新城疫病毒对乳腺癌治疗的研究进展

新城疫病毒对乳腺癌治疗的研究进展 【摘要】 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，严重危害女性健康。近年来，乳腺癌 的发病率愈来愈高并呈年轻化趋势。随着乳腺癌治疗的越来越多元化、细致化，使乳腺癌 患者的预后得到了显著的改善。当 Csatary 发现一起农场主因感染新城疫病毒而使其胃癌 得以缓解的病例，新城疫病毒便作为一种新型的抗肿瘤生物制剂得到广泛研究。新城疫病 毒对乳腺癌治疗也就成为一种较好的新的辅助治疗方法。本文简要的从新城疫病毒的概况、 作用机制、研究意义等方面进行阐述。 【关键词】 乳腺癌; 新城疫病毒; 治疗 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，严重危害女性健康。伴随环境的变化与压力的 剧增，女性罹患乳腺癌的风险日益提高 。 1、研究沿革 当今治疗乳腺癌的方法主要有手术切除、放疗、化疗、内分泌治疗、中医中药治疗、 热疗、射频消融治疗和靶向治疗等，但对乳腺癌治疗后的复发问题，虽目前治疗较为广泛， 但这些方法均存在着或多或少的不足，比如说，乳腺癌术后复发大剂量的化疗化疗，在治 疗肿瘤杀伤癌细胞的同时因副作用过大导致机体的免疫系统遭到破坏，骨髓的造血功能受 到抑制，化疗药物或放疗的毒副作用使患者不能耐受造成治疗失败;手术切除复发病灶并不 能完全排除是否已经存在转移到危险等。同时，随着人们生活理念的改变，越来越到的人， 尤其是经济发达的城市女性更注意生活质量。因此，进一步寻求和探讨安全、有效、彻底 的治疗方法成为目前肿瘤治疗研究的一个热点问题。当 Csatary 医生发现感染新城疫病毒 (Newcastle disease virus, NDV)的胃癌农场主胃癌得以缓解，引起广大学者关注，随后将 NDV 作为一种新型的抗肿瘤生物制剂揭开了肿瘤生物治疗研究领域的新篇章。 2、新城疫病毒概况 新城疫病毒因首次在英国新城分离而得名，属副黏病毒亚科腮腺炎病毒属的禽副黏病 毒，因有囊膜包裹而使粒子呈球形，但囊膜被破坏而使形态变为不规则状，直径 100500 nm, 基因组为全长约 15 186kb 的非节段性单分子负链单股 RNA，共 15156 个核苷酸，含有 6 种基因密码，分别对应编码 6 种病毒结构蛋白(3-NP-P-M-F-HN-L-5) ，即核衣壳蛋白 （nucleocapsid protein, NP） 、磷蛋白（phosphoprotein, P） 、基质蛋白（matrix protein, M） 、 融合蛋白(fusion protein, F)、血凝素-神经氨酸酶（hemagglutinin-neuraminidase, HN）和 RNA 依赖的 RNA 聚合酶(large protein, L)。其中 HN 糖蛋白、 F 融合糖蛋白、M 基质蛋白参与病 毒脂质膜的构成。新城疫病毒的杀伤肿瘤作用主要由 HN 糖蛋白和 F 糖蛋白两种蛋白参与， 且均位于病毒囊膜表面，当肿瘤细胞被病毒感染后，肿瘤细胞表面被这两种蛋白修饰，F 糖蛋白与宿主细胞膜融合，协助病毒使其快速侵入宿主细胞；病毒脂质囊膜上的 HN 糖蛋 白可形成纤突，能够识别肿瘤细胞受体、使病毒吸附于肿瘤细胞表面 。 NDV 毒株及毒力的是由 F 和 HN 两种糖蛋白结构表达决定的。依据它们对肿瘤细胞的 不同作用可将其分为溶癌毒株和非溶癌毒株两种毒株。无论哪种毒株，两者在肿瘤细胞中 的复制增殖效率均显著高于在人类正常细胞中的复制效率，且两种类型的病毒毒株都具有 抑制肿瘤的潜能。二者的的主要区别在于当毒株感染肿瘤细胞后，溶癌毒株可以产生能够 完全遗传母代病毒感染能力的子代病毒粒子，而非溶癌毒株则不具备此功能。这主要是由 NDV 囊膜表面的 F 和 HN 两种糖蛋白决定的，溶癌毒株产生的子代病毒的囊膜上的 HN 蛋 白和 F 蛋白是有活性的，而来自非溶癌毒株的则是无活性。NDV 要想进入细胞膜，必须借 助有活性的 HN、F 蛋白分子 。NDV 溶毒株唯有先借助外膜上 HN 分子吸附作用才能与肿 瘤细胞结合， 但 NDV 非溶癌毒株在部分非人类细胞中产生具有感染性的病毒而不断地繁 殖。 研究发现，NDV 的溶癌毒株和非溶癌毒株对癌细胞的杀伤作用机制是不同的，溶癌毒 株可产生具备母代病毒感染能力的子代病毒粒子，其囊膜表面亦有活性的 HN 蛋白和 F 蛋 白，因而能迅速杀死肿瘤细胞，使感染细胞的细胞膜与其相邻细胞的细胞膜融合形成合胞 体 ，病毒则能够在宿主细胞中更有效的大量复制，使其溶癌作用扩大化，更快的消灭宿 主细胞。而非溶癌毒株则是通过干扰宿主细胞的新陈代谢水平致其发生坏死和凋亡，因而 它杀死肿瘤细胞的速度较慢 。 新城疫病毒仅可引起较轻的疾病，如结膜炎、轻度的关节炎等，并不会引起人类严重 的甚至致死性疾病 。 3、新城疫病毒抗肿瘤作用机制 新城疫病毒的抗肿瘤作用被发现后，人们对其作用机制主要从下列四个方面进行了探 讨： 3.1 NDV 可以直接杀伤肿瘤细胞 新城疫病毒可以感染多种人类肿瘤细胞，在细胞体内会迅速大量增殖并裂解细胞，从 而直接产生特异的细胞毒性作用，对肿瘤细胞造成杀伤损害。NDV 作用于肿瘤细胞膜后， 细胞膜发生变形且通透性增加，从而使 NDV 迅速进入细胞，随后 NDV 在胞质中进行选择 性复制，NDV 可改变宿主细胞 DNA 复制的特性，抑制端粒酶活性,引起细胞之间广泛的相 互融合，形成多核体，最终裂解肿瘤细胞并使其死亡。NDV 也可降低肿瘤细胞的成瘤性以 及扩散迁移能力，并可杀灭机体内隐匿的少量肿瘤细胞 。由于 NDV 只感染肿瘤细胞， 而不会感染正常细胞，所以对正常的人类细胞并没有明显的严重毒性作用 。 3.2 NDV 激发免疫系统诱导释放细胞因子 NDV 的非特异性免疫激活作用十分强大，可感染并肿瘤细胞，激发宿主机体内的免疫 系统，提高其对宿主细胞的识别和杀伤功能，同时，在肿瘤细胞表面诱导多种细胞因子和 局部趋化因子的产生，如白细胞介素、肿瘤坏死因子、干扰素、粒-单核细胞集落刺激因子 等，进一步激活和提高宿主体内巨噬细胞和细胞毒 T 细胞活性，从而加强对肿瘤细胞的杀 伤作用，发挥其抗肿瘤的功效 。肿瘤细胞感染 NDV 后会释放 -肿瘤坏死因子，增强了 其对 NDV 溶细胞效应的敏感性，诱导肿瘤细胞坏死和凋亡，发挥抗肿瘤的作用。干扰素能 够增强免疫系统对肿瘤细胞的识别和杀伤功能，活化自然杀伤细胞、巨噬细胞以及致敏 淋巴细胞等多种免疫细胞，增强抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediatedcytotoxicity，ADCC ） 。白细胞介素也可以激活机体的免疫细胞，增强机体 的免疫功能，从而消灭肿瘤细胞。研究还发现，NDV 还可诱导巨噬细胞分泌和释放一氧化 氮，增强巨噬细胞的细胞毒活性 。 3.3 NDV 能够调节免疫细胞 NDV 对机体免疫细胞的激活效果强大，免疫细胞被活化后，能够对 NDV 的宿主细胞产 生细胞毒作用，主要表现为细胞毒性 T 淋巴细胞的杀伤作用 、巨噬细胞的破坏作用、自然 杀伤细胞选择杀伤作用和 ADCC 作用等，从而发挥抗肿瘤作用 。同时，细胞毒性 T 淋巴 细胞能够识别肿瘤细胞和促其凋亡，并增强机体抗肿瘤的排斥免疫反应。 3.4 NDV 的 HN 蛋白的抗肿瘤作用 当细胞癌变后，细胞表面的唾液酸含量显著升高，覆盖细胞表面抗原决定簇，因此免 疫监视细胞无法识别肿瘤细胞。高浓度的唾液酸覆盖在癌变细胞的表面，抵制了机体的免 疫防御功能，因而肿瘤细胞易于扩散。当 HN 蛋白与宿主细胞表面广泛分布的唾液酸结合 后，神经氨酸酶水解唾液酸并使其脱落，继而减少细胞表面的负电荷，降低细胞间的排斥 力，促进肿瘤细胞与免疫细胞的黏附及抗原信息的传递。 同时，由于肿瘤细胞表面的抗原 决定簇的充分暴露，既增强肿瘤细胞的免疫原性，也增强免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用 。NDV 的 HN 蛋白还可以增强淋巴细胞与肿瘤细胞表面的粘附性，通过 HN 分子与细胞 表面受体结合与解离，降低 T 细胞活化域值，更容易刺激淋巴细胞的分化和激活，提高抗 原提呈的活性。由于肿瘤细胞缺乏粘附分子和共刺激分子的表达，所以难以诱导产生特异 性细胞毒性 T 淋巴细胞 。研究发现，即使失去复制能力的 NDV 也能促使人外周血单核 细胞分泌的干扰素增加，并促使单核细胞表面的 TRAIL ( TNF related Apoptosis inducing Ligand)表达上调，使其与肿瘤细胞表面相应受体结合，启动内、外源凋亡通路，发生 Caspase 级联反应，而使核固缩、碎裂、溶解，细胞骨架和内质网的裂解，导致肿瘤细胞凋 亡 。因此，有学者认为， HN 蛋白促进肿瘤细胞凋亡的作用可能与上调效应细胞的凋亡配 基有关。 4、研究意义 新城疫病毒在乳腺癌雌激素受体阳性和阴性的体内和体外实验中都可以诱导乳腺癌细 胞发生凋亡，有一定的抗肿瘤作用 ; 乳腺癌术后应用新城疫病毒治疗同应用化疗药物治 疗，可以达到相同的治疗效果，甚至比化疗的副作用小19, 乳腺癌术后化疗的患者，应用 新城疫病毒可以减少铂类药物的耐药性，同时还可以诱导凋亡耐药的乳腺癌细胞 。此外， 新城疫病毒可使乳腺癌患者的免疫功能得到显著提高，仅具有轻微的毒副作用，患者容易 接受 。当乳腺癌术后复发可把新城疫病毒作为新的辅助治疗，既有较好的效果，还可以 减少大剂量的放疗化疗引起的毒副作用。 5、展望 随着生物技术及基因工程的不断发展，病毒等微生物作为新型抗肿瘤药物越来越引起 研究者的兴趣。NDV 可以作为一种新型的乳腺癌辅助治疗生物制剂，例如可以清除手术无 法切除的残余肿瘤细胞，可以清除肿瘤细胞数量较少的微小转移灶，可以作为因病人无法 耐受手术的一种姑息治疗，可以作为一种乳腺癌复发的辅助治疗等。NDV 可以调节荷瘤机 体的多种免疫反应，具备抗肿瘤效应而无明显的毒副作用。因而，