人体内冲锋陷阵斗士，NK细胞疗法擘画未来
文章来源：贤集网发布日期：2022-08-13浏览次数：39 二十年前，当用作免疫治疗剂的NK细胞在晚期白血病患者的治疗中显示出安全性和有效性时，NK细胞疗法获得“入场券”。近年来，随着嵌合抗原受体（CAR）工程过继性T细胞疗法的成功以及可以将细胞转化为强大的抗肿瘤武器技术的进步，大家对NK细胞作为免疫疗法候选者的兴趣呈指数级增长。
在临床上，第一代NK细胞疗法取得了可喜的效果，显示出令人鼓舞的疗效和良好的安全性，从而激发了对NK细胞疗法的巨大热情。
人体内冲锋陷阵斗士——NK细胞
NK细胞是人体第三类淋巴细胞，又被誉为天然免疫的核心细胞，约占淋巴细胞循环数的5%~15%，是对抗癌细胞的天生战士。其表面缺少T细胞和B细胞的特异性标志如TCR和Smlg，曾称为裸细胞。
与其他抗癌免疫细胞相比，如细胞毒性T细胞或树突状细胞，NK细胞杀灭肿瘤和病毒感染细胞的作用更强、更有效。它的激活不需要抗原递呈过程，不用别人通风报信，就可以直接、快速将外来异物（病毒、细菌、感染细胞、癌细胞、衰老细胞等）就地正法。NK细胞游弋在全身血管行使免疫监视功能，它能在第一时间发现并启动免疫防御功能，迅速杀死病变、癌变的细胞，因此被医学界为抗癌第一道防线。
增强NK细胞健康和抗肿瘤功能
①嵌合抗原受体
嵌合抗原受体（CARs）是合成的融合蛋白，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。CARs可以在免疫效应细胞上表达，以重新编程其对特定靶标的特异性。CAR工程T细胞疗法是第一个出现的，为免疫肿瘤学应用开发了各种产品。此后，该领域不断扩大，NK细胞也被整合到基因工程管道中。传统上为T细胞设计的CAR已被用于CAR NK细胞的产生，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。细胞内抗原以肽-HLA复合物的形式存在，通过TCR检测。工程NK细胞表达TCR可以检测这种肽。TCR引导的NK-92细胞被证明可以引发抗肿瘤反应。
②NK细胞衔接器
NK细胞也可以通过衔接器引导到肿瘤部位，通过触发NK细胞上的激活受体来引发强烈的NK细胞介导的抗肿瘤反应，同时结合肿瘤细胞上的靶抗原。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扩张和存活，旨在增强抗肿瘤作用。细胞衔接器的使用绕过了工程设计的需求，不需要载体介导的基因转移，因此代表了一种更简单，成本更低的制造工艺，来提供能够诱导CAR样活性的产品。
③细胞因子
细胞因子可以增强NK细胞毒性并加快NK细胞增殖，将细胞维持在健康，非耗尽的状态。但连续的离体刺激会使NK细胞“细胞因子上瘾”，并在没有体内细胞因子支持的情况下输注这些细胞时会降低持久性。为了避免这个问题，同时仍然利用细胞因子激活的益处，该领域已经转向基因工程，通过基因工程，NK细胞被修饰以产生细胞因子，维持细胞效力，增殖和持久性。这种自分泌维持引起了人们的极大兴趣，CAR工程化的NK细胞正在出现。
④克服免疫抑制
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，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，导致冒险进入TME的免疫效应细胞命运惨淡。为了克服代谢免疫抑制的有害影响，目前的策略主要集中在两个方面：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。此外，在临床前研究中，通过基因编辑删除CAR T细胞和CAR NK细胞中的腺苷A2A受体，显示出抗肿瘤的功效。
⑤检查点中断
肿瘤已经进化出复杂的机制来逃避免疫监视，比如免疫检查点的参与，使用相应单克隆抗体可以逆转肿瘤引起的体外NK功能障碍。然而依靠单克隆抗体来调节患者的免疫细胞，由于其体内半衰期有限，需要多次输注。随着基因编辑能力的进步，NK细胞可以被稳定修饰，以增强NK细胞功能。一个例子是抑制性受体NKG2A的遗传破坏，这导致在接种HLA-E肿瘤的异种移植小鼠模型中具有更好的肿瘤抑制作用。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。
⑥加强NK细胞向肿瘤的运输
NK细胞进入和穿透肿瘤床的能力是有效抗肿瘤免疫的关键。NK细胞与其他免疫细胞类似，通过趋化因子受体及其在TME中分泌的同源配体的动态相互作用被引导到肿瘤部位。由于内化和降解导致趋化因子表达的迅速丧失，因此越来越多策略采用基因工程来为NK细胞配备稳定的异位趋化因子受体。
基础与临床研究
在血液系统肿瘤中，目前研究较多的为CD19-CAR-NK细胞和CD33-CAR-NK细胞。
1
急性白血病
CAR-T细胞治疗急性淋巴细胞白血病（ALL）已显示出临床疗效，但该疗法对急性髓系白血病（AML）疗效不佳。从理论上讲，CAR-NK细胞比CAR-T细胞具有更有利的毒性，特别是在避免CRS等副作用方面。然而，这方面的临床数据尚无报道。
Xiaowen Tang等评估了CD33-CAR-NK细胞在复发和难治性AML患者中的安全性。该研究共入组3例患者，采用第二代CAR，结果显示在5x109个细胞的输注剂量下，没有明显的不良反应，并且与CAR-T细胞相比，CAR-NK-92细胞的成本生产更低，相信经过优化后将被广泛用于治疗肿瘤。
2
淋巴瘤
MD安德森肿瘤中心I / IIa期试验的结果显示，以CD19为靶点的脐带血来源的CAR-NK细胞疗法，在复发性/难治性非霍奇金淋巴瘤（NHL）患者和慢性淋巴细胞白血病（CLL）患者中显现出临床疗效，而且未观察到严重毒性反应。该研究共入组11例患者，其中5例CLL患者，6例NHL患者，所有患者均接受少3线和多11线的先前治疗。8例患者（73%）获得缓解，其中7例（4例淋巴瘤，3例CLL）完全缓解，1例Richter’s转化成分缓解，但有持续性CLL。在注射后30天内，所有剂量水平的反应都很迅速，注入的CAR-NK细胞扩增并维持在低水平至少12个月。另外，研究结果表明，CAR-NK细胞的使用与CRS、神经毒性或GVHD的发生无关，炎症细胞因子（包括IL-6）的水平也没有增加。
3
多发性骨髓瘤（MM）
MM是在B淋巴细胞分化成浆细胞的过程中发生的遗传突变导致的恶性肿瘤。MM细胞系中常见的肿瘤抗原有CS1、CD138、BCMA等。关于CAR-NK细胞产品治疗MM的研究相对较少。目前用于治疗MM的CAR-NK细胞产品多采用NK92细胞系，所采用的肿瘤抗原多为CS1和CD138。
细胞表面糖蛋白CD2子集1（CS1）是MM细胞表面高度表达的蛋白质，多参与MM细胞黏附和生长。CD138参与MM细胞的黏附、生长和成熟，是MM主要的诊断标记。体外研究已经证实，分别利用CS1和CD138为靶点设计的CS1-CAR-NK92细胞和CD138-IFNα-CAR-NK92细胞成功抑制MM细胞生长，延长了骨髓瘤小鼠的存活期。
CAR-NK细胞治疗目前的难点
CAR-NK细胞在临床前研究中效果好，且目前已经开展多项CAR-NK细胞治疗的临床试验，多集中于血液肿瘤研究并尝试CAR-T未能解决的实体肿瘤。
尽管CAR-NK细胞吸引了很多研究者的目光，其也存在一定问题：如NK细胞来源选择，尽管NK-92细胞系扩增简便，但其激活与增殖需要依赖IL-2，在临床应用中系统性的IL-2给药有很严重的副作用，并且会激活免疫抑制信号，另外CAR结构的取舍、转染方式的改善等，都需要进一步优化。通过对CAR-NK细胞如靶向抗原受体、iMC激活、IL-15等细胞因子、自杀分子和免疫检查点等方面进行改造，进一步提高其有效性和安全性。
