杜克大学和新加坡国立大学的科学家们发明了一种利用寨卡病毒选择性杀死脑癌细胞的癌症疗法，为胶质母细胞瘤患者提供了一种有希望的治疗选择。这种方法利用寨卡病毒毒株有效地靶向肿瘤细胞，同时保留健康细胞，可能为目前有限的治疗方案提供治疗侵袭性脑肿瘤的新途径。
科学家们发现，寨卡病毒的疫苗株可以根除脑肿瘤细胞，同时保留健康细胞。
杜克大学医学院的科学家们开发了一种利用寨卡病毒摧毁脑癌细胞并抑制肿瘤生长的新方法，同时保留了健康细胞。利用杜克大学和新加坡国立大学开发的寨卡病毒候选疫苗，研究小组发现了这些菌株是如何靶向成熟细胞上快速增殖的细胞的，这使它们成为靶向成人大脑中快速生长的癌细胞的理想选择。
他们的研究结果发表在《转化医学杂志》上，可能为目前预后不良的脑癌患者提供一种新的治疗选择。
多形性胶质母细胞瘤是最常见的恶性脑癌，全世界每年确诊的患者超过30万例。这类患者的生存率很低(约15个月)，主要是由于肿瘤复发率高和治疗选择有限。对于这类患者，溶瘤病毒疗法——或使用工程病毒来感染和杀死癌细胞——可能解决当前的治疗挑战。
2010年寨卡病毒的前景ncolytic病毒
寨卡病毒就是早期发展中的一种选择。杜克大学和新加坡国立大学的研究小组使用了寨卡病毒减毒活疫苗(ZIKV-LAV)株，这是一种“弱化”的病毒，感染健康细胞的能力有限，但仍然可以在肿瘤块内快速生长和传播。
“我们之所以选择寨卡病毒，是因为它会自然感染大脑中快速繁殖的细胞，使我们能够到达传统上难以靶向的癌细胞。我们的ZIKV-LAV菌株也在脑癌细胞中自我复制，使其成为一种可以传播和攻击邻近病变细胞的活疗法，”该论文的第一作者、杜克-新加坡国立大学癌症与干细胞生物学研究项目的高级研究员Carla Bianca Luena Victorio博士说。
培养的人神经元感染ZIKV-LAV。粉色为感染，蓝色为细胞核。资料来源:杜克-新加坡国立大学医学院
维多利亚博士和他的研究小组确定，ZIKV-LAV菌株在感染癌细胞方面非常有效，因为这些病毒与蛋白质结合，这些蛋白质只在癌细胞中高水平存在，而在健康细胞中没有。一旦感染癌细胞，这些病毒株就会劫持细胞的资源进行繁殖，最终杀死细胞。当癌细胞的保护膜在死亡时破裂时，它会释放出包括病毒后代在内的内容物，这些病毒后代可以感染并杀死邻近的癌细胞。此外，从感染细胞中释放的一些细胞蛋白可以激活免疫反应，进一步抑制肿瘤生长。
通过他们的实验，研究小组观察到来自ZIKV-LAV菌株的感染导致65%到90%的胶质母细胞瘤多形性肿瘤细胞死亡。虽然ZIKV-LAV菌株也感染了9%到20%的大脑血管细胞，但感染并没有杀死这些健康细胞。相比之下，原始母体寨卡病毒株杀死了多达50%的健康脑细胞。
科学家们还发现，即使感染了健康细胞，ZIKV-LAV毒株也不能很好地繁殖。在感染ZIKV-LAV的健康脑细胞中检测到的病毒数量仅比感染前高0.36至9倍。相比之下，感染ZIKV-LAV的脑癌细胞中的病毒数量比感染前增加了100到10亿倍。这进一步说明，癌细胞中的条件明显比正常细胞更有利于病毒繁殖。
未来发展方向及应用
“自2016年寨卡病毒爆发以来，人们一直担心这种病毒的性质及其破坏性影响，这是可以理解的。通过我们的工作，我们希望通过强调寨卡病毒杀死癌细胞的潜力，以新的视角呈现寨卡病毒。杜克大学-新加坡国立大学癌症与干细胞生物学研究项目的助理教授Ann-Marie Chacko说:“当活病毒被减毒后，它可以安全有效地对抗传染病，这对人类健康有益——不仅是一种疫苗，而且是一种有效的肿瘤根除剂。”她也是这篇论文的资深作者。
从右起，Ann-Marie Chacko助理教授、Alfred Sun助理教授、Carla Bianca Luena Victorio博士和Ooi Eng Eong教授与他们的寨卡疫苗株培养物。资料来源:杜克-新加坡国立大学医学院
这种减毒活病毒株最初是由杜克大学-新加坡国立大学新发传染病研究项目的黄英英教授小组作为疫苗开发的。作为对照，杜克大学-新加坡国立大学神经科学与行为障碍研究项目助理教授阿尔弗雷德·孙(Alfred Sun)的团队还对从人类干细胞培养的脑神经元或神经细胞进行了病毒株测试。这提供了一个可靠的筛选工具，以评估在人类细胞中使用病毒作为治疗的安全性和有效性。
查科助理教授的团队正在改进这些和其他寨卡病毒株，以提高它们杀死脑癌细胞和其他类型癌细胞的效力，同时使它们在患者身上使用更安全。他们还对病毒进行了改造，使其在注射到病人体内后能够进行无创成像。这将使医生能够监测病毒在病人体内的位置以及它在肿瘤中起作用的时间。
为此，该小组正在探索将他们的病毒株商业化，作为寨卡病毒疫苗和脑癌的治疗方法，以及潜在的其他癌症，如卵巢癌。
杜克-新加坡国立大学研究高级副院长Patrick Tan教授说:“这是一个很好的例子，说明学校不同的研究项目如何结合起来，利用他们的各种专业知识来推进医学知识和改善患者的生活。该团队的宝贵见解可能有一天会转化为控制肿瘤生长的新治疗选择，甚至提供治愈癌症的方法。”
参考文献:《重新利用寨卡病毒减毒活疫苗(ZIKV-LAV)毒株作为靶向人类多型成细胞瘤的溶瘤病毒》，作者:Carla Bianca Luena Victorio、Wisna Novera、Arun Ganasarajah、Joanne Ong、Melisyaa Thomas、Jonas Wu、Hilary Si Yin Toh、Alfred Xuyang Sun、Eng Eong Ooi和Ann-Marie Chacko, 2024年2月2日，《转化医学杂志》。DOI: 10.1186 / s12967 - 024 - 04930 - 4
