20世紀(jì)70年代開始，自然殺傷（Natural Killer,NK）細(xì)胞既開始進(jìn)入人們的視線，然而，近40年來，利用NK細(xì)胞進(jìn)行抗腫瘤的治療的研究卻一直沒有亮點(diǎn)突破，療效亦無定論。隨著免疫卡控點(diǎn)抑制劑和CAR-T技術(shù)等問世，NK細(xì)胞能否尋找到新的契機(jī)呢？近日Nature Reviews的文章介紹了NK細(xì)胞抗腫瘤治療的新希望。
NK細(xì)胞簡介
NK細(xì)胞是一群不同于T、B淋巴細(xì)胞的大顆粒淋巴細(xì)胞。其主要來源于骨髓CD34＋的淋巴細(xì)胞，具有1.識(shí)別與溶解腫瘤細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞；2.產(chǎn)生免疫調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子兩大主要功能，是人體抗感染和防止細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的重要免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞。一般將人體內(nèi)CD3－CD56＋淋巴細(xì)胞認(rèn)定為NK細(xì)胞，根據(jù)細(xì)胞上CD56分子表達(dá)密度的差異，將NK細(xì)胞分為CD56dim和CD56bright兩個(gè)亞群。CD56dim占NK細(xì)胞90％以上，主要為細(xì)胞毒作用，表達(dá)中度親和力的IL－2受體（IL－2R），具有更強(qiáng)的殺傷活性；CD56bright可產(chǎn)生大量細(xì)胞因子，主要起免疫調(diào)節(jié)作用，高表達(dá)IL－2R。
NK細(xì)胞的活化機(jī)制
NK細(xì)胞的 “動(dòng)態(tài)平衡”狀態(tài)受細(xì)胞表面多種受體蛋白的調(diào)控，簡言之，分為2類：殺傷細(xì)胞活化受體（KAR）和殺傷細(xì)胞抑制受體（KIR）。正常情況下，KAR與自身細(xì)胞上多糖類抗原結(jié)合產(chǎn)生活化信號(hào)，同時(shí)KIR與MHCI類分子結(jié)合，產(chǎn)生抑制信號(hào)且占主導(dǎo)地位，以保證自身組織細(xì)胞不被破壞（圖1a）；當(dāng)細(xì)胞表面MHC I類分子發(fā)生改變或減少缺失，影響與KIR結(jié)合，不能產(chǎn)生抑制性信號(hào)，NK則活化，產(chǎn)生殺傷效應(yīng)（圖1b）；腫瘤細(xì)胞亦可通過過表達(dá)表面抗原與KAR結(jié)合，此時(shí)活化信號(hào)超過抑制信號(hào)，繼而激活NK細(xì)胞（圖1c）；此外，NK細(xì)胞還表達(dá)IgG1和IgG3的低親和力受體FcγRIII（CD16），可與腫瘤抗原特異性抗體Fc段結(jié)合，介導(dǎo)NK細(xì)胞識(shí)別并殺傷被抗體包被的腫瘤細(xì)胞，亦稱為抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody dependentcell-mediated cytotoxicity, ADCC）（圖1d）。
圖1. NK細(xì)胞功能示意圖
NK細(xì)胞表面受體
NK細(xì)胞識(shí)別自我與非我并不需要體細(xì)胞基因重排產(chǎn)生識(shí)別不同抗原的克隆，而是表達(dá)多種受體執(zhí)行功能。NK細(xì)胞受體主要包括免疫球蛋白超家族（如KIR），C型凝集素家族如NKG2受體，天然細(xì)胞毒性受體（NCR）：NKp46、NKp44和NKp30，下表例舉主要的受體及其調(diào)節(jié)功能：
NK細(xì)胞作用機(jī)制
目前認(rèn)為NK細(xì)胞主要通過以下途徑發(fā)揮殺傷作用：1.NK細(xì)胞直接通過胞吐作用釋放穿孔素和顆粒酶等細(xì)胞毒性顆粒，活化caspase途徑誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡；2.活化NK細(xì)胞表達(dá)Fas（CD95）配體和TRAIL（TNF related apoptosisinducing ligand）分子，誘導(dǎo)CD95+靶細(xì)胞和TRAIL受體陽性的靶細(xì)胞通過內(nèi)源酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)發(fā)生凋亡；3.細(xì)胞因子介導(dǎo)的殺傷作用，NK細(xì)胞能合成和分泌多種細(xì)胞因子，如IFNγ、TNFα、IL1、IL5、IL8、IL10和GCSF；4. ADCC作用。
腫瘤細(xì)胞如何逃逸NK細(xì)胞攻擊
圖2. 腫瘤細(xì)胞逃逸NK細(xì)胞機(jī)制
如圖2所示，腫瘤細(xì)胞主要通過一下途徑逃逸NK細(xì)胞攻擊：a.血小板包被腫瘤細(xì)胞，并釋放TGF-β等免疫抑制因子，表達(dá)GITR配體與KIR結(jié)合或下調(diào)KAR，抑制NK細(xì)胞激活；b.腫瘤細(xì)胞分泌免疫調(diào)節(jié)分子，如PGE2、IDO、TGF-β和IL-10等；c. 腫瘤細(xì)胞分泌可溶性NKG2DL，中和NK細(xì)胞表面受體；d.腫瘤微環(huán)境中基質(zhì)細(xì)胞等分泌免疫抑制因子，表達(dá)NKG2DL，下調(diào)NK細(xì)胞表面受體。
NK細(xì)胞與免疫檢驗(yàn)點(diǎn)抑制劑
某些激活的NK細(xì)胞表達(dá)PD1和CTLA4。研究者在多發(fā)性骨髓瘤患者體內(nèi)檢測到其NK細(xì)胞表達(dá)PD1，應(yīng)用PD1單抗（CT-011）后能修復(fù)NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤效應(yīng)；此外，應(yīng)用PDL1的IgG1單抗還可能激發(fā)NK細(xì)胞的ADCC。NK細(xì)胞表面KIR類的抑制性受體（KIR2DL1, KIR2DL2 和KIR2DL3）可與MHC I類分子結(jié)合，抑制NK細(xì)胞活化，體外實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用IPH2102單抗阻斷KIR2DL1-3，可以增加NK細(xì)胞的抗腫瘤活性（作用機(jī)制圖3所示）。在AML和MM的臨床I－II期研究已證實(shí)anti-KIR的安全性，雖然目前anti-KIR單獨(dú)應(yīng)用沒有展示出顯著的抗腫瘤效應(yīng)，然而其與CTLA4或PD1抑制劑聯(lián)用值得期待。
圖3. 抗體封閉NK細(xì)胞抑制性受體，激活NK細(xì)胞
嵌合抗原受體（CAR）技術(shù)與NK細(xì)胞結(jié)合
CRA-T大家都耳熟能詳，模仿CAR-T的CAR技術(shù)，已研發(fā)出CAR-engineeredNK cell（如圖4所示），其原理亦是通過在NK細(xì)胞表面嵌合腫瘤特異性抗原受體，靶向識(shí)別并摧毀腫瘤細(xì)胞。體外實(shí)驗(yàn)提示，其CAR-engineered NK cell展示出較ADCC更強(qiáng)的細(xì)胞毒作用，可能與CAR與腫瘤表面抗原結(jié)合較IgG-CD16展示出更強(qiáng)的親和力,目前CAR-engineered NK cell還處于研發(fā)階段，期待其在體內(nèi)試驗(yàn)中的療效。
圖4. CAR-engineeredNK cell
雙特異性分子聯(lián)結(jié)NK細(xì)胞活化受體和腫瘤細(xì)胞
如圖5所示，以NK細(xì)胞表面活化受體CD16和NKG2D為靶點(diǎn)的雙特異性分子，可以靶向NK細(xì)胞識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞。
圖5. 雙特異分子聯(lián)結(jié)NK活化受體和腫瘤細(xì)胞
以NK細(xì)胞為基礎(chǔ)的腫瘤免疫治療
NK細(xì)胞在免疫監(jiān)視中扮演著非常重要的角色，隨著對(duì)NK細(xì)胞的分子特征和功能的進(jìn)一步探索，開發(fā)以NK細(xì)胞為基礎(chǔ)的靶向免疫治療可能引發(fā)腫瘤免疫治療的新突破，圖6展示了以NK為基礎(chǔ)的潛在免疫治療靶點(diǎn)。
圖6. 以NK細(xì)胞為基礎(chǔ)的腫瘤免疫治療
結(jié)語
在多家巨頭紛紛投入CAR-T免疫療法的同時(shí)，以NK細(xì)胞為核心的細(xì)胞治療技術(shù)公司亦已上市，在概念上，因CAR-engineeredNK cell能敲除NK細(xì)胞內(nèi)抑制性信號(hào)通路，似乎更優(yōu)于CAR-T，是否真如理論所示，我們拭目以待。
參考文獻(xiàn)：Morvan MG, Lanier LL. NK cells and cancer: you can teachinnate cells new tricks. Nat Rev Cancer2015;16:7-19.