植物病毒引发的免疫反应可有效摧毁癌细胞

一种通常感染黑眼豌豆的病毒显示出作为一种廉价、强大的抗癌免疫疗法的巨大潜力——科学家揭示了其中的原因。

在《细胞生物材料》杂志上发表的一项研究中，由加州大学圣地亚哥分校的化学和纳米工程专家领导的研究小组仔细研究了豇豆花叶病毒 (CPMV) 与其他植物病毒不同，为何能够独特地激活免疫系统来识别和摧毁癌细胞。

该研究的标题为：“植物病毒的比较分析及其对抗癌免疫治疗药物的开发”，发表在《细胞生物材料》杂志上。

CPMV的抗肿瘤作用

在临床前研究中，CPMV 已在多种小鼠模型以及患癌犬中展现出强大的抗肿瘤活性。当 CPMV 直接注射到肿瘤中时，它会募集先天免疫细胞（例如中性粒细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞）进入肿瘤微环境，从而摧毁肿瘤细胞。

这会激活B细胞和T细胞，形成系统性和长期性的免疫记忆。免疫系统的这种“重启”不仅有助于摧毁目标肿瘤，还能让身体做好准备，寻找并清除身体其他部位的转移瘤。

“令人惊讶的是，CPMV，而不是其他植物病毒，能够引发抗肿瘤反应，”加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院和化学与纳米工程系的利奥和特鲁德西拉德主席、该研究的主要作者妮可·斯坦梅茨 (Nicole Steinmetz) 说。

“这项研究让我们了解了 CPMV 为何如此有效，”第一作者、Steinmetz 实验室的研究生 Anthony Omole 补充道。

“最令人兴奋的是，尽管 CPMV 不会感染人类免疫细胞，但它们仍然会对其做出反应，并重新编程为活跃状态，最终训练它们识别和摧毁癌细胞。”

CPMV的秘密是什么？

将CPMV转化为人类癌症治疗的关键问题是：是什么让这种植物病毒如此有效地对抗癌症？

为了找到答案，Omole、Steinmetz 和美国国家癌症研究所 (NCI) 国家纳米技术特性实验室的同事将 CPMV 与豇豆褪绿斑花叶病毒 (CCMV) 进行了比较，CCMV 是一种密切相关的植物病毒，当注射到肿瘤中时没有抗肿瘤活性。

两种病毒的颗粒大小相似，被人体免疫细胞吸收的速度也相同。然而，在细胞内部，反应却有所不同。

CPMV 的工作方式有何不同？

• CPMV 刺激干扰素 I、II 和 III 型，这些蛋白质具有众所周知的抗癌特性。

  奥莫尔指出：“这尤其有趣，因为第一种癌症免疫治疗药物是重组干扰素。”

• 另一方面，CCMV 会激活促炎白细胞介素，但这并不能有效杀死肿瘤。

病毒在哺乳动物细胞内的处理方式也不同：

• CPMV RNA 持续时间更长，并进入内溶酶体，在那里激活 Toll 样受体 7 (TLR7)，这是触发抗病毒和抗肿瘤免疫反应的关键元素；
• CCMV RNA 无法到达这个激活点，因此无法触发必要的免疫机制。

生产优势

CPMV的另一个优势是它可以成为一种低成本的免疫治疗药物。与许多需要复杂且昂贵生产的现有药物不同，CPMV可以通过分子农业进行培养。

奥莫尔说：“只需阳光、土壤和水就可以在植物中生长。”

下一步：临床试验

该团队正在努力将 CPMV 推向临床试验。

“这项研究为CPMV的作用机制提供了重要的见解。我们目前正在积极准备下一步工作，以筛选出既具有抗肿瘤作用又具有安全性的最有效的候选药物。”Steinmetz说道。

“现在是时候了。我们已经准备好从实验室研究转向临床试验。”