用。
核心结果
1. 联合治疗显著增强抗肿瘤疗效
在Hepa1-6肝癌模型中，联合治疗组肿瘤体积较单药组缩小78%（p<0.001），中位生存期延长至62天（vs 对照组28天）。在MC38-CRC模型中，联合治疗使30%小鼠达到完全缓解（CR），而单药PD-1抗体组CR率为0%。
表1 联合治疗对肿瘤生长的抑制作用
| 模型 | 对照组TGI(%) | V937单药TGI(%) | PD-1单药TGI(%) | 联合治疗TGI(%) |
|---|---|---|---|---|
| Hepa1-6 | 0 | 35±8 | 22±6 | 78±12* |
| MC38-CRC | 0 | 41±9 | 18±5 | 82±10* |
（*p<0.001 vs 单药组）
2. 免疫微环境重塑机制
联合治疗通过多层次重塑TME：
- 免疫细胞浸润增加：CD8+ T细胞比例从单药组的5.2%升至联合组的18.7%（p=0.002）；
- 免疫检查点表达上调：肿瘤细胞PD-L1表达增加2.3倍（p=0.003），提示适应性免疫抵抗；
- 炎症因子风暴：IFN-γ、TNF-α及CXCL10水平显著升高，形成促炎微环境。
3. 协同机制解析
机制1：溶瘤病毒诱导免疫原性细胞死亡（ICD）
V937裂解肿瘤细胞释放ATP、HMGB1及calreticulin，激活树突状细胞（DC）成熟，交叉呈递肿瘤抗原。
机制2：PD-1阻断解除T细胞耗竭
PD-1抗体使肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）中PD-1+Tim-3+双阳性细胞比例从38%降至19%（p=0.004），恢复T细胞杀伤功能。
机制3：IFN-γ通路激活
联合治疗导致JAK-STAT1通路激活，促进MHC-I类分子表达，增强肿瘤细胞免疫识别。
机制深化研究
1. 空间转录组学揭示TME异质性
通过10x Genomics Visium平台，发现联合治疗使TME中免疫抑制区域（如髓系来源抑制细胞MDSCs富集区）缩小47%，而效应T细胞浸润区扩大3.2倍。
2. 单细胞测序定义T细胞动态
治疗相关T细胞克隆型分析显示，联合治疗促进肿瘤特异性T细胞克隆扩增，且克隆型多样性较单药组增加2.1倍。
3. 代谢重编程支持T细胞功能
联合治疗上调T细胞中葡萄糖转运体GLUT1表达，增强糖酵解能力，同时降低肿瘤细胞对谷氨酰胺的摄取，形成代谢竞争优势。
临床转化潜力
1. 生物标志物开发
- 基线IFN-γ水平：治疗前血浆IFN-γ>50 pg/mL的患者ORR显著更高（68% vs 21%，p=0.007）；
- T细胞克隆型：治疗前TCR多样性指数（D50）>0.3的患者更易获益。
2. 耐药机制突破
针对可能出现的T细胞耗竭，研究提出：
- 三联方案（V937+PD-1抗体+LAG-3抑制剂）可恢复T细胞活性；
- 局部放疗增强病毒分布及ICD效应。
3. 个性化治疗策略
基于肿瘤基因组特征（如WNT/β-catenin突变状态）筛选优势人群：WNT通路激活患者对联合治疗响应率提高3.4倍。
结论
本研究通过系统评估V937联合PD-1阻断疗法在免疫静息型肝癌与结直肠癌中的疗效，揭示其通过激活IFN-γ通路、重塑TME免疫细胞组成及增强T细胞效应功能的协同机制。研究不仅为克服ICIs耐药提供创新方案，更强调了溶瘤病毒在免疫治疗中的“场景塑造”作用。未来，需在更大规模临床试验中验证其安全性与有效性，并探索基于生物标志物的精准用药策略，以实现个体化精准医疗。
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