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抗腫瘤重組麻疹病毒疫苗研制現狀

發布時間:2019-09-17所屬分類:醫學論文瀏覽:1

[摘要] 腫瘤是人類死亡的首位病因,研制疫苗防治腫瘤是當前研究的熱點領域之一。麻疹病毒的減毒株是一種新型疫苗載體,它可以表達多種腫瘤蛋白,這些腫瘤包括多形性膠質母細胞瘤、多發性骨髓瘤、前列腺癌、腎細胞癌、肝胚細胞瘤、卵巢癌、宮頸癌和乳腺癌等。

  [摘要] 腫瘤是人類死亡的首位病因,研制疫苗防治腫瘤是當前研究的熱點領域之一。麻疹病毒的減毒株是一種新型疫苗載體,它可以表達多種腫瘤蛋白,這些腫瘤包括多形性膠質母細胞瘤、多發性骨髓瘤、前列腺癌、腎細胞癌、肝胚細胞瘤、卵巢癌、宮頸癌和乳腺癌等。

  [關鍵詞] 腫瘤;麻疹病毒;疫苗

抗腫瘤重組麻疹病毒疫苗研制現狀

  腫瘤是人類死亡的首位病因,腫瘤自身存在腫瘤相關抗原或腫瘤特異性抗原,這些抗原可誘導機體產生免疫應答,在清除腫瘤的過程中發揮重要作用,這對于腫瘤疫苗的研制具有重要意義。現今人們報道了腫瘤細胞的死疫苗、轉基因的腫瘤細胞疫苗、樹突細胞疫苗、抗原合成肽疫苗和腫瘤核酸疫苗等種類,這些疫苗由于自身耐受或抗原性較低等原因,免疫效果尚不理想,因此需要研制新型腫瘤疫苗。

  麻疹病毒(Measles virus,MV)是麻疹的病原體,對人體具有較強的致病性,常用麻疹病毒的減毒株進行免疫預防。已先后報道了麻疹病毒的 Edmonston 減毒株、AIK-C 減毒株、Schwarzf88 減毒株、Moraten 減毒株、Connaught 減毒株、Alk-HDC 減毒株、CAM-70 減毒株和 Leningrad-1 減毒株等,這些減毒株常用于麻疹的免疫預防。Yanagi 等[1] 發現麻疹病毒通過 CD46 分子進入宿主細胞內進行繁殖,麻疹病毒感染的巨噬細胞和樹突狀細胞是常見的抗原遞呈細胞,可以將外源抗原傳遞至宿主的 T 細胞和 B 細胞等,提示它有可能作為一種有希望的疫苗載體。Radecke 等[2] 構建了穿梭表達載體 pTM-MVSchw-ATU2,可將外源基因插入麻疹病毒減毒株的基因組中,這為構建重組麻疹病毒(recombinant MV,rMV)提供了有利工具。 Duprex 等[3] 證實麻疹病毒的減毒株可以表達綠色熒光蛋白,為構建重組麻疹病毒提供了有力證據。國外學者報道了大量抗腫瘤的重組麻疹病毒疫苗,這些腫瘤包括多形性膠質母細胞瘤、多發性骨髓瘤、前列腺癌、腎細胞癌、肝胚細胞瘤、卵巢癌、宮頸癌和乳腺癌等,我們就這方面的研制現狀進行簡要綜述。

  1 rMV 抗多形性膠質母細胞瘤

  多形性膠質母細胞瘤是一種顱內常見的惡性 腫 瘤 。 癌 胚 抗 原(carcinoembryonic antigen, CEA)是一種常見的腫瘤相關抗原,可作為治療腫瘤的靶抗原之一[4] 。Pheong 等[5] 將 CEA 基因插入 MV 的 N 位點,構建 rMV-CEA,它可在膠質瘤細胞株中復制,引起明顯的細胞毒效應。將 106 個 U87 瘤細胞顱內注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周發現腫瘤體積大于 10 mm3 ,此時將 1.8×106 PFU 重組病毒采用腫瘤內注射進行免疫治療,每 2 d 接種 1 次,連續接種 6 次,末次免疫治療后 60 d 顯示免疫組的腫瘤體積小于 10 mm3 ,對照組為 20 mm3 ,免疫組和對照組的存活率分別為 62.5%(5/8)和 25%(2/8)。

  2 rMV 抗多發性骨髓瘤

  多發性骨髓瘤是一種播散性漿細胞惡性腫瘤。Peng 等[6,7] 將 1×107 多發性骨髓瘤細胞 ARH-77 皮下注射 SCID 小鼠,30 d 后靜脈注射 105 PFU 的 rMV-EGFP 或表達抗 CD38 單鏈抗體的 rMV 進行免疫治療,每周 2 次,連續 7 次,末次治療后 2 周發現免疫鼠的腫瘤組織消退,體積僅為 10 mm3 ,而對照組為 200 mm3 ,免疫鼠的存活時間明顯延長。

  3 rMV 抗前列腺癌

  前 列 腺 癌 是 男 性 泌 尿 系 統 常 見 惡 性 腫 瘤 。碘化鈉同向轉運體(sodium iodide symporter,NIS)是甲狀腺濾泡細胞表達的膜離子通道,允許碘離子的聚集。NIS 能夠富積腫瘤組織內的碘離子,可顯著提高 123I 的放療效果[8] 。Msaouel 等[9] 將 NIS 蛋白的編碼基因插入 MV 的 N 位點構建 rMV-NIS,它可在前列腺癌的細胞株中生長,NIS 的表達可增加細胞內的碘離子濃度。他將 5×106 個 LNCap 瘤細胞皮下注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周腫瘤體積為 100 mm3 ,此時靜脈注射 1.5×106 TCID50 重組病毒進行免疫治療,同時腹腔注射 500 μCi 123I 進行同位素治療,每 2 周 1 次,連續 7 次,末次治療后 60 d 發現免疫加同位素治療組的腫瘤體積明顯縮小,存活率為 80%(8/10),而同位素治療組的腫瘤體積繼續增大,存活率僅為 20%(2/10)。

  4 rMV 抗腎細胞癌

  腎細胞癌也是泌尿系統的常見惡性腫瘤,可用重組病毒進行免疫治療[10] 。Meng 等[11] 將麻疹病毒野生株的 N/P/L 基因插入 p(+)MV323 得 p(+) MV2A,加 入 輔 助 質 粒 pTM(N)、pTM(L)和 pTM (Pnoc)共 同 轉 染 Vero 細 胞 株 ,篩 選 培 養 重 組 病毒,發現該重組病毒能誘導腎癌細胞株的凋亡,產生顯著的細胞毒作用。他將 5×106 A498 瘤細胞皮下注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周檢測瘤體直徑為 0.5~0.6 cm,此時將 1×105 TCID50 重組病毒采用腫瘤內注射進行免疫防治,每 2 d 接種 1 次,連續接種 10 次,末次治療后 2 周免疫組的瘤體直徑為 1.8 cm,對照組為 5.0 cm,免疫組和對照組的存活率分別為 60%(6/10)和 10%(1/10)。

  5 rMV 抗肝胚細胞瘤

  肝胚細胞瘤是兒童易患的惡性腫瘤,可用重組麻疹病毒進行治療[12] 。Zhang 等[13] 將肝胚細胞瘤的 CEA 基因插入 MV 的 N 位點上游,構建 rMVCEA,它能在肝胚細胞瘤的組織內復制,誘導瘤細胞發生凋亡,產生細胞毒效應。隨后他將 5×106 Hep2G 瘤細胞皮下注射 BALB/c 裸鼠,注射后 4 周發現腫瘤直徑大于 0.5 cm,此時瘤體內注射 1× 107 TCID50的重組病毒進行治療,每 2 d 進行 1 次,連續 6 次,治療后 80 d 發現免疫組和對照組的腫瘤直徑分別為 2.0 和 4.5 cm,存活率分別為 37.5%(3/8)和 0(0/8)。

  Blechacz 等[14] 將 5×106 肝細胞癌細胞 Hep-3B 皮下注射 SCID 鼠,注射后 1 個月瘤體直徑大于 0.5 cm,此時靜脈注射 2×106 TCID50 的 rMV-NIS,每天 1 次,連續 5 d 進行免疫治療,末次免疫治療后 1 d 腹腔注射 500 μCi 123I 進行同位素治療,治療后 1 h 顯影成像發現治療鼠的腫瘤組織內碘離子濃度升高,治療組的存活時間長達 41 d,而對照組僅為 15 d。

  6 rMV 抗卵巢癌

  卵 巢 癌 是 女 性 生 殖 系 統 的 常 見 惡 性 腫 瘤 。 Peng 等[15] 將 5×106 卵巢癌細胞 SKOV3ip.1 皮下注射裸鼠,注射后 1 個月瘤體直徑約 0.5 cm,此時腹腔注射 107 PFU 的 rMV-CEA 進行免疫治療,每 2 d 1 次 ,連 續 16 次 ,末 次 治 療 后 1 d 發 現 小 鼠 血 清 CEA 水平較高,達 300 ng/mL,末次治療后 20 d 血清 CEA 水平降至基線水平,80%(8/10)治療鼠的瘤體消退。

  Galanis 等[16] 將 109 TCID50的 rMV-NIS 腹腔注射卵巢癌患者,每 4 周 1 次,連續 6 次,末次治療后 2 周發現患者外周血單核細胞中腫瘤抗原 IGFBP2 特 異 性 T 細 胞 增 加 ,顯 影 成 像 發 現 腫 瘤 組 織 內 NIS 表達增強,患者的生存時間延長 26.5 月。

  7 rMV 抗宮頸癌

  宮 頸 癌 是 女 性 生 殖 系 統 的 常 見 惡 性 腫 瘤 。大量研究發現人乳頭瘤病毒 16 型(Human papil⁃ lomavirus type 16,HPV16)與 人 宮 頸 癌 密 切 關聯。HPV16 基因組的晚期區 1 編碼主要衣殼蛋白 L1,該蛋白可單獨組裝成病毒樣顆粒(VLPs),具有較強的免疫原性。Cantarella 等[17] 將 HPV16 的 L1 基因插入 p(+)MVb2 得 p(+)MVb2-L1,加輔助質粒轉染 MRC5 細胞,篩選重組病毒,免疫印跡發現重組病毒表達的 L1 蛋白可被患者血清識別。將 1×105 PFU 重組病毒腹腔注射 IFNAR- /CD46+ 鼠,首次免疫后 4 周加強 1 次,首次免疫后 6 周發現免疫鼠的血清中和抗體升高,滴度為 1∶10 240~1∶ 40 960。

  8 rMV 抗乳腺癌

  乳 腺 癌 是 婦 女 內 分 泌 系 統 的 常 見 惡 性 腫瘤。McDonald 等[18] 將 6×106 乳腺癌細胞 MDA-MB- 231 皮下注射 BALB/c 鼠,注射后 4 d 靜脈注射 4× 106 TCID50 的 rMV-CEA,每周 1 次,連續進行 3 周,末次治療后 2 個月發現免疫組和對照組的腫瘤體積分別為 100 和 300 mm3 ,免疫組存活 99 d,而對照組存活 45 d。

  中 性 粒 細 胞 激 活 蛋 白(neutrophil- activating protein,NAP)可 充 當 Toll 樣 受 體 2(TLR2)激 動劑,促進 IL-12、IFN-γ和 TNF-α釋放,增強 Th1 應答[19] 。Iankov 等[20-22] 將擴增的 NAP 基因插入 p(+) MVeGFP 得 p(+)MV- NAP,加 入 麻 疹 病 毒 的 Schwarz 減毒株,采用共轉染方式轉染 Vero 細胞株,篩選重組病毒,免疫印跡發現重組病毒表達的 NAP 蛋 白 可 被 鼠 源 單 抗 識 別 。 他 們 將 1×106 PFU 重組病毒采用腹腔注射接種 IFN-γR-/-CD46-/- 轉基因鼠,發現血清 IgG 水平在免疫后 4~21 d 增加,21 d 達較高水平;免疫后 35 d,經 ELISPOT 證實脾 IFN-γ+ SFCs 數目明顯增多;接著,將重組病毒的接種劑量減為 2×105 PFU,接種后 18、30 和 180 d 顯示血清 IgG 升高,滴度分別為 1∶102 400、 1∶512 000 和 1∶409 600,接 種 后 4 周 發 現 血 清 IgG1、IgG2a 和 IgG2b 水平升高,IgG1 與 IgG2a 比值小于 1;最后,靜脈注射 1×106 MBA231-lu-P4 乳腺癌細胞給無胸腺裸鼠,成功制造了小鼠乳腺癌擴散模型,建模后 6 d 將 1×106 PFU 重組病毒采用靜脈注射的途徑進行免疫防治,每天注射 1 次,連續注 射 10 d,末 次 注 射 后 9 d 發 現 治 療 組 的 血 清 IL-6 水平以及胸液 TFN-α、IL-6 和 IL-23 水平升高,治療組的生存時間明顯長于未治療組。

  9 rMV-IL-12 抗腫瘤

  IL-12 可增強 NK 細胞的細胞毒作用并促進 LAK 和 CTL 細胞生成,對腫瘤細胞具有較強的殺滅作用。Hoffman 等[23] 將 IL-12 的編碼基因插入 MV 的 H-L 位點,構建重組 MV-IL-12。將 3×104 PFU 疫苗肌肉注射恒河猴,免疫后 7 d 發現免疫猴的外周血單核細胞可明顯增殖,可產生高水平 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 達較高水平;抗體亞類分析表明 IgG1 升高,免疫后 21 d 達較高水平。rMV-IL-12 抗瘤試驗正在進行中。

  10 結語

  重組麻疹病毒疫苗作為一種新型疫苗具有下述優點:自 1970 年開始接種麻疹病毒的減毒株以來,已有上千億兒童進行接種,安全有效,接種 1 或 2 次即可誘導終身免疫,接種費用較低;麻疹病毒僅在宿主細胞的胞漿內復制,排除了整合入宿主染色體的可能性;麻疹病毒的編碼蛋白較少,可以避免不必要的免疫應答;重組麻疹病毒的遺傳穩定性強,可替代常規麻疹病毒疫苗的標準株進行免疫接種;運用基因剪切等手段改造靶抗原基因,可使重組麻疹病毒日趨完美;尚未發現重組麻疹病毒可在宿主體內永久性存在或擴散現象;麻疹病毒減毒株的接種網點多,價廉物美,大量生產非常容易。

  該疫苗尚存在以下缺陷:外源基因的表達需特殊載體;表達蛋白的水平較低;表達產物可能對疫苗有害;由于缺乏蛋白修飾系統,不能高效合成真核蛋白;表達產物與天然蛋白存在一定差異等。

  要想將重組麻疹病毒發展成為一種理想疫苗,尚須弄清下述問題:高效啟動子和增強子的開發利用;加入理想的分子伴侶,使外源蛋白的分泌達到較高水平;選擇合適的信號肽序列促進蛋白前體的正確折疊和表達;如何消除重組麻疹病毒所含的抗生素抗性基因對人體或環境的損害;口服多價重組重組麻疹病毒的研制開發;如何選擇重組麻疹病毒的新選擇標志;深入研究重組麻疹病毒的保護性機制。闡明這些問題,有助于提高人們對重組麻疹病毒防治腫瘤的信心。

  期刊推薦:《國際腫瘤學雜志》是中華人民共和國衛生部主管,中華醫學會和山東省醫學科學院聯合主辦的專業醫學期刊,是中華醫學會國際醫學系列雜志之一。

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