NK细胞的免疫治疗

1.什么是NK细胞

NK细胞又称自然杀伤细胞，是由骨髓祖细胞产生的效应细胞。据估计，人体内NK细胞的总数为2×10¹⁰个，约占人体免疫细胞总数的1%，占淋巴细胞总数的2%。在健康个体的稳定状态下，NK细胞主要存在于肝脏、骨髓和血液中，约占外周血淋巴细胞总数的10%。

NK细胞通常根据两种表面分子CD56和CD16a的表达进行分类。CD56brightCD16−NK细胞具有较低的细胞毒性，但可产生细胞因子、生长因子和趋化因子。CD56dimCD16+ NK细胞由于其颗粒酶(GZMA, GZMB)和穿孔素(PRF1)的表达而具有高度的细胞毒性，并且还可以产生细胞因子，生长因子和趋化因子。近期，根据单细胞rna测序分析识别出了NK细胞群的三个亚型：1型NK (NK1)细胞在血液中含量最多，与CD56dimCD16+ NK细胞相对应，且表达强烈CD16 (FCGR3A)和细胞毒性效应分子，NK2细胞群对应CD56brightCD16−NK细胞。这些细胞表现出特征性的转录特征，包括颗粒酶K (GZMK)、特征性趋化因子谱(XCL1、XCL2)、细胞表面标志物(CD44、SELL、KLRC1)和转录因子TCF1(由TCF7编码)的强烈表达。NK3为由CD16dim适应性细胞组成nkg2high(由KLRC2编码)的NK细胞。这个亚群在识别各种病毒、细菌、细胞因子或半抗原刺激后，以一种类似记忆T细胞的方式，表现出记忆样的特性和增强的功能反应。它们表现出典型的细胞毒性特征(GZMH)、表面标记(KLRC2、CD3E)和特定的细胞因子特征。

 

NK细胞的功能受到一系列抑制和激活受体的严格调节，使它们能够识别并直接或间接地消除应激细胞，同时保留正常细胞。绝大多数成熟NK细胞具有细胞溶解作用，所有NK细胞都能产生多种细胞因子，包括干扰素-γ、肿瘤坏死因子、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、白细胞介素以及趋化因子。NK细胞效应功能由表面激活和抑制受体控制，这些受体可以区分肿瘤细胞和健康细胞。通过激活和抑制信号的输入，NK细胞可以识别并有助于消除所有组织类型的各种肿瘤。由于NK1和NK3细胞表面表达低亲和力的IgG Fc区受体CD16a，NK细胞也可以在抗体存在的情况下识别其细胞靶点并触发抗体依赖性细胞毒性(ADCC)。NK细胞识别后，主要通过直接细胞毒性和产生细胞因子两种机制消除其细胞靶点。一旦被激活，NK细胞与靶细胞形成免疫突触，使NK细胞释放的细胞毒性颗粒被定向到靶细胞而不是周围的旁观者细胞。NK细胞产生的促炎细胞因子如IFNγ和TNF也可能对癌细胞发挥抗增殖、抗血管生成和促凋亡作用。

 

2. 为什么要利用NK细胞治疗癌症

NK细胞具有与T细胞不同的一套独特的抗肿瘤特性:

(1) NK细胞不需要抗原呈递，可以识别各种处于非正常状态的细胞。

(2) 它们还表现出控制转移发展的显著特性，通过产生IFNγ使转移细胞进入休眠状态，或在循环肿瘤细胞侵入转移生态位之前杀死它们。

(3) NK细胞不仅能抑制肿瘤，还参与适应性免疫反应的产生、形成和维持。

(4) T细胞和NK细胞的一个非常重要的区别是肿瘤细胞下调细胞表面MHC-I表达时能增加NK细胞功能。MHC-I表达缺失是一种常见的T细胞免疫逃避机制，当NK细胞表达抑制性MHC-I受体时，MHC-I的丢失有助于NK细胞识别和有效消除肿瘤细胞。

(5) 此外NK细胞缺乏表面T细胞受体（TCR），不能引起细胞因子释放综合征（CRS）和移植物抗宿主病（GVHD），这为使用NK细胞的自体（来自患者）或同种异体（来自健康供体）来源进行过继细胞治疗提供了机会。

(6) NK细胞生物学的几个特点使得其在肿瘤治疗中的应用成为一种有趣且与肿瘤学中其他疗法（包括单克隆抗体疗法、细胞疗法或两者的结合）互补的选择。

 

 

3. 基于NK细胞的癌症治疗

基于强大的选择性抗肿瘤疗效和免疫监测功能，NK细胞免疫疗法在血液癌和实体恶性肿瘤中得到了广泛的研究 :

1、血液系统恶性肿瘤：包括 AML、慢性淋巴细胞白血病 （CLL）、淋巴瘤和多发性骨髓瘤 （MM），已成为过继免疫细胞疗法的靶向疾病。CAR-NK 细胞正在开发用于血液系统恶性肿瘤的细胞，临床前研究表明 CAR-NK 细胞对抗原 CD5 和 CD7具有特异性。

2、原发性转移瘤：基于 NK 细胞的疗法可以通过消除循环中的播散癌细胞或沉积在其他器官中的癌细胞来潜在地靶向转移性癌症 。

3、原发性实体瘤：各种研究表明，外周血中 NK 细胞数量越多，实体瘤（如非小细胞肺癌 （NSCLC）、黑色素瘤和结直肠癌的预后越好。肿瘤浸润NK细胞的增加与实体瘤的更好预后有关。众多研究表明 CAR-NK 细胞或同种异体NK 细胞输注治疗实体瘤的可行性的临床试验已成为可能的策略。

 

4.NK细胞抗肿瘤的3个作用机制

1、抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（ADCC）是一种主要由NK 细胞介导的强有力的细胞毒性机制，是NK细胞杀伤肿瘤细胞的关键机制。

2、直接杀伤：NK细胞可以通过分泌穿孔素直接对靶细胞造成杀伤。NK细胞与靶细胞接触激发颗粒胞吐，释放的穿孔素通过聚合作用在靶细胞的表面形成小孔来介导杀伤。

3、诱导细胞凋亡：NK细胞通过在细胞膜表面表达肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体 (TNF related apoptosis inducing ligand，TRAIL)和Fas（Fas cell surface death receptor）配体来诱导表达 TRAIL 受体的靶细胞和 CD95+ 靶细胞发生内源酶级联反应，进而诱导靶细胞凋亡。

 

5.NK细胞的其他用途

（1）抗衰老：全身免疫衰老可导致有害细胞的有效清除减少，从而导致炎症或感染性疾病的增加。研究表明，向 NK 细胞注入乙酸蛋白（一种分泌多巴胺的非肽）可逆转小鼠模型中的衰老标志物，靶向衰老细胞的过继免疫细胞疗法有望成为治疗衰老和衰老相关疾病的潜在方法。

（2）自身免疫性疾病和病毒感染：NK细胞在直接消除病毒感染细胞和通过IFN-γ产生刺激抗病毒免疫反应方面起着至关重要的作用。近年的几项探索NK细胞疗法治疗成人COVID-19的临床试验表明NK和CAR-NK细胞可能被用作管理病毒感染的治疗方法

参考文献：Vivier E, Rebuffet L, Narni-Mancinelli E, Cornen S, Igarashi RY, Fantin VR. Natural killer cell therapies. Nature. 2024 Feb;626(8000):727-736. Shin E, Bak SH, Park T, Kim JW, Yoon SR, Jung H, Noh JY. Understanding NK cell biology for harnessing NK cell therapies: targeting cancer and beyond. Front Immunol. 2023 Jul 18;14:1192907

 

 

泽医原代细胞

 

泽医原代细胞是泽医细胞治疗集团下的子细胞，专注于于提供外周血单个核细胞，动员外周血免疫细胞、脐血免疫细胞等多种原代细胞的高新技术企业。自2018年开始，泽医在陈复兴教授以及何博士的指导下对多种免疫细胞进入了边研发边生产的模式，其安全性功能性均能达到泽医细胞治疗规范。今天主要介绍一下NK细胞：

产品用途：

（1）可用于免疫保健，以增强机体免疫力。

（2）用于肿瘤的免疫治疗，NK细胞能够不依赖抗体和补体，直接识别并杀伤肿瘤细胞或受病毒感染的细胞等靶细胞。

（3）用于抗肿瘤和抗病毒感染的研究，在血液系统肿瘤、实体瘤、免疫缺陷病、艾滋病和某些病毒感染患者中，NK活性可能减低，NK细胞活性可作为判断机体抗肿瘤和抗病毒感染能力的指标之一。

     产品优势：

（1） 来源广泛合法合规，有伦理和知情同意书；

（2） 品类齐全：有不同年龄段、不同血型、不同HLA基因型的NK种子细胞；

（3） 质检严格：病毒检测、无菌检测、HLA检测、纯度检测；

（4） 细胞活率高。