细胞融合与免疫刺激因子协同增强溶瘤痘病毒免疫治疗潜力

本研究针对溶瘤病毒治疗难以有效清除远端转移瘤的难题，开发了表达IL-12和CCL21的双细胞因子武装融合型溶瘤痘病毒（FUVAC-IL-12/CCL21）。在双侧肿瘤模型中发现，单次注射即可实现72%的完全缓解率，并通过单细胞转录组分析证实其可增加效应记忆CD8+ T细胞、降低耗竭CD8+ T细胞，增强T细胞受体多样性，逆转免疫冷肿瘤并提高PD-1阻断疗效。该研究为克服转移瘤的病毒治疗抵抗提供了新策略。

癌症治疗领域，溶瘤病毒（oncolytic virus）作为一种有前景的免疫治疗策略，通过选择性在肿瘤细胞内复制并裂解细胞（即溶瘤作用），不仅能局部清除肿瘤，还能激发全身性的抗肿瘤免疫反应。其中，融合型溶瘤痘病毒（Fusogenic oncolytic vaccinia virus, FUVAC）因其能促进肿瘤细胞间的融合，增强溶瘤效果，并进一步重塑肿瘤免疫微环境（tumor immune microenvironment），而显示出强大的治疗潜力。然而，一个显著的临床挑战在于，对于未被病毒直接注射的远端肿瘤（如转移灶），由于缺乏直接的病毒溶瘤作用，依赖全身免疫反应往往治疗效果有限。因此，如何增强溶瘤病毒的远端抗肿瘤效应，是当前研究的关键问题。

为了突破这一瓶颈，研究人员致力于提升溶瘤病毒的系统免疫激活能力。发表于《Molecular Therapy》的一项由Motomu Nakatake、Hana Itadani、Hajime Kurosaki和Takafumi Nakamura共同完成的研究，对此进行了深入探索。该团队设想，将溶瘤病毒与关键的免疫刺激因子相结合，或许能更有效地唤醒机体免疫系统对抗远端肿瘤。他们选择了两个关键因子：白细胞介素-12（Interleukin-12, IL-12）和C-C motif趋化因子配体21（C-C motif chemokine ligand 21, CCL21）。IL-12能强力促进T细胞和自然杀伤（NK）细胞的活化和增殖，而CCL21则能引导T细胞向肿瘤部位归巢。研究人员成功构建了同时携带IL-12和CCL21基因的融合型溶瘤痘病毒（FUVAC-IL-12/CCL21），并系统评估了其治疗效能。

本研究主要运用了病毒工程技术构建武装细胞因子的溶瘤病毒、双侧小鼠肿瘤模型评估体内抗肿瘤效果、流式细胞术和单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing）分析肿瘤浸润免疫细胞的变化，以及T细胞受体（T cell receptor, TCR）谱分析等技术。

FUVAC-IL-12/CCL21增强远端肿瘤消退并诱导高完全缓解率

研究人员在双侧荷瘤小鼠模型中进行了验证。他们仅对一侧肿瘤进行病毒注射，并观察远端（未注射）肿瘤的变化。结果发现，与未武装细胞因子的FUVAC或武装了细胞因子的非融合型病毒相比，FUVAC-IL-12/CCL21能显著促进远端肿瘤的消退。特别值得注意的是，单次单侧注射FUVAC-IL-12/CCL21后，取得了高达72%的完全缓解（complete response）率，表明其强大的系统抗肿瘤免疫效力。

单细胞转录组分析揭示FUVAC-IL-12/CCL21重塑远端肿瘤免疫微环境

为了深入探究免疫微环境的变化，研究者对远端肿瘤组织进行了单细胞转录组分析。分析结果显示，FUVAC-IL-12/CCL21处理显著增加了效应记忆CD8⁺ T细胞（effector-memory CD8⁺ T cells）的比例，同时降低了耗竭CD8⁺ T细胞（exhausted CD8⁺ T cells）的数量。效应记忆T细胞具有快速应答和长期保护的能力，而减少T细胞耗竭则有助于维持抗肿瘤免疫的持久性。这一发现表明FUVAC-IL-12/CCL21能够有效改善远端肿瘤的免疫状态。

细胞融合刺激增强浸润T细胞受体多样性

研究进一步发现，FUVAC-IL-12/CCL21所介导的细胞-细胞融合（cell-cell fusion）刺激，对肿瘤内的T细胞受体（TCR）库产生了积极影响。分析表明，浸润的效应记忆CD8⁺ T细胞的TCR多样性得到了增加。更丰富的TCR多样性意味着免疫系统能够识别更多种类的肿瘤抗原，从而可能产生更广泛、更有效的抗肿瘤应答。

FUVAC-IL-12/CCL21将免疫“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤并增强PD-1阻断疗效

“冷”肿瘤通常指缺乏T细胞浸润的肿瘤，对免疫检查点抑制剂（如抗PD-1抗体）反应不佳。本研究证实，FUVAC-IL-12/CCL21治疗能够将免疫“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤，即显著增加T细胞浸润和活化。更重要的是，这种转化使得肿瘤对程序性细胞死亡蛋白-1（programmed cell death protein-1, PD-1）阻断治疗的反应性增强，为联合免疫治疗提供了理论依据和实践前景。

综上所述，该项研究成功开发了一种新型的双细胞因子武装的融合型溶瘤痘病毒系统FUVAC-IL-12/CCL21。该病毒系统通过其独特的细胞-细胞融合特性以及IL-12和CCL21的免疫刺激作用，协同激活了局部和系统性的抗肿瘤免疫反应。它不仅直接裂解注射部位的肿瘤，更重要的是，能有效调控远端肿瘤的免疫微环境，增加具有高功能性和多样性的T细胞，逆转免疫抑制状态，从而显著抑制远端肿瘤生长，并与PD-1阻断疗法产生协同效应。该研究突出了细胞融合在激活抗肿瘤免疫中的关键作用，并为克服转移性肿瘤对病毒疗法（virotherapy）的抵抗提供了极具潜力的新型治疗策略。