自然杀伤(NK)细胞是体内重要的肿瘤杀伤免疫细胞。NK细胞对病毒感染细胞或肿瘤形成有很快的反应率。此外,NK细胞具有广泛的抗肿瘤作用,没有显示肿瘤杀伤的特异性和MHC的局限性。当其他免疫细胞(如T细胞和B细胞)功能低下时,NK细胞的功能就显得尤为重要。

目前,基于NK细胞的肿瘤免疫治疗已逐渐被发现。让我们看看有哪些策略可用?

它可以单打独斗,也可以群殴

NK细胞是抵抗肿瘤细胞和病毒感染的第一道防线,它可以直接杀死肿瘤细胞而无特异性。NK细胞可以识别这些细胞,在没有抗体或MHC的情况下产生快速的免疫反应。对于那些没有自我标记的MHC-I细胞,NK细胞可以在没有激活的情况下杀死它们。这种自然杀伤活性不需要抗原增敏、抗体1参与和无MHC限制。它不同于人体内其他类型的白细胞。它不需要来自免疫系统的特殊指令,也不需要其他细胞的合作。它能自行识别和攻击外来细胞、癌细胞和病毒。
免疫细胞治疗的作用怎么样?NK细胞抵抗肿瘤

它除了具有强大的杀灭功能外,还具有强大的免疫调节功能,与其他免疫细胞相互作用,调节机体的免疫状态和免疫功能。临床研究发现,NK细胞过继免疫治疗在恶性肿瘤的治疗中具有良好的前景,对多种实体瘤和血液系统恶性肿瘤有一定的疗效。

三种抗癌方法

NK细胞有三种抗癌作用:

  • 通过释放孔蛋白、颗粒酶或死亡受体直接杀伤肿瘤细胞;

  • 它们通过分泌细胞因子和趋化因子,在免疫系统中起调节细胞的作用,并激活T细胞的杀伤作用

  • ADCC效应(抗体依赖性细胞介导的细胞毒性)形成。当B细胞发现癌细胞时,它们会悄悄地在癌细胞上留下特异性IgG抗体作为标记,提醒NK细胞。当NK细胞看到这个标记物时,它们会起到杀戮的作用。

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目前,国际上肿瘤免疫治疗的NK细胞策略如下:

  • 体外活化NK细胞(自体或异体)的治疗

  • 结合NK细胞和单克隆抗体(如免疫抑制检查点抑制剂)诱导抗体特异性细胞毒性

  • car-nk细胞免疫治疗的构建

NK细胞体外活化的治疗策略

NK细胞可通过自身的表面受体(激活的和抑制的受体)调节自身的细胞毒性。通过激活NK细胞自身的受体是解除NK细胞免疫应答的有效途径。

激活受体途径的刺激

NK细胞表面有一系列的激活受体,如天然细胞毒性受体(NCRs)、C型凝集素(NKG2D)SLAM家族受体和CD16。这些活化受体与配体结合后,可诱导IFN-γ、TNF-α等细胞因子的分泌。

IL-15

临床前和早期资料均显示IL-15可诱导NK细胞数量增加。IL-15一方面有助于跨越免疫关卡的抑制机制,另一方面可以改善NK细胞CD16介导的功能。目前,IL-15已成为免疫治疗的新靶点。

CD16

NK细胞也表达低亲和力受体FCγRIII(CD16)。CD16可与肿瘤抗原特异性抗体FC段结合,介导NK细胞识别和杀伤被抗体包围的肿瘤细胞,即ADCC。与其他活化的NK细胞受体不同,CD16与FC的结合不需要共活化,可以产生强烈的反应。这也使NK细胞能够在病毒感染和肿瘤形成的早期通过抗体产生免疫反应。ADCC是NK细胞杀伤靶细胞的主要途径。

此外,我们还设计了一种以CD16和NKG2D为靶点的双特异性分子,能够靶向NK细胞识别和杀伤肿瘤细胞。(双特异性分子被设计用来识别肿瘤抗原,这些抗原激活NK细胞受体与另一端结合,从而使NK细胞杀死过度表达这些抗原的肿瘤细胞。)

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结合免疫检查点抑制剂

虽然NK细胞对肿瘤的反应调节并不依赖于对肿瘤相关抗原的识别,但也存在着免疫检查点的激活或抑制机制。肿瘤细胞能表达NK细胞免疫检查点配体,抑制NK细胞介导的肿瘤细胞溶解。因此,为了限制这种抑制作用,人们开发了一系列肿瘤NK细胞免疫抑制检查点抗体。

阻断“抑制性受体”途径

NK细胞表面表达多种抑制性受体,如KIR(免疫球蛋白样受体)C型凝集素受体(nkg2a)中常见的免疫检查点受体PD-1、Tim-3、LAG-3、tigit等,它们能与MHCⅠ类分子结合,抑制NK细胞的活化。

体外实验表明,iph2102单抗阻断kir2dl1-3可提高NK细胞的抗肿瘤活性。它可以通过抑制NK细胞的KIRs对不识别MHCⅠ类表达的转移性肿瘤细胞的杀伤作用。此外,针对NK细胞相应抑制性受体的抗体能显著提高NK细胞的杀伤效果。

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此外,研究人员还检测了多发性骨髓瘤患者NK细胞PD1的表达。PD1 MAb(ct-011)的应用可以修复NK细胞介导的抗肿瘤作用,此外,pdl1igg1mab的应用还可能刺激NK细胞的ADCC。

其中,AndréP等人。研制了抗NK细胞抑制受体nkg2a的人源化抗体monalizumab,并对其在体外对多种肿瘤细胞系(包括HNSCC细胞系和小鼠体内)的作用进行了评价。发现当与其他单克隆抗体如DurvutAb(抗PD1单克隆抗体)或EGFR单克隆抗体和西妥昔单抗一起使用时,它具有加性效应。

结合免疫检查点抑制剂和其他NK定向免疫疗法,它可用于靶向各种类型的肿瘤,这些肿瘤目前对现有疗法无反应。

汽车nk细胞治疗

嵌合抗原受体修饰NK细胞能显著提高NK细胞的疗效和特异性,其原理是通过在NK细胞表面构建嵌合肿瘤特异性抗原受体,使NK细胞靶向识别和破坏肿瘤细胞。一些研究表明,NK细胞比ADCC具有更强的细胞毒作用。

在car的应用中,NK细胞优于T细胞

异基因NK细胞不会引起GVHD,已经在许多临床试验中得到证实。

NK细胞不分泌引起细胞因子释放综合征的炎症因子,如IL-1和IL-6。

除了car介导的靶向杀伤外,car-nk细胞还可以通过nk细胞的抗肿瘤特性识别和杀伤car靶向下调或缺失的肿瘤细胞,从而提高免疫治疗效果。

异基因NK细胞来源广泛,包括外周血、NK细胞系、脐血、诱导多能干细胞、NK-92细胞系等。

目前,关于car-nk的临床试验很多,大多集中在血液肿瘤的研究上,试图解决car-t不能解决实体瘤的问题。在实体瘤的治疗中,研究人员开发了多种靶向肿瘤相关抗原的car-nk细胞,如gD2、EGFR和PSCA。CAR修饰的NK细胞对表达相应抗原的靶细胞具有更强的细胞毒作用。其中以NKG2D为胞外结构域的汽车结构最为特殊。NKG2D可与多种肿瘤表面配体结合,具有广谱抗癌作用。nkg2d-dap10-cd3ζ构建的car-nk细胞对骨肉瘤、前列腺癌、横纹肌瘤等肿瘤具有良好的杀伤作用。

综上所述,我们可以总结出下图来发展一系列NK细胞免疫治疗癌症的方法。

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??NK细胞电位治疗方法示意图

后记

一般来说,有三种方法可以使用NK来对抗肿瘤:激活NK细胞,减轻NK细胞的免疫抑制,并控制NK细胞毒性。

NK细胞作为仅次于T细胞的第二大免疫细胞,在肿瘤治疗中有着特殊的地位。虽然NK细胞疗法的发展可以参考现有的T细胞治疗,但也应该注意到这两种免疫细胞具有不同的作用机制。为了真正发挥NK细胞的抗癌作用,需要对其分子特性和功能进行进一步的探索和验证。