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抗肿瘤重组麻疹病毒疫苗研制现状

发布时间:2019-09-17所属分类:医学论文浏览:1

[摘要] 肿瘤是人类死亡的首位病因,研制疫苗防治肿瘤是当前研究的热点领域之一。麻疹病毒的减毒株是一种新型疫苗载体,它可以表达多种肿瘤蛋白,这些肿瘤包括多形性胶质母细胞瘤、多发性骨髓瘤、前列腺癌、肾细胞癌、肝胚细胞瘤、卵巢癌、宫颈癌和乳腺癌等。

  [摘要] 肿瘤是人类死亡的首位病因,研制疫苗防治肿瘤是当前研究的热点领域之一。麻疹病毒的减毒株是一种新型疫苗载体,它可以表达多种肿瘤蛋白,这些肿瘤包括多形性胶质母细胞瘤、多发性骨髓瘤、前列腺癌、肾细胞癌、肝胚细胞瘤、卵巢癌、宫颈癌和乳腺癌等。

  [关键词] 肿瘤;麻疹病毒;疫苗

抗肿瘤重组麻疹病毒疫苗研制现状

  肿瘤是人类死亡的首位病因,肿瘤自身存在肿瘤相关抗原或肿瘤特异性抗原,这些抗原可诱导机体产生免疫应答,在清除肿瘤的过程中发挥重要作用,这对于肿瘤疫苗的研制具有重要意义。现今人们报道了肿瘤细胞的死疫苗、转基因的肿瘤细胞疫苗、树突细胞疫苗、抗原合成肽疫苗和肿瘤核酸疫苗等种类,这些疫苗由于自身耐受或抗原性较低等原因,免疫效果尚不理想,因此需要研制新型肿瘤疫苗。

  麻疹病毒(Measles virus,MV)是麻疹的病原体,对人体具有较强的致病性,常用麻疹病毒的减毒株进行免疫预防。已先后报道了麻疹病毒的 Edmonston 减毒株、AIK-C 减毒株、Schwarzf88 减毒株、Moraten 减毒株、Connaught 减毒株、Alk-HDC 减毒株、CAM-70 减毒株和 Leningrad-1 减毒株等,这些减毒株常用于麻疹的免疫预防。Yanagi 等[1] 发现麻疹病毒通过 CD46 分子进入宿主细胞内进行繁殖,麻疹病毒感染的巨噬细胞和树突状细胞是常见的抗原递呈细胞,可以将外源抗原传递至宿主的 T 细胞和 B 细胞等,提示它有可能作为一种有希望的疫苗载体。Radecke 等[2] 构建了穿梭表达载体 pTM-MVSchw-ATU2,可将外源基因插入麻疹病毒减毒株的基因组中,这为构建重组麻疹病毒(recombinant MV,rMV)提供了有利工具。 Duprex 等[3] 证实麻疹病毒的减毒株可以表达绿色荧光蛋白,为构建重组麻疹病毒提供了有力证据。国外学者报道了大量抗肿瘤的重组麻疹病毒疫苗,这些肿瘤包括多形性胶质母细胞瘤、多发性骨髓瘤、前列腺癌、肾细胞癌、肝胚细胞瘤、卵巢癌、宫颈癌和乳腺癌等,我们就这方面的研制现状进行简要综述。

  1 rMV 抗多形性胶质母细胞瘤

  多形性胶质母细胞瘤是一种颅内常见的恶性 肿 瘤 。 癌 胚 抗 原(carcinoembryonic antigen, CEA)是一种常见的肿瘤相关抗原,可作为治疗肿瘤的靶抗原之一[4] 。Pheong 等[5] 将 CEA 基因插入 MV 的 N 位点,构建 rMV-CEA,它可在胶质瘤细胞株中复制,引起明显的细胞毒效应。将 106 个 U87 瘤细胞颅内注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周发现肿瘤体积大于 10 mm3 ,此时将 1.8×106 PFU 重组病毒采用肿瘤内注射进行免疫治疗,每 2 d 接种 1 次,连续接种 6 次,末次免疫治疗后 60 d 显示免疫组的肿瘤体积小于 10 mm3 ,对照组为 20 mm3 ,免疫组和对照组的存活率分别为 62.5%(5/8)和 25%(2/8)。

  2 rMV 抗多发性骨髓瘤

  多发性骨髓瘤是一种播散性浆细胞恶性肿瘤。Peng 等[6,7] 将 1×107 多发性骨髓瘤细胞 ARH-77 皮下注射 SCID 小鼠,30 d 后静脉注射 105 PFU 的 rMV-EGFP 或表达抗 CD38 单链抗体的 rMV 进行免疫治疗,每周 2 次,连续 7 次,末次治疗后 2 周发现免疫鼠的肿瘤组织消退,体积仅为 10 mm3 ,而对照组为 200 mm3 ,免疫鼠的存活时间明显延长。

  3 rMV 抗前列腺癌

  前 列 腺 癌 是 男 性 泌 尿 系 统 常 见 恶 性 肿 瘤 。碘化钠同向转运体(sodium iodide symporter,NIS)是甲状腺滤泡细胞表达的膜离子通道,允许碘离子的聚集。NIS 能够富积肿瘤组织内的碘离子,可显著提高 123I 的放疗效果[8] 。Msaouel 等[9] 将 NIS 蛋白的编码基因插入 MV 的 N 位点构建 rMV-NIS,它可在前列腺癌的细胞株中生长,NIS 的表达可增加细胞内的碘离子浓度。他将 5×106 个 LNCap 瘤细胞皮下注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周肿瘤体积为 100 mm3 ,此时静脉注射 1.5×106 TCID50 重组病毒进行免疫治疗,同时腹腔注射 500 μCi 123I 进行同位素治疗,每 2 周 1 次,连续 7 次,末次治疗后 60 d 发现免疫加同位素治疗组的肿瘤体积明显缩小,存活率为 80%(8/10),而同位素治疗组的肿瘤体积继续增大,存活率仅为 20%(2/10)。

  4 rMV 抗肾细胞癌

  肾细胞癌也是泌尿系统的常见恶性肿瘤,可用重组病毒进行免疫治疗[10] 。Meng 等[11] 将麻疹病毒野生株的 N/P/L 基因插入 p(+)MV323 得 p(+) MV2A,加 入 辅 助 质 粒 pTM(N)、pTM(L)和 pTM (Pnoc)共 同 转 染 Vero 细 胞 株 ,筛 选 培 养 重 组 病毒,发现该重组病毒能诱导肾癌细胞株的凋亡,产生显著的细胞毒作用。他将 5×106 A498 瘤细胞皮下注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周检测瘤体直径为 0.5~0.6 cm,此时将 1×105 TCID50 重组病毒采用肿瘤内注射进行免疫防治,每 2 d 接种 1 次,连续接种 10 次,末次治疗后 2 周免疫组的瘤体直径为 1.8 cm,对照组为 5.0 cm,免疫组和对照组的存活率分别为 60%(6/10)和 10%(1/10)。

  5 rMV 抗肝胚细胞瘤

  肝胚细胞瘤是儿童易患的恶性肿瘤,可用重组麻疹病毒进行治疗[12] 。Zhang 等[13] 将肝胚细胞瘤的 CEA 基因插入 MV 的 N 位点上游,构建 rMVCEA,它能在肝胚细胞瘤的组织内复制,诱导瘤细胞发生凋亡,产生细胞毒效应。随后他将 5×106 Hep2G 瘤细胞皮下注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周发现肿瘤直径大于 0.5 cm,此时瘤体内注射 1× 107 TCID50的重组病毒进行治疗,每 2 d 进行 1 次,连续 6 次,治疗后 80 d 发现免疫组和对照组的肿瘤直径分别为 2.0 和 4.5 cm,存活率分别为 37.5%(3/8)和 0(0/8)。

  Blechacz 等[14] 将 5×106 肝细胞癌细胞 Hep-3B 皮下注射 SCID 鼠,注射后 1 个月瘤体直径大于 0.5 cm,此时静脉注射 2×106 TCID50 的 rMV-NIS,每天 1 次,连续 5 d 进行免疫治疗,末次免疫治疗后 1 d 腹腔注射 500 μCi 123I 进行同位素治疗,治疗后 1 h 显影成像发现治疗鼠的肿瘤组织内碘离子浓度升高,治疗组的存活时间长达 41 d,而对照组仅为 15 d。

  6 rMV 抗卵巢癌

  卵 巢 癌 是 女 性 生 殖 系 统 的 常 见 恶 性 肿 瘤 。 Peng 等[15] 将 5×106 卵巢癌细胞 SKOV3ip.1 皮下注射裸鼠,注射后 1 个月瘤体直径约 0.5 cm,此时腹腔注射 107 PFU 的 rMV-CEA 进行免疫治疗,每 2 d 1 次 ,连 续 16 次 ,末 次 治 疗 后 1 d 发 现 小 鼠 血 清 CEA 水平较高,达 300 ng/mL,末次治疗后 20 d 血清 CEA 水平降至基线水平,80%(8/10)治疗鼠的瘤体消退。

  Galanis 等[16] 将 109 TCID50的 rMV-NIS 腹腔注射卵巢癌患者,每 4 周 1 次,连续 6 次,末次治疗后 2 周发现患者外周血单核细胞中肿瘤抗原 IGFBP2 特 异 性 T 细 胞 增 加 ,显 影 成 像 发 现 肿 瘤 组 织 内 NIS 表达增强,患者的生存时间延长 26.5 月。

  7 rMV 抗宫颈癌

  宫 颈 癌 是 女 性 生 殖 系 统 的 常 见 恶 性 肿 瘤 。大量研究发现人乳头瘤病毒 16 型(Human papil⁃ lomavirus type 16,HPV16)与 人 宫 颈 癌 密 切 关联。HPV16 基因组的晚期区 1 编码主要衣壳蛋白 L1,该蛋白可单独组装成病毒样颗粒(VLPs),具有较强的免疫原性。Cantarella 等[17] 将 HPV16 的 L1 基因插入 p(+)MVb2 得 p(+)MVb2-L1,加辅助质粒转染 MRC5 细胞,筛选重组病毒,免疫印迹发现重组病毒表达的 L1 蛋白可被患者血清识别。将 1×105 PFU 重组病毒腹腔注射 IFNAR- /CD46+ 鼠,首次免疫后 4 周加强 1 次,首次免疫后 6 周发现免疫鼠的血清中和抗体升高,滴度为 1∶10 240~1∶ 40 960。

  8 rMV 抗乳腺癌

  乳 腺 癌 是 妇 女 内 分 泌 系 统 的 常 见 恶 性 肿瘤。McDonald 等[18] 将 6×106 乳腺癌细胞 MDA-MB- 231 皮下注射 BALB/c 鼠,注射后 4 d 静脉注射 4× 106 TCID50 的 rMV-CEA,每周 1 次,连续进行 3 周,末次治疗后 2 个月发现免疫组和对照组的肿瘤体积分别为 100 和 300 mm3 ,免疫组存活 99 d,而对照组存活 45 d。

  中 性 粒 细 胞 激 活 蛋 白(neutrophil- activating protein,NAP)可 充 当 Toll 样 受 体 2(TLR2)激 动剂,促进 IL-12、IFN-γ和 TNF-α释放,增强 Th1 应答[19] 。Iankov 等[20-22] 将扩增的 NAP 基因插入 p(+) MVeGFP 得 p(+)MV- NAP,加 入 麻 疹 病 毒 的 Schwarz 减毒株,采用共转染方式转染 Vero 细胞株,筛选重组病毒,免疫印迹发现重组病毒表达的 NAP 蛋 白 可 被 鼠 源 单 抗 识 别 。 他 们 将 1×106 PFU 重组病毒采用腹腔注射接种 IFN-γR-/-CD46-/- 转基因鼠,发现血清 IgG 水平在免疫后 4~21 d 增加,21 d 达较高水平;免疫后 35 d,经 ELISPOT 证实脾 IFN-γ+ SFCs 数目明显增多;接着,将重组病毒的接种剂量减为 2×105 PFU,接种后 18、30 和 180 d 显示血清 IgG 升高,滴度分别为 1∶102 400、 1∶512 000 和 1∶409 600,接 种 后 4 周 发 现 血 清 IgG1、IgG2a 和 IgG2b 水平升高,IgG1 与 IgG2a 比值小于 1;最后,静脉注射 1×106 MBA231-lu-P4 乳腺癌细胞给无胸腺裸鼠,成功制造了小鼠乳腺癌扩散模型,建模后 6 d 将 1×106 PFU 重组病毒采用静脉注射的途径进行免疫防治,每天注射 1 次,连续注 射 10 d,末 次 注 射 后 9 d 发 现 治 疗 组 的 血 清 IL-6 水平以及胸液 TFN-α、IL-6 和 IL-23 水平升高,治疗组的生存时间明显长于未治疗组。

  9 rMV-IL-12 抗肿瘤

  IL-12 可增强 NK 细胞的细胞毒作用并促进 LAK 和 CTL 细胞生成,对肿瘤细胞具有较强的杀灭作用。Hoffman 等[23] 将 IL-12 的编码基因插入 MV 的 H-L 位点,构建重组 MV-IL-12。将 3×104 PFU 疫苗肌肉注射恒河猴,免疫后 7 d 发现免疫猴的外周血单核细胞可明显增殖,可产生高水平 IL-10、低水平的 IFN-γ和 IL-12;血清 IgG 在免疫后 14~45 d 升高,免疫后 21 d 达较高水平;抗体亚类分析表明 IgG1 升高,免疫后 21 d 达较高水平。rMV-IL-12 抗瘤试验正在进行中。

  10 结语

  重组麻疹病毒疫苗作为一种新型疫苗具有下述优点:自 1970 年开始接种麻疹病毒的减毒株以来,已有上千亿儿童进行接种,安全有效,接种 1 或 2 次即可诱导终身免疫,接种费用较低;麻疹病毒仅在宿主细胞的胞浆内复制,排除了整合入宿主染色体的可能性;麻疹病毒的编码蛋白较少,可以避免不必要的免疫应答;重组麻疹病毒的遗传稳定性强,可替代常规麻疹病毒疫苗的标准株进行免疫接种;运用基因剪切等手段改造靶抗原基因,可使重组麻疹病毒日趋完美;尚未发现重组麻疹病毒可在宿主体内永久性存在或扩散现象;麻疹病毒减毒株的接种网点多,价廉物美,大量生产非常容易。

  该疫苗尚存在以下缺陷:外源基因的表达需特殊载体;表达蛋白的水平较低;表达产物可能对疫苗有害;由于缺乏蛋白修饰系统,不能高效合成真核蛋白;表达产物与天然蛋白存在一定差异等。

  要想将重组麻疹病毒发展成为一种理想疫苗,尚须弄清下述问题:高效启动子和增强子的开发利用;加入理想的分子伴侣,使外源蛋白的分泌达到较高水平;选择合适的信号肽序列促进蛋白前体的正确折叠和表达;如何消除重组麻疹病毒所含的抗生素抗性基因对人体或环境的损害;口服多价重组重组麻疹病毒的研制开发;如何选择重组麻疹病毒的新选择标志;深入研究重组麻疹病毒的保护性机制。阐明这些问题,有助于提高人们对重组麻疹病毒防治肿瘤的信心。

  期刊推荐:《国际肿瘤学杂志》是中华人民共和国卫生部主管,中华医学会和山东省医学科学院联合主办的专业医学期刊,是中华医学会国际医学系列杂志之一。

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