介绍
头颈部鳞癌患者预后较差。美国国家癌症研究所（NCI）在其SEER癌症统计审查中报告称，美国每年约有40000例新的原发性头颈癌病例。在过去20年中，这种癌症的发病率一直在逐渐增加，目前它是世界上第五大癌症发病原因和第六大癌症相关死亡原因[1]. 早期疾病患者接受手术或放射治疗。然而，尽管在外科手术、放射技术和辅助治疗方面取得了进步，但这些患者的生存率在过去30年中没有显著提高，其中三分之一的患者在手术后出现局部和/或区域肿瘤复发。在局部疾病患者中，在实现良好的局部控制方面取得了重大进展。然而，近一半接受局部晚期疾病治疗的患者将经历局部或远处复发。当患者在一线治疗中出现治疗失败时，即使经过治疗，中位生存时间也接近3至4个月。因此，迫切需要新的治疗方案，基因治疗在这方面提供了希望。基因治疗的目标是将新的遗传物质引入癌细胞，选择性地杀死癌细胞，而不会对周围的非恶性细胞产生毒性。在HNSCC中，这是一种有吸引力的待遇，原因有二。首先，肿瘤通常可以直接注射基因治疗剂。其次，在复发性疾病患者中，局部失败仍是主要的失败模式和死亡原因。最近，基因治疗在SCCHN的临床试验已经完成，许多数据表明，这种方法与放射治疗和化疗等更传统的治疗方法相结合是可行的。
基因治疗涉及将外源DNA导入体细胞以产生治疗效果[2]. 多种载体被用于将基因转移到细胞中。病毒载体仍是首选的基因转移载体，逆转录病毒和腺病毒载体占目前临床试验中使用的所有病毒载体的25%。癌症基因治疗的策略有：1）替代抑癌基因功能；2） 显性癌基因功能阻滞；3） 溶瘤病毒疗法，选择性杀死肿瘤细胞，但不杀死正常细胞；4） 基因前体药物激活疗法；5） 遗传免疫调节。这些方法可能会趋同，通常可以结合使用，以增强潜在的治疗效果。这篇综述介绍了HNSCC癌症基因治疗领域的最新临床结果。
Advexin（INGN 201，Ad5CMV-p53）
Advexin（INGN 201，Ad5CMV-p53；Intogen Therapeutics，Inc.）是一种腺病毒（5型），其中E1区域被p53基因的cDNA取代，并由巨细胞病毒（CMV）启动子驱动[三]. 亲本Ad5 DNA E1区域的缺失使Advexin成为一种复制缺陷病毒，并阻止腺病毒基因的表达。重复测序的研究表明，Advexin不会发生突变，并且保持野生型第53页DNA贯穿整个制造过程。p53基因位于人类第17p号染色体上，编码一种对肿瘤生物学至关重要的393氨基酸蛋白[4]. p53信号通路的失活可使受损细胞增殖并导致肿瘤形成。通过修饰的腺病毒载体将野生型p53基因传递到癌细胞，诱导野生型p53-蛋白的表达，并触发生长停滞或凋亡，导致肿瘤生长抑制。
Clayman报道了在美国德克萨斯州MD Anderson癌症中心进行的一期临床试验，该试验针对无法切除的晚期局部或区域性头颈癌患者[5,6]. 33名患者接受了多次瘤内注射Advein，剂量为10/11pfu，每周三次（共一个疗程）。患有可切除肿瘤的患者接受了一个完整疗程的治疗，随后又进行了两次用药，一次在手术期间，另一次在术后72小时。无法切除的肿瘤患者每4周接受一次治疗。治疗方案耐受性良好，无严重副作用报告。分别对可切除和不可切除疾病患者进行分析。在不可切除的手臂中，17名患者中有2名出现了主要反应（11.8%），6名患者在3.5个月内病情稳定，9名患者病情进展。在可切除的手臂中，15例患者中有4例没有疾病，中位随访18个月，这比可切除的复发性SCCHN疾病的预期值要高。特别是，一名患者在手术时出现了病理学完全反应，在最初治疗26个月后仍然没有疾病。另一名患者在24个月时也没有任何疾病迹象。此外，肿瘤活检分析显示p53转基因表达，也可检测到凋亡的证据。在这项进行得很好的研究中，不仅解决了与安全相关的问题，还解决了所用载体的动力学问题。注射后30分钟通过PCR检测血液中的Ad-p53，并在接下来的48小时内逐渐消除。对接受最高2剂量治疗的患者进行的细胞病变效应分析表明，肿瘤内注射30分钟后，血中存在最高水平的活性Adp53，以2-4个数量级的速度减少90分钟，并在24小时内进一步降低至极低或检测不到的滴度，在注射后48小时内完全消除。一些接受3×10^9pfu或更大剂量治疗的患者的尿液中也检测到Ad-p53，所有接受3×10 ^10pfu或更多剂量治疗的病人的尿液都存在Ad-p53。在注射p53后的一天内开始检测尿液中的Ad-p53。在最后一次注射Ad-p53后的3-17天内，尿液中没有Adp53。在6名受试高剂量患者的痰和/或唾液样本中也检测到Ad-p53。与尿样一样，在注射后一天内检测到Ad-p53，在最后一次注射病毒后几天内出现，并在7天内清除至背景水平。虽然在血液、尿液和痰中检测到Ad-p53，但没有患者报告病毒血症症状，并对2名接触风险较大的健康提供者进行了检测。在他们的血清中没有观察到中和抗体升高，血清和尿液中都没有感染性p53颗粒或Ad-p53 DNA。
许多中心已经完成了使用该载体（ING-201）的两项II期试验（T-201和T-202），170名患者接受不同剂量和时间表的Ad-p53瘤内注射的早期结果表明，ING-201治疗是安全有效的[7]. 两个试验中的患者特征相似，但T201研究中的剂量是T202的50倍。尽管有效率相似，但与低剂量研究相比，高剂量研究的中位生存期较高（6.2个月vs.3.8个月），前150天的死亡率较低（40 vs.60）。随访期间，患者没有再次注射Advein，这可能是导致最初150天后疗效下降的原因。根据这些结果，建议在未来的研究中使用更高剂量和多次服用Advexin。另一个有趣的数据是从这些研究中得出的，而不管肿瘤的内源性p53状态如何，都会产生反应。事实上，在没有发现p53突变的肿瘤中记录了客观反应。
目前正在进行两项III期试验，以比较Advoxin作为单一疗法或与化疗联合治疗头颈癌患者的安全性、疗效和总生存率。在其中一项试验（T301）中，局部或区域复发性难治性SCCHN患者，如果用含铂药物或紫杉烷进行放射治疗和化疗失败，则随机接受瘤内Advoxin或静脉注射甲氨蝶呤。患者最多接受9个周期（27周）的治疗。生存率是本研究的主要终点，预计达到该终点的累积量为240名患者。在第二项研究（T302）中，先前未接受过化疗的局部或区域复发性SCCHN患者被随机分为肿瘤内顺铂、顺铂和5-氟尿嘧啶（5-FU）联合治疗组或顺铂/5-FU标准治疗组。主要终点是进展时间，预计达到该终点的累积量为288名患者。
根西丁
Gendicine是另一种不同的分子实体，它使用RSV启动子和BGH（a）尾部将腺病毒5型载体与p53表达盒结合[8].
在使用腺病毒载体SCH-58500的一期试验中，16名HNSCC患者接受了从7.5×10^9 PFU到7.5×10*12 PFU的递增剂量。毒性仅限于1-2级发热和注射疼痛。一名患者获得部分缓解（PR），这与诱导细胞凋亡和转基因表达有关[9].
最近，首次报道了p53基因治疗的随机临床试验。90名SCCHN患者被随机分配接受肿瘤内注射Ad-p53联合放射治疗（70 Gy/8周）或单独接受放射治疗。在接受Ad-p53联合放疗的患者中，64.7%的患者出现完全缓解，而仅接受放疗的患者只有20%，这在统计学上具有高度显著性[10]. 该临床试验为中国国家食品药品监督管理局批准Ad-p53治疗头颈癌奠定了基础，从而使Ad-p53成为首个批准用于人类的基因治疗[11,12].
玛瑙（DL1520）
ONYX是一种复制条件腺病毒，早期调节蛋白E1B中存在缺陷，该蛋白与p53结合并使其失活以促进其自身激活[13]. 因此，预测含有完整p53通路的细胞会抑制E1B 55 kD缺陷病毒的复制。相反，p53缺陷细胞，如肿瘤细胞，有望实现有效的病毒复制和随后的细胞杀伤。然而，有几组研究表明，ONYX-015在许多具有野生型p53的肿瘤细胞类型中有效复制[14,15]. 通过检测p14ARF，一种肿瘤抑制基因，其产物在功能上稳定了p53，解决了这个明显的矛盾[16]. p14ARF缺失被确定为一种机制，允许ONYX-015在保留野生型p53的肿瘤细胞中复制[17].
Ganly进行了剂量递增一期试验[18]. 共有22名复发性头颈癌患者参与了这项临床试验。肿瘤内注射ONYX。本研究表明，瘤内注射高达1×10^11斑块形成单位（pfu）的病毒剂量不会产生严重毒性，最高剂量为10（11）斑块形成单位时不会达到剂量限制毒性。然而，使用传统反应标准，没有观察到客观反应。
随后的一项II期试验显示，当同一组患者每天多次注射该病毒时，疗效增强[19,20]. 在本研究中，患者要么接受每日一次剂量的dl1520（n=10），要么每天两次分次给药。14%的患者每天接受一次剂量的dl1520，取得部分或完全缓解，而10%的患者每天分次服用dl1520。有趣的是，通过基因测序和免疫组织化学，反应和病毒复制与p53状态相关，与p53野生型肿瘤中无反应相比，58%（7/12）的p53突变肿瘤表现出退化。此外，坏死仅限于治疗过的肿瘤组织，对邻近正常组织无损伤。治疗后5-14天，即使存在高中和抗体滴度，肿瘤组织中也有病毒传播。
病毒构建物DL1520也被用于化学预防，作为口腔白斑和疾病患者的漱口剂[21]. 19名经组织学证实的可评估口腔异型增生患者服用ONYX-015作为漱口液。研究了三种不同的方案。在方案1中，病毒作为漱口水，每天1×10^10pfu，持续5天，每周重复4次，最多12次。在接受治疗的4名患者中，有2名患者在6个周期后异型增生的组织学消失。然而，这是短暂的，并且在两名患者中都复发了。因此，方案2采用了更频繁的病毒给药，每周1×10^10pfu，持续24周。在该方案中，十二名患者中有四名患者完全康复。这在两名患者中也是短暂的（分别在24周和48周复发），但在30个月的随访中，在一名患者中观察到了持久的反应，没有复发。在方案3中，三名患者每天服用1×10^11 pfu的高剂量病毒5天，然后每周服用5周。其中一名患者在治疗后30个月内出现了持续的完全缓解，无复发。治疗耐受性良好，37%的患者出现组织学上的疾病缓解，尽管停药后效果通常不会持续。ONYX-015的活性与p53阳性表达的减少相关。尽管如此，该临床试验确定需要进行更大的II/III期试验，以确定ONYX-015漱口水在治疗癌前口腔异型增生中的活性。还需要对p53状态进行更详细的分析，如p53基因测序、mdm2表达和p14ARF表达。此外，还应考虑与以p53依赖性方式起作用的新型药物联合治疗。例如，异维甲酸在没有p53功能异常的增生异常病变中最有效。因此，与ONYX-015的组合可能是加性的，因为对p53状态的异质性肿瘤细胞的作用机制不同。此外，由于异维甲酸已被证明可以逆转口腔增生性病变的分化，因此这两种药物之间可能存在潜在的协同作用。这将使ONYX-015更有效地穿透异型增生病变上皮的基底层。因此，还应考虑与异维甲酸联合进行II期试验。
两项有趣的II期临床试验表明ONYX联合化疗的可行性和初步疗效[22,23]. 这两项试验评估了肿瘤内注射dl1520联合顺铂和5-氟尿嘧啶治疗复发性头颈部鳞癌患者的疗效。Khuri报道的最大规模的审判[22]共有37名患者入选并进行了毒性评估，30名患者可进行疗效评估。63%的患者（30例中的19例）肿瘤大小明显减小（>50%）。30例中有8例（27%）有完全缓解（无可测量疾病），而30例中11例（36%）有部分消退（肿瘤面积减少50-100%）。19名患者中有15名（73%）在初始反应后4周或更长时间内确认有持续反应。6个月后，19个有客观疗效的肿瘤均无进展，而所有单独接受化疗的未注射肿瘤均进展。据拉蒙特报道，在较小的试验中[23]共纳入14名患者，总有效率为78%。如果与历史数据相比，单独使用dl1520治疗的患者有14%的可测量反应（>50%），单独使用化疗的患者有30-40%的反应，那么这些结果是令人兴奋的。联合治疗耐受性良好，没有导致毒性明显增加。最常见的不良事件是注射部位疼痛（53%），在绝大多数受影响的患者中，疼痛程度较轻（1级或2级），持续时间不到24小时。只有一名患者因注射部位疼痛而停止治疗。接受联合用药的患者发生的其他3级或4级毒性包括晕厥、肾衰竭、面部水肿和厌食症。最重要的是，研究还表明，这种化疗方案不会抑制病毒复制。此外，反应与初始肿瘤大小、是否存在预处理中和抗体、TP53基因状态或之前的治疗无关。中位生存时间为10.5个月，1年生存率估计为32%。尽管溶瘤病毒治疗和化疗联合增强疗效的机制尚不清楚，但仍存在一些假设。瘤内腺病毒复制导致促凋亡分子的表达，包括肿瘤坏死因子，其存在可以提高所选化疗药物诱导凋亡的疗效[24]. 另一个假设是，E1A腺病毒蛋白诱导S期可以产生细胞周期介导的化学敏感性。已知腺病毒能诱导细胞进入S期，这可能会增强同时使用化疗药物的效果。腺病毒诱导拓扑异构酶I表达的能力进一步证实了这一假设[25]. 最后，在ONYX-015感染后发生的E1A基因表达可以增强p53依赖性和p53非依赖性肿瘤细胞的杀伤[26,27]. 在这些有希望的结果的基础上，正在进行的第三阶段研究将ONYX-015联合5-FU/顺铂治疗复发性头颈癌放射治疗失败的患者随机分为两组：一组是ONYX-011联合5-FU/顺铂，另一组是5FU/顺铂。
H-101型
H-101是一种E1B-55k和部分E3缺失的腺病毒载体，与ONYX-015相当。在一项H-101联合顺铂和5-FU的随机III期临床试验中，每三周通过瘤内注射每日连续五天给予病毒颗粒[28]. 单用化疗的有效率为39%，而化疗和H-101的有效率则为78%。所有接受H-101治疗的患者都能很好地耐受常见的副作用，包括发热、注射部位反应和流感样症状。幸存数据尚未报告。根据这些结果，2005年，一家中国公司上海尚威生物科技有限公司获准在中国销售H-101用于头颈癌治疗。
脂质体E1A（tgDCC-E1A）
E1A基因通过抑制癌蛋白和使癌细胞对化疗和放疗敏感而发挥肿瘤抑制剂的作用。E1A是一种核磷蛋白，在多种信号转导途径（细胞周期、DNA损伤、组蛋白脱乙酰化）中与多种细胞蛋白相互作用，产生多种生物活性。E1A最初被认为具有抑制转录的能力，导致HER-2/neu蛋白的下调，并导致恶性表型的丢失。然而，E1A基因的抗肿瘤活性并不局限于过度表达HER-2/neu的肿瘤。E1A还调节其他基因的表达，导致某些癌细胞分化。研究还表明，它可以增强VP16、顺铂、紫杉醇和阿霉素的抗肿瘤活性。几项研究还表明，E1A治疗对肿瘤放射增敏反应显著。使用阳离子脂质体与编码E1A的质粒DNA混合的临床研究在动物模型中显示了安全性和有效性，在临床试验中也显示了初步的安全性和活性。在一项小型试点研究中，9名复发性、不可切除乳腺癌患者和9名复发的、不可手术的HNSCC患者使用脂质复合物给予E1A基因。未观察到毒性反应，也未达到不会产生不可接受副作用（MTD）的最高剂量药物治疗[29]. 在随后的研究中，24例复发性HNSCC患者接受了良好的耐受性治疗[30]. 然而，临床活动适度，平均总生存期只有4.6个月。
HLA-B7质粒（Allovectin-7）
在1项试验中，9名晚期SCCHN患者接受了HLA-B7质粒（Allovectin-7）的瘤内注射，这些患者不表达HLA-B6抗原。未观察到毒性作用。9名患者中有4名获得部分应答，4名应答患者中有2名确认HLA-B7表达诱导[31]. 根据这些数据，开始了一项正在进行的二期试验，涉及多次注射Allovectin-7。
结论和未来方向
文献中充满了临床前研究，描述了用作抗癌药物的基因治疗产品。然而，这些方法中只有少数已经在临床试验中进行了测试。这篇综述只关注在临床试验结果已被报道的头颈癌患者中应用的基因治疗策略。
从迄今为止进行的临床试验中可以得出一些重要的观察结果。非复制和条件复制腺病毒载体是HNSCC中最有趣的基因治疗策略。由于这些肿瘤通常可以直接注射，因此肿瘤内注射这些产品是容易和可行的。
作为抗癌药物，病毒产品具有良好的特性，似乎不会增强化疗或放疗的毒性，因此它们是联合疗法的理想候选药物。
腺病毒产品最常见的不良反应是发热、寒战、乏力、注射部位疼痛、恶心和呕吐。然而，这些不良事件绝大多数是轻度至中度的。
疗效仅限于局部区域控制。在头颈癌中，尽管进行了明确的治疗，但大约三分之一的患者会出现局部和/或区域肿瘤复发。三分之二死于该病的患者没有症状性远处转移的证据。因此，在这种疾病中，地方和区域疾病控制至关重要，强调迫切需要更有效的局部治疗。腺病毒介导的基因治疗的前景尚未转化为患者的生存率，主要是因为无法将治疗基因传递给大量细胞。进一步优化载体对提高肿瘤基因治疗的临床疗效至关重要。
虽然初步的临床数据令人鼓舞，但在临床实践中批准这些新的抗癌药物之前，需要进行精心设计的研究来评估它们。在美国，腺病毒产品在中国治疗SCCHN的批准一直备受争议。批准应基于计划随访患者的多中心、多国随机研究，以评估生存终点。此外，如果使用复制载体，相关终点包括转移基因的表达评估、转基因和载体的免疫反应、载体动力学和病毒复制验证，为了验证给定方法的临床实用性以及安全性和有效性等更传统的终点，这一点至关重要。
最后，由于基因治疗涉及改变身体的遗传指令，因此在使用基因治疗时需要考虑一些重要的伦理问题。除了对基因治疗成本和普通人群可用性的经典担忧外，还需要考虑一些安全问题。最近，有报道称，体细胞基因治疗导致了大鼠基因组的可遗传变化[32]. 这种现象被描述为Weismann屏障的破裂。Weismann屏障被描述为遗传信息仅从生殖系细胞流向体细胞而不是相反的原理。魏斯曼屏障的渗透性引入了新的伦理问题（如与生殖系基因治疗相关的问题），这些问题以前在进行体细胞基因治疗时没有考虑，现在需要在未来考虑。
