以下文章來源于： 細(xì)胞與基因治療領(lǐng)域

NK 細(xì)胞（黃色部分）攻擊腫瘤細(xì)胞（紅色部分）

（來源：Science）

自然殺傷細(xì)胞（Natural killer cell，NK細(xì)胞 )，是一類先天淋巴細(xì)胞，具有識(shí)別和消除病毒感染細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞的能力。隨著CAR-T細(xì)胞療法取得了顛覆性成功，大家對(duì)對(duì)NK細(xì)胞在抗腫瘤免疫療法中的潛力也興趣倍增。

圖1 NK細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞

在臨床上，第一代NK細(xì)胞療法取得了可喜的效果，顯示出令人鼓舞的療效和良好的安全性。國際頂級(jí)期刊Nature Reviews Cancer (IF=69.800)雜志上的一篇綜述，作者介紹如何增加NK細(xì)胞毒性和壽命的各種方法，迎接挑戰(zhàn)和抓住機(jī)遇，并從臨床開發(fā)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中指導(dǎo)下一代NK細(xì)胞產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

NK細(xì)胞來源和供體選擇

NK細(xì)胞發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，主要與殺死感染的微生物和惡性轉(zhuǎn)化的同種異體和自體細(xì)胞有關(guān)。在人體內(nèi)，NK細(xì)胞來源于CD34+共淋巴祖細(xì)胞。據(jù)估計(jì)，NK細(xì)胞的半衰期大約為7~10天，它們通過與DC細(xì)胞的相互作用發(fā)揮關(guān)鍵的免疫調(diào)節(jié)功能。

NK細(xì)胞的來源廣泛，包括外周血、臍帶血、多能干細(xì)胞（ESC和 iPSC）和NK細(xì)胞系（如NK92細(xì)胞系等） 。所有來源都可以提供具有臨床意義的細(xì)胞劑量，適合制備CAR-NK，并已過渡到人體研究。每個(gè)來源都有優(yōu)點(diǎn)和潛在的挑戰(zhàn)。CAR-NK細(xì)胞已成功從包括臍帶血在內(nèi)的不同平臺(tái)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。

圖2 NK細(xì)胞的來源和供體選擇

▉ 外周血或臍帶血來源

原代NK細(xì)胞可以從外周血（PB-NK細(xì)胞）中收獲或來自臍帶血（CB-NK細(xì)胞）。PB-NK細(xì)胞，是2005年由Dario Campana領(lǐng)導(dǎo)的首次成功將CAR構(gòu)建體遞送到NK細(xì)胞中的平臺(tái)。PB-NK細(xì)胞為目前正在臨床試驗(yàn)的各種產(chǎn)品提供了基礎(chǔ)材料。

▉ 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源

iPSC是NK細(xì)胞的一個(gè)的來源，iPSCs可高效擴(kuò)增，還能體外分化。通過iPSC可以制造大量遺傳背景一致的NK細(xì)胞產(chǎn)品。iPSC的制備需要種子細(xì)胞少，可大量培養(yǎng)，成本較低，可實(shí)現(xiàn)自體供給，免疫原性較低。

iPSC來源的NK細(xì)胞有兩個(gè)缺點(diǎn)，第一，表達(dá)低水平的CD16。第二，iPSC可能含有“表觀遺傳記憶”，而這可能會(huì)影響與供體細(xì)胞不同的特定細(xì)胞譜系的發(fā)育。

▉ NK細(xì)胞系來源

NK-92是第一個(gè)獲得美國FDA批準(zhǔn)進(jìn)行臨床試驗(yàn)的NK細(xì)胞，是一種均勻的、永生的NK淋巴瘤細(xì)胞系，可以離體擴(kuò)增。NK-92細(xì)胞缺乏大多數(shù)KIRs的表達(dá)，因此不太可能被抑制。

然而，在患者給藥之前需要照射NK-92衍生的細(xì)胞產(chǎn)物，這影響體內(nèi)的長期持久性和整體性治療潛力。另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于缺乏CD16表達(dá)，NK-92細(xì)胞缺乏通過ADCC介導(dǎo)細(xì)胞殺傷的能力。

圖3 不同來源的NK細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)和局限

如何增強(qiáng)NK細(xì)胞功能

圖3 增強(qiáng)NK細(xì)胞特異性的策略

▉ 嵌合抗原受體

CARs是合成的融合蛋白，包括細(xì)胞外抗原識(shí)別域和觸發(fā)細(xì)胞活化的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)部分。CARs可以在免疫效應(yīng)細(xì)胞上表達(dá)，以重新編程其對(duì)特定靶點(diǎn)的特異性。CAR-T細(xì)胞療法是第一個(gè)出現(xiàn)的。此后，傳統(tǒng)上為T細(xì)胞設(shè)計(jì)的CAR已被用于CAR-NK細(xì)胞的產(chǎn)生，研究表明這些細(xì)胞可以靶向特異性腫瘤，同時(shí)保持理想的安全性。細(xì)胞內(nèi)抗原以肽-HLA復(fù)合物的形式存在，通過TCR檢測(cè)。工程N(yùn)K細(xì)胞表達(dá)TCR可以檢測(cè)這種肽。TCR-NK細(xì)胞，被證明可以引發(fā)抗腫瘤反應(yīng)。

▉ NK細(xì)胞銜接器

NK細(xì)胞銜接器，可以將NK細(xì)引導(dǎo)到腫瘤部位，通過觸發(fā)NK細(xì)胞上的激活受體來引發(fā)強(qiáng)烈的抗腫瘤反應(yīng)，同時(shí)結(jié)合腫瘤細(xì)胞上的目標(biāo)抗原。開發(fā)策略包括三個(gè)特異性或四個(gè)特異性設(shè)計(jì)，靶向腫瘤上的多種抗原，或通過交聯(lián)細(xì)胞因子部分，促進(jìn)NK擴(kuò)增和存活，旨在增強(qiáng)抗腫瘤作用。細(xì)胞銜接器的使用，因此代表了一種更簡(jiǎn)單，成本更低的制造工藝，來提供能夠誘導(dǎo)CAR樣活性的產(chǎn)品。

圖4 CAR設(shè)計(jì)的原則和策略

▉ 細(xì)胞因子

細(xì)胞因子，可以增強(qiáng)NK細(xì)胞毒性，并促進(jìn)NK細(xì)胞增殖。連續(xù)的離體刺激，會(huì)使NK細(xì)胞“細(xì)胞因子上癮”，并在沒有體內(nèi)細(xì)胞因子支持的情況下輸注這些細(xì)胞時(shí)會(huì)降低持久性。通過基因工程，NK細(xì)胞被修飾以產(chǎn)生細(xì)胞因子，維持細(xì)胞效力，增殖和持久性。這種自分泌維持引起了人們的極大興趣，CAR-NK細(xì)胞正在出現(xiàn)。

▉ 克服免疫抑制

腫瘤通常表現(xiàn)出異常的代謝行為，導(dǎo)致腫瘤生存環(huán)境中乳酸水平升高以及有毒分解代謝物，腺苷和活性氧的濃度增加。此外，腫瘤微環(huán)境（TME）內(nèi)，存在不斷增殖且功能失調(diào)的脈管系統(tǒng)和免疫抑制細(xì)胞亞群，導(dǎo)致進(jìn)入TME的各種免疫效應(yīng)細(xì)胞發(fā)揮不出作用。

為了克服免疫抑制，目前的策略集中在兩個(gè)方面：

• 改變腫瘤的代謝構(gòu)成或修改免疫細(xì)胞中的基因表達(dá)程序，以保護(hù)它們免受TME中抑制性代謝物的侵害；
• 通過小分子抑制劑或拮抗抗體阻斷腫瘤細(xì)胞上的CD73克服腺苷介導(dǎo)的免疫抑制。

在臨床前研究中，通過基因編輯刪除CAR-T細(xì)胞和CAR-NK細(xì)胞中的腺苷A2A受體，顯示出抗腫瘤的功效。

▉ 阻斷免疫檢查點(diǎn)

腫瘤可逃避免疫監(jiān)視（比如免疫檢查點(diǎn)的參與），使用相應(yīng)單抗可逆轉(zhuǎn)NK功能障礙。然而，通過單抗來調(diào)節(jié)患者的免疫細(xì)胞，但需要多次輸注。隨著基因編輯技術(shù)的進(jìn)步，NK細(xì)胞可以被穩(wěn)定修飾，從而增強(qiáng)NK細(xì)胞功能。此外，在確定CISH（細(xì)胞因子誘導(dǎo)的含SH2蛋白）作為NK細(xì)胞功能的關(guān)鍵負(fù)調(diào)節(jié)蛋白后，設(shè)計(jì)了缺乏這種細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子檢查點(diǎn)的CAR-NK細(xì)胞，其代謝適應(yīng)性和抗腫瘤活性明顯提升。

▉ 加強(qiáng)NK細(xì)胞向腫瘤的運(yùn)輸

NK細(xì)胞進(jìn)入和穿透腫瘤的能力，是有效抗腫瘤免疫的關(guān)鍵。NK細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞類似，通過趨化因子受體及其在TME中分泌的同源配體的動(dòng)態(tài)相互作用被引導(dǎo)到腫瘤部位。由于內(nèi)化和降解導(dǎo)致趨化因子表達(dá)的迅速喪失，因此，采用基因工程來為NK細(xì)胞配備穩(wěn)定的異位趨化因子受體，是未來CAR-NK發(fā)展的一個(gè)方向。

臨床經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

CAR-T細(xì)胞治療，讓一些患者實(shí)現(xiàn)了長達(dá)十年的有效治療。NK 細(xì)胞具有獨(dú)特的抗腫瘤效應(yīng)，不受MHC限制的細(xì)胞毒性、產(chǎn)生細(xì)胞因子和免疫記憶等功能，使其成為先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵角色。早期臨床數(shù)據(jù)表明：NK細(xì)胞非常適合用于異體治療環(huán)境。雖然安全性結(jié)果令人鼓舞，但還需要進(jìn)一步研究以闡明同種異體NK細(xì)胞是否能夠逃避T細(xì)胞的排斥反應(yīng)以獲得長期持久性。

臨床研究表明，NK細(xì)胞在治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤方面具有安全性和有效性。重要的是，無論采用哪種方法，NK細(xì)胞療法都一直顯示出良好的安全性。迄今為止，沒有觀察到CRS或GVHD。然而，大多數(shù)報(bào)道的成功僅限于血液系統(tǒng)惡性腫瘤，并非所有患者都對(duì)NK細(xì)胞治療有反應(yīng)，有些患者最終會(huì)復(fù)發(fā)。

無論如何，CAR-NK 細(xì)胞療法是一個(gè)很有前途的臨床研究領(lǐng)域，對(duì)某些癌癥患者具有良好的安全性和初步療效。相信，CAR-NK細(xì)胞療法可能會(huì)導(dǎo)致腫瘤免疫治療的革命性進(jìn)展。

來源： 細(xì)胞與基因治療領(lǐng)域