根據國際癌症研究機構（IARC）的最新估計，2022年全球報告了近2000萬新發癌症病例和970萬癌症相關死亡病例。結直腸癌的發病率排名第三，死亡率排名第二，構成了重大的健康負擔和全球公共衛生挑戰。結直腸癌的臨床治療通常采用放療、化療、分子靶向藥物和手術切除相結合的多模式治療方法；然而，大多數患者在綜合治療後出現複發。因此，亟需開發新型有效的用于結直腸癌的治療方法。
免疫療法是癌症治療中的一種創新策略，旨在激活和調節患者的免疫系統，以特異性識别和消除癌細胞，具有實現治愈效果的潛力。各種癌症治療策略，包括免疫刺激細胞因子、檢查點抑制劑、嵌合抗原受體（CAR）T細胞、癌症疫苗和溶瘤病毒（OV）免疫療法，已被提出用以激活免疫系統。溶瘤病毒（OV）療法是一種新型的多功能癌症治療方法，能夠選擇性殺死腫瘤細胞，同時激活全身免疫反應。其中，溶瘤腺病毒（ADV）因其作為基因治療載體的臨床試驗數量不斷增加而成為最廣泛使用的OV之一。然而，自我複制受限、宿主抗病毒免疫及引發負向免疫反饋等問題，導緻ADV在臨床應用中被局限。借助ADV高水平的基因表達和成熟的生産技術，将其改造為新型治療性腺病毒仍然是ADV研究的焦點。因此，通過基因改造以構建表達各種蛋白質的新型治療性溶瘤ADV來克服ADV治療的局限性，提高其抗腫瘤療是有前景且可行的方法。
在最新的研究中，伟德官网手机版江春平/吳俊華團隊構建重組ADV，展示其促進腫瘤微環境M1極化，逆轉效應記憶/效應CD8+T細胞浸潤不足，增強溶瘤腺病毒的抗結直腸癌療效，具有潛在的臨床治療前景，為推進ADV療法治療結直腸癌提供新的見解。
這項研究首先利用MC38和CT26小鼠皮下腫瘤模型評估了ADV的治療效果，證明了ADV顯著抑制腫瘤生長，并延長小鼠生存時間，但是流式細胞術分析顯示，ADV治療引發腫瘤負免疫反饋，表現為效應記憶/效應CD8+T細胞（TEM/TE）浸潤顯著減少和M2巨噬細胞浸潤增加（圖1）。
圖1. ADV 對皮下結直腸癌模型小鼠的治療效果及其對腫瘤微環境的影響。
有研究表明，中性粒細胞彈性蛋白酶（NE）和與NE結構相似的豬胰腺彈性蛋白酶（PPE）對多種腫瘤細胞系表現出強烈的選擇性細胞毒性，并顯著增加腫瘤組織中的TEM/TE浸潤。研究團隊對癌症基因組圖譜（TCGA）數據庫分析顯示，負責編碼NE的ELANE基因在正常組織中的表達高于腫瘤組織，且ELANE高表達的結直腸癌患者預後更好。鑒于此，研究團隊構建了表達NE和PPE的溶瘤腺病毒，命名為ADVNE和ADVPPE。通過體外細胞實驗證明ADVNE或ADVPPE在不影響非腫瘤細胞的情況下，顯著誘導結直腸癌細胞焦亡并增加HMGB1的釋放（圖2）。随後，在小鼠結直腸癌模型中對ADVNE或ADVPPE的抗腫瘤功效進行驗證，結果顯示，相較于ADV治療組，ADVNE或ADVPPE治療組顯著抑制腫瘤生長，延長小鼠生存期，并出現腫瘤完全緩解的小鼠。對治愈的小鼠重新接種MC38細胞時，形成持久免疫力（圖3）。體内體外實驗共同證明了ADVNE或ADVPPE的抗結直腸癌效果。
圖2 ADVNE 和 ADVPPE 的構建和表征及其體外抗腫瘤機制的研究
圖3 重組溶瘤腺病毒 ADVNE 和 ADVPPE 在結直腸癌小鼠模型中的抗腫瘤作用
研究團隊緊接着對ADVNE或ADVPPE的抗腫瘤功效的作用機制展開研究。通過免疫細胞耗竭等實驗發現，ADVNE或ADVPPE增強的抗腫瘤效果依賴于巨噬細胞和CD8+T細胞的存在。具體表現為重組ADV表達的NE和PPE促進TAM向M1表型極化，從而增加TME中CD8+T細胞和TEM/TE的浸潤，增強ADV的抗腫瘤療效（圖4）。
圖4 ADVNE 和 ADVPPE 對巨噬細胞 M1 極化和 TEM/TE 浸潤的影響
緊接着，團隊借助體外細胞培養證明，重組病毒處理的腫瘤細胞培養基顯著促進了骨髓來源的巨噬細胞（BMDMs）的M1極化，抑制了M2極化。有報告表明，HMGB1可以誘導巨噬細胞M1極化。本研究觀察到重組腺病毒處理的結直腸癌細胞釋放到培養基中的HMGB1顯著增加，而HMGB1缺陷的腫瘤細胞的培養基無法誘導BMDMs的M1極化。這進一步揭示了ADVNE和ADVPPE表達的NE或PPE誘導腫瘤細胞釋放HMGB1，導緻了腫瘤微環境中巨噬細胞的M1極化（圖5）。
圖5 ADVNE 或 ADVPPE 處理的腫瘤細胞釋放 HMGB1 對巨噬細胞極化和 TEM/TE 浸潤的影響
利用體内和體外實驗探究HMGB1與巨噬細胞M1極化之間的關系，進一步揭示了ADVNE或ADVPPE處理的腫瘤細胞釋放的HMGB1通過與巨噬細胞上的TLR4受體結合，激活MyD88-NFκB-NLRP3（ASC）通路，進而誘導巨噬細胞M1極化（圖6）。
圖6 用 ADVNE 或 ADVPPE 處理的腫瘤細胞釋放的 HMGB1 與通過 TLR4‒MyD88‒NFκB‒NLRP3 （ASC） 通路誘導 M1 巨噬細胞極化之間的關系
最後，研究團隊使用人源化HCT116皮下瘤模型确認ADVNE和ADVPPE的臨床轉化潛力。結果顯示，與ADV治療組相比，ADVNE或ADVPPE在人源化HCT116模型中表現出顯著更強的抗腫瘤免疫治療效果。此外使用免疫正常的C57BL/6小鼠模拟生理條件下的自然抗病毒免疫反應，評估重組病毒的安全性，H&E染色顯示，重組病毒治療對小鼠器官沒有明顯損傷（圖7）。
圖7 ADVNE 和 ADVPPE 在人源化 CDX 模型中的抗腫瘤免疫治療作用，腫瘤微環境中特異性免疫細胞的表征，以及初步安全性觀察。
本研究設計構建了具有增強抗腫瘤效果的新型重組溶瘤腺病毒：ADVNE和ADVPPE，并證明兩者通過誘導結直腸癌細胞發生焦亡且伴随HMGB1釋放，後者通過與巨噬細胞上的TLR4受體結合，激活MyD88-NFκB-NLRP3（ASC）通路，進而誘導巨噬細胞M1極化，從而增加TEM/TE細胞浸潤并增強抗腫瘤療效。同時證實了它們的臨床轉化潛力，為溶瘤腺病毒治療結直腸癌提供了新的有效策略。
近日，伟德官网手机版江春平教授/吳俊華教授團隊Journal of Experimental & Clinical Cancer Research（IF：11.4，中科院一區，TOP期刊）上發表了題為“Viral expression of NE/PPE enhances anti-colorectal cancer efficacy of oncolytic adenovirus by promoting TAM M1 polarization to reverse insufficient effector memory/effector CD8+ T cell infiltration”的研究論文。伟德官网手机版博士生王碩，伟德官网手机版附屬鼓樓醫院博士後孔令凱等人為該研究論文的共同第一作者。伟德官网手机版江春平教授、吳俊華教授和顧曉松院士為該論文的共同通訊作者。
該研究得到了國家自然科學基金（編号81972888, 82272819）、省重點研發計劃（編号BE2022840）和省實驗室項目（編号SYS202202、JNL-2025008B、JNL-2025009B、JNL-2025011B、JNL-2025010B、JNL2025012B和JNL-2023017D）的資助。
原文鍊接： https://doi.org/10.1186/s13046-025-03358-y