NK细胞疗法，为抗击肿瘤带来新的方向

自然杀伤细胞（Natural killer cell，NK细胞 )，是一类先天淋巴细胞，具有识别和消除病毒感染的细胞以及杀死肿瘤细胞的能力。随着CAR-T细胞疗法取得了颠覆性成功，NK细胞治疗时下越来越受到关注，研究者们对NK细胞在抗肿瘤免疫疗法中的潜力也兴趣倍增。

2023年初，北京经济技术开发区加快建设全球"新药智造"产业高地行动计划（2023-2025年）发布，其中文件明确表示支持的领域包括T细胞、自然杀伤（NK细胞）、树突状细胞（DC）等免疫细胞治疗，预示着政府对NK细胞疗法的高度重视。

政策链接

http://kfqgw.beijing.gov.cn/zwgkkfq/zcfg/zcwj/bqzc/202302/t20230223_2922875.html

目前临床上实验使用NK细胞疗法已取得了可喜的结果，显示出令人鼓舞的疗效和良好的安全性。此前国际顶级期刊Nature Reviews Cancer (IF=69.8)杂志上的一篇综述，介绍了如何增加NK细胞的杀伤和延长有效性的方法，迎接挑战和抓住机遇，并从临床开发的经验教训中总结指导针对NK细胞产品的设计策略。

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41568-022-00491-0

一、 不同来源的NK细胞

NK细胞发现于20世纪70年代，主要与杀死感染的微生物和恶性转化的同种异体和自体细胞有关。在人体内，NK细胞来源于CD34+的淋巴祖细胞。据了解，NK细胞的半衰期约为7~10天，它们通过与DC细胞的相互作用发挥关键的免疫调节功能。

NK细胞的来源较为广泛，包括外周血、脐带血、多能干细胞（ESC和 iPSC）和NK细胞系（如NK92细胞系等） 。所有来源都可以提供具有临床意义的细胞剂量，适合制备CAR-NK，并已过渡到人体研究。每个来源都有优点和潜在的挑战。目前，CAR-NK细胞已成功从包括脐带血在内的不同平台进行工程设计。

用于免疫治疗的NK细胞来源以及增强能力的策略

1、外周血或脐带血来源

原代NK细胞可以从外周血（PB-NK细胞）或脐带血（CB-NK细胞）中收获。PB-NK细胞，是2005年由Dario Campana领导的首次成功将CAR构建体递送到NK细胞中的平台。PB-NK细胞为目前正在临床试验的各种产品提供了基础材料。

2、诱导多能干细胞来源

iPSC是NK细胞的另一个重要的来源，iPSCs可高效扩增，还能体外分化。通过iPSC可以制造大量遗传背景一致的NK细胞产品。iPSC的制备需要种子细胞少，可大量培养，成本较低，可实现自体供给，免疫原性较低。

3、NK细胞系来源

NK-92是第一个获得美国FDA批准进行临床试验的NK细胞系，是一种均匀的、永生的NK淋巴瘤细胞系，可以离体扩增。NK92也可以制备CAR-NK，然而由于NK-92细胞缺乏大多数KIRs的表达，因此不太可能被抑制。此外，在患者给药之前需要辐照照射NK-92衍生的细胞产物，这影响了细胞在体内的长期持久性和治疗潜力。另一个缺点是，由于缺乏CD16表达，NK-92细胞缺乏通过ADCC介导细胞杀伤的能力。

不同来源的NK细胞的优点和局限

二、如何增强NK细胞功能

增强NK细胞特异性的策略

1、嵌合抗原受体

嵌合抗原受体CAR是一种合成的融合蛋白，包括细胞外抗原识别域和触发细胞活化的细胞内信号传导部分。CAR可以在免疫效应细胞上表达，以重新编程其对特定靶点的特异性。目前，最初在T细胞上设计的CAR已被用于CAR-NK细胞，研究表明这些细胞可以靶向特异性肿瘤，同时保持理想的安全性。

2、NK细胞衔接器

NK细胞衔接器，可以将NK细胞引导到肿瘤部位，通过触发NK细胞上的激活受体来引发强烈的抗肿瘤反应，同时结合肿瘤细胞上的目标抗原。开发策略包括三个特异性或四个特异性设计，靶向肿瘤上的多种抗原，或通过交联细胞因子部分，促进NK扩增和存活，旨在增强抗肿瘤作用。细胞衔接器的使用，代表了一种更简单，成本更低的制造工艺，来提供能够诱导CAR样活性的产品。

CAR的设计原则和策略

3、细胞因子

细胞因子，既可以增强NK细胞毒性，又能够促进NK细胞增殖。通过基因工程技术，NK细胞被修饰以产生细胞因子，维持NK细胞的效力，增殖和持久性。这种自分泌细胞因子的CAR-NK细胞目前正处于临床研究阶段。

4、克服免疫抑制微环境

肿瘤通常表现出异常的代谢行为，导致肿瘤生存环境中乳酸水平升高以及有毒分解代谢物，腺苷和活性氧的浓度增加。此外，肿瘤微环境（TME）内，存在不断增殖且功能失调的脉管系统和免疫抑制细胞亚群，导致进入TME的各种免疫效应细胞发挥不出作用。为了克服免疫抑制，目前的策略集中在两个方面：

改变肿瘤的代谢构成或修改免疫细胞中的基因表达程序，以保护它们免受TME中抑制性代谢物的侵害；

通过小分子抑制剂或拮抗抗体阻断肿瘤细胞上的CD73克服腺苷介导的免疫抑制。在临床前研究中，通过基因编辑删除了CAR-NK细胞中的腺苷A2A受体，提高了抗肿瘤的果。

5、阻断免疫检查点

肿瘤可逃避免疫监视（比如免疫检查点的参与），临床上使用相应免疫检查点的单抗可逆转NK功能障碍。然而，通过单抗来调节患者的免疫细胞，但需要多次输注。随着基因编辑技术的进步，NK细胞同样可以被稳定修饰，从而增强NK细胞功能。此外，在确定CISH（细胞因子诱导的含SH2蛋白）作为NK细胞功能的关键负调节蛋白后，设计了缺乏这种细胞内细胞因子检查点的CAR-NK细胞，其代谢适应性和抗肿瘤活性明显提升。

三、总结

CAR-T细胞治疗，让一些患者实现了长达十年的有效治疗。NK细胞具有独特的抗肿瘤效应，不受MHC限制的细胞毒性、产生细胞因子和免疫记忆等功能，使其成为先天性和适应性免疫反应系统中的关键角色。早期临床数据表明：NK细胞非常适合用于异体治疗环境。

研究表明，NK细胞在治疗血液系统恶性肿瘤方面具有安全性和有效性。重要的是，无论采用哪种方法，NK细胞疗法都一直显示出良好的安全性。迄今为止，没有观察到CRS或GVHD。然而，大多数报道的成功仅限于血液系统恶性肿瘤，并非所有患者都对NK细胞治疗有反应，有些患者最终会复发。无论如何，CAR-NK 细胞疗法是一个很有前途的临床研究领域，对某些癌症患者具有良好的安全性和初步疗效。相信，CAR-NK细胞疗法可能会导致肿瘤免疫治疗的革命性进展。