浙大二院钱文斌/杭州一院王世兵团队研究设计新型靶向CD47工程化溶瘤病毒

在针对肿瘤的免疫治疗当中,CD47抗体已在许多晚期肿瘤患者开展多项临床研究,但是受到靶向副作用、物理屏障和免疫抑制性肿瘤微环境等影响。2024年12月浙大二院钱文斌/杭州一院王世兵团队在《Journal for Immunotherapy of Cancer》上发表标题为“Oncolytic vaccinia virus armed with anti-CD47 nanobody elicit potent antitumor effects on multiple tumor models via enhancing innate and adoptive immunity”的研究论文,该文章作者设计了编码抗CD47纳米抗体(OVV-aCD47nb)的新型溶瘤痘苗病毒(OVV-αCD47nb),促进了全身抗肿瘤免疫,显著增强先天性和过继性免疫。

图片

靶向CD47的肿瘤免疫治疗

CD47是一种整合素相关蛋白,通常在多种正常细胞和肿瘤起始细胞上表达。在癌细胞中,CD47通过与信号转导调节蛋白α(SIRPα)结合,作为免疫逃避机制,从而诱导抑制性信号传导途径,使肿瘤细胞逃避巨噬细胞的吞噬作用。除此之外,CD47的过度表达与多种癌症中的不良临床结果相关,所以开发靶向CD47-SIRPα吞噬途径的治疗方法具有潜力。


新型工程化病毒:OVV-αCD47nb的构建及鉴定

OVV-αCD47nb是一种新型OVV,其修饰有高亲和力的抗CD47纳米抗体(αCD47nb),该纳米抗体是重链单克隆抗体的最小抗原结合结构域(VHH),并结合肿瘤细胞表面CD47。通过体外、体内实验证明了OVV-αCD47nb显著增强巨噬细胞的抗肿瘤功能、明显抑制多种生长小鼠肿瘤及延长小鼠生存期。

此外作者评估了OVV-αCD47nb的体内生物分布,使用qPCR分析正常和肿瘤组织中的病毒基因表达,病毒基因表达在注射后3天达到峰值,在治疗后10天还观察到病毒基因表达的第二个峰值,然后病毒基因拷贝数在第17天降至低水平或不可检测的水平。OVV-αCD47nb注射后14天,在正常组织(包括肝、肾和肺)中有极弱表达αCD47nb与肿瘤细胞表面的CD47抗原结合。


OVV-αCD47nb诱导肿瘤免疫微环境重建

在已有的报道中溶瘤病毒和CD47阻断都通过TME的重塑增强抗肿瘤功效,作者接下来进行scRNA-seq和CyTOF以表征所收集的肿瘤组织中的免疫景观和OVV-αCD47nb对其的潜在影响。

  • 对上皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞、壁细胞、破骨细胞和红细胞进行鉴定。鉴定的免疫细胞群由单核吞噬细胞(MP)、中性粒细胞、T细胞和肥大细胞组成。整个免疫细胞数据集中的大多数细胞是MP,其在OVV-αCD47nb处理组中显著增加。

  • 将MP细胞分成6个亚组进行分析,超过90%的细胞是巨噬细胞。可大致分为抗肿瘤M1表型和促肿瘤M2表型。OVV-αCD47nb处理组中M1相关基因的表达量明显高于对照组。

  • 使用GO(GeneOntology)分析,得出涉及抗原加工和呈递的途径在OVV-αCD47nb处理组中特别丰富。

图片

  • 作者通过分析CyTOF数据的肿瘤内T细胞,发现OVV患者外周血中与OVV相关的3种T细胞亚群均显著降低,用OVV或OVV-αCD47nb处理导致PD-1+CD86lowCD8+T细胞和PD-1Ki67CD4+T细胞的数量显著减少。

  • OVV-αCD47nb治疗与表达CCR2(一种CCL2受体,对TAM的形成至关重要)的巨噬细胞减少相关。M1型巨噬细胞标志物iNOS和CD11b在OVV-αCD47nb中的表达高于其他标志物,经典的M2型巨噬细胞标志物41CD163表达较低,这与scRNA-seq的数据一致。

图片

实验数据表明,瘤内注射OVV-αCD47nb可持续释放αCD47nb到肿瘤组织中,在临床前乳腺肿瘤和结肠肿瘤模型中,与CD47抗体相比,OVV-αCD47nb表现出更好的抗肿瘤疗效,并延长生存期,重塑了TME,显著增强了先天和过继免疫。

文章转载自iNature