如果没有100年来那些“疯狂”的医生用细菌抗癌、用病毒“吃”肿瘤细胞，今天我们也许就不能很好地理解肿瘤与免疫系统之间的微妙关系。那么，2018年的诺贝尔生理或医学奖，自然也不会颁给肿瘤免疫治疗领域。

撰文 | 丁    零

责编 | 叶水送

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从“旁门左道”到跨时代之举

威廉·科利

威廉·科利是19世纪末纽约的一名外科医生。事业刚起步时，科利给一位名为达希尔的患者进行了截肢（注：至于达希尔是谁，在此不必过多介绍，只想说她曾与大名鼎鼎的洛克菲勒有关联），但不到一年，达希尔还是没能抵抗肉瘤的侵袭，不幸去世。

达希尔死后，科利为自己的无能感到愤怒，并将愤怒转化为力量，废寝忘食翻阅文献寻找新的抗癌方法。功夫不负有心人，科利总算找到了一丝曙光：一位叫弗雷德·斯坦 （Fred Stein）的肉瘤患者，在手术过程中感染了丹毒。丹毒是由链球菌引起的感染，当时抗生素尚未问世，斯坦只能硬扛。就在斯坦和病毒进行顽强的厮斗时，脖子上的肉瘤竟也随之缩小。

科利异常兴奋，更加积极地查阅文献，无独有偶，科利又找到了47起类似病例，所以这并不是一个巧合！于是乎，威廉脑洞大开，他大胆猜测细菌可能分泌一种毒素，可以“以毒攻毒”毒死癌细胞。

一开始科利提炼的是链球菌液，也就是最原始的“科利毒素”。这里需要补充的一点是，100多年前还没有临床监管的概念，只要病人愿意当“小白鼠”，医生可以自由实验。

图三：左拉

1891年，科利迎来了第一只“小白鼠”：一个35岁的意大利瘾君子佐拉（Zola）脖子上长了大肿瘤（上图），没法吃东西，位置也没法手术，基本等于宣判死刑。于是，科利死马当作活马医，前后给佐拉注射了几十针丹毒，紧接着佐拉高烧到41度，但好消息是他的肿瘤也开始减小，两个礼拜后只剩下了一道伤疤[2]。

科利趁胜追击，陆续用同一个方法治疗了十个病人，可有的压根就不发烧，有些发烧了肿瘤却没有变化，有些直接被感染死翘翘了。但这点挫折怎么可能阻挡科利的步伐，他又开始研究新的配方，也就是升级版的“科利毒素”，用两种灭活菌（化脓性链球菌和粘质沙雷氏菌）取代了原本的活菌。

患者在肿瘤缩小之前进行了63次毒素注射，图片来源：Proceedings of the Royal Society of Medicine 01/1910/3 (Surg Sect): 1-48

前前后后，“科利毒素”治疗了近1000人，疗效不稳定，再加上无法解释毒素为何对癌症有效，“科利毒素”一直没有被学术圈承认，甚至被认为是旁门左道。因为概念实在太过超前，直到1936年去世科利也无法得到医学界的认可，之后又恰逢放疗和化疗的兴起，“科利毒素”自然慢慢被遗忘在历史的角落。

幸好世界上还有一个人没有放弃。

科利去世后，他女儿海伦·科利·纳特斯（Helen Coley Nauts）穷尽一生系统追踪了父亲与病患的报告，在她出版的18篇专著里，确定了500多位被她父亲治愈的病例，成功为父亲平反，并在1953年成立了癌症研究所，以纪念她父亲并推动肿瘤免疫疗法的发展[3]。

上世纪80年代伴随着CTLA-4的发现，“科利毒素”和癌症的关系才开始抽丝剥茧慢慢浮出水面。科学家们发现当免疫细胞要攻击癌细胞时，CTLA-4会跳出来阻止，但人体受到感染时，CTLA-4就乖乖就范，任由免疫细胞攻击病毒以及癌细胞，这便解释了“科利毒素”有可能是借助免疫系统来抗击癌症。

科利上下求索寻找的理论基础终于得到了初步证实。

时至2010年，美国食品药品监督管理局批准了首个利用免疫系统攻击前列腺癌的疫苗Provenge，2011年又批准了癌症免疫药物CTLA-4抑制剂Yervoy，至此癌症免疫疗法众星捧月，其最高荣誉奖项也被命名为“威廉·科利奖”，纪念这位“癌症免疫疗法之父。”2018年，两名肿瘤免疫领域的学者获得诺贝尔生理或医学奖。

溶瘤病毒的百年探索

当科利正孜孜不倦捣鼓他的“科利毒素”时，1904年密歇根大学的Georgy Dock也发表了一个有趣的报道：一位42岁的白血病女性患者感染流感病毒后，白血病症状有明显的改善[4]。

看来癌症真的是众矢之的，细菌看它不顺眼，病毒也不待见。

紧接着1912年，大西洋彼岸的意大利医生发现注射狂犬病疫苗可导致子宫颈癌消退，这些层出不穷的案例给了医生们灵感，开始探索病毒治疗癌症的可能性，也孕育出溶瘤病毒的概念。从字面上来讲，溶瘤病毒就是可以把肿瘤给“溶”了的病毒[5]。

溶瘤病毒第一波热潮是在1950年到1970年，当时临床实验规范慢慢建立，处在摸着石头过河的阶段，再加上病急乱投医的焦虑，医生简单粗暴地将被病毒感染的病人血清直接打进癌症病人体内，结果可想而之，根本没有办法控制病毒，有些病人直接因为感染而一命呜呼。

同时期斯隆·凯特琳纪念中心的爱丽丝·摩尔（Alice Moore）成为第一位将溶瘤病毒概念应用于动物模型的科学家，也通过连续病毒传代实验得到更高功效的病毒菌株，将溶瘤病毒研究推进到更为科学安全的方向，也为基因改造溶瘤病毒做好了铺垫。

摩尔曾经尝试过不同种类的病毒，比如流感病毒、牛痘病毒、疱疹病毒（就是吃火锅后嘴巴长泡的主要“元凶”）等，也发表了无数研究论文，并摇旗呐喊带动了一批人参与到溶瘤病毒的研究中。可惜理想和现实之间隔了一个巨大的技术沟壑，临床结果还是不理想。 

EGYPT 101病毒治疗癌症病人，图片来源：C. M. Southam, A. E. Moore, Cancer,September 1952

摩尔的同事切斯特·索瑟姆（Chester Southam）也是溶瘤病毒的先驱之一。因为太过痴迷于免疫系统和癌症之间的关系，竟疯狂地将海拉癌细胞注射到65名健康犯人体内，试图观察犯人是否能够依靠自身免疫力战胜癌细胞，之后又秘密开展了更大规模的“临床试验”。事件被揭露后引起了轩然大波，也成为科学伦理的必学反面教材[6]。

切斯特·索瑟姆

早期理智和非理智探索后，溶瘤病毒总算在1980年代盼来了新的曙光：转基因技术的来临。也就是说再也不用大海捞针苦苦寻找更好的溶瘤病毒，可以直接改造已有病毒。

相对于野生病毒，转基因病毒可以人为地去掉毒性基因，让它更安全，也可以在病毒表面加上特殊蛋白去识别癌细胞或者刺激免疫反应。

从1991年第一个转基因溶瘤病毒被报道后[7]，全世界各路科学家八仙过海各显神通。

让人跌破眼镜的是，号称“科学老大哥”的美国在溶瘤病毒的赛道上竟被地图上得拿着放大镜才看到的拉脱维亚占了先锋。

早在2004年，拉脱维亚政府就批准了全球首个溶瘤病毒药物RIGVIR，用于治疗黑色素瘤。第二年，改良的腺病毒H101也在中国获批，虽然临床上基本无效，多次被美国和欧洲的药监局否决，但在中国还是赚了不少钱，毕竟安全性还不错，就当买个心理安慰[5]。

直到2015年10月，谨慎的美国食品药品监督管理局才批准了第一个溶瘤病毒药物T-VEC。既然得到了老大哥官方认可，也就标志着溶瘤病毒已经雄赳赳气昂昂迈入了成熟阶段。

“以毒攻毒”的升级武装

其实不管是细菌也好，病毒也好，倒也不是因为它们是人类的朋友，路见不平拔刀相助。之所以能为我辈所用，完全是因为癌细胞贪婪成性的结果。

这又从何说起？

当病毒等侵入人体时，最开始是乱打一气，逮着细胞，管他张三李四王二麻子，就赶紧钻进去。但正常细胞比较警觉，病毒偷摸进来后，浑身上下不得劲，就启动“找病毒”游戏，找到后再打通诸如干扰素之类的任督二脉，阻止病毒捣乱。若是碰到顽固分子，哪怕牺牲自己（细胞自身凋亡），也万万不能让病毒疯狂繁殖。自我牺牲后，正常细胞还不忘产生细胞因子，提醒周围免疫细胞，赶紧过来撸起袖子加班干活。

但癌细胞可不一样，因为一门心思忙着吃吃吃，繁殖繁殖繁殖，其他的能省则省，所以没安装最给力的干扰素等杀毒软件，这下可就给了病毒趁虚而入的机会：有此等祥和之地，还不赶紧结伴而来。所以相比起难搞的正常细胞，病毒视癌细胞为沃土。

病毒进入癌细胞以后，便开始大量复制繁殖，时之久矣硬是活生生像吹气球一样“挤爆”癌细胞（细胞裂解），子子孙孙们又进一步感染周围癌细胞。除此之外，垂死挣扎的肿瘤细胞会释放出一些物质，如肿瘤抗原等等，可以让免疫系统发现本隐藏很深的癌细胞，并启动抗肿瘤免疫行动。

历史这面镜子已经告诉我们，“以毒攻毒”不失为一妙计。从科学角度来看，又该如何将“以毒攻毒”玩转得炉火纯青？

首先第一点自然是送病毒战士们安全到达战场，这其间着实障碍重重：

当溶瘤病毒进入人体后，不到几分钟大部分就被肝脏给收了，逃逸成功才能进入到循环系统这条护城河。

护城河里常年安插着免疫细胞披星戴月地巡逻。免疫细胞大家也都清楚，就认死理，不管你是“病毒战士”还是“病毒杀手”，只要是病毒，就铁面无私地指挥“中和抗体”等去捕获病毒。经过这一番折腾，病毒还得翻山越岭跨过肿瘤周围的层层屏障，见缝插针破阵挤进去，才能最终抵达敌人内部。 

溶瘤病毒的障碍，图片来源：Nature Reviews Cancer, volume 5,pages965–976(2005)

实在不愿看到溶瘤病毒如此疲惫周转，科学家们决定干脆直接将病毒注射到肿瘤内，比如上文提到的获批药物T-VEC。虽然这样可以最大程度护送病毒抵达肿瘤，但如果肿瘤位置藏得比较深，就需要介入成像或者手术暴露等方法定位，给本已虚弱的患者增添额外的痛苦。

所以兜兜转转，病毒要走的九九八十一难还得靠自己，人类能做的就是给它设计一些高端铠甲。比如位于美国马萨诸塞州的生物技术公司Oncorus，就将溶瘤病毒包裹在脂质纳米粒中，保驾护航，顺利让病毒躲过免疫系统的追踪。 

脂质纳米溶瘤病毒，图片来源：Oncorus官网

除此之外，病毒是一把双刃剑，用得不好可有生命危险。好在科学家不会再重蹈覆辙，直接将野生病毒注入患者体内，并且还想方设法给病毒上一个双重保险。最常见的就是卸载对正常组织有毒的基因武装，比如已T-VEC 就是敲除HSV-1的γ34.5 基因。γ34.5 基因是病毒逃逸正常细胞的秘密武器，敲除后很难在正常细胞中复制，这样就兼顾了安全[8]。

第二个战略就是安装一个安全阀门。比如给负责腺病毒复制的主管E1A加一个E2F-1启动子。E1A主管只有在接受到E2F-1批文后，才会启动工作。包括膀胱癌在内的癌细胞刚好就有批文职权，但正常细胞却没有，所以病毒便被控制在癌细胞中进行复制。

结语

早在十六世纪的明隆庆时期便有种痘的记载，一直到了十八世纪末，英国医生爱德华·詹纳偶然机会发现挤奶工几乎不得天花，诞生了牛痘接种术的灵感，之后正式推广天花疫苗。

而溶瘤病毒等“以毒攻毒”的概念也是实践先行，之后才摸索出科学理论，最后达成知行合一，这和彼时技术的局限性息息相关。

至于新冠病毒是否也能成为溶瘤病毒的候选人之一，还是好好享受现代科技，先“知”再“行”为妙。

参考文献 

制版编辑 | Morgan