自然杀伤细胞在抗肿瘤免疫治疗中的应用

自然杀伤（NK）细胞包含一个独特的先天性淋巴细胞群，天生具有识别和消除被病毒感染的细胞和肿瘤细胞的能力。NK细胞具有多种细胞毒性机制和通过细胞因子产生调节免疫应答的能力，在抗癌免疫中起着关键作用。

NK细胞以人类白细胞抗原 (HLA) 不受限制的方式识别其靶标，这使它们成为通用细胞免疫疗法的先天候选者。随着新技术的发展，科学家可以进行更深入的生物学研究，设计各种用于癌症治疗的NK细胞产品。

NK细胞的生物学特性

在先天免疫系统中，NK细胞是一种特殊的免疫效应细胞，可能在肿瘤免疫维持中起重要作用。临床前和临床研究发现，如果NK细胞活性低，那么癌症易感性和肿瘤转移风险都会相应增加。

1、强细胞毒性

NK细胞具有很强的细胞毒性，它们通过释放溶细胞颗粒和细胞毒性因子，有效地清除靶标细胞。它们还可以通过其CD16受体识别抗体包被的细胞，并激活抗体依赖性细胞毒性和细胞因子产生。

2、免疫调节

NK细胞也被称为“免疫调节细胞”，因为它们能够产生一系列细胞因子和趋化因子，帮助塑造B细胞和T细胞反应，并影响树突状细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的功能。这使NK细胞在免疫治疗中有重要的价值。

3、记忆样功能

NK细胞在巨细胞病毒感染的小鼠模型中具有类似记忆反应 。在早期研究中 ，当用白介素12和白介素18的组合刺激时，小鼠NK细胞增加了干扰素γ的产生。在休息一段时间之后，这些细胞能够在细胞因子刺激或激活受体的参与下重新激活，并且由于增加了干扰素γ的产生而增强反应，类似于适应性免疫细胞的记忆样特性。

NK细胞来源和供体选择

在癌症患者中，NK细胞通常表现出基因表达谱改变和细胞毒性功能降低，这些功能异常降低了患者应用自体NK细胞治疗的可行性。

由于同种异体NK细胞不会引起移植物抗宿主病，因此当前的NK细胞治疗主要依赖同种异体来源的NK细胞。NK细胞有多种来源：外周血单核细胞、脐带血、永生化细胞系、造血干细胞和多能干细胞 。所有来源都可以提供具有临床意义的细胞剂量，并已被证明在过继细胞治疗应用中具有各自的优势和劣势。临床中需要根据患者的个体差异和疾病适应症的需求对细胞来源进行选择。

增强 NK 细胞适应性和抗肿瘤功能

1、嵌合抗原受体

为T细胞设计的CAR共刺激分子已被用于产生CAR-NK细胞，基于CAR的细胞疗法的一个关键障碍是抗原逃逸——肿瘤通过抗原丢失或下调来逃避免疫反应。解决这个问题的方法之一是靶向多种抗原，扩大治疗效果。其它多种基于CAR的创新方法都集中在T细胞上，但可以预期这些方法也可以应用于NK细胞。

2、NK细胞接合剂

NK细胞可以通过接合剂定向到肿瘤部位，这些接合剂通过触发NK细胞上的激活受体，同时结合肿瘤细胞上的靶抗原，引发强烈的NK细胞介导的抗肿瘤反应。细胞接合剂的使用绕过了对CAR的需求，并且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，可以提供能够诱导类似CAR活性的产品。

当使用NK细胞接合剂靶向血液和实体恶性肿瘤时，各种临床前研究显示出可喜的结果。研究证明，当CB-NK细胞与接合剂复合时，表现出增强的CD30+ 肿瘤细胞杀伤力，从而导致CAR样反应。

3、克服免疫抑制

肿瘤经常表现出异常的代谢行为，导致了肿瘤微环境中的免疫抑制。为了克服代谢免疫抑制的不利影响，目前的策略主要集中在两个领域：1、改变肿瘤的代谢构成，2、修改免疫细胞中的基因表达程序，以保护它们免受微环境中抑制性代谢物的影响。如糖酵解抑制剂和LDH阻滞剂可能提供有利调节肿瘤微环境的机会，靶向转运蛋白MCT1和MCT4可以降低肿瘤微环境中的乳酸水平，小分子抑制剂或拮抗性抗体可通过阻断肿瘤细胞上的CD73来克服腺苷介导的免疫抑制。

4、检查点中断

肿瘤逃避免疫监视的机制，也可能抑制NK细胞。因为PD-1和CTLA-4所取得的临床成功，研究人员开始探索在NK细胞的背景下调节免疫检查点的潜力（上图b）。目前，研究人员已将含细胞因子诱导的SH2蛋白确立为NK细胞功能的关键负调节因子，并成功设计出缺乏这种细胞因子检查点的NK细胞，由此产生的CAR-NK细胞表现出增强的代谢适应性和增加的抗肿瘤活性（上图c）。

5、增强NK细胞向肿瘤的运输

NK细胞运输和穿透肿瘤床的能力，是有效抗肿瘤免疫的关键先决条件，并与改善临床结果有关。与其它免疫细胞类似，NK细胞被趋化因子引导至肿瘤部位。近年来，越来越多的工作研究采用基因工程策略稳定地为NK细胞配备异位趋化因子受体（上图d），以增强NK细胞进入多种难治癌症的肿瘤床，包括多发性骨髓瘤、胶质母细胞瘤、肾细胞癌、胰腺导管腺癌和卵巢癌。

越来越多的临床研究表明，外周血、脐带血等来源的NK 细胞在治疗血液系统恶性肿瘤中的安全性和有效性。尽管如此，仍需要进一步研究以阐明同种异体NK细胞是否能够长期持续逃避受体T细胞排斥。