免疫治疗已成为继手术、放疗和化疗后，癌症的第四大治疗方法，是近年来应用研究和临床医学实践的最前沿研究领域。随着人们对NK细胞作用机制研究的不断深入，基于NK细胞的免疫疗法已应用于临床治疗癌症。与传统的治疗手段相比，NK细胞可治疗多种不同的癌症，因而备受关注。

自然杀伤(natural killer, NK)细胞是一类具有杀伤肿瘤细胞能力的天然免疫细胞，可通过细胞毒性和释放细胞因子等方式，抵抗病毒或肿瘤细胞的侵袭。作为人体重要的免疫细胞之一，NK细胞在监视肿瘤的过程中发挥至关重要的作用，并以一种与抗原无关的方式表现岀对异常细胞的强大杀伤能力。

1975年,Kiessling等人发现一类与淋巴细胞形态相似，但与T细胞和B细胞不同的，不需要预先刺激就能裂解肿瘤细胞的细胞，并且能直接通过表面受体识别病原菌，因此，将其命名为自然杀伤细胞。

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NK细胞及其功能

NK细胞主要参与对病毒感染细胞、恶性转化的自体细胞或同种异体细胞的杀伤过程，同时，能快速响应病毒感染，参与抗肿瘤的免疫监视过程。NK细胞是人体抵抗病毒感染和肿瘤细胞的第一道防线，能非特异性地直接杀伤肿瘤细胞，是免疫系统中最重要组成部分。

根据细胞特征，人们通常将NK细胞分为CD56hrieh,CD16dira表型和 CD56dim，CD16+表型。前者通常不太成熟，但可分泌大量的细胞因子；而后者更成熟，占NK细胞总数的90%,其细胞毒性更大，具有杀伤溶解靶细胞的功能，是天然抗肿瘤免疫的重要效应细胞。

NK细胞及亚群在体内的分布。图片来源：Cell, doi: 10.1016/j.cell.2020.02.029

NK细胞的抗肿瘤作用依赖其细胞毒性，而细胞毒作用主要通过2种途径杀伤肿瘤细胞：

• 1)活化的NK细胞释放穿孔素和颗粒酶介导靶细胞凋亡，启动凋亡相关程序；

• 2)抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibodydependent cell—mediated cytotoxicity , ADCC )。

常规癌症治疗的“三板斧”分为：手术、放疗和化疗等.在这一过程中难免会使肿瘤细胞产生应激，增加NK细胞的活化配体，释放损伤相关分子模式分子(damage-associated molecular patterns molecules,DAMPs)，诱导免疫原性的细胞死亡。

虽然不同化疗药物(或辐射)作用机制不同，但手术切除仍然是许多恶性实体瘤的主要治疗方法，而手术的免疫调节机制尚不清楚，同时手术在一定程度上影响了NK细胞的功能，可能为肿瘤的扩散和生长提供了机会。

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癌症免疫治疗中

常见的NK细胞疗法

过继免疫治疗通过向肿瘤患者移植经体外诱导培养的、从患者或健康供者体内获得的、自体或异体的免疫细胞，发挥直接或间接地杀伤肿瘤细胞的作用，达到治疗肿瘤的目的。Rosenberg等人最早于1985年就开始使用NK细胞进行抗肿瘤治疗，研究发现，NK细胞联合IL-2对肾癌、黑色素瘤的治疗，有效率为20%~30%。

自体NK细胞

目前，自体NK细胞用于癌症免疫治疗，虽然NK细胞可从患者的外周血中分离，可在体外扩增，但部分研究显示，NK细胞的扩增比T细胞的扩增更为复杂。

自体NK细胞的功能状态和增殖往往较差，这可能与NK细胞分离前患者所接受的治疗有关，影响了临床疗效的原因之一。针对这一问题，目前正在研究多种方法包括不同的激活细胞因子组合(例如,IL-2 JL-12 JL-15 JL-18),体外扩增过程中使用饲养细胞提供重要的细胞因子等。

同种异体NK细胞

由于癌症患者的NK细胞功能高度失调.并且数量减少.因此，在癌症免疫治疗中，广泛探索了同种异体NK细胞的过继移植治疗，从而诱导产生抗肿瘤的效应。Miller等人在进行异体NK细胞回输的临床实验中发现，免疫抑制的AML患者回输NK细胞，并进行IL-2治疗后，IL-15升高、NK细胞数量增加，19名患者中有5名患者的疾病得到缓解：

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells , iPSCs )也能分化为NK细胞，此种来源的NK细胞，无论在体内或体外，均证实对各种来源的肿瘤具有极高的细胞毒性。Zeng等人发现外周血iPSCs来源的NK细胞在体外人杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer cell immunoglohulin-like receptors , KIRs )的表达虽然较低，但对癌细胞同样具有细胞毒性，并可能产生ADCC,表明外周血iPSCs可能作为产生NK细胞的替代来源。

众多临床研究证实，同种异体NK细胞不会引起移植物抗宿主病(graft-versus-host disease ,GVHD),表明同种异体NK细胞的过继细胞治疗是安全的。与自体NK细胞过继细胞治疗相似，同种异体NK细胞过继细胞治疗体外培养的NK细胞扩增激活，回输体内后持续存在。

6名患者中有5名患者，供体细胞在体内持续存在 5 天。

来源：doi:10.1182/blood-2004-07-2974

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嵌合抗原受体NK(CAR-NK)细胞

由于受NK细胞数量少、细胞毒性低和无法迁移至肿瘤部位等多种因素的影响，使未修饰的自体或异体NK细胞过继移植的临床应用受到限制。因此，对NK细胞进行基因工程修饰使其表达高亲和力受体(例如,CD16)、靶向表面蛋白(例如，PD-Ll.CD19.Her2等)和内源性细胞因子(例如,1L-2和IL-15)对NK细胞存活和细胞毒性至关重要。嵌合抗原受体技术是基因工程与免疫疗法的完美融合，在当前肿瘤治疗领域极具前景。

鉴于CAR-T细胞的成功，CAR现被用于增强NK细胞抗肿瘤活性。2005年,Imai等人利用基因修饰技术，将CAR-NK细胞表面克服了自身的抑制受体，开启了NK细胞基因修饰的先河。CAR-NK细胞不仅通过CAR特异性识别肿瘤表达的抗原，也可通过NK细胞自身受体清除肿瘤。

表达4-1BB增强嵌合受体的NK细胞对来自患者的白血病细胞表现出强大的细胞毒性。来源：https://doi.org/10.1182/blood-2004-12-4797

除了通过靶向肿瘤抗原指导CAR-NK细胞杀伤肿瘤细胞外，已有人提出CAR-NK细胞可清除肿瘤微环境中的免疫抑制细胞，包括骨髓源性抑制细胞(myelodi-derived suppressor cells, MDSCs)和M2型肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associa-ted macrophages,TAMs)四。针对复发性或难治性CD19阳性B细胞恶性肿瘤患者的CD19靶向CAR-NK细胞治疗的I /II期临床试验(NCT03056339)中期结果显示,11例患者中有8例对治疗有客观反应，并未出现主要毒性反应。

主要临床在研的CAR-NK产品

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结语

作为一种具有快速、有效的抗肿瘤能力的特殊免疫表达细胞群,无论是否使用CAR,过继性NK细胞的移植均可提供一种更安全、更可行的替代方法，至少可作为基于T细胞治疗方法的补充。NK细胞易于获取、来源更多，使利用自体或异体NK细胞治疗疾病具有很大的潜力，特别是能增强免疫疗法的抗癌效果，并降低免疫治疗的毒性反应。