溶瘤Segmental biomechanics病毒(Oncolytic virus,OV)用于肿瘤治疗已有百年历史。近年来随着肿瘤免疫治疗与基因编辑技术的迅猛发展,OV已成为当前及今后数十年里肿瘤治疗的新热点。虽然在2015年,重组单纯疱疹病毒T-VEC已获批上市用于晚期恶性黑色素瘤的治疗,但OV在实体瘤,尤其是在发病率高、患者生存期短的中晚期肿瘤如原发性肝细胞癌(Primary Hepatocellular Carcinoma,HCC),仍鲜有亮点。究其原因,高效、低毒的溶瘤病毒株的匮乏仍是相关工作的瓶颈。新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)作为一种溶瘤病毒,对白血病的治疗作用于1964年被报道于新英格兰杂志。随后60年来,虽然基因编辑技术日趋成熟,NDV改造株在肿瘤治疗的体内外实验中也展示了其有效性和安全性。但是,有关NDV的人体临床研究因未能很好地延长患者的生存期,多终止于I/II期。这再次提示我们,寻找合适的溶瘤病毒天然株是当前研究的重中之重。基于以上考虑,本课题初步对汕头大学·香港大学联合病毒学研究所鉴定的数千株天然NDV病毒库中的10株NDV病毒株进行筛选,以期寻找出潜在的可特异针对HCC、溶瘤效果好的NDV天然候选株。本课题首先从10株候选NDV中,筛选出高效溶瘤NDV株。采用细胞计数Kit-8法检测NDV感染对肿瘤细胞活性的抑制效果。研究结果显示:不同感染倍数(multiplicity of infection,MOI)下,各NDV病毒株显示出不同的溶瘤效果。在高感染倍数条件下(MOI=20),除DK/JX/21358/08株外,其他9株NABT-199细胞培养DV的溶瘤活性均超过80%。随着MOI的降低,大部分病毒的溶瘤活性也随之下降,但NDV/HK84却保持良好的溶瘤活性,它在不同感染倍数下(MOI=20、2、0.2)均能导致超过80%的肿瘤细胞活性抑制。由此可见,NDV/HK84具有高效的溶瘤潜力;同时,因其在低病毒滴度条件下也能发挥溶瘤效果,具有较高的安全阈值。在此基础上,我们聚焦于NDV/HK84,研究该病毒的感染对HCC肝癌细胞的影响。我们发现,与阳性对照组(化疗药顺铂)和另一株病毒(NDV La Sota株)相比,NDV/HK84的感染可导致肝癌细胞发生显著的细胞病变效应(cytopathic effect,CPE),病毒还促进癌细胞发生凋亡并抑制细胞克隆形成;在创面愈合实验中,NDV/HK84减少细胞迁移距离、减少迁移细胞的数量,提示病毒对肝癌细胞的迁移和侵袭具有潜在的抑制作用。据此,我们以裸鼠为对象,构建了荷载肝癌细胞(SK-HEP-1-Luc)的肿瘤动物模型。在对荷瘤小鼠进行NDV/HK84注射治疗后,活体荧光素酶成像系统跟踪监测结果显示经NDV/HK84治疗的10只试验组裸鼠中,有6只右侧背部皮下的移植瘤完全消失,光镜下几乎看不到完整的肿瘤细胞,展示出良好的病毒治疗效果。在体内外的安全性评估中,NDV/HK84也展示了良好的安全性。以上结果表明,NDV/HK84株具有特异性高效抑制肝癌的效果且不影响小鼠正常肝细胞的功能。最后,为探讨NDV/HK84的高效溶瘤作用的机制,我们通过高通量RNA测序,从转录组水平分析其涉及的信号通路和差异基因表达,并通过实时荧光定量PCR进行验证。我们发现:NDV/HK84作用后肝癌细胞I型干扰素(interferon,IFN)信号通路相关基因富集,其溶瘤作用可能高度依赖于I型IFN信号通路的激活。综上所述,本研究筛选了一株新的可特异地针对HCC的高效低毒NDV/HK84溶瘤病毒天然株,并经体内外试验中验证了该毒株的溶瘤效果与安全性。以上内容提示我们,尽管有关大量的NDV/HK84株工作尚需进一步完成,但NDV/HK84天然株依然有可能是今后很长一段时间内特异性针对FG-4592生产商HCC的一颗新溶瘤明星。