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肺癌基因治疗临床研究

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《海军医学杂志》2017年第1期

【关键词】基因疗法;重组p53基因腺病毒;肿瘤;抗肿瘤药

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率增长最快,已成为恶性肿瘤死亡的首要原因。采用现有的手术、化疗和放疗等传统治疗方法,其总生存率不到15%,随着分子技术研究的不断深入,基因治疗不断展示出可喜的应用前景。基因治疗是从疾病发生的根本原因———基因入手治疗疾病,是近20年来在肿瘤等严重危害人类健康的疾病治疗领域迅速崛起和发展的高新技术。其中,重组人p53腺病毒制品(Adp53)治疗肿瘤的研究最为深入,进展也最快。美国FDA于1995年首次批准了Adp53制品用于治疗恶性肿瘤的临床试验,截至2016年8月,世界范围内已开展基因治疗临床试验2356项,采用Adp53制品治疗肿瘤的临床试验占103项,其中16项用于治疗肺癌。我国自主研发的重组人p53腺病毒注射液(Gendicine,Adp53),已率先于2004年3月获准上市,用于恶性肿瘤的治疗,成为全球首个上市的基因治疗药物。在肿瘤治疗临床研究中,Adp53已显示出良好的安全性和明确的疗效,为恶性肿瘤的治疗开辟了新途径。

1作用机制

p53基因研究已历经37年,是公认的“基因组保护神”,人类60%以上肿瘤的发生与其变异有关。Adp53基因通常是由改构的5型或2型腺病毒基因与野生型人p53基因重组而成。Adp53转染人肿瘤细胞,使外源性野生型p53基因在人肿瘤细胞内表达,治疗基因p53和腺病毒载体两方面的因素参与了Adp53对肿瘤的治疗作用。p53基因主要通过以下机制杀灭肿瘤细胞:(1)在细胞核内以转录依赖方式,以及在线粒体、高尔基体内以非转录依赖方式同时启动肿瘤细胞凋亡通路;(2)激活NK细胞等[10,11]机体免疫应答因子,发挥“旁杀伤效应”;(3)抑制肿瘤细胞的DNA修复功能及抗凋亡功能、下调多药耐药基因的表达,从而逆转肿瘤细胞对放/化疗的抗性;(4)阻截肿瘤细胞生存信号的传递,使其“休眠”在细胞周期的任何阶段;(5)抑制肿瘤细胞葡萄糖摄取及ATP产生、下调血管生成因子的表达,切断肿瘤组织血供;(6)下调基质金属蛋白酶MMP的表达,抑制肿瘤细胞黏附及其浸润转移。腺病毒载体可激发机体的免疫系统,可能通过对神经-内分泌-免疫系统的整体调节,产生多种神经因子、激素和细胞因子,有效提高抗肿瘤体液免疫和细胞免疫能力,增强NK细胞和细胞毒T淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。其表现主要为患者出现Ⅰ/Ⅱ度自限性发热。此外,患者用药后普遍表现出食欲增强、化疗和放疗毒副反应减轻,这对于提高患者的生活质量和抗病能力均有十分重要的临床意义,其作用机制有待进一步探讨。

2临床应用的安全性

Adp53是一种有活性的基因工程重组腺病毒颗粒,其结构由治疗基因p53和腺病毒载体两部分构成。p53基因普遍存在于人体细胞中,是细胞“基因组保护神”,是人体内功能最强大的肿瘤抑制基因;载体腺病毒为缺失了E1区基因的复制缺陷性5型或2型腺病毒,只对细胞一次性感染,进入细胞后不会复制,也不会整合入宿主细胞基因组DNA,应用一些有损DNA的肿瘤治疗方法,如放疗和化疗等,并不增加重组腺病毒的整合频率,5型和2型腺病毒是腺病毒家族中致病力最弱的病毒株,野生型该病毒株通常也不致病。因此,理论上讲,Adp53是一种安全的基因治疗产品。国内外临床研究结果也表明,Adp53临床应用安全:采用了瘤内注射、腔室灌注(腹腔、胸腔、膀胱等)、动脉介入等局部给药方式和静脉点滴给药途径;使用了单药治疗、与手术、化疗、放疗等传统手段联合的不同治疗方案;治疗了23种不同类型的肿瘤;涉及不同给药剂量和不同治疗疗程,均表明该制品临床使用安全,常见不良反应为Ⅰ/Ⅱ度自限性发烧,部分患者出现恶心、寒战,无其他严重不良反应。未能检测到最大耐受量。

3临床试验与临床探索性研究

肿瘤抑制基因p53在细胞周期调控和DNA发生损伤时的细胞凋亡中具有重要作用。肺癌的p53基因突变率高达50%以上,p53基因突变是肺癌中发生频率最高的遗传改变,p53基因失活对肺癌的产生起重要作用。由于复发和转移性肺癌缺乏有效治疗手段,同时肺癌中p53基因突变率较高,所以Adp53基因治疗肺癌的研究受到广泛的重视。

3.1临床试验概况

自1995年美国FDA批准Adp53治疗肿瘤第一个临床试验方案以来,迄今已有16项使用该制品的临床试验用于肺癌治疗。其中我国的Adp53注射液已获准上市,美国、德国、瑞士比利时和日本均有处于不同临床试验阶段的项目已开展或正在进行中。

3.1.1Ⅰ期临床试验

Schuler等对15例晚期NSCLC患者在CT引导或支气管镜下瘤内单次注射Adp53治疗,分107、108、109、1010PFU四个剂量组,观察到高剂量组成功地转导了野生型p53基因,RT-PCR检测6例肿瘤组织中有野生型p53表达,4例病情稳定,除Ⅰ~Ⅱ度发热、寒战、治疗相关疼痛外,没有观察到明显毒性。表明瘤内注射Adp53是可行的,Adp53能成功导入肿瘤细胞。Kauczor等在CT引导下将1×1010PFUAdp53单点注入6例NSCLC患者的肿瘤中心部位,或多点注射在瘤内的不同部位,结果显示,除流感样症状外,无其他明显毒副反应发生,治疗28d后,CT证实6例中有4例肿瘤停止生长。Swisher等报道了对28例传统治疗失败的非小细胞肺癌(non-small-celllungcarcinoma,NSCLC)患者在CT引导或支气管镜下给予瘤内注射Adp53治疗,剂量为1×106~1×1011PFU,1次/月。28例共进行了84次治疗,23例重复治疗6次。结果显示,28例中12例肿瘤组织中表达p53。可评价疗效者25例,2例肿瘤部分缓解,16例肿瘤保持稳定2~14个月,且毒性反应轻微,包括注射局部疼痛、一过性发热(常见)、轻度咯血(少数支气管镜下注射患者),无过敏反应及其它毒性反应。表明Adp53对晚期NSCLC患者多次重复注射是安全的。

Weill等对12例气道阻塞的NSCLC患者(鳞癌和腺癌各6例),在支气管镜下行瘤内注射Adp53,剂量为1×106~1×1011PFU/次,单纯Adp53治疗组5例,Adp53+顺铂组(顺铂80mg/m2,静脉滴注第1天,Adp53第4天)7例,28d为一个周期,共治疗6个周期。结果显示,6例呼吸道阻塞症状明显缓解(单纯Adp53治疗组1例,Adp53+顺铂组5例),3例肿瘤达到部分缓解(单纯Adp53治疗组1例,Adp53+顺铂组2例),中位生存期为143d,Ⅰ~Ⅱ度发热多见,其他毒性少见。Nemunaitis等[31]选择24例晚期NSCLC患者,在CT引导下给予梯度剂量的Adp53(1×106~1×1011PFU/次)联合顺铂瘤内注射,第4天,顺铂80mg/m2静脉滴注第1天,每28d为一个周期,共6个周期。23例可评价患者中有2例肿瘤部分缓解,17例疗效稳定,4例病情进展;8例出现短暂的自限性发热,化疗相关性毒性没有增加,43%的可评价患者肿瘤内检测到外源p53基因表达。该研究表明,瘤内注射Adp53联合顺铂化疗是一种耐受性较好且具有临床疗效的治疗方案。

Carbone等采用支气管内直接滴注Adp53,剂量为2×109VP、2×1010VP、2×1011VP、5×1011VP或2×1012VP,治疗25例支气管肺泡癌患者,2周内接受2次滴注为一个治疗周期,每次只针对单个受累肺叶。除2×1012VP剂量组的4例中有1例发生Ⅳ度肺部毒性、1例在完成第2周期约1个月后死亡外,其他23例均安全完成治疗。治疗4周后进行影像学评价,25例中可评价者24例,其中1例肿瘤部分缓解,17例肿瘤停止生长。在22例取得完整肺功能数据的患者中有3例患者的肺活量提高20%以上。许多患者自我感觉呼吸状况改善,表明支气管内直接滴注对治疗支气管肺泡癌是可行的。以上瘤内注射Adp53治疗NSCLC患者的Ⅰ期临床试验结果均显示,Adp53无论是单次注射较高剂量还是多次重复注射,均显示较低毒性,以注射部位疼痛及自限性发热多见,联合顺铂化疗未增加化疗相关性毒性,外源性p53基因能有效表达,Adp53的抗肿瘤效应在注射部位局部最高,能导致肿瘤消退和延长局部病灶的稳定。支气管肺泡癌为肺泡内弥漫方式生长,不易直接注射,采用支气管内滴注可以到达肿瘤细胞。

3.1.2Ⅱ期临床试验

Schuler等将Adp53与铂类联合应用治疗25例Ⅲ/Ⅳ期NSCLC患者,治疗方案:A组,卡铂AUC6第1天+紫杉醇175mg/m2第1天;B组,顺铂100mg/m2第1天+长春瑞滨25mg/m2第1、8、15、22天联合瘤体内注射7.5×1012VPAdp53第1天。共进行了68个周期的治疗,20例完成3个以上周期的治疗。结果显示,两组总疗效(基因治疗联合化疗组52%,单纯化疗组48%)和生存期无统计学差异,基因治疗联合化疗可促进肿瘤消退,68%患者肿瘤组织中表达外源性p53基因。研究还发现,用p53基因治疗时,可用p21基因作为其观察指标,基因治疗联合化疗组治疗前后活检组织分析发现,只有表现出肿瘤消退或停止生长的病例才能检测到p53靶基因p21基因的表达,说明p21基因的表达上调是p53基因治疗NSCLC所表现生物效应的敏感指标。Swisher等应用Adp53联合放疗治疗19例不宜行手术或化放疗的非转移性NSCLC患者,在支气管镜下或CT引导下瘤内注射Adp53(剂量为7.5×1012VP)第1、18、32天,同时接受一个疗程的放疗,剂量为60Gy,17例患者按计划完成所有治疗,治疗完成后3个月进行原发肿瘤病理活检显示,63%(12/19)患者病理活检阴性,16%(3/19)患者仍有残存肿瘤组织,21%(4/19)患者无法评估,而单独放疗者病理阴性率不到20%。

行CT和支气管镜检查发现,5%(1/19)患者肿瘤完全缓解,58%(11/19)患者肿瘤部分缓解,16%(3/19)患者肿瘤停止生长,2例不能评价疗效,可评价患者的有效率达71%。RT-PCR定量分析检测到肿瘤组织中4个p53相关基因p21、Fas、BAK和MDM2的表达都增高,说明外源性p53基因导入肿瘤组织后发挥了生物学效应。最常见的毒性反应为Ⅰ~Ⅱ度发热(79%)和寒战(53%)。表明瘤内注射Adp53联合放疗能被很好耐受,Adp53没有增加放疗的毒性,BAK基因的表达与Adp53转导密切相关。以上两个Ⅱ期临床试验结果表明,Ad2p53与放化疗联用均未增加放化疗毒性,能明显增加NSCLC患者的临床疗效,联合化疗可以促进肿瘤消退。正进行的Ⅲ期临床试验将对Adp53基因治疗联合标准治疗是否能令患者临床受益给出一个最终的结论。

3.2临床探索性研究

官泳松等在CT引导下经皮穿刺瘤内注射或经支气管动脉灌注Adp53治疗15例肺癌患者,给药2~5d,行BAI灌注化疗药物;根据病情变化再次进行Adp53和(或)BAI。治疗后常规使用CT评价疗效。全部15例均完成治疗,并接受随访2~11个月。有效率(CR+PR)46.7%(7/15),1例肺部肿块消失,6例肺部肿块缩小,3例纵隔淋巴结缩小,1例胸水减少,仅1例肿瘤长大,14例临床症状有不同程度缓解93.3%(14/15)。p53治疗后6例发热(38~40℃),未观察到基因药物的其他严重不良反应。结果初步显示,Adp53与BAI联合应用是一种治疗肺癌安全、有效的方法。田耕等对20例晚期NSCLC患者行CT引导下瘤内注射Adp53治疗晚期非小细胞肺癌,治疗后出现发热41例次,占41%(其中需药物处理的11例次),咯血7例次,占7%(经观察和药物治疗后恢复),气胸5例次,占25%(经吸氧和观察后恢复)。治疗前后血常规、肝、肾功能检查无统计学差异。结果表明CT引导下瘤内注射Adp53是一种安全可行的治疗方法,合理选择穿刺路径、熟练掌握操作技巧是减少并发症的关键。翁准等观察了Adp53在晚期肺癌治疗中的疗效和毒副反应。12例Ⅲb-Ⅳ期肺癌及3例肺转移癌患者,CT引导瘤内注射Adp53,1次/周×4疗程;通过临床观察、CT和病理对照及短期随访进行评价。治疗后2个月观察肿瘤缩小5例(33.3%),无变化7例(46.7%),增大3例(20%)。治疗后病理观察:癌组织坏死,癌细胞稀少;除自限性发热外,无明显毒副反应。瘤内注射Adp53治疗肺癌,能较好地抑制局部肿瘤的发展,尤其对失去手术机会,不能耐受放化疗的患者,是一种可行且有前景的方法。

刘艳华等选择经病理证实为晚期NSCLC患者100例,随机分为两组,A组接受Adp53联合化疗的治疗方案(治疗组),B组仅接受化疗(对照组)。按照实体瘤的疗效评价标准(RECIST)评估患者的近期疗效。按WHO抗癌药物毒副作用分级标准评价毒性。A组患者有效率(RR)为48%(24/50),B组为28%(14/50),差异有统计学意义(P=0.039);两组患者主要不良反应为化疗的骨髓移植和胃肠道反应,发生率无统计学差异。治疗组患者出现发热、寒战、肌肉酸痛的概率高于对照组。表明:Adp53联合化疗治疗晚期NSCLC近期疗效满意,不良反应可耐受。上述研究表明,Adp53瘤内注射或联合介入方式给药,均能有效治疗肺癌,单用时即可显示明显疗效,与化疗联合使用时能有效提高疗效,并未增加化疗的毒副作用。

综上所述,目前世界范围内研究最为深入的基因治疗制品———Adp53,临床使用安全,常见的不良反应仅为Ⅰ/Ⅱ度自限性发热。该制品与放化疗等治疗方法联合使用,可产生显著的协同抗癌效应,且可逆转肿瘤细胞对放化疗的抗性,减轻放化疗的毒副反应,提高患者生活质量。Adp53有望与三大传统治疗手段携手,为肺癌患者的治疗带来新的希望。肿瘤是一种多基因疾病,今后用于治疗的基因应是多种基因的联合。临床前研究已显示,多基因联合转导的抗肿瘤效应好于单基因,用于肿瘤治疗的基因将不局限于少数抑癌基因及细胞周期、细胞调控的基因,而会扩大选择范围。同时,基因治疗的一些问题,包括基因载体、基因转移率、组织特异靶向性、安全性、治疗方案选择等也会逐渐解决。由于基因治疗是从肿瘤发病机制的角度进行治疗,为肿瘤治疗提供了一种全新的方式,因而在肿瘤的防治中具有广阔的前景。

作者:赵京1;余清2

海军医学杂志责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次