（來源：Science）

 

自然殺傷細胞（Natural killer cell，NK細胞 )，是一類先天淋巴細胞，具有識別和消除病毒感染細胞及腫瘤細胞的能力。隨著CAR-T細胞療法取得了顛覆性成功，大家對對NK細胞在抗腫瘤免疫療法中的潛力也興趣倍增。
 

 

在臨床上，第一代NK細胞療法取得了可喜的效果，顯示出令人鼓舞的療效和良好的安全性。國際頂級期刊Nature Reviews Cancer (IF=69.800)雜志上的一篇綜述，作者介紹如何增加NK細胞毒性和壽命的各種方法，迎接挑戰(zhàn)和抓住機遇，并從臨床開發(fā)經(jīng)驗教訓(xùn)中指導(dǎo)下一代NK細胞產(chǎn)品的設(shè)計。

 

NK細胞來源和供體選擇
 

NK細胞發(fā)現(xiàn)于20世紀70年代，主要與殺死感染的微生物和惡性轉(zhuǎn)化的同種異體和自體細胞有關(guān)。在人體內(nèi)，NK細胞來源于CD34+共淋巴祖細胞。據(jù)估計，NK細胞的半衰期大約為7~10天，它們通過與DC細胞的相互作用發(fā)揮關(guān)鍵的免疫調(diào)節(jié)功能。

 

NK細胞的來源廣泛，包括外周血、臍帶血、多能干細胞（ESC和 iPSC）和NK細胞系（如NK92細胞系等） 。所有來源都可以提供具有臨床意義的細胞劑量，適合制備CAR-NK，并已過渡到人體研究。每個來源都有優(yōu)點和潛在的挑戰(zhàn)。CAR-NK細胞已成功從包括臍帶血在內(nèi)的不同平臺進行工程設(shè)計。
 

圖2 NK細胞的來源和供體選擇

 

▉ 外周血或臍帶血來源

原代NK細胞可以從外周血（PB-NK細胞）中收獲或來自臍帶血（CB-NK細胞）。PB-NK細胞，是2005年由Dario Campana領(lǐng)導(dǎo)的首次成功將CAR構(gòu)建體遞送到NK細胞中的平臺。PB-NK細胞為目前正在臨床試驗的各種產(chǎn)品提供了基礎(chǔ)材料。

 

▉ 誘導(dǎo)多能干細胞來源

iPSC是NK細胞的一個的來源，iPSCs可高效擴增，還能體外分化。通過iPSC可以制造大量遺傳背景一致的NK細胞產(chǎn)品。iPSC的制備需要種子細胞少，可大量培養(yǎng)，成本較低，可實現(xiàn)自體供給，免疫原性較低。

 

iPSC來源的NK細胞有兩個缺點，第一，表達低水平的CD16。第二，iPSC可能含有“表觀遺傳記憶”，而這可能會影響與供體細胞不同的特定細胞譜系的發(fā)育。

 

▉ NK細胞系來源

NK-92是第一個獲得美國FDA批準進行臨床試驗的NK細胞，是一種均勻的、永生的NK淋巴瘤細胞系，可以離體擴增。NK-92細胞缺乏大多數(shù)KIRs的表達，因此不太可能被抑制。

 

然而，在患者給藥之前需要照射NK-92衍生的細胞產(chǎn)物，這影響體內(nèi)的長期持久性和整體性治療潛力。另一個缺點是，由于缺乏CD16表達，NK-92細胞缺乏通過ADCC介導(dǎo)細胞殺傷的能力。
 

 

如何增強NK細胞功能

圖3 增強NK細胞特異性的策略

 

▉ 嵌合抗原受體

CARs是合成的融合蛋白，包括細胞外抗原識別域和觸發(fā)細胞活化的細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)部分。CARs可以在免疫效應(yīng)細胞上表達，以重新編程其對特定靶點的特異性。CAR-T細胞療法是第一個出現(xiàn)的。此后，傳統(tǒng)上為T細胞設(shè)計的CAR已被用于CAR-NK細胞的產(chǎn)生，研究表明這些細胞可以靶向特異性腫瘤，同時保持理想的安全性。細胞內(nèi)抗原以肽-HLA復(fù)合物的形式存在，通過TCR檢測。工程NK細胞表達TCR可以檢測這種肽。TCR-NK細胞，被證明可以引發(fā)抗腫瘤反應(yīng)。

 

▉ NK細胞銜接器

NK細胞銜接器，可以將NK細引導(dǎo)到腫瘤部位，通過觸發(fā)NK細胞上的激活受體來引發(fā)強烈的抗腫瘤反應(yīng)，同時結(jié)合腫瘤細胞上的目標抗原。開發(fā)策略包括三個特異性或四個特異性設(shè)計，靶向腫瘤上的多種抗原，或通過交聯(lián)細胞因子部分，促進NK擴增和存活，旨在增強抗腫瘤作用。細胞銜接器的使用，因此代表了一種更簡單，成本更低的制造工藝，來提供能夠誘導(dǎo)CAR樣活性的產(chǎn)品。

圖4 CAR設(shè)計的原則和策略

 

▉ 細胞因子

細胞因子，可以增強NK細胞毒性，并促進NK細胞增殖。連續(xù)的離體刺激，會使NK細胞“細胞因子上癮”，并在沒有體內(nèi)細胞因子支持的情況下輸注這些細胞時會降低持久性。通過基因工程，NK細胞被修飾以產(chǎn)生細胞因子，維持細胞效力，增殖和持久性。這種自分泌維持引起了人們的極大興趣，CAR-NK細胞正在出現(xiàn)。

 

▉ 克服免疫抑制

腫瘤通常表現(xiàn)出異常的代謝行為，導(dǎo)致腫瘤生存環(huán)境中乳酸水平升高以及有毒分解代謝物，腺苷和活性氧的濃度增加。此外，腫瘤微環(huán)境（TME）內(nèi)，存在不斷增殖且功能失調(diào)的脈管系統(tǒng)和免疫抑制細胞亞群，導(dǎo)致進入TME的各種免疫效應(yīng)細胞發(fā)揮不出作用。

 

為了克服免疫抑制，目前的策略集中在兩個方面：

 

• 改變腫瘤的代謝構(gòu)成或修改免疫細胞中的基因表達程序，以保護它們免受TME中抑制性代謝物的侵害；
• 通過小分子抑制劑或拮抗抗體阻斷腫瘤細胞上的CD73克服腺苷介導(dǎo)的免疫抑制。

 

在臨床前研究中，通過基因編輯刪除CAR-T細胞和CAR-NK細胞中的腺苷A2A受體，顯示出抗腫瘤的功效。

 

▉ 阻斷免疫檢查點

腫瘤可逃避免疫監(jiān)視（比如免疫檢查點的參與），使用相應(yīng)單抗可逆轉(zhuǎn)NK功能障礙。然而，通過單抗來調(diào)節(jié)患者的免疫細胞，但需要多次輸注。隨著基因編輯技術(shù)的進步，NK細胞可以被穩(wěn)定修飾，從而增強NK細胞功能。此外，在確定CISH（細胞因子誘導(dǎo)的含SH2蛋白）作為NK細胞功能的關(guān)鍵負調(diào)節(jié)蛋白后，設(shè)計了缺乏這種細胞內(nèi)細胞因子檢查點的CAR-NK細胞，其代謝適應(yīng)性和抗腫瘤活性明顯提升。

 

▉ 加強NK細胞向腫瘤的運輸

NK細胞進入和穿透腫瘤的能力，是有效抗腫瘤免疫的關(guān)鍵。NK細胞與其他免疫細胞類似，通過趨化因子受體及其在TME中分泌的同源配體的動態(tài)相互作用被引導(dǎo)到腫瘤部位。由于內(nèi)化和降解導(dǎo)致趨化因子表達的迅速喪失，因此，采用基因工程來為NK細胞配備穩(wěn)定的異位趨化因子受體，是未來CAR-NK發(fā)展的一個方向。

 

臨床經(jīng)驗教訓(xùn)
 

CAR-T細胞治療，讓一些患者實現(xiàn)了長達十年的有效治療。NK 細胞具有獨特的抗腫瘤效應(yīng)，不受MHC限制的細胞毒性、產(chǎn)生細胞因子和免疫記憶等功能，使其成為先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵角色。早期臨床數(shù)據(jù)表明：NK細胞非常適合用于異體治療環(huán)境。雖然安全性結(jié)果令人鼓舞，但還需要進一步研究以闡明同種異體NK細胞是否能夠逃避T細胞的排斥反應(yīng)以獲得長期持久性。

 

臨床研究表明，NK細胞在治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤方面具有安全性和有效性。重要的是，無論采用哪種方法，NK細胞療法都一直顯示出良好的安全性。迄今為止，沒有觀察到CRS或GVHD。然而，大多數(shù)報道的成功僅限于血液系統(tǒng)惡性腫瘤，并非所有患者都對NK細胞治療有反應(yīng)，有些患者最終會復(fù)發(fā)。

 

無論如何，CAR-NK 細胞療法是一個很有前途的臨床研究領(lǐng)域，對某些癌癥患者具有良好的安全性和初步療效。相信，CAR-NK細胞療法可能會導(dǎo)致腫瘤免疫治療的革命性進展。

 

來源： 細胞與基因治療領(lǐng)域

* 推文用于傳遞知識，如有版權(quán)等疑問，請聯(lián)系我們。