精準NK細胞能殺死癌症 你知道嗎?

1NK細胞簡介 
 NK細胞又稱自然殺傷細胞(natural killer cell，NK細胞)，是機體內重要的免疫細胞，NK細胞形態上屬於大顆粒淋巴細胞，來源於骨髓，是除T細胞、B細胞之外的第三大類淋巴細胞，約占血液中所有免疫細胞（白細胞數量）的15%，屬於天然免疫系統的核心細胞，主要分佈于外周血、肝臟和脾臟，在人體內NK細胞主要特徵為CD3-CD56+淋巴細胞群，其中血液中主要為CD16+CD56dim亞型（根據細胞上CD56分子表達密度的差異，將NK細胞分為CD56dim和CD56bright兩個亞群；CD56dim占NK細胞90％以上，主要為細胞毒作用，表達中度親和力的IL-2受體（IL-2R），具有更強的殺傷活性；CD56bright可產生大量細胞因數，主要起免疫調節作用，高表達IL-2R）。

NK細胞是體內負責殺傷老化、受病毒感染、腫瘤等異常細胞的最主要“戰士”。NK細胞與人體其他150多種白細胞都不同，它不需要接受免疫系統的特殊指令，也不需要其他細胞的配合，自己單獨就能識別和攻擊外來細胞、癌細胞和病毒。迴圈的NK細胞通常處於休眠狀態，一旦被啟動，它們會滲透到組織中，分泌穿孔素及腫瘤壞死因數，攻擊腫瘤細胞和病毒感染細胞

NK細胞是人體抵抗癌細胞和病毒感染的第一道防線，可非特異性直接殺傷腫瘤細胞，這種天然殺傷活性既不需要抗原致敏，也不需要抗體參與，且無MHC限制。除了具有強大的殺傷功能外，還具有很強的免疫調節功能，與機體其他多種免疫細胞相互作用，調節機體的免疫狀態和免疫功能。臨床研究發現NK細胞過繼免疫治療惡性腫瘤具有良好的應用前景，對多種實體瘤和血液系統惡性腫瘤均有一定效果。

相關詞彙：

過繼免疫療法（adoptive immunotherapy）是取對腫瘤有免疫力的供者淋巴細胞轉輸給腫瘤者，或取患者自身的免疫細胞在體外活化、增殖後，再轉輸入患者體內，使其在患者體內發揮腫瘤作用。

T細胞受體（TCR）在識別APC細胞或者靶細胞上的MHC分子所提呈的抗原肽時，不僅識別抗原肽，還要識別與抗原肽結合的MHC分子類型，此現象即MHC限制性（MHC restriction）。

注：APC細胞是抗原提呈細胞指T細胞在識別Ag遞呈細胞傳遞的抗原資訊時，必須先識別遞呈細胞上的MHC抗原類型，如TH細胞識別MHC-Ⅱ類抗原，而TC細胞只識別MHC-Ⅰ類抗原，之後才獲取抗原資訊的現象。

2NK細胞表面受體 
 NK細胞識別自我與非我並不需要體細胞基因重排產生識別不同抗原的克隆，而是表達多種受體執行功能。NK細胞受體主要包括免疫球蛋白超家族（如KIR），C型凝集素家族如NKG2受體，天然細胞毒性受體（NCR）：NKp46、NKp44和NKp30，下表例舉主要的受體及其調節功能：

3NK細胞的作用機制 
NK可釋放穿孔素、顆粒酶，穿孔素在靶細胞表面穿孔，使顆粒酶b進入靶細胞誘導靶細胞凋亡。同時分泌大量的細胞因數，如ifn-v、tnf-x、gm-csf、il-3、m-csf等，直接作用於靶細胞，或通過進一步啟動其他種類免疫細胞攻擊靶細胞。並可表達可以誘導細胞凋亡的蛋白（fasl）和腫瘤壞死因數相關凋亡誘導配體（trail），使靶細胞進入程式性凋亡狀態。

圖a. 正常情況下，KAR與自身細胞上多糖類抗原結合產生活化信號，同時KIR與MHC I類分子結合，產生抑制信號且占主導地位，以保證自身組織細胞不被破壞，阻止NK對自身健康細胞的殺傷。

圖b. 當細胞表面MHC I類分子發生改變或減少缺失（腫瘤細胞或其他損傷的細胞為逃逸獲得性免疫追殺而下調MHC消除抑制信號），影響與KIR結合，不能產生抑制性信號，NK則活化，釋放溶解性顆粒產生殺傷效應(MHC I丟失自我) 。

圖c. 即使存在抑制信號，腫瘤細胞亦可通過過表達表面抗原與KAR結合，腫瘤細胞可以通過啟動NK細胞受體來表達被誘導的應激配體，此時活化信號超過抑制信號，繼而啟動NK細胞殺傷靶細胞。

圖d. NK細胞還表達IgG1和IgG3的低親和力受體FcγRIII（CD16），可與腫瘤抗原特異性抗體Fc段結合，介導NK細胞識別並殺傷被抗體包被的腫瘤細胞，亦稱為抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（antibody dependentcell-mediated cytotoxicity, ADCC），ADCC也是NK細胞殺傷靶細胞的主要方式。

目前認為NK細胞主要通過以下途徑發揮殺傷作用：

1.NK細胞直接通過胞吐作用釋放穿孔素和顆粒酶等細胞毒性顆粒，活化半胱天冬酶（caspase）途徑誘導靶細胞凋亡；

2.活化NK細胞表達Fas（CD95）配體和TRAIL（TNF related apoptosis inducing ligand，腫瘤壞死因數相關誘導凋亡配體）分子，誘導CD95+靶細胞和TRAIL受體陽性的靶細胞通過內源酶的級聯反應發生凋亡；

3.細胞因數介導的殺傷作用，NK細胞能合成和分泌多種細胞因數，如IFNγ、TNFα、IL1、IL5、IL8、IL10和GCSF；

4. ADCC作用。

4NK細胞如何發揮治療作用？ 
鑒於NK細胞自身的作用機制，在腫瘤免疫治療中，主要通過以下策略來促使NK細胞發揮最大的作用：

1，免疫檢查點抑制劑，解除NK細胞的抑制信號；

2，使用NK細胞進行癌症治療；

3，嵌合抗原受體（CAR）技術與NK細胞結合；

4，雙特異性分子聯結NK細胞活化受體和腫瘤細胞。

圖a. 某些啟動的NK細胞表達PD1和CTLA4。研究者在多發性骨髓瘤患者體內檢測到其NK細胞表達PD1，應用PD1單抗（CT-011）後能修復NK細胞介導的抗腫瘤效應；此外，應用PDL1的IgG1單抗還可能激發NK細胞的ADCC。NK細胞表面KIR類的抑制性受體（KIR2DL1, KIR2DL2 和KIR2DL3）可與MHC I類分子結合，抑制NK細胞活化，體外實驗表明，應用IPH2102單抗阻斷KIR2DL1-3，可以增加NK細胞的抗腫瘤活性（作用機製圖a所示）。在AML和MM的臨床I－II期研究已證實anti-KIR的安全性，雖然目前anti-KIR單獨應用沒有展示出顯著的抗腫瘤效應，然而其與CTLA4或PD1抑制劑聯用值得期待。

圖b. 在殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(KIRs)和主要組織相容性複合體(MHC)的出現供體與受體之間不匹配情況下，通過抑制NK細胞的KIRs對不識別MHC類I分子表達的轉移的同種異體腫瘤細胞，進而殺傷腫瘤細胞。

圖c. CRA-T大家都耳熟能詳，模仿CAR-T的CAR技術，已研發出CAR-engineered NK cell（如圖c所示），其原理亦是通過在NK細胞表面嵌合腫瘤特異性抗原受體，靶向識別並摧毀腫瘤細胞。體外實驗提示，其CAR-engineered NK cell展示出較ADCC更強的細胞毒作用，可能與CAR與腫瘤表面抗原結合較IgG-CD16展示出更強的親和力,目前CAR-engineered NK cell還處於研發階段，期待其在體內試驗中的療效。

圖d. 以NK細胞表面活化受體CD16和NKG2D為靶點的雙特異性分子，可以靶向NK細胞識別並殺傷腫瘤細胞。（雙特異性分子被設計用來識別啟動NK細胞受體結合另一端的腫瘤抗原，以使NK細胞殺滅過度表達這些抗原的腫瘤細胞）

利用NK細胞潛能的治療方法示意圖

NK細胞在免疫監視中扮演著非常重要的角色，隨著對NK細胞的分子特徵和功能的進一步探索，開發以NK細胞為基礎的靶向免疫治療可能引發腫瘤免疫治療的新突破，以NK為基礎的潛在免疫治療靶點。

5腫瘤細胞如何逃逸NK細胞攻擊？ 
如圖所示，腫瘤細胞主要通過以下途徑逃逸NK細胞攻擊：

a.血小板包被腫瘤細胞，並釋放TGF-β等免疫抑制因數，表達GITR配體與KIR結合或下調KAR，抑制NK細胞啟動；

b.腫瘤細胞分泌免疫調節分子，如PGE2、IDO、TGF-β和IL-10等；

c. 腫瘤細胞分泌可溶性NKG2DL，中和NK細胞表面受體；

d.腫瘤微環境中基質細胞等分泌免疫抑制因數，表達NKG2DL，下調NK細胞表面受體。

腫瘤細胞逃逸NK細胞機制

自然殺傷（NK）細胞是人體防禦的第一道線，鑒於其天生的防禦能力，可以快速尋找和殺滅異常細胞，如：癌細胞、病毒細胞以及其他受感染的細胞，而無需啟動獲得性免疫所需的其他支持分子（T細胞等）。精準免疫腫瘤NK 平臺具有多種模式來誘導和殺滅潛在的抗腫瘤或感染的細胞：

NK（活化的NK細胞）：直接進入腫瘤細胞表達的配體，釋放有毒顆粒，將其殺死；haNK （抗體介導）：通過結合抗體組合增強所施用抗體的癌細胞殺傷作用，從而靶向的殺死癌細胞；CarNK （靶啟動殺滅）：通過結合到腫瘤細胞的表面上的已知的或新發現的腫瘤特異性抗原來直接進入腫瘤細胞，釋放有毒顆粒誘導細胞死亡。　　

傳統的非特異性免疫治療（NK、DC、CIK、DC-CIK）沒有足夠的臨床資料證明其在延長癌症患者五年生存率方面有顯著的改善。那麼，首先第一個問題就是精準NK 細胞三大技術平臺相對傳統的NK 有哪些優勢呢？　　

NK 細胞平臺：off-and-shelf 治療。其獨特的NK 細胞不表達殺傷抑制受體。同時，NK細胞還攜帶顆粒酶和含有穿孔顆粒的較大有效負載，從而使其能針對多靶點提供致死酶有效負荷。另外，公司的生產專利、遞藥系統保證了NK細胞可以按需要商業化生長，就像“在袋子裡的活藥”。NK細胞的安全性已經在幾十個I期臨床（針對惡黑和實體瘤）中得到驗證，其安全性、活性和對生存期的延長已經證實。　　

haNK (抗體介導)：提升重磅單抗治療效果。我們熟悉的重磅單抗赫賽汀、美羅華均是利用ADCC（抗體依賴性細胞介導的細胞毒性）殺傷腫瘤細胞，但是因為主要的效應細胞NK細胞的受體CD16 的不均勻或低親和性，大約只有20%的人使用這些單抗有作用，而公司的haNK 平臺已經修飾過，顯示CD16 的高親和性。目前針對haNK 的I期臨床預計2016 年開始。　　

CarNK：站在“車（CAR）”上好風光。嵌合抗原受體（CAR）技術是目前腫瘤治療最新技術，CAR是一種蛋白，可以使效應細胞對靶細胞（癌細胞）顯示特異性的表面抗原。公司的將CarNK 修飾加工成1 個或多個CAR 連結，相比自體T細胞，在可擴展性、品質控制、一致性等方面具有多重優勢。目前最靠前的是，公司對HER2 的CarNK 表達系，HER2廣發分佈在乳腺癌、胃癌、膀胱癌和髓母細胞瘤等癌症蛋白中。

相對現在的熱點 T 細胞治療有哪些優勢？　　

解決了大規模生產的問題：T 細胞治療需要獲得活化的T細胞，對於自體細胞治療來說複雜性和成本較高。減少對自身免疫系統的依賴：公司同種異體的“off-and-shelf”技術不依賴於自身免疫系統，這一點非常重要，因為對於多數患者的自身免疫系統較弱。並對實體瘤有效。