《自然评论·癌症》：自然杀伤细胞——细胞免疫疗法的下一个“引爆点”！

说到过继性细胞免疫治疗，大家第一时间想到的肯定是CAR-T疗法，CAR-T治疗血液系统癌症确实表现出色，让许多患者达到了长期缓解，乃至实现了新生。

CAR-T疗法的成功，也带动起了整个细胞免疫疗法领域的发展，进入科学家和医生们视野的也不再只有T细胞。把其它类型的免疫细胞“武装起来”，同样可以作为抗击癌症的有力武器。

自然杀伤细胞（NK Cells），就很可能是细胞免疫疗法的下一位主角，相关探索正开展得如火如荼，已经有过登顶《新英格兰医学杂志》的早期出色数据[1]。对这样一个飞速前行的领域，相信很多读者也像奇点糕一样求知欲满满吧？

近期在《自然评论·癌症》上，得克萨斯大学MD安德森癌症中心团队就专门发文，全面盘点了NK细胞的生理特性、当前增强NK细胞抗癌能力的各种不同策略，以及早期临床探索的经验和教训[2]，大家就一起来过把知识的瘾吧！

NK细胞是人体先天免疫系统的一部分，传统分类方法基于两种表面蛋白，将NK细胞分为两个主要亚群，即CD56dimCD16+（具有细胞毒性的效应细胞）和CD56brightCD16low/–（发挥免疫调节功能、产生细胞因子）两大类。

而从功能上看，NK细胞具有免疫调节、免疫监视乃至免疫记忆等多重功能，其中最突出的就是它们强大的杀伤力，NK细胞能通过释放溶细胞颗粒、细胞毒性细胞因子、激活抗体依赖性细胞毒作用（ADCC）等方式来杀伤目标细胞。

且NK细胞与T细胞不同，它并不需要特异性的抗原致敏，因此不受主要组织相容性复合体（MHC）的限制，而如果癌细胞像躲避T细胞一样，想通过下调MHC-I类分子的表达来躲过NK细胞，那就正中免疫系统的下怀了，因为这反而会让NK细胞察觉到异常并发起攻击，即所谓的丢失自我（Missing-self）识别假说[3]。

与其它类型的免疫细胞类似，癌症患者体内的NK细胞功能往往也是异常的，再加上制备自体细胞流程比较繁琐，当前的NK细胞疗法基本都使用异基因来源的NK细胞，且这不会导致移植物抗宿主病（GvHD）风险。

目前NK细胞的来源包括外周血单个核细胞（PBMCs）、造血干/祖细胞（HSPCs）、诱导性多能干细胞（iPSCs）、脐带血和永生细胞系等，不同来源各有其优劣性，其中基于脐带血和iPSCs的疗法开发进度相对最快。

1）采用嵌合抗原受体进行修饰

嵌合抗原受体（CAR）能修饰T细胞，搞出大获成功的CAR-T疗法，那也可以把NK细胞“CAR一下”，让NK细胞能够识别癌细胞表面抗原，而且与CAR有关的抗原非依赖性信号（tonic signaling），也可能更好地激活NK细胞的抗肿瘤活性。

各种在CAR-T疗法身上尝试的新技术，应该也可以无缝衔接到NK细胞这边来。当然，基于CAR技术的细胞疗法也暴露出了一些问题，因此也有研究在尝试为NK细胞加装T细胞受体（TCR）。

2）利用NK细胞接合分子

虽说NK细胞不需要MHC类分子呈递的抗原来识别癌细胞，但它们也可以在结合癌细胞表面的目标抗原后被激活，进入抗肿瘤战斗模式，而负责结合抗原的就是所谓的NK细胞接合分子（NK Cell Engagers，NKCE）。

为了充分激活NK细胞，当前正在设计和研发的NKCE往往采用三特异性/四特异性设计，不仅能同时结合多个抗原，还要靶向NK细胞表面的多种激活性受体[4]，这些NKCE向临床的转化也值得期待。

3）细胞因子介导的NK功能强化

前面提到的CAR和NKCE两条路，主要是增强NK细胞识别和杀伤癌细胞的特异性，但NK细胞还受到IL-2、IL-15、IL-21等多种细胞因子的极大影响，因此也可以从细胞因子角度入手，来让NK细胞的抗肿瘤活性强力且持久。

不过有研究发现，持续外源性补充细胞因子，可能会导致NK细胞的“细胞因子成瘾性”，不利于维持抗肿瘤活性。目前关注度较高的方法，是通过对NK细胞的基因进行改造，使其具备自分泌特定细胞因子的能力，这样不仅能激活NK细胞自身，还可能影响肿瘤微环境中其它类型的免疫细胞，来个一石多鸟。

4）克服免疫抑制

人体内不利于免疫细胞的抑制性因素实在很多，对NK细胞而言，已被证实的抑制性因素包括免疫微环境乏氧（可通过抑制HIF-1α应对）、代谢性抑制（如乳酸脱氢酶/LDH）、抑制性信号通路（如TGF-β）等，都需要见招拆招来破解。

5）免疫检查点功能异常

T细胞活性会被大名鼎鼎的免疫检查点PD-1和CTLA-4限制，而NK细胞主要的抑制性免疫检查点也有两个，即杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR）和NKG2A/CD94受体：靶向KIR的单抗并未能取得成功，这可能因为抑制KIR也会影响NK细胞的“教育”[5-6]，而靶向NKG2A的单抗已经挺进到了临床III期阶段。

6）强化NK细胞移动到肿瘤部位的能力

NK细胞向肿瘤部位的移动，同样主要受到趋化因子及其受体的调控，而且不同肿瘤的趋化因子调控及影响因素都存在差异，因此可能需要外源性补充趋化因子，或采用放疗诱导趋化因子释放等方式，增强NK细胞对肿瘤的浸润。

从目前已知的临床研究结果来看，基于NK细胞的CAR-NK等疗法，相比CAR-T疗法安全性更好，临床研究中并未观察到细胞因子释放综合征（CRS）等问题，且PBMCs、HSPCs、脐带血等不同来源的异基因NK细胞治疗都比较精准安全，还有研究尝试使用记忆性NK细胞，以实现持久的疾病控制。

不过NK细胞疗法目前的探索也像CAR-T疗法一样，主要局限于血液系统肿瘤，为了进一步提高疗效、扩展应用范围，还要加紧进一步的基础科研和转化研究，分析影响NK细胞抗肿瘤活性的机制，尝试用联合治疗策略破解各种障碍。

基于NK细胞的免疫细胞疗法有着固有的优势，例如NK细胞的来源不局限于患者，能够制备为“现货型（Off-the-shelf）免疫细胞疗法”，治疗安全性更好等等，但为了让NK细胞疗法真正成熟，走向更广阔的天地，科学家和医生们还需要破解许多难题，而随着免疫细胞疗法的飞速发展，许多新技术也有望嫁接到NK细胞疗法当中，但也要密切关注与治疗和基因改造NK细胞有关的安全性问题。

参考文献：

1.Liu E, Marin D, Banerjee P, et al. Use of CAR-Transduced Natural Killer Cells in CD19-Positive Lymphoid Tumors [J]. New England Journal of Medicine, 2020, 382(6): 545-53.

2.Laskowski T J, Biederstädt A, Rezvani K. Natural killer cells in antitumour adoptive cell immunotherapy[J]. Nature Reviews Cancer, 2022.

3.Malmberg K J, Carlsten M, Björklund A, et al. Natural killer cell-mediated immunosurveillance of human cancer[C]//Seminars in immunology. Academic Press, 2017, 31: 20-29.

4.Kerbauy L N, Marin N D, Kaplan M, et al. Combining AFM13, a Bispecific CD30/CD16 Antibody, with Cytokine-Activated Blood and Cord Blood–Derived NK Cells Facilitates CAR-like Responses Against CD30+ MalignanciesAFM13-Loaded NK Cells as Therapy for CD30+ Tumors[J]. Clinical Cancer Research, 2021, 27(13): 3744-3756.

5.Vey N, Dumas P Y, Recher C, et al. Randomized phase 2 trial of lirilumab (anti-KIR monoclonal antibody, mAb) as maintenance treatment in elderly patients (pts) with acute myeloid leukemia (AML): results of the Effikir trial[J]. Blood, 2017, 130: 889.

6.Kim S, Poursine-Laurent J, Truscott S M, et al. Licensing of natural killer cells by host major histocompatibility complex class I molecules[J]. Nature, 2005, 436(7051): 709-713.