腫瘍溶解性ウイルス
1960年代にラトビアでエコーウイルスの腫瘍溶解性が研究され、1968年に第IV期の癌患者を対象にエコーエンテロウイルス5株の臨床試験が開始された。エコー-7ウイルス株(後のRIGVIR)が最も顕著な効果を示し、同株の研究が継続されることが決定された。化学療法および放射線療法との有効性の比較を目的として、第III相臨床試験が1988年に開始された。2004年にラトビアでRIGVIRの特許が登録され、それ以降、癌治療に用いられていたが、効果が疑わしく薬品の質にも問題があって、承認は取り下げられている。
SVV-001(英語版)(NTX-010):腫瘍溶解性ピコルナウイルスである。小細胞肺癌(en:small cell lung cancer)ならびに神経芽細胞腫に対する第III相臨床試験が進行中である。
ColoAd1:かつて指向進化の手法で開発された。第I相臨床試験の症例登録は転移を有し標準的治療の選択肢がない患者を対象とし、成功裏に終了した。その結果、点滴静注されたウイルスが腫瘍に到達して増殖する証拠が得られた。次の臨床試験は結腸直腸癌を対象に2014年に始められる予定であった。他の腫瘍溶解性ウイルスと異なり、ColoAd1は腫瘍内への直接投与よりも点滴静注で投与することが良いとされる。次期試験では腫瘍内投与と点滴静注とを比較し、より良い投与法を決定する(EU臨床試験登録機関を参照)。その次の臨床試験は2015年8月現在、卵巣癌、原発性腹膜癌、卵管癌を対象として実施中である。
SEPREHVIR(英語版)(HSV-1716):膠芽腫ならびに頭頸部の扁平上皮癌に対する第I相臨床試験が終了した。HSV-1716の腫瘍内投与法の用量探索試験が小児・成人の非中枢神経系固形腫瘍を対象に実施されており、また中皮腫に対する新たな第I/II相臨床試験が2012年に開始された。
ONCOS-102(Ad5/3-D24-GMCSF):第I相臨床試験では開発企業の先進医療受給プログラムで200人の患者が治療された。
水疱性口内炎ウイルス(英語版)(VSV)は、一本鎖の-鎖RNAゲノムでコードされた5つの遺伝子からなる、ラブドウイルスである。自然界ではVSVは昆虫や家畜類に存在し、比較的局在性非致死性の疾患の原因となる。このウイルスの低病原性は、感染の際に組織中および血中に分泌されるインターフェロンへの感受性による処が大きい。これらの分子は細胞をウイルスの感染から守りウイルスの拡散を抑える遺伝子プログラムを発動する。しかし2000年に、癌細胞ではそのプログラムに欠陥があり、インターフェロンに反応できずにVSVに非常に感染し易いことが明らかにされた。VSVの場合感染から細胞融解までが非常に速く、24時間でウイルス量は1000倍に増殖し、悪性腫瘍細胞は死亡する。従ってVSVは癌治療に非常に適しており、いくつかの研究グループがVSV全身投与後に腫瘍内でVSVが増殖し腫瘍が縮小することを示し、生存期間を延長するケースもあることが明らかとなった、遺伝子操作に基づく基質蛋白質のMet-51の削除による弱毒化によって、腫瘍細胞内での増殖能に影響を与えない範囲で理論的には全ての正常組織への感染が回避された。
2010年の研究に拠ると、このウイルスで脳腫瘍を治療し、快癒できる可能性があるとされる。
研究所や診療所で実験中のウイルスに感染している細胞を検出する単純な方法があることは有意義である。これはウイルスに「レポーター遺伝子」を組み込んで蛋白質マーカーを発現するようにと掛けておくことで実現される。一例として、緑色蛍光タンパク質(GFP)が挙げられる。これは感染細胞中で産生され、青色光を当てた時に緑色の蛍光を発する。この手法の長所は、患者の表在性感染部位でのウイルス感染を非侵襲的に速やかに確認できることにある。生きている細胞での可視マーカーのもう一つの実例としてルシフェラーゼが挙げられる。ルシフェラーゼはホタルが持つ酵素ルシフェリンの存在下で発光し、特性のカメラでその様子を捉えることができる。
大腸菌の酵素β-グルクロニダーゼおよびβ-ガラクトシダーゼ(en:beta-galactosidase)の遺伝子を持つウイルスが存在する。これらの酵素は、特定の基質があると色素を生成するので、感染細胞を可視化して遺伝子の発現を確認することができる。
腫瘍の縮小とウイルスとの関連性は長い期間理論付けられ、20世紀初頭には子宮頸癌、バーキットリンパ腫、ホジキンリンパ腫の発症(感染)または予防接種で腫瘍が縮退する現象が報告されるようになった。ウイルスの予防接種あるいは意図的な感染による癌治療のための努力は20世紀半ばから始められた。ウイルスの改変技術がいまだなかったことから、研究初期には自然界から腫瘍溶解活性を持つウイルスを見つけ出すことに注力された。1960年代には、ポリオウイルス、アデノウイルス、コクサッキーウイルス、エコーエンテロウイルス(RIGVIR(英語版))、その他のウイルスを用いた研究が有望視された。研究初期に多かった合併症はウイルス感染制御の失敗で、疾病罹患や死の転帰を辿った。患者に害はなくとも免疫反応が活性化されることでウイルスが破壊され、癌細胞を破壊できないことが非常に多かった。最初期にはウイルス療法で治療可能な癌腫は非常に限られていると考えられていた。腫瘍縮小が見られた場合でも、それは完全奏効でも持続的奏効でもなかった。化学療法や放射線療法が発展してきた頃、ウイルス療法は遺棄されるかに見えたが、開発は継続された。癌は依然として主な死因であり新たな治療法が必要とされていた。ウイルス改変に必要な遺伝子工学が開発され、ウイルス療法は新たな局面を迎えた。