ViruGuard-浙江大學2021iGEM課題項目簡介

課題：

ViruGuard ZJU-China

主要內(nei) 容：

利用溶瘤病毒來治療肝癌。

關(guan) 鍵詞：

溶瘤病毒，肝癌，治療，HP

1.課題背景

肝癌有不同的種類，經過初步調查和研究，該團隊決(jue) 定專(zhuan) 注於(yu) hepatocellular carcinoma (HCC)。它是中國最常見的惡性腫瘤之一，中國人的飲食特點同時龐大的乙肝患者群體(ti) 是這類高發病率的原因。高患病人群以及高發病率使得預防治愈肝癌是一個(ge) 亟待解決(jue) 的問題。同時，包括手術放療和化療在內(nei) 的傳(chuan) 統治療方法由於(yu) 其副作用而在肝癌治療中並沒有起到特別有效的結果。

2.設計思路

首先，他們(men) 設計使得這個(ge) 溶瘤病毒可以一定程度上防止機體(ti) 免疫係統的識別，提高早期病毒存活率。

免疫細胞識別腺病毒並開始以下免疫行為(wei) 的第一步是免疫細胞表麵的TLR9受體(ti) 與(yu) 病毒基因組中的特異性CpG序列之間的互連。DNA序列TLR9i(TLR9 幹擾)可用於(yu) 幹擾TLR9受體(ti) 的功能(TLR9i寡核苷酸在TLR9上的結合位點與(yu) CpG DNA部分重疊，與(yu) TLR9的結合親(qin) 和力高於(yu) CpG DNA)。TLR9i寡核苷酸形成的莖環結構緊密嵌入TLR9環結構中，以防止TLR9的二聚化和活化。通過將TLR9i序列插入Ad5基因組，當它與(yu) CpG序列共存時，TLR9i將與(yu) TLR9競爭(zheng) 性結合。TLR9i序列比CpG序列具有更強的TLR9結合親(qin) 和力，當它與(yu) 受體(ti) 結合時不會(hui) 導致TLR9受體(ti) 活化。通過這種方式，免疫係統將減少免疫係統對病毒的早期清除。這確保了病毒以後可以成功進入癌細胞。

其次，他們(men) 使用了改良的表麵融合纖維，增強病毒對細胞的特異性識別。將腫瘤細胞與(yu) 正常細胞進行比較，CAR在腫瘤細胞中的表達較低，導致腺病毒更傾(qing) 向於(yu) 附著和感染正常細胞，這是常規溶瘤藥嚴(yan) 重副作用和低特異性的原因之一病毒療法。在研究的HCC中，有一個(ge) 特殊表達的受體(ti) GPC3肝癌細胞表麵，其表麵不存在正常細胞表麵。GPC3 scFv，其能結合HCC細胞特異性表達的受體(ti) GPC3，病毒與(yu) 正常細胞結合的可能性顯著降低，病毒與(yu) 肝癌細胞結合的可能性增加。因此，抗GPC3 scfv不僅(jin) 可以通過限製CAR在正常細胞結合病毒，還可以提高ViruGuard感染的特異性和效率。

圖1 兩(liang) 個(ge) 靶向基因。VEGFA用於(yu) 阻斷營養(yang) 物質。hTERT 阻斷無限增殖能力

最後，病毒對腫瘤細胞的殺傷(shang) 作用是通過RNAi實現的。涉及與(yu) 腫瘤存活密切相關(guan) 的兩(liang) 個(ge) 基因：VEGFA和hTER。

前者基因具有產(chan) 生血管表皮生長因子的能力，在細胞中廣泛表達，在腫瘤細胞中高表達。它的表達允許腫瘤周圍形成血管，為(wei) 其生長提供新鮮血液，這是外源性最重要的來源之一腫瘤生長所必需的因素。因此，VEGFA的敲低意味著腫瘤細胞饑餓。此外，由於(yu) 腫瘤中細胞外基質ECM中致密的血管係統和膠原束的存在會(hui) 阻礙病毒在腫瘤中的進一步傳(chuan) 播，因此靶向VEGFA的siRNA可以有效減少腫瘤血管生成和細胞外基質合成，從(cong) 而增強病毒在腫瘤中的傳(chuan) 播。

後一種蛋白僅(jin) 在惡性腫瘤和人類中表達胚胎。它是一種端粒逆轉錄酶基因，可以減少甚至消除端粒縮短引起的細胞分裂，保證無限腫瘤細胞增殖。因此，敲低hTERT意味著削弱癌細胞的複製能力。

3.HP部分

經過與(yu) 其它學校的交流，我發現HP並不像自己想象的隻是谘詢課題背景與(yu) 設計問題那樣簡單，因此，我決(jue) 定更為(wei) 細致的閱讀一下課題的HP部分。

該團隊的HP主要分為(wei) 幾個(ge) 部分，有發布問卷、采訪醫生專(zhuan) 家、病人。由於(yu) 他們(men) 是基於(yu) 癌症疾病的治療，由於(yu) 課題主題的特殊性，使得他們(men) 必須重視醫生與(yu) 患者的相應采訪。因為(wei) ，設計的可行性以及受眾(zhong) 的接受度是一款醫療產(chan) 品必不可少的要考慮的點。

這裏，發布問卷主要是調查大家對於(yu) 肝癌的關(guan) 注度與(yu) 了解情況。采訪醫務工作者，一個(ge) 是他們(men) 認為(wei) 其是否具有可行性，以及是否會(hui) 支持使用如此治療方法。采訪專(zhuan) 家主要是針對自身課題嚴(yan) 謹性與(yu) 可行性的完善，其中，對於(yu) 病人的采訪，主要是詢問他們(men) 是否有意願使用如此產(chan) 品，同時也起到了向肝癌患者科普新型治療方式的作用。

接下來的團隊合作方麵，一個(ge) 是比較常見的，他們(men) 同多個(ge) 團隊進行了線上的交流，互通課題方麵的問題。另一個(ge) ，我認為(wei) 是他們(men) 做的比較深入的，是與(yu) 同年南京大學團隊形成了一個(ge) 合作關(guan) 係，較為(wei) 深入的分享了各自的經驗，同時幫助對方解決(jue) 課題方麵的相關(guan) 問題。

他們(men) 在宣傳(chuan) 方麵，主要做了到學校對口的小學新疆地區的某小學進行科普活動，同時錄製了廣播與(yu) 視頻，進行科普教育，與(yu) 課題宣傳(chuan) 。他們(men) 的Wiki設計涉及與(yu) 中國美術學院的合作，因此也對中國美術學院的部分同學進行講解，也算作了EDUCATION TO PUBLIC方麵。