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.
TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2016 VIRUT VẮC XIN SỞI: MỘT LIỆU PHÁP MỚI ĐIỀU TRỊ UNG THƢ (TỔNG QUAN) Lê Duy Cương*; Hồ Anh Sơn**; Nguyễn Lĩnh Tồn** TĨM TẮT Liệu pháp virut chống ung thư sử dụng loại virut để lây nhiễm gây tan tế bào (TB) ung thư (OLV) cách chọn lọc mà không gây tổn hại TB bình thường Nhiều nghiên cứu cho thấy chủng virut vắc xin sởi sống, giảm độc lực (MeV) biến đổi gen ứng cử viên tốt cho liệu pháp MeV xâm nhập TB ung thư thông qua thụ thể CD46 Nectin-4 biểu lộ nhiều TB ung thư Virut sởi có khả gây ly giải TB ung thư kích thích miễn dịch khơng đặc hiệu tiêu diệt nhiều loại ung thư in vitro in vivo MeV OLV sử dụng an toàn người nên phát triển nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng Hiện nay, liệu pháp MeV điều trị ung thư tiến hành giai đoạn I II số loại ung thư 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 vaccineattenuated 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 ly giải có chọn lọc TB ung thư (oncolytic virut - OV) tác nhân điều trị bệnh ung thư người nhiều triển vọng Trong hai thập kỷ qua, với phát triển công nghệ sinh học đại, virut học, OLV xác thực liệu pháp kháng ung thư có tiềm Hiện nay, nhiều virut lựa chọn tác nhân OLV kháng ung thư có hiệu in vitro, in vivo thử nghiệm lâm sàng người Trong số virut có khả ly giải TB ung thư, virut vắc xin sởi (Measles virus vaccine; MeV) nghiên cứu toàn diện Nhiều nghiên cứu cho thấy MeV có khả phân giải TB ung thư in vitro chuột thiếu hụt miễn dịch mang khối ung thư người tiến hành thử nghiệm lâm sàng 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 báo: 23/12/2015 Ngày báo đăng: 19/01/2016 175 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2016 MeV xâm nhập vào TB thông qua thụ cảm thể đặc hiệu CD46 Nectin-4 Do đó, MeV có khả ly giải có chọn lọc TB ung thư mà bề mặt bộc lộ nhiều thụ thể CD46 Nectin-4 Bên cạnh đó, MeV sống, giảm độc lực sử dụng để chủng ngừa nhiều thập kỷ qua với độ an tồn cao (Chương trình Tiêm chủng mở rộng), hồn tồn phát triển điều trị bệnh nhân (BN) Liệu pháp OLV sử dụng MeV liệu pháp điều trị mới, có tính ứng dụng rộng rãi, quan tâm nghiên cứu nhiều nước phát triển có kết từ nhiều thử nghiệm lâm sàng Nghiên cứu thành công mở đầu cho việc áp dụng kỹ thuật mới, tiên tiến điều trị ung thư đặc hiệu THỤ CẢM THỂ ĐẶC HIỆU CỦA MeV Chủng MeV giảm độc lực OLV có tiềm lớn virut khác Hiện nay, liệu pháp OLV sử dụng MeV thuộc chủng Edmonston, chủng lâm sàng lấy từ cổ họng trẻ em có tên David Edmonston (1954) Sau đó, MeVEdm ni cấy TB khác nhau, bao gồm nguyên bào sợi phôi gà, tạo chủng MeV giảm độc lực cao không gây bệnh như: MeVMoraten (Attenuvax) cấp phép sử dụng Mỹ vào năm 1968, chủng vắc xin Edmonston-Zagreb (MeV-EZ), chủng sử dụng rộng rãi châu Âu [0] MeV sử dụng phân tử CD46 Nectin4 thụ thể đặc hiệu xâm nhập vào TB đích Có tính với CD46 MeV có đột biến chuỗi protein H so với virut sởi cổ điển (chủng hoang dại), axít amin thay đổi vị trí 481 từ asparagin sang tyrosine [2] CD46 176 protein thuộc nhóm điều hòa bổ thể liên kết màng, có tất TB người, ngoại trừ hồng cầu CD46 có khả bảo vệ TB chống lại tác dụng tự phá hủy TB bổ thể thông qua chế hoạt động đồng yếu tố có khả bất hoạt thành phần C3b C4b bổ thể Một cách ngẫu nhiên, CD46 thường biểu nhiều TB ung thư người, chế để bảo vệ TB ung thư bổ thể ly giải TB qua trung gian bổ thể [3] Gần đây, Nectin-4 xác định thụ cảm thể virut sởi, chúng protein nối dính E-cadherin bề mặt TB biểu lộ chủ yếu q trình phát triển phơi Nectin-4 tìm thấy nhiều TB ung thư biểu mơ lát biểu mô tuyến phổi, ung thư buồng trứng ung thư vú Nectin-4 xác định có nguồn gốc dấu hiệu sinh học khối u Vì vậy, lực tự nhiên với Nectin-4 làm cho MV-Edm dễ dàng lựa chọn ly giải TB ung thư [4] Đây giả thiết thử nghiệm mơ hình tiền lâm sàng thử nghiệm lâm sàng CD46 không nơi MeV gắn xâm nhập vào TB, mà thúc đẩy q trình hợp bào TB bị nhiễm virut TB lân cận (hiệu ứng gây độc TB) Nghiên cứu TB buồng trứng chuột Hamster Trung Quốc (Chinese Hamster ovary: CHO), kết cho thấy hợp bào TB bị nhiễm virut TB lân cận tương đồng với mật độ CD46 [5], khơng có vai trò thuyết “tất khơng” Như vậy, TB bình thường có mật độ CD46 thấp, MeV có khả lây nhiễm hợp bào khơng đáng kể khơng có khả phát tán virut Ở TB ung thư TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2016 có bộc lộ thụ thể CD46 cao, lây nhiễm MeV dẫn đến phản ứng hợp bào mạnh mẽ Nghiên cứu gần 38 BN đa u tủy, mức độ biểu CD46 TB u tủy tìm thấy cao nhiều (49.130/TB) so với TB tủy xương bình thường (7.340/TB) Hiệu phá hủy TB mạnh mẽ hợp bào phạm vi rộng lớn thấy TB u tủy sau nhiễm bệnh sởi, không xảy TB tủy xương bình thường (hình 1) Đây đặc tính ly giải TB khối u virut sởi giảm độc lực, tác nhân trị liệu ung thư nhằm vào CD46 có nhiều triển vọng [0] (A) Ly tâm dịch hút t y xương cho thấy TB u t y (B) Nhuộm TB u t y với kháng thể antiCD46 đến số lượng phân tử CD46 máy BD-QuantiBrite Beads (C) TB u t y bộc lộ CD46 (hiển thị bên trái) tạo hợp bào nhiều so với TB t y bình thường (bên phải) Hình 1: MeV lực với CD46 có nhiều TB đa u tủy (*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 liệu pháp OLV điều trị ung thư chia thành hai phạm vi: nguy cho BN nguy cộng đồng - Để giảm nguy cho BN, OLV phải có tính lựa chọn khối u cao, khơng gây bệnh cho mơ bình thường ổn định mặt di truyền - Để giảm nguy cho cộng đồng, OLV tốt có nguồn gốc từ loại virut mà cộng đồng có miễn dịch tốt MeV sống, giảm độc lực coi loại vắc xin an toàn Trong 50 năm qua, MeV sống, giảm độc lực tiêm cho tỷ người theo Chương trình Tiêm chủng mở rộng độ an toàn thật đáng ghi nhận Từ năm 1978 - 2010, khoảng 575 triệu liều MeV sống, giảm độc lực tiêm chủng có 17.536 trường hợp khơng tốt báo cáo, có 4.822 trường hợp coi nghiêm trọng, nguy liên quan trường hợp nghiêm trọng 8,4 ca/1 triệu liều phân phối [7] Cũng khơng có 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 MeV có đặc trưng hợp bào, tương tác hemagglutinin protein kết hợp từ TB bị nhiễm virut với TB lân cận Nhiều nghiên cứu chứng minh khả ly giải TB thực nghiệm MeV nhiều dòng TB ung thư người như: u tủy, ung thư tuyến tụy, u thần kinh đệm, ung thư buồng 177 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2016 trứng, 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 ung thư đại tràng Gần đây, nghiên cứu Zhang CS chứng minh hiệu kháng ung thư MeV với ung thư TB máu ngoại vi người, đặc biệt ung thư bạch cầu tủy cấp in vitro chuột thiếu hụt miễn dịch mang khối ung thư bạch cầu tủy cấp [8] Trong 10 năm qua, hoạt động gây độc TB MeV chứng minh với 12 loại TB ung thư MeV BIẾN ĐỔI GEN ĐỂ TĂNG CƢỜNG TÁC DỤNG CỦA LIEUJ PHÁP OLV Lần đầu tiên, hệ thống gen phiên ngược tái tổ hợp hệ virut sởi có nguồn gốc từ chủng MeV-Edm báo cáo năm 1996 Kỹ thuật gen phát triển tiền đề quan trọng tạo phiên chủng MeV-Edm, nhằm tăng cường hiệu điều trị ung thư Đến nay, nỗ lực tập trung vào việc tạo virut sởi biến đổi gen có khả lựa chọn đặc hiệu TB ung thư, kiểm soát virut lây lan thể, kích thích hệ miễn dịch thể chống TB ung thư tốt (hình 2) (A) Phần biến đổi để sản xuất protein marker hòa tan (ví dụ: MV-CEA) tiết vào máu, đo nồng độ chất cho phép giám sát virut thể (B) Virut biến đổi thành (MV-NIS), đo độ tập trung iod phóng xạ TB bị nhiễm cho phép giám sát vị trí nhiễm trùng MV (C) Đoạn biến đổi gen virut để virut chống lại miễn dịch kháng virut (D) Đoạn biến đổi gen virut làm cho virut tăng khả lựa chọn đặc hiệu TB ung thư Hình 2: MeV biến đổi gen để tăng tác dụng kháng ung thư (*Nguồn: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3926122/figure/F2/) SỬ DỤNG CÁC TB MANG VIRUT TRONG LIỆU PHÁP OLV Trong mơ hình thí nghiệm tiền lâm sàng, kết cho thấy có tỷ lệ nhỏ OLV lây nhiễm TB ung thư gây thoái triển khối u Liệu pháp OLV dễ bị hạn chế tác dụng kháng thể trung hòa bất hoạt virut thể vật chủ, hiệu giá kháng thể trung hòa tăng dần thể tiếp xúc 178 với virut lần Sau nhiễm sởi tiêm chủng MeV, khoảng 90% cá thể có kháng thể trung hòa chống bệnh sởi, làm giảm hiệu điều trị OLV Vấn đề virut sởi lan truyền qua mạch máu có diện kháng thể trung hòa, tiêm TB nhiễm MeV xem TB nhiễm “TB mang virut”, kháng thể trung hòa bảo TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2016 vệ virut đưa virut sởi đến vị trí khối u “TB mang virut” khơng tạo tiềm thực liệu pháp OLV, mà ngăn chặn lây lan khơng chỗ virut (trong gan lách…), tăng khả virut thoát từ mạch máu vào khối u Nhiều nghiên cứu in vitro cho thấy tiêm TB nhiễm MeV thay tiêm MeV trực tiếp hợp bào “TB vận chuyển virut” 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 phát triển thể sống có hệ miễn dịch nguyên vẹn, nâng cao hiệu lực điều trị liệu pháp OV Cyclophosphamide biết chất có độc tính cao với sinh sản TB lympho, điều chỉnh hai phản ứng miễn dịch tự nhiên thích ứng Hiệu ứng liều cyclophosphamide thời gian phân bố cyclophosphamide với loại kháng nguyên khác nhau, phản ứng ngăn chặn TB lympho B T rõ rệt cyclophosphamide dùng lúc không ngày sau kích thích kháng ngun, đặc biệt cyclophosphamide có hiệu tốt sử dụng liều cao trước ngày 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 liệu pháp OLV sử dụng MeV tiến hành giới Các nghiên cứu chủ yếu tiến hành Mayo Clinic (Mỹ) Thử nghiệm BN ung thư buồng trứng, u trung biểu mô màng phổi, đa u tủy, u lympho Với kết đánh giá tác dụng phụ, xác định liều tốt diễn biến điều trị liệu pháp OLV sử dụng MeV biến đổi gen mã hóa chất mang iod kiềm tuyến giáp (MV-NIS) BN ung thư Các nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng thực người với 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) 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 tiêm tĩnh mạch MeV kết hợp thuốc ức chế miễn dịch cyclophosphamide trước để gia tăng hiệu kháng ung thư OLV điều trị đa u tủy KẾT LUẬN Liệu pháp OLV sử dụng MeV sống, giảm độc lực MeV biến đổi gen chiến lược điều trị ung thư có tiềm Mặc dù thử nghiệm lâm sàng giai đoạn đầu hiệu bị giới hạn khả miễn dịch chống virut sởi MeV nhạy cảm với nhiều loại TB ung thư, MeV an toàn cao tiến công nghệ sinh học làm cho MeV trở thành ứng cử viên tốt cho phát triển chiến lược điều trị Hơn nữa, MeV biến đổi gen để tăng hiệu phân giải TB ung thư, cho phép theo dõi nhân lên virut thể, để làm tăng tác dụng kích thích miễn dịch chống lại khối u Các nghiên cứu sâu sử dụng loại virut biến đổi sử dụng TB mang virut, phối hợp liệu pháp OLV với thuốc ức chế miễn dịch sử dụng đường đưa thuốc đặc biệt làm tăng thêm tính khả thi ứng dụng liệu pháp OLV lâm sàng 179 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2016 TÀI LIỆU THAM KHẢO Griffin D Measles Virut In: Griffin D et al, editors Field's Virology Lippincott Williams & Wilkins Philadelphia 2001, p.1401 Riley-Vargas RC et al CD46: expanding beyond complement regulation Trends Immunol 2004, 25 (9), pp.496-503 [PubMed] Bjorge L et al Complement-regulatory proteins in ovarian malignancies Int J Cancer 1997, 70 (1), pp.14-25 [PubMed] 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] 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] Ong HT et al Oncolytic measles virus targets high CD46 expression on multiple myeloma cells Exp Hematol 2006, 34 (6), pp.713-720 [PubMed] 180 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 1 Zhang LF , Tan DQ , Jeyasekharan AD , Hsieh WS , Ho AS , Ichiyama K , Ye M , Pang B , Ohba K , Liu X , de Mel S , Cuong BK , Chng WJ , Ryo A ,Suzuki Y , Yeoh KG , Toan NL , Yamamoto N 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] 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] ... trực tiếp vào khối u điều trị ung thư hạch, truyền màng bụng TB trung mô mang virut sởi biến đổi (MV-NIS) điều trị ung thư buồng trứng, tiêm MeV vào màng phổi điều trị ung thư trung biểu mô màng... dòng TB ung thư người như: u tủy, ung thư tuyến tụy, u thần kinh đệm, ung thư buồng 177 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 2-2016 trứng, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư vú, u TB hắc tố da, ung thư. .. MeV vào sọ não điều trị ung thư não tiêm tĩnh mạch MeV kết hợp thuốc ức chế miễn dịch cyclophosphamide trước để gia tăng hiệu kháng ung thư OLV điều trị đa u tủy KẾT LUẬN Liệu pháp OLV sử dụng