[发明专利]用于治疗癌症的溶瘤腺病毒

说明书

技术领域

本发明涉及医学领域，更具体来说涉及肿瘤学领域、特别是病毒疗法领域。

背景技术

当前的癌症治疗主要是基于化疗、放疗和手术。尽管早期阶段的癌症治愈率提高，但大多数癌症晚期病例不能治愈，因为它们不能通过手术根除，或者因为施用的放疗或化疗剂量受到它们在正常细胞中的毒性的限制。为了缓和这种形势，已经开发了设法增加肿瘤治疗的效力和选择性的生物技术策略。其中，基因疗法和病毒疗法以对抗癌症的治疗意图使用病毒。在基因疗法中，对病毒进行修饰以阻止其复制并用作治疗性遗传物质的介质或载体。相反，病毒疗法使用在肿瘤细胞中选择性复制和繁殖的病毒。在病毒疗法中，肿瘤细胞因病毒在其内部复制所引起的细胞病变效应而不是被治疗性基因的效应而死亡。在肿瘤细胞中的优先复制被称为亲瘤性(oncotropism)，肿瘤的溶胞被称为溶瘤作用(oncolysis)。在严格意义上，在肿瘤中选择性复制的病毒被称为溶瘤的，尽管在广义上溶瘤这个词可用于能够溶解肿瘤细胞的任何具有复制能力的病毒，即使没有选择性。在本说明书中，术语溶瘤以这两种意义使用。

癌症的病毒疗法早于基因疗法。使用病毒治愈肿瘤的第一次观察可以追溯到上世纪初。在1912年，De Pace在将狂犬病病毒接种到宫颈癌中之后，获得了肿瘤消退。从那时起，已经将许多类型的病毒注射到肿瘤中用于它们的治疗。存在着表现出天然亲瘤性的病毒，例如自主性细小病毒、水疱性口膜炎病毒和呼肠弧病毒。其他病毒可以被遗传操作以在肿瘤中选择性复制。例如，通过消除核糖核苷酸还原酶基因这种在活跃增殖的细胞例如肿瘤细胞中非必需的酶活性，已将单纯性疱疹病毒(HSV)变成亲瘤性的。然而，由于其低致病性和感染肿瘤细胞的高能力，腺病毒已成为在癌症的病毒疗法和基因疗法中更经常使用的病毒。

已经鉴定到51种腺病毒的人类血清型，并将其分类成从A至F的6个不同组。

属于C组的人类腺病毒5型(Ad5)是由二十面体蛋白质衣壳包装了36千碱基的线性DNA所形成的病毒。在成年人中，Ad5感染通常是无症状的，在儿童中，它引起普通感冒和结膜炎。一般来说，Ad5感染上皮细胞，在自然感染过程中是支气管上皮的细胞。它利用纤维、即从衣壳的12个顶点如天线般伸出的病毒蛋白与参与细胞间黏附的被称为柯萨奇-腺病毒受体(CAR)的细胞蛋白的相互作用而进入细胞。当病毒DNA到达核内部，它开始病毒早期基因(E1至E4)的有序转录。表达的第一个病毒基因是早期区1A(E1A)的基因。E1A与细胞蛋白Rb结合以释放E2F，后者激活其他病毒基因例如E2、E3和E4以及激活细胞周期的细胞基因的转录。另一方面，E1B与p53结合以激活细胞周期并阻止被感染细胞的凋亡。E2编码参与病毒复制的蛋白；E3编码抑制抗病毒免疫应答的蛋白；E4编码参与病毒RNA运输的蛋白。早期基因的表达导致病毒DNA的复制，并且一旦DNA复制，主要晚期启动子被激活并驱动信使RNA转录，在差异剪接后产生编码形成衣壳的结构蛋白的所有RNA。

关于溶瘤腺病毒的设计，需要考虑两个重要方面：选择性和效力。为了获得对肿瘤细胞的选择性，使用了三种策略：消除在正常细胞中复制所需但在肿瘤细胞中不需要的病毒功能；使用肿瘤选择性启动子控制启动复制的病毒基因；以及对参与宿主细胞感染的病毒衣壳蛋白进行修饰。使用这些遗传修饰，已获得相当高水平的选择性，其中在肿瘤细胞中的复制效率比在正常细胞中的复制效率高出10000倍左右。对于溶瘤效力来说，也已描述了用于增加它的几种遗传修饰。这些修饰包括：a)增加病毒释放，例如通过消除E1B19K、过表达E3-11.6K(ADP)或将E3/19K蛋白定位在胞质膜中；以及b)将治疗性基因插入到溶瘤腺病毒的基因组中以产生“武装的溶瘤腺病毒”。在这种情况下，治疗性基因必须通过活化具有旁观者效应的前体药物(也就是说，它们杀死未感染的邻近细胞)、活化针对肿瘤的免疫系统、诱导凋亡、抑制血管发生或消除细胞外基质等，来介导未感染的肿瘤细胞的死亡。在这些情况下，治疗性基因的表达方式和时间对于治疗方法的最终结果是至关重要的。