自然殺傷細(xì)胞篇——第三回 自然殺傷細(xì)胞的抗腫瘤作用及免疫療法

自然殺傷（NK）細(xì)胞是機體內(nèi)一類重要的免疫效應(yīng)細(xì)胞，在異常細(xì)胞的免疫清除中起著關(guān)鍵作用。和其他免疫細(xì)胞不同，NK細(xì)胞可不經(jīng)過其他途徑的活化，能自然識別自我和非自我，并通過多種途徑殺死癌細(xì)胞，是癌癥免疫治療的有力工具。上一回我們介紹了NK細(xì)胞的免疫功能。本期專題我們重點討論NK細(xì)胞的抗腫瘤作用機制及免疫療法。

NK細(xì)胞可以在腫瘤發(fā)展的初期對病變細(xì)胞進(jìn)行識別，是免疫系統(tǒng)對抗原發(fā)腫瘤的第一道防線。NK細(xì)胞的抗腫瘤機制包括以下四個途徑：

一、死亡配體途徑

NK細(xì)胞可表達(dá)Fas配體（FasL）、TNF配體和TNF相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL），通過與腫瘤細(xì)胞表面相應(yīng)死亡受體結(jié)合引發(fā)細(xì)胞凋亡。

二、穿孔素/顆粒酶途徑

NK細(xì)胞活化后可釋放穿孔素和顆粒酶，穿孔素能直接在腫瘤細(xì)胞膜上形成跨膜通道，增加細(xì)胞膜通透性，引起腫瘤細(xì)胞裂解；顆粒酶可通過穿孔素形成的孔轉(zhuǎn)移并激活Caspase通路，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。

三、細(xì)胞因子途徑

NK細(xì)胞能分泌多種細(xì)胞因子，如IFN-γ、TNF-α、IL-2等。IFN-γ能抑制腫瘤細(xì)胞增殖，阻斷腫瘤血管形成及上調(diào)細(xì)胞MHC分子表達(dá)從而刺激抗原提呈等；TNF-α活化靶細(xì)胞核酸內(nèi)切酶，降解DNA，引起程序性細(xì)胞死亡；IL-2刺激NK細(xì)胞增殖，增強其殺傷活性 。

四、ADCC途徑

NK細(xì)胞表達(dá)的CD16能與腫瘤細(xì)胞IgG的Fc段結(jié)合，通過信號傳導(dǎo)使其活化，進(jìn)而介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。

                                          圖1 NK細(xì)胞的抗腫瘤機制

         圖片來自《Acta Pharmaceutica Sinica》雜志

NK細(xì)胞不但可以直接殺死腫瘤細(xì)胞，還可以表達(dá)多種細(xì)胞因子和趨化因子，募集其它免疫細(xì)胞，促進(jìn)T細(xì)胞和B細(xì)胞的適應(yīng)性免疫反應(yīng)。此外，它很少激發(fā)自身免疫反應(yīng)，反而可以促進(jìn)免疫平衡，對抗自身免疫性疾病。NK細(xì)胞的多種有益特征讓它成為免疫療法的理想靶標(biāo)。目前NK細(xì)胞的免疫治療策略主要分為兩大類:

一．嵌合抗原受體NK（CAR-NK）細(xì)胞免疫療法

和CAR-T的思路類似，CAR-NK通過基因工程技術(shù)，將普通NK細(xì)胞改造成CAR-NK細(xì)胞，賦予NK細(xì)胞靶向識別腫瘤細(xì)胞的能力，經(jīng)過體外擴(kuò)展后注入人體從而達(dá)到腫瘤治療的效果。

2022年10月發(fā)表在《Nature Medicine》期刊的研究顯示，雙靶向CAR-NK細(xì)胞在臨床前試驗中可克服單靶向NK細(xì)胞功能障礙和腫瘤復(fù)發(fā)的弊端，能顯著改善腫瘤的特異性并增強其抗腫瘤活性。

這項新的研究表明，NK細(xì)胞由于胞啃（trogocytosis）作用會獲得部分腫瘤抗原，這導(dǎo)致NK細(xì)胞間的相互識別和攻擊，造成腫瘤逃逸和CAR-NK細(xì)胞治療后反應(yīng)不佳。研究人員在原有CD19 CAR-NK細(xì)胞上添加了一種抑制性iCAR（inhibitor CAR）。該抑制性iCAR融合了具有抗原特異性的scFv、跨膜結(jié)構(gòu)域和部分NK細(xì)胞關(guān)鍵抑制性受體的ITIMs。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)iCAR上攜帶了靶向KIR2DL1的scFv時，iCAR NK細(xì)胞的胞啃作用顯著減少。

CS1是一種在所有NK細(xì)胞上共同表達(dá)的受體，但在大多數(shù)CD19⁺淋巴瘤細(xì)胞上不表達(dá)。于是，研究人員選取靶向CS1的scFv段構(gòu)建iCAR。這個雙靶向的AI-CAR系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，靶向CD19的激活性CAR（aCAR-CD19）和靶向CS1的抑制性CAR（iCAR-CS1）。流式分析結(jié)果表明，AI-CAR NK細(xì)胞對CD19⁺CS1⁺NK細(xì)胞的毒性降低，同時保持對CD19⁺CS1^-細(xì)胞的殺傷作用。隨后，在小鼠淋巴瘤和卵巢癌模型上進(jìn)行的驗證結(jié)果表明：攜帶AI-CAR NK細(xì)胞的小鼠瘤體負(fù)荷更小，總生存率更高、小鼠生存時間更久。此外，AI-CAR NK細(xì)胞組小鼠體內(nèi)的胞啃作用較對照組顯著減少。

圖2 CAR-NK細(xì)胞療法

· 圖片來自《Frontiers in Immunology》雜志

一．使用單抗藥物啟動NK細(xì)胞的適應(yīng)性免疫應(yīng)答

雖然NK細(xì)胞并不依賴腫瘤相關(guān)抗原識別來調(diào)整抗腫瘤響應(yīng)，但它同樣存在免疫檢查點的激活或抑制機制。腫瘤細(xì)胞可以表達(dá)靶向NK細(xì)胞免疫檢查點的配體，從而抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的殺傷作用。使用特異性的單抗藥物，可以幫助NK細(xì)胞解除抑制，發(fā)揮對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。

一項納入109名晚期非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者的臨床研究發(fā)現(xiàn)，用派姆單抗（PD-1）加同種異體NK細(xì)胞治療NSCLC患者既安全又有效。實驗組接受PD-1加同種異體NK細(xì)胞治療，對照組僅使用PD-1治療。流式分析結(jié)果顯示，實驗組淋巴細(xì)胞的數(shù)量顯著增加，Th1細(xì)胞因子包括IL-2、TNF-β和IFN-γ水平明顯上調(diào)，說明腫瘤患者的免疫耗竭狀態(tài)得到改善。腫瘤標(biāo)志物檢測結(jié)果顯示，實驗組CEA、Cyfra21-1和CA125水平較治療前明顯降低。同時，實驗組外周血腫瘤細(xì)胞數(shù)量更少，總生存期明顯長于對照組，提示PD-1加同種異體NK細(xì)胞對NSCLC患者有一定的治療作用。

NK細(xì)胞療法作為一種新興的、具有顯著療效的腫瘤治療模式受到研究人員的廣泛關(guān)注。云克隆助力NK細(xì)胞的抗腫瘤研究，提供如下相關(guān)產(chǎn)品：

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