Bài viết trình bày về liệu pháp virut chống ung thư là sử dụng các loại virut để lây nhiễm và gây tan tế bào (TB) ung thư (OLV) một cách chọn lọc mà không gây tổn hại các TB bình thường. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy chủng virut vắc xin sởi sống, giảm độc lực (MeV) hoặc biến đổi gen là ứng cử viên tốt nhất cho liệu pháp này.
Trang 1VIRUT VẮC XIN SỞI: MỘT LIỆU PHÁP MỚI ĐIỀU TRỊ UNG THƢ
(TỔNG QUAN)
Lê Duy Cương*; Hồ Anh Sơn**; Nguyễn Lĩnh Toàn**
TÓM TẮT
Liệu pháp virut chống ung thư là sử dụng các loại virut để lây nhiễm và gây tan tế bào (TB) ung thư (OLV) một cách chọn lọc mà không gây tổn hại các TB bình thường Nhiều nghiên cứu
đã cho thấy chủng virut vắc xin sởi sống, giảm độc lực (MeV) hoặc biến đổi gen là ứng cử viên tốt nhất cho liệu pháp này MeV xâm nhập TB ung thư thông qua thụ thể CD46 và Nectin-4 biểu
lộ nhiều trên TB ung thư Virut sởi có khả năng gây ly giải TB ung thư và kích thích miễn dịch
không đặc hiệu tiêu diệt nhiều loại ung thư in vitro và in vivo MeV là một OLV sử dụng an toàn
nhất trên người nên đã được phát triển nghiên cứu thử nghiệm trên lâm sàng Hiện nay, liệu pháp MeV điều trị ung thư đang được tiến hành ở giai đoạn I và II một số loại ung thư trên thế giới
* Từ khóa: Virut vắc xin sởi; Liệu pháp điều trị ung thư
Vaccine Measles Virus: A New Antitumor Virotherapy (Review) Summary
Antitumor virotherapy consists of the use of replication-competent viruses to infect and kill tumor cells preferentially, without damaging healthy cells Some studies indicated that vaccine-attenuated strains of measles virus (MeV) are good candidates for this approach Attenuated MeV uses the CD46 and Nectin-4 molecules, which is frequently overexpressed on human cancer cells as a specific entry receptor into cells MeV exhibits oncolytic properties and has also the ability to activate the immune system against many cancer types in vitro, in vivo Oncolytic viruses are remarkably safe and more efficacious in uses Phase I and II clinical trials using MeV are currently underway to treat some cancer types in the world
* Key words: Vaccine measles virus Antitumor virotherapy
GIỚI THIỆU CHUNG
Virut nhân lên và ly giải có chọn lọc
các TB ung thư (oncolytic virut - OV) là
tác nhân điều trị các bệnh ung thư người
nhiều triển vọng Trong hai thập kỷ qua,
cùng với sự phát triển của công nghệ sinh
học hiện đại, virut học, OLV được xác
thực là một liệu pháp kháng ung thư có
tiềm năng Hiện nay, nhiều virut được lựa
chọn là tác nhân OLV kháng ung thư có
hiệu quả in vitro, in vivo và trong các thử
nghiệm lâm sàng trên người Trong số các virut có khả năng ly giải TB ung thư, virut vắc xin sởi (Measles virus vaccine; MeV) được nghiên cứu khá toàn diện Nhiều nghiên cứu cho thấy MeV có khả
năng phân giải TB ung thư in vitro trên
chuột thiếu hụt miễn dịch mang khối ung thư người và đang tiến hành thử nghiệm lâm sàng trên người
* Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga
** Học viện Quân y
Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Lĩnh Toàn (toannl@vmmu.edu.vn)
Ngày nhận bài: 10/11/2015; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 23/12/2015
Trang 2MeV xâm nhập vào TB thông qua thụ
cảm thể đặc hiệu CD46 và Nectin-4 Do
đó, MeV có khả năng ly giải có chọn lọc
những TB ung thư mà trên bề mặt bộc lộ
nhiều thụ thể CD46 và Nectin-4 Bên
cạnh đó, MeV sống, giảm độc lực đã
được sử dụng để chủng ngừa trong nhiều
thập kỷ qua với độ an toàn rất cao
(Chương trình Tiêm chủng mở rộng),
hoàn toàn có thể phát triển điều trị trên
bệnh nhân (BN)
Liệu pháp OLV sử dụng MeV là liệu pháp
điều trị mới, có tính ứng dụng rộng rãi,
được quan tâm nghiên cứu ở nhiều nước
phát triển và đã có kết quả từ nhiều thử
nghiệm lâm sàng Nghiên cứu thành công
sẽ mở đầu cho việc áp dụng một kỹ thuật
mới, tiên tiến và điều trị ung thư đặc hiệu
THỤ CẢM THỂ ĐẶC HIỆU CỦA MeV
Chủng MeV giảm độc lực là OLV có
tiềm năng lớn hơn các virut khác Hiện
nay, liệu pháp OLV sử dụng MeV thuộc
chủng Edmonston, một chủng lâm sàng
lấy từ cổ họng của một trẻ em có tên
David Edmonston (1954) Sau đó,
MeV-Edm được nuôi cấy trong các TB khác
nhau, bao gồm cả nguyên bào sợi phôi
gà, tạo ra chủng MeV giảm độc lực cao
hơn và không gây bệnh như:
MeV-Moraten (Attenuvax) được cấp phép sử
dụng tại Mỹ vào năm 1968, chủng vắc xin
Edmonston-Zagreb (MeV-EZ), một chủng
được sử dụng rộng rãi ở châu Âu [0]
MeV sử dụng phân tử CD46 và
Nectin-4 là thụ thể đặc hiệu xâm nhập vào TB
đích Có được ái tính với CD46 là do MeV
có một đột biến trong chuỗi protein H so
với virut sởi cổ điển (chủng hoang dại),
các axít amin thay đổi ở vị trí 481 từ
asparagin sang tyrosine [2] CD46 là một
protein thuộc nhóm điều hòa bổ thể liên kết màng, có ở tất cả các TB người, ngoại trừ hồng cầu CD46 có khả năng bảo vệ TB chống lại tác dụng tự phá hủy
TB của bổ thể thông qua cơ chế hoạt động như một đồng yếu tố có khả năng bất hoạt thành phần C3b và C4b của bổ thể Một cách ngẫu nhiên, CD46 thường biểu hiện nhiều trên TB ung thư người, có thể là một cơ chế để bảo vệ TB ung thư bởi bổ thể ly giải TB qua trung gian bổ thể [3]
Gần đây, Nectin-4 được xác định là thụ cảm thể của virut sởi, chúng là 1 protein nối dính E-cadherin trên bề mặt
TB được biểu lộ chủ yếu trong quá trình phát triển phôi Nectin-4 được tìm thấy nhiều ở các TB ung thư biểu mô lát và biểu mô tuyến ở phổi, ung thư buồng trứng và ung thư vú Nectin-4 được xác định có nguồn gốc như là 1 dấu hiệu sinh học của khối u Vì vậy, ái lực tự nhiên với Nectin-4 làm cho MV-Edm có thể dễ dàng lựa chọn và ly giải TB ung thư [4] Đây cũng là 1 giả thiết đang được thử nghiệm
ở các mô hình tiền lâm sàng và thử nghiệm lâm sàng
CD46 không chỉ là nơi MeV gắn và xâm nhập vào TB, mà còn thúc đẩy quá trình hợp bào giữa một TB bị nhiễm virut
và TB lân cận (hiệu ứng gây độc TB) Nghiên cứu trên TB buồng trứng chuột Hamster Trung Quốc (Chinese Hamster ovary: CHO), kết quả cho thấy sự hợp bào giữa TB bị nhiễm virut và TB lân cận tương đồng với mật độ CD46 [5], không
có vai trò của thuyết “tất cả hoặc không” Như vậy, ở TB bình thường có mật độ CD46 thấp, MeV có khả năng lây nhiễm hợp bào nhưng không đáng kể và không
có khả năng phát tán virut Ở TB ung thư
Trang 3có bộc lộ thụ thể CD46 cao, lây nhiễm
MeV dẫn đến phản ứng hợp bào mạnh
mẽ Nghiên cứu gần đây trên 38 BN đa u
tủy, mức độ biểu hiện CD46 ở TB u tủy
được tìm thấy cao hơn nhiều (49.130/TB)
so với TB tủy xương bình thường
(7.340/TB) Hiệu quả phá hủy TB mạnh
mẽ của sự hợp bào phạm vi rộng lớn thấy trong TB u tủy sau khi nhiễm bệnh sởi, hầu như không xảy ra ở TB tủy xương
bình thường (hình 1) Đây là đặc tính ly
giải TB khối u của virut sởi giảm độc lực, một tác nhân trị liệu ung thư nhằm vào CD46 có nhiều triển vọng [0]
(*Nguồn: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3926122/figure/F1/)
AN TOÀN CỦA VẮC XIN SỞI (MeV)
GIẢM ĐỘC LỰC
Vấn đề an toàn trong liệu pháp OLV
điều trị ung thư được chia thành hai phạm
vi: nguy cơ cho BN và nguy cơ đối với
cộng đồng
- Để giảm nguy cơ cho BN, OLV phải
có tính lựa chọn các khối u cao, không
gây bệnh cho mô bình thường và ổn định
về mặt di truyền
- Để giảm nguy cơ cho cộng đồng,
OLV tốt nhất có nguồn gốc từ một loại
virut mà cộng đồng có miễn dịch tốt
MeV sống, giảm độc lực được coi là một
trong những loại vắc xin an toàn nhất
Trong 50 năm qua, MeV sống, giảm độc lực
đã tiêm cho hơn một tỷ người theo Chương
trình Tiêm chủng mở rộng và độ an toàn
thật đáng ghi nhận Từ năm 1978 - 2010,
khoảng 575 triệu liều MeV sống, giảm độc lực được tiêm chủng và có 17.536 trường hợp không tốt được báo cáo, chỉ có 4.822 trường hợp được coi là nghiêm trọng, nguy cơ liên quan của một trường hợp nghiêm trọng như vậy là 8,4 ca/1 triệu liều phân phối [7] Cũng không có bằng chứng cho thấy MeV sống, giảm độc lực gây bệnh phải thu hồi trở lại
MeV NHẠY CẢM VỚI NHIỀU LOẠI UNG
THƢ IN VITRO VÀ IN VIVO
Hiệu ứng phá hủy TB của MeV có đặc trưng là sự hợp bào, do tương tác giữa hemagglutinin và protein kết hợp từ TB bị nhiễm virut với TB lân cận Nhiều nghiên cứu đã chứng minh khả năng ly giải TB trên thực nghiệm của MeV đối với nhiều dòng TB ung thư người như: u tủy, ung thư tuyến tụy, u thần kinh đệm, ung thư buồng
u t y
anti-CD46 và đến số lượng phân tử anti-CD46 bằng máy BD-QuantiBrite Beads
(C) TB u t y bộc lộ CD46 (hiển thị bên trái) và tạo hợp bào nhiều hơn so với TB
t y bình thường (bên phải)
Trang 4trứng, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư vú, u
TB hắc tố da, ung thư TB biểu mô thận, u
trung biểu mô, u nguyên bào tủy, u phổi và
ung thư đại tràng Gần đây, nghiên cứu
của Zhang và CS đã chứng minh hiệu quả
kháng ung thư của MeV với ung thư TB
máu ngoại vi người, đặc biệt là ung thư bạch cầu tủy cấp cả in vitro và trên chuột thiếu hụt miễn dịch mang khối ung thư bạch cầu tủy cấp [8] Trong 10 năm qua, hoạt động gây độc TB của MeV được chứng minh với ít nhất 12 loại TB ung thư
MeV BIẾN ĐỔI GEN ĐỂ TĂNG CƯỜNG TÁC DỤNG CỦA LIEUJ PHÁP OLV
Lần đầu tiên, một hệ thống gen phiên bản ngược tái tổ hợp các thế hệ virut sởi có nguồn gốc từ chủng MeV-Edm được báo cáo năm 1996 Kỹ thuật gen phát triển là tiền
đề quan trọng tạo ra các phiên bản mới của chủng MeV-Edm, nhằm tăng cường hiệu quả trong điều trị ung thư Đến nay, những nỗ lực đều tập trung vào việc tạo ra virut sởi biến đổi gen có khả năng lựa chọn đặc hiệu TB ung thư, kiểm soát virut lây lan trong cơ thể, cũng như kích thích hệ miễn dịch của cơ thể chống TB ung thư tốt hơn
(hình 2)
(*Nguồn: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3926122/figure/F2/)
SỬ DỤNG CÁC TB MANG VIRUT
TRONG LIỆU PHÁP OLV
Trong các mô hình thí nghiệm tiền lâm
sàng, kết quả cho thấy chỉ có tỷ lệ nhỏ
OLV lây nhiễm TB ung thư gây thoái triển
khối u Liệu pháp OLV dễ bị hạn chế tác
dụng do kháng thể trung hòa bất hoạt
virut trong cơ thể vật chủ, hiệu giá kháng
thể trung hòa tăng dần khi cơ thể tiếp xúc
với virut ở những lần tiếp theo Sau khi nhiễm sởi hoặc tiêm chủng MeV, khoảng 90% cá thể có kháng thể trung hòa chống bệnh sởi, làm giảm hiệu quả điều trị của OLV Vấn đề virut sởi có thể lan truyền qua các mạch máu ngay cả khi có sự hiện diện của kháng thể trung hòa, tiêm
TB nhiễm MeV và xem TB nhiễm này như
“TB mang virut”, kháng thể trung hòa bảo
hòa tan (ví dụ: MV-CEA) được tiết vào máu,
đo nồng độ các chất này cho phép giám sát virut trong cơ thể
độ tập trung iod phóng xạ trong TB bị nhiễm cho phép giám sát vị trí nhiễm trùng MV
chống lại miễn dịch kháng virut
khả năng lựa chọn đặc hiệu TB ung thư
Trang 5vệ virut và đưa virut sởi đến các vị trí khối
u “TB mang virut” không chỉ tạo tiềm
năng thực hiện liệu pháp OLV, mà còn có
thể ngăn chặn sự lây lan không đúng chỗ
của virut (trong gan và lách…), cũng như
tăng khả năng virut thoát từ mạch máu
vào khối u Nhiều nghiên cứu in vitro cho
thấy tiêm TB nhiễm MeV thay vì tiêm MeV
trực tiếp thì hợp bào giữa “TB vận chuyển
virut” và TB khối u tăng lên đáng kể [9]
KẾT HỢP LIỆU PHÁP OLV VỚI THUỐC
ỨC CHẾ MIỄN DỊCH
Kết hợp liệu pháp OLV với thuốc ức
chế miễn dịch nhằm mục đích dễ dàng
gây nhiễm virut vào khối u đang phát triển
trong cơ thể sống có một hệ miễn dịch
nguyên vẹn, nâng cao hiệu lực điều trị
của liệu pháp OV Cyclophosphamide
được biết là chất có độc tính cao với sinh
sản TB lympho, nó có thể điều chỉnh cả
hai phản ứng miễn dịch tự nhiên và thích
ứng Hiệu ứng liều cyclophosphamide và
thời gian phân bố cyclophosphamide với
từng loại kháng nguyên khác nhau, phản
ứng ngăn chặn TB lympho B và T rõ rệt
nhất khi cyclophosphamide dùng cùng
lúc hoặc không quá 3 ngày sau kích
thích bằng kháng nguyên, đặc biệt
cyclophosphamide có hiệu quả tốt khi sử
dụng liều cao trước 1 hoặc 2 ngày khi cơ
thể tiếp xúc với kháng nguyên [10]
PHÁT TRIỂN CÁC THỬ NGHIỆM LÂM
SÀNG
Hiện có 14 thử nghiệm lâm sàng giai
đoạn I-II của liệu pháp OLV sử dụng MeV
được tiến hành trên thế giới Các nghiên
cứu chủ yếu tiến hành tại Mayo Clinic
(Mỹ) Thử nghiệm trên BN ung thư buồng
trứng, u trung biểu mô màng phổi, đa u
tủy, u lympho Với kết quả đánh giá tác dụng phụ, xác định liều tốt nhất và diễn biến điều trị liệu pháp OLV sử dụng MeV biến đổi gen mã hóa chất mang iod kiềm tuyến giáp (MV-NIS) ở BN ung thư Các nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng thực hiện trên người với các phương thức như: sử dụng đường tiêm MeV trực tiếp vào khối u điều trị ung thư hạch, truyền màng bụng TB trung mô mang virut sởi biến đổi (MV-NIS) trong điều trị ung thư buồng trứng, tiêm MeV vào màng phổi điều trị ung thư trung biểu mô màng phổi, tiêm MeV vào sọ não điều trị ung thư não hoặc tiêm tĩnh mạch MeV kết hợp thuốc
ức chế miễn dịch cyclophosphamide trước đó để gia tăng hiệu quả kháng ung thư của OLV trong điều trị đa u tủy
KẾT LUẬN
Liệu pháp OLV sử dụng MeV sống, giảm độc lực hoặc MeV biến đổi gen là một chiến lược điều trị ung thư có tiềm năng Mặc dù các thử nghiệm lâm sàng vẫn còn ở giai đoạn đầu và hiệu quả bị giới hạn do khả năng miễn dịch chống virut sởi MeV nhạy cảm với nhiều loại TB ung thư, MeV an toàn cao và những tiến
bộ trong công nghệ sinh học làm cho MeV trở thành một ứng cử viên rất tốt cho phát triển chiến lược điều trị này Hơn nữa, MeV có thể biến đổi gen để tăng hiệu quả phân giải TB ung thư, cho phép theo dõi sự nhân lên của virut trong cơ thể, hoặc để làm tăng tác dụng kích thích miễn dịch chống lại khối u Các nghiên cứu đi sâu sử dụng loại virut biến đổi sử dụng TB mang virut, phối hợp liệu pháp OLV với thuốc ức chế miễn dịch hoặc sử dụng những đường đưa thuốc đặc biệt làm tăng thêm tính khả thi và ứng dụng của liệu pháp OLV trên lâm sàng hiện nay
Trang 6TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Griffin D Measles Virut In: Griffin D et
al, editors Field's Virology Lippincott Williams
& Wilkins Philadelphia 2001, p.1401
2 Riley-Vargas RC et al CD46: expanding
beyond complement regulation Trends Immunol
2004, 25 (9), pp.496-503 [PubMed]
3 Bjorge L et al Complement-regulatory
proteins in ovarian malignancies Int J
Cancer 1997, 70 (1), pp.14-25 [PubMed]
4 Muhlebach MD, Mateo M, Sinn PL,
Prufer S, Uhlig KM, Leonard VH et al
Adherens junction protein nectin-4 is the
epithelial receptor for measles virus Nature
2011, Dec 22, 480 (7378), pp.530-533
Identification of the epithelial measles
receptor [PubMed: 22048310]
5 Anderson BD et al High CD46 receptor
density determines preferential killing of tumor
cells by oncolytic measles virus Cancer
Res 2004, 64 (14), pp.4919-4926 [PubMed]
6 Ong HT et al Oncolytic measles virus
targets high CD46 expression on multiple
myeloma cells Exp Hematol 2006, 34 (6),
pp.713-720 [PubMed]
7 Lievano F, Galea SA, Thornton M, Wiedmann RT, Manoff SB, Tran TN, Amin
MA, Seminack MM, Vagie KA, Dana A et al
Measles, mumps and rubella virus vaccine (m-m- rii): A review of 32 years of clinical and
postmarketing experience vaccine 2012, 30,
pp.6918-6926
Combination of vaccine-strain measles and mumps virus synergistically kills a wide range
of human hematological cancer cells: Special focus on acute myeloid leukemia Cancer Left
2014, Nov 28, 354 (2), pp.272-280 [PubMed]
9 Ong HT et al Evaluation of T cells as
carriers for systemic measles virotherapy in the presence of antiviral antibodies Gene Ther 2007, 14 (4), pp.324-333 [PubMed]
10 Aisenberg AC, Davis C The thymus
and recovery from cyclophosphamide-induced tolerance to sheep erythrocytes J Exp Med
1968, 128 (1), pp.35-46 [PMC free article]
[PubMed]