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溶瘤病毒的投资机遇与挑战 | 高特佳研报

来源: 未知 发布时间:2018-07-12 11:19:31

本文将告诉您:溶瘤病毒的技术发展、作用机制、在研项目、研究进展、机遇与挑战。

文章字数:4028字,预计阅读时间:8分钟。

溶瘤病毒(oncolytic virus,OV),又称为条件性复制病毒或选择性复制病毒(conditionally replicative viruses),它能选择性感染肿瘤细胞并在其中复制,最终裂解、杀死肿瘤细胞,并释放出子代病毒颗粒进一步感染周围的肿瘤细胞,而在正常组织细胞中则无复制或杀伤作用,而且它还可以诱导特异性抗肿瘤免疫反应等,这为肿瘤的免疫治疗提供了良好的前景。

溶瘤病毒历史:溶瘤病毒在临床上的探索和尝试始于19世纪末,与病毒的发现几乎是同时的。1896年一个42岁患白血病的女子在一次疑似流感后忽然痊愈了,1912年一个叫Page的医生报道了一个晚期的宫颈癌病人在注射狂犬病疫苗后病情有所缓解。随后的几十年陆续有关于病毒感染的肿瘤患者的病情缓解或痊愈的零星报道。在20世纪50年代和70年代曾短暂出现过溶瘤病毒临床研究和治疗的热潮,尽管在当时医学技术有限的情况下,短时间内病毒治疗有非常显著的效果,但是病毒溶瘤效应很快就被免疫反应所抑制了,疗效不能持续,肿瘤患者最终死亡。从此之后,溶瘤病毒疗法一蹶不振,到了80年代初有效的化疗药物的崛起,使得溶瘤病毒的研究在一段时间内几乎销声匿迹了。

现代溶瘤病毒的发展始于20世纪90年代,分子生物学和生物技术的发展使得人们对于病毒基因组的改造和重组成为可能。自此,溶瘤病毒在特异性、溶瘤效果、体内运输和临床试验方面都取得了显著的进步。

2015年10月,安进(Amgen)公司的以一型单纯疱疹病毒(HSV-1)为基础的溶瘤病毒产品talimogene laherparepvec(T-VEC)获得美国FDA批准用于首次复发不可切除的黑色素瘤局部治疗,同年12月T-VEC又获得欧盟批准用于治疗未转移至骨骼、脑部、肺部或其它脏器的不可切除的Ⅲb、Ⅲc、ⅣM1a期黑色素瘤。安进的成功对于溶瘤病毒具有划时代的意义,极大地推动了溶瘤病毒的全球研发和商业开发,许多跨国药企纷纷开始建立或者收购类溶瘤病毒项目。

溶瘤病毒技术发展的重要里程碑

资料来源:Nature、浙商证券

溶瘤病毒的基本作用机理是利用肿瘤细胞的特点,通过对病毒的改造和修饰使得病毒能够特异性地感染肿瘤细胞,并在肿瘤内溶瘤性复制。所谓溶瘤性复制是指病毒在复制过程中造成肿瘤细胞的裂解并使病毒得以在肿瘤内扩散的过程。过去认为这个过程是溶瘤病毒对肿瘤杀伤的基本机理,而近年来溶瘤病毒的研究表明,溶瘤病毒与免疫系统的相互作用会影响其疗效,负面影响是限制病毒的复制和扩散,正面影响是诱导抗肿瘤的免疫反应。

溶瘤病毒作用机制示意图

资料来源:Nature

溶瘤病毒感染了肿瘤后产生的免疫反应可以概括为以下几个方面:

首先,病毒对已经在肿瘤内存在的免疫细胞(tumour associated immune cells)有强烈地刺激作用,能够极大地改变肿瘤的微环境,使之从一个免疫抑制的环境变成免疫激活的状态;

第二,病毒感染的肿瘤细胞能够表达一些所谓的“危险信号”并释放大量的细胞因子造成肿瘤外的免疫细胞对肿瘤内的大量浸润,随后,被激活的非特异性免疫细胞如NK细胞、巨噬细胞等(被病毒吸引来的或原先已经在肿瘤内的)会杀伤和吞噬那些被感染但是尚未裂解或对病毒溶瘤有抵抗的肿瘤细胞,造成除了病毒溶瘤作用之外的第二重细胞杀伤;

第三,被溶瘤病毒裂解的肿瘤细胞释放的大量的肿瘤蛋白被浸润的树突细胞和巨噬细胞所吞噬,某些肿瘤特异性抗原可以被这些抗原呈递细胞表达并诱导T细胞攻击未被感染的肿瘤细胞,这一个过程与肿瘤疫苗相似,但因为是发生在肿瘤内,因此是一个“原位免疫”的过程,其结果是造成特异性免疫细胞如CD8+ T细胞引起的第三重肿瘤杀伤。

溶瘤病毒造成的原位免疫是使得免疫细胞攻击远端或者转移肿瘤的主要机制,而且在这个过程中形成的免疫记忆可能使机体产生持久的抗肿瘤疗效。因此溶瘤病毒的抑瘤活性是在病毒性溶瘤与免疫杀伤双重作用下获得的。

目前,全世界有20余种病毒被用于溶瘤病毒研究,理想的溶瘤病毒在安全性方面应该能够有效降低对患者和人群的风险:对于患者,应具有肿瘤选择性、正常组织非致病性、体内非持续存在、遗传(基因)的稳定性;对于人群,除具备以上特点外,还应具有非传染性、人群对该病毒已经广泛免疫。

临床上常用的溶瘤病毒种类包括DNA病毒和RNA病毒,DNA病毒以腺病毒、单纯疱疹病毒和牛痘病毒为代表,RNA病毒以呼肠弧病毒、麻疹病毒和弹状病毒为主。

不同种类溶瘤病毒正在进行的临床试验数量统计

资料来源:Nature、浙商证券

下面列举了临床上常用的四种溶瘤病毒的特点及改造和构建方法:

4.1 国外主要在研溶瘤病毒项目概况

国外溶瘤病毒的研究和开发主要集中在小型或新兴生物技术公司上,大型制药公司主要通过license-in 或并购的方式来获得溶瘤病毒研发管线。下表为国外主要溶瘤病毒公司及其在研产品情况:

4.2 国内在开发的溶瘤病毒项目情况

国内最早上市的溶瘤病毒药物是深圳赛佰诺于2003年上市的“今又生”和上海三维生物于2005年上市的H101,但这两个产品因为种种原因没有在临床上得到广泛的应用。目前,在临床阶段的溶瘤病毒项目如下表所列:

数据来源:根据药智数据整理

除了以上所列处于临床阶段的项目之外,国内涉及溶瘤病毒的公司还有:深圳复诺健、深圳亦诺微、江苏恒瑞医药等公司。

4.3 已上市溶瘤病毒T-VEC

Amgen公司的T-VEC,2015年10月获得FDA批准用于首次复发不可切除的黑色素瘤局部治疗,是FDA首个批准的溶瘤病毒药物;T-Vec在黑色素瘤市场预计销售额3.88亿美元/年。

T-VEC通过删除HSV-1病毒的ICP34.5基因来实现病毒对肿瘤细胞选择性的复制,删除ICP47基因以避免病毒封闭抗原提呈作用,而增强肿瘤的免疫反应。同时插入两个带有巨细胞病毒启动子的编码人GM-CSF(粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子)的基因,让病毒能够高表达GM-CSF,GM-CSF能够招募DC细胞(树突状细胞),DC细胞是抗原提呈细胞,能够通过MHC捕捉(结合)肿瘤相关抗原,并提呈给T细胞(通过TCR与之结合),从而激活T细胞的抗肿瘤免疫反应。

目前,Amgen公司也在开展T-VEC与PD-1和CTLA-4联合治疗的临床试验。

2017年3月《Nature》报道来自匹兹堡大学的科研人员发现溶瘤病毒与PD-L1单抗两者联用,能够减小肿瘤80%以上,其中超过40%的小鼠体内肿瘤完全消失。并且两者联用能够延长患癌小鼠的平均生存时间超过一个月。进一步的研究发现,两种疗法联用显著地增加了肿瘤特异的CD4和CD8阳性的T细胞数量,并产生了系统性的针对肿瘤的免疫反应。这项令人激动的研究展示出了联合溶瘤病毒和免疫检查点抑制剂这两种疗法的强大威力。通过使用溶瘤病毒,大大增加了对免疫检查点抑制剂敏感的肿瘤类型和数量。

2017年9月《Cell》文献报道研究人员联合应用溶瘤病毒疗法talimogene laherparepvecy(T-VEC) 和PD-1抑制剂Pembrolizumab(俗称K药)治疗晚期黑色素瘤患者也取得了显著疗效:在21位患者中共有13位患者对该疗法有所回应,而这其中几乎包括了所有亚型的黑色素瘤。其缓解率达到了61.9%(95% CI,38.4%–81.9%),对比单药治疗,肿瘤的客观反应率提升了55%以上。更有7位患者经该治疗后完全缓解,完全缓解率达到了33.3%(95%CI,14.6%–57.0 %),虽然这项研究只有21位患者,但对肿瘤免疫联合治疗领域仍是意义重大。

2018年5月18日,麻省总医院的Howard L. Kaufman等在Nature Reviews Immunology上在线发表了题为“Integrating oncolytic viruses in combination cancer immunotherapy”的综述文章。文章阐述了溶瘤病毒与肿瘤免疫连用的机制,并对未来的前景进行了分析,指出溶瘤病毒已展现出治疗人类肿瘤的功效,新出现的临床数据也支持溶瘤病毒与其他癌症疗法相联合,尤其是与其他免疫治疗剂的联合疗法。溶瘤病毒几乎可以在癌症免疫周期产生全方面的影响力,故其抗肿瘤活性也是多机制并存,为强化癌症免疫治疗提供了多种机会。溶瘤病毒的多功能性和安全性表明其为优化联合免疫治疗的理想药物。

1、溶瘤病毒经过20余年的科学和临床研究积累,在病毒改造和作用机制方面的研究有了突破性的进展,安全性问题得到有效解决。

2、随着肿瘤免疫治疗的科学认识深入和后续诸多免疫检查点抑制剂产品上市,溶瘤病毒与免疫检查点抑制剂的联合治疗有望发挥两者协同作用,对于有肿瘤免疫治疗产品组合的制药公司是一个很好的补充。

3、FDA首个批准的来自Amgen公司的溶瘤病毒药物将会点燃资本市场对溶瘤病毒的投资热情,将会有大量先前沉寂的生物技术公司在资本的推动下加速其研发管线中溶瘤病毒项目的临床开发进度,可以预见未来将会有更多的溶瘤病毒及其组合免疫疗法产品上市。

4、给药途径上,溶瘤病毒目前主要是以瘤内注射(局部给药)为主,而系统性给药(如静脉注射)更有临床应用前景和商业价值,也是未来的发展趋势,但目前溶瘤病毒的系统性给药技术上尚不成熟,临床应用上仍需要时日。

5、适应症选择上,以临床未满足的适于局部给药的体表肿瘤如头颈部肿瘤、黑色素瘤等为突破口,向可局部介入给药甚至系统性给药的肺癌、肝癌、乳腺癌等市场更广泛的疾病领域拓展。

6、最后,从投资的角度看,溶瘤病毒常用的病毒种类和插入的功能基因多是科研文献集中报道的,这些曾在大量的科研论文里有发表,对于具体溶瘤病毒项目的创新性和专利壁垒都会是一个挑战,除了病毒种类和功能基因的选择及改造这些源头创新之外,溶瘤病毒下游的制备工艺及给药技术也具备较高的技术门槛,是需要投资关注的地方。建议关注国内外有自主知识产权的溶瘤病毒技术平台,且研发管线中有与大药企肿瘤免疫产品联用潜力的溶瘤病毒公司。

1、2017年10月10日,跨国制药公司艾伯维与癌症免疫疗法处于临床阶段的生物公司Turnstone Biologics表示,双方已经就Turnstone Biologics公司的3款新一代的癌症溶瘤病毒疗法药物达成了一项排他性的研发、许可及选择权协议,艾伯维制药将拥有这3款候选药物的全球独家选择权。

2、2018年3月14日消息,据媒体报道,复诺健生物已经完成了Pre-B轮融资。据悉,本轮融资将用于加快推进产品的临床试验,并布局新的产品线与国际合作。

3、2018年5月,强生旗下公司杨森(Janssen Biotech)宣布将以总额超过10亿美元的价格收购生物医药公司 BeneVir Biopharm。BeneVir利用其专有的T -Stealth 溶瘤病毒平台,设计能够感染和破坏癌细胞的溶瘤病毒。杨森希望推进临床前候选药物,作为单独疗法或与其他免疫疗法联用,治疗如肺癌、前列腺癌、结直肠癌等实体瘤。

参考资料:

1、 浙商证券生物医药行业专题报告《溶瘤病毒-肿瘤治疗新希望,潜力巨大新技术》。

2、 《脑胶质瘤基础与临床研究》,人民卫生出版社,作者刘福生、金贵善。

3、 Aurelian L. Oncolytic viruses as immunotherapy: progress and remaining challenges. Onco Targets Ther. 2016 May 4;9:2627-37.

4、 Chiocca EA, Rabkin SD. Oncolytic Viruses and Their Application to Cancer Immunotherapy. Cancer Immunol Res. 2014 Apr;2(4):295-300.

5、 Howard L. Kaufman, Frederick J. Kohlhapp & Andrew Zloza.Oncolytic viruses: a new class of immunotherapy drugs. Nature Reviews Drug Discovery volume 14, pages 642–662 (2015)

6、 Twumasi-Boateng K, Pettigrew JL, Kwok YYE, Bell JC, Nelson BH. Oncolytic viruses as engineering platforms for combination immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2018 Jul;18(7):419-432.

作者介绍

潘明利

高特佳投资集团南京团队 高级投资经理

生物工程和生物材料专业背景,拥有5年生物医药行业经验及4年医疗健康投资经验,曾在生物医药和生物技术企业从事GMP体系认证、新药项目License-in、专利分析及IP管理工作,主导和参与多个早期项目投资,投资细分领域涵盖基因测序、肿瘤免疫、分子诊断和医药CDMO等。