寨卡病毒注射治疗患有晚期脑肿瘤的犬只的安全性、肿瘤缩小及临床影响

Safety, Tumor Reduction, and Clinical Impact of Zika Virus Injection in Dogs with Advanced-Stage Brain Tumors

作者信息Carolini Kaid, Raquel Azevedo Dos Santos Madi, Renato Astray, Ernesto Goulart, Luiz Carlos Caires-Junior, Thiago Giove Mitsugi, Ana Carolina Ramos Moreno, Maria Fernanda Castro-Amarante, Lennon Ramos Pereira, Bruna Felício Milazzotto Maldonado Porchia, Thais Oliveira de Andrade, Vivian Landini, Daniel Soares Sanches, Carolina Gonçalves Pires, Rubens Koji Oliveira Tanioka, Marcia C L Pereira, Igor Neves Barbosa, Cristina O Massoco, Luís Carlos de Souza Ferreira, Oswaldo Keith Okamoto, Mayana Zatz
PMID32220305
期刊Mol Ther
发布时间2020-05-06
DOI10.1016/j.ymthe.2020.03.004

实验完整度

研究包含犬只体内实验及体外细胞共培养实验,但样本量仅3只犬且缺乏随机对照,机制验证有限。

主要模型

患有自发性中枢神经系统肿瘤的犬只 犬胶质母细胞瘤细胞系D-GBM 犬脂肪间充质干细胞ADSC

重点核对

ZIKVBR鞘内注射剂量(1×10^6 PFU及二次1×10^7 PFU) 肿瘤类型及位置(MRI诊断) 神经临床症状评分(表2) 肿瘤体积变化(MRI测量) 血清及CSF中病毒RNA拷贝数及抗体水平

摘要

恶性脑肿瘤是最具侵袭性的癌症之一,预后差且缺乏有效治疗方法。近期,我们报道了寨卡病毒在体外和免疫缺陷小鼠模型中感染并摧毁人中枢神经系统肿瘤的溶瘤潜力。然而,将这种方法转化到人类需要先在另一个免疫能力正常的动物模型中进行临床前试验。在此,我们分析了巴西寨卡病毒(ZIKVBR)鞘内注射在三只患有自发性中枢神经系统肿瘤的犬只中的安全性,旨在进行抗肿瘤治疗。我们进一步评估了在ZIKVBR体内和体外给药期间观察到的抗肿瘤反应所引发的先天免疫和炎症反应的某些方面。我们首次表明,犬只中枢神经系统注射ZIKVBR后没有出现负面临床副作用,证实了该过程的安全性。此外,鞘内注射ZIKVBR减小了患有自发性颅内肿瘤的免疫能力正常犬只的肿瘤大小,显著改善了其神经临床症状,并通过特异性破坏肿瘤细胞、保护正常神经元并激活免疫反应,延长了其生存期。这些结果为即将使用ZIKV来破坏中枢神经系统肿瘤并诱导抗肿瘤免疫反应的病毒治疗开辟了新前景,而目前这些肿瘤尚无有效治疗方法。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在免疫能力正常的犬只中,鞘内注射寨卡病毒是否安全并能有效治疗自发性中枢神经系统肿瘤。
核心机制
ZIKVBR直接感染并裂解肿瘤细胞,同时通过诱导IL-8、KC-like和MCP-1等炎性细胞因子,募集单核细胞/巨噬细胞浸润肿瘤微环境,激活抗肿瘤免疫反应。
主要证据
在三只患有自发性脑肿瘤的犬只中,鞘内注射ZIKVBR后未观察到临床副作用;两只犬(Boxer和Dachshund)显示肿瘤体积显著缩小(分别缩小至<1 cm³和减少5.53 cm³),神经症状改善,生存期分别为150天和80天。
研究意义
该研究首次在免疫能力正常的大动物模型中证明ZIKVBR对脑肿瘤的溶瘤和免疫调节潜力,为未来人类中枢神经系统肿瘤的溶瘤病毒治疗提供了临床前依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

犬只纳入与基线评估

确定适合的患有晚期自发性脑肿瘤的犬只并建立治疗前肿瘤大小和位置的基线。

根据兽医神经科诊断、MRI检查及器官功能评估纳入3只犬,并采集基线血样、影像数据。

2

ZIKVBR鞘内注射与安全性监测

评估ZIKVBR鞘内注射的安全性和病毒在体内的分布与清除。

犬只接受鞘内注射1×10^6 PFU ZIKVBR,定期采集血液、尿液、唾液和CSF样本检测病毒RNA,观察临床体征。

3

肿瘤反应评估与二次注射

评估ZIKVBR治疗后肿瘤体积变化和临床反应,并在必要时进行二次注射。

通过MRI定期评估肿瘤体积,根据临床和影像结果在21或42天给予第二次ZIKVBR剂量(1×10^7 PFU)。

4

免疫应答分析

评估ZIKVBR治疗引发的体液和细胞免疫反应。

通过ELISA检测血清和CSF中ZIKV-IgG和IgM抗体,通过多重检测分析细胞因子,通过流式细胞术分析单核细胞活化,通过RT-PCR分析肿瘤组织中免疫相关基因表达。

5

体外细胞感染与共培养实验

验证ZIKVBR对犬胶质母细胞瘤细胞和正常间充质干细胞的影响,并研究其诱导的免疫调节作用。

将D-GBM和ADSC细胞以不同MOI感染ZIKVBR,检测细胞活力、病毒复制;随后进行非接触和接触共培养实验,分析细胞因子和单核细胞活化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MRI扫描仪(Hitachi - Airis 0.3T Elite型号)Hitachi--
抗ZIKV NS2B抗体(Genetex)Genetex--
抗寨卡病毒NS2B抗体(GTX133308,Genetex)GenetexGTX133308
抗α-微管蛋白抗体(NB100-690,Novus Biologicals)Novus BiologicalsNB100-690
抗IBA1抗体(ab107159,Abcam)Abcamab107159
抗CD14抗体(MCA1042,Serotec/BioRad)Serotec/BioRadMCA1042
山羊抗兔IgG Alexa Fluor 594(A11037,Thermo Fisher Scientific)Thermo Fisher ScientificA11037
山羊抗小鼠IgG Alexa Fluor 488(A11001,Thermo Fisher Scientific)Thermo Fisher ScientificA11001
DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)----
Vectashield封片剂(Vector Laboratories)Vector Laboratories--
共聚焦显微镜(Zeinss LSM 800)ZeinssLSM 800
犬寨卡IgG/IgM ELISA试剂盒(MyBioSource)MyBioSource--
低糖DMEM培养基----
胎牛血清(FBS,Thermo Fisher Scientific)Thermo Fisher Scientific--
青霉素----
链霉素----
两性霉素B(Fungizone,Thermo Fisher Scientific)Thermo Fisher Scientific--
24孔Transwell细胞培养板(Corning)Corning--
FITC抗人CD14(Biolegend)Biolegend--
BV605抗人CD80(Biolegend)Biolegend--
PE抗人CD83(Biolegend)Biolegend--
PerCP-Cy5.5抗人CD64(BD Biosciences)BD Biosciences--
LSR Fortessa流式细胞仪(BD Biosciences)BD Biosciences--
MILLIPLEX MAP犬细胞因子磁珠面板(CCYTOMAG-90K Millipore)MilliporeCCYTOMAG-90K
Luminex 200分析仪(Luminex Corporation)Luminex Corporation--
RNeasy Mini试剂盒(QIAGEN)QIAGEN--
SuperScript IV逆转录酶试剂盒(Invitrogen)Invitrogen--
7500实时PCR系统热循环仪(Applied Biosystems)Applied Biosystems--
Platinum SYBR Green qPCR SuperMix-UDG(Life Technologies)Life Technologies--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
犬只纳入及基线评估
犬只品种、年龄、体重、肿瘤类型及MRI诊断;纳入标准:需包括晚期CNS肿瘤、器官功能正常(血细胞比容>25%)、无神经感染性疾病;MRI设备型号:Hitachi - Airis 0.3T Elite。
阅读提示:Materials and Methods - The Canine Clinical Trial Protocol;Table 1
ZIKVBR注射与安全性监测
ZIKVBR剂量(首次1e6 PFU,二次1e7 PFU);注射途径:鞘内;注射后监测时间点(血液、尿液3、7、9天;CSF14、21天);病毒株来源:巴西ZIKVBR。
阅读提示:Materials and Methods - The Canine Clinical Trial Protocol;Results - Safety
肿瘤反应评估
MRI评估时间点;肿瘤体积测量方法(3D重建);对比剂使用情况;伪进展的判定标准。
阅读提示:Materials and Methods - The Canine Clinical Trial Protocol;Results - Case Two and Case Three
体外感染与共培养
细胞系:D-GBM(犬胶质母细胞瘤)、ADSC(正常犬脂肪间充质干细胞);感染MOI(0.01、0.1、1、2);感染时间72h;非接触共培养:Transwell孔径0.8μm,D-GBM 2e4,单核细胞4e4,孵育48h;接触共培养:D-GBM 1e5,单核细胞2e5,MOI2,孵育48h。
阅读提示:Materials and Methods - Canine Cell Culture, Co-Culture Assay;Figure S4
免疫应答分析
ELISA试剂盒(Canine Zika IgG/IgM ELISA kit, MyBioSource)及cut-off值;多重细胞因子面板(MILLIPLEX MAP CCYTOMAG-90K);流式抗体(CD14, CD80, CD83, CD64)及门控策略;RT-PCR免疫标记物面板。
阅读提示:Materials and Methods - ELISA, Multiplex, Flow Cytometry, RT-PCR Profiling;Figure S5