自然杀伤细胞篇——第三回 自然杀伤细胞的抗肿瘤作用及免疫疗法
自然杀伤细胞篇——第三回 自然杀伤细胞的抗肿瘤作用及免疫疗法
自然杀伤（NK）细胞是机体内一类重要的免疫效应细胞，在异常细胞的免疫清除中起着关键作用。和其他免疫细胞不同，NK细胞可不经过其他途径的活化，能自然识别自我和非自我，并通过多种途径杀死癌细胞，是癌症免疫治疗的有力工具。上一回我们介绍了NK细胞的免疫功能。本期专题我们重点讨论NK细胞的抗肿瘤作用机制及免疫疗法。
NK细胞可以在肿瘤发展的初期对病变细胞进行识别，是免疫系统对抗原发肿瘤的第一道防线。NK细胞的抗肿瘤机制包括以下四个途径：
一、死亡配体途径
NK细胞可表达Fas配体（FasL）、TNF配体和TNF相关凋亡诱导配体（TRAIL），通过与肿瘤细胞表面相应死亡受体结合引发细胞凋亡。
二、穿孔素/颗粒酶途径
NK细胞活化后可释放穿孔素和颗粒酶，穿孔素能直接在肿瘤细胞膜上形成跨膜通道，增加细胞膜通透性，引起肿瘤细胞裂解；颗粒酶可通过穿孔素形成的孔转移并激活Caspase通路，导致肿瘤细胞凋亡。
三、细胞因子途径
NK细胞能分泌多种细胞因子，如IFN-γ、TNF-α、IL-2等。IFN-γ能抑制肿瘤细胞增殖，阻断肿瘤血管形成及上调细胞MHC分子表达从而刺激抗原提呈等；TNF-α活化靶细胞核酸内切酶，降解DNA，引起程序性细胞死亡；IL-2刺激NK细胞增殖，增强其杀伤活性 。
四、ADCC途径
NK细胞表达的CD16能与肿瘤细胞IgG的Fc段结合，通过信号传导使其活化，进而介导肿瘤细胞的杀伤作用。
图1 NK细胞的抗肿瘤机制
图片来自《Acta Pharmaceutica Sinica》杂志
NK细胞不但可以直接杀死肿瘤细胞，还可以表达多种细胞因子和趋化因子，募集其它免疫细胞，促进T细胞和B细胞的适应性免疫反应。此外，它很少激发自身免疫反应，反而可以促进免疫平衡，对抗自身免疫性疾病。NK细胞的多种有益特征让它成为免疫疗法的理想靶标。目前NK细胞的免疫治疗策略主要分为两大类:
一．嵌合抗原受体NK（CAR-NK）细胞免疫疗法
和CAR-T的思路类似，CAR-NK通过基因工程技术，将普通NK细胞改造成CAR-NK细胞，赋予NK细胞靶向识别肿瘤细胞的能力，经过体外扩展后注入人体从而达到肿瘤治疗的效果。
2022年10月发表在《Nature Medicine》期刊的研究显示，双靶向CAR-NK细胞在临床前试验中可克服单靶向NK细胞功能障碍和肿瘤复发的弊端，能显著改善肿瘤的特异性并增强其抗肿瘤活性。
这项新的研究表明，NK细胞由于胞啃（trogocytosis）作用会获得部分肿瘤抗原，这导致NK细胞间的相互识别和攻击，造成肿瘤逃逸和CAR-NK细胞治疗后反应不佳。研究人员在原有CD19 CAR-NK细胞上添加了一种抑制性iCAR（inhibitor CAR）。该抑制性iCAR融合了具有抗原特异性的scFv、跨膜结构域和部分NK细胞关键抑制性受体的ITIMs。结果发现，当iCAR上携带了靶向KIR2DL1的scFv时，iCAR NK细胞的胞啃作用显著减少。
CS1是一种在所有NK细胞上共同表达的受体，但在大多数CD19+淋巴瘤细胞上不表达。于是，研究人员选取靶向CS1的scFv段构建iCAR。这个双靶向的AI-CAR系统由两部分构成，靶向CD19的激活性CAR（aCAR-CD19）和靶向CS1的抑制性CAR（iCAR-CS1）。流式分析结果表明，AI-CAR NK细胞对CD19+CS1+NK细胞的毒性降低，同时保持对CD19+CS1-细胞的杀伤作用。随后，在小鼠淋巴瘤和卵巢癌模型上进行的验证结果表明：携带AI-CAR NK细胞的小鼠瘤体负荷更小，总生存率更高、小鼠生存时间更久。此外，AI-CAR NK细胞组小鼠体内的胞啃作用较对照组显著减少。
图2 CAR-NK细胞疗法
· 图片来自《Frontiers in Immunology》杂志
一．使用单抗药物启动NK细胞的适应性免疫应答
虽然NK细胞并不依赖肿瘤相关抗原识别来调整抗肿瘤响应，但它同样存在免疫检查点的激活或抑制机制。肿瘤细胞可以表达靶向NK细胞免疫检查点的配体，从而抑制NK细胞介导的杀伤作用。使用特异性的单抗药物，可以帮助NK细胞解除抑制，发挥对肿瘤细胞的杀伤作用。
一项纳入109名晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者的临床研究发现，用派姆单抗（PD-1）加同种异体NK细胞治疗NSCLC患者既安全又有效。实验组接受PD-1加同种异体NK细胞治疗，对照组仅使用PD-1治疗。流式分析结果显示，实验组淋巴细胞的数量显著增加，Th1细胞因子包括IL-2、TNF-β和IFN-γ水平明显上调，说明肿瘤患者的免疫耗竭状态得到改善。肿瘤标志物检测结果显示，实验组CEA、Cyfra21-1和CA125水平较治疗前明显降低。同时，实验组外周血肿瘤细胞数量更少，总生存期明显长于对照组，提示PD-1加同种异体NK细胞对NSCLC患者有一定的治疗作用。
NK细胞疗法作为一种新兴的、具有显著疗效的肿瘤治疗模式受到研究人员的广泛关注。云克隆助力NK细胞的抗肿瘤研究，提供如下相关产品：
云克隆相关产品
