http://caifuhao.eastmoney.com/news/20240316102539877920570

肝細胞癌(HCC)目前是全球第六大常見癌症,也是2020年全球癌症相關死亡的第三大原因,HCC的治療策略是根據腫瘤分期來選擇的。索拉非尼或侖伐替尼一直是 HCC的常見治療方法,但對生存結果的影響有限,接受索拉非尼和安慰劑治療的HCC患者的中位OS 分別為10.7個月和7.9個月。因此,局部晚期HCC仍然非常需要新的、積極的治療方法。

NK細胞是肝臟先天免疫系統的重要組成部分,占肝內淋巴細胞的30%~50%。研究報導,HCC患者中NK細胞的數量和功能顯著降低,腫瘤浸潤NK細胞的減少與HCC晚期的生存不良相關。這表明肝內NK細胞在HCC免疫監視中發揮著重要作用。

在韓國和日本,肝動脈灌注化療(HAIC)已應用於局部晚期HCC的治療。理論上,HAIC 具有多種優勢,包括比全身治療更高的療效和更低的全身毒性,因為通過肝動脈輸注藥物的方式可以將化療藥物直接輸送到腫瘤細胞。5-氟尿嘧啶(5-FU)和順鉑是肝動脈輸注最常見的方案。值得注意的是,一些化療藥物(包括5-FU和順鉑)作為NK 細胞活性的有效誘導劑具有免疫調節作用。

基於這一假設,《Front Immunol》上發佈了一項1期研究,題為:“A Phase I Study of Locoregional High-Dose Autologous Natural Killer Cell Therapy With Hepatic Arterial Infusion Chemotherapy in Patients With Locally Advanced Hepatocellular Carcinoma”,該研究共納入11名標準治療難治的局部晚期 HCC(肝細胞癌)患者,通過肝動脈輸注單獨施用5-FU和順鉑,以在NK細胞輸注之前誘導腫瘤生長抑制。該研究的目的是評估局部高劑量自體 NK 細胞(VAX-NK/HCC)與 5-FU 和順鉑的 HAIC 聯合用於不適合治療或對標準治療無效的患者的安全性和有效性。

 

5天連續輸注NK細胞晚期肝癌患者完全緩解

參與受試的所有患者,在5-氟尿嘧啶(750mg/m2)和順鉑(25mg/m2)的HAIC(肝動脈輸注化療)治療4個週期後,通過肝動脈給藥,持續5天以劑量遞增的方式(劑量2.5×108,5×108,10×108NK細胞/注射)接受NK細胞治療。資料顯示,所有接收NK細胞治療的患者的治療反應均可評估。客觀緩解率(ORR)為63.6%,其中完全緩解(CR)4例(36.4%),PR( 部分緩解)3例(27.3%)。此外,兩名患者(18.2%)觀察到(疾病穩定)SD,兩名患者(18.2%)觀察到(疾病進展)PD,疾病控制率(DCR)為81.8%。中位隨訪時間為 55.9 個月。所有患者的中位無進展生存期(PFS)為 10.3 個月,12 個月和 24 個月時的無進展生存期(PFS)分別為 36.4% 和 9.1%,總生存期(OS)分別為10.3個月和41.6個月。

 

6個療程NK細胞聯合治療,肺癌患者大部分多發轉移病灶消失

2023年8月,發表了一篇題為:“Investigation of the efficacy and feasibility of combined therapy of PD‐L1‐enhanced exogenous peripatetic adoptive natural killer (NK) cells in combination with antiangiogenic targeted therapy in the treatment of extensive‐stage small cell lung cancer”的研究,證實了NK細胞聯合治療帶來的滿意效果。

 

一名67歲男性患者患有廣泛期小細胞肺癌,原發灶位於右上肺,伴有胸膜和腹腔多發轉移,縱隔淋巴結腫大。局部放療後,採用聯合治療方法針對患者的多發性全身轉移灶。針對腫瘤轉移的情況,研究者制定 (PD-L1)與外源自然殺傷 (NK) 細胞的聯合治療方案,以及抗血管生成治療。連續兩天將同種異體臍帶血 NK 細胞回輸患者體內。第一天,治療後服用1200毫克阿特珠單抗。隨後,患者每天口服10毫克安羅替尼,持續 14 天。隨後休息7天,每個週期持續21天。對右肺原發病灶及縱隔轉移淋巴結進行局部放療後,局部病灶完全緩解,有效避免了上腔靜脈綜合征的風險。具體來說,位於右上葉的結節以及位於氣管、血管、主動脈旁動脈和下腔靜脈附近的右鎖骨上和縱隔區域的多個淋巴結中觀察到收縮。經過六個週期的聯合治療後,大部分轉移病灶消失,其餘轉移病灶體積明顯縮小。這些結果表明治療是有效的,導致大部分轉移灶消失,剩餘轉移灶明顯縮小。影像學評估表明治療方案是成功的,腫瘤處於部分緩解階段。

結語

很多的癌症患者在遇到轉移、復發等難題時,可選擇的治療方案非常局限,而NK細胞療法的研究帶來了轉機。大量的研究已證實NK細胞的效果和安全性。NK細胞能夠高效殺傷腫瘤細胞,有效控制轉移,提高生存品質,為癌症患者提供了新的希望。

參考資料:

 

[1]Bae WK, Lee BC, Kim HJ, Lee JJ, Chung IJ, Cho SB, Koh YS. A Phase I Study of Locoregional High-Dose Autologous Natural Killer Cell Therapy With Hepatic Arterial Infusion Chemotherapy in Patients With Locally Advanced Hepatocellular Carcinoma. Front Immunol. 2022 Jun 2;13:879452. doi: 10.3389/fimmu.2022.879452. PMID: 35720374; PMCID: PMC9202498.

 

[2]Wang Z, Zhang R, Cao Y, Chen Y, Huang S, Luo Y. Investigation of the efficacy and feasibility of combined therapy of PD-L1-enhanced exogenous peripatetic adoptive natural killer (NK) cells in combination with antiangiogenic targeted therapy in the treatment of extensive-stage small cell lung cancer. Thorac Cancer. 2023 Oct;14(28):2877-2885. doi: 10.1111/1759-7714.15040. Epub 2023 Aug 19.PMID: 37596831; PMCID: PMC10542463.

http://caifuhao.eastmoney.com/news/20240316132557756314340

將自然殺傷細胞(NK細胞)用於癌症免疫治療劑很有吸引力,因為與T細胞不同,它們可以逃避免疫排斥並且不會誘發細胞因數風暴。但在有效的治療中捕捉它們的活性還正在探索中。

今年,《Nature Biotechnology》上發表了一篇題為“Industry appetite for natural killer cells intensifies”的新聞報導,來自愛爾蘭的作者Cormac Sheridan對NK細胞在行業內的發展進行了梳理。大型企業積極開展合作,將NK驅動的專案和工具納入其產品組合。人們對NK細胞的興趣也在不斷升級。12月,賽諾菲加深了對基於抗體的NK細胞接合器的研發,擴大了與法國馬賽InnatePharma公司的持續合作夥伴關係。幾個月前,賽諾菲還轉向Scribe Therapeutics的CRISPR平臺,開發現成的腫瘤NK細胞療法,並預付了2500萬美元,這筆交易可能價值10億美元。其他與艾伯維(AbbVie)、百時美施貴寶(Bristol Myers Squibb)、吉利德科學(Gilead Sciences)、默克(Merck)、英國劍橋阿斯利康(AstraZeneca)、東京武田(Takeda)的交易和合作夥伴關係也增添了這一勢頭。

然而,大多數專案還處於早期階段,開發人員在很大程度上仍在尋找功效的跡象,並完善大規模生產細胞的方案。NK細胞對於免疫監控很重要。作為先天免疫系統的一部分,它們可以殺死病毒感染的細胞並消除癌症的早期跡象。作為免疫療法,NK細胞(無論是天然的還是工程化的)比T細胞更安全、更友好。

 

臨床開發中的NK細胞療法

“NK細胞的主要優點是,與CAR-T細胞不同,它們永遠不會殺死任何人。”加州大學三藩市分校和派克癌症免疫治療研究所的Lewis Lanier說道。他是過去40年NK細胞生物學研究的先驅。

細胞因數釋放綜合征如果發生在NK細胞治療期間,往往會溫和得多,這種現象背後的原因尚不完全清楚。“它們與骨髓細胞的相互作用不同,而骨髓細胞似乎是細胞因數釋放綜合征的主要驅動因素。”MD安德森癌症中心的Katy Rezvani說。她是第一個證明嵌合抗原受體(CAR)-NK療法臨床實用性的人。更重要的是,NK細胞療法非常適合同種異體方法,因為它們不會引起移植物抗宿主病。

它們的細胞殺傷功能不涉及驅動細胞毒性T細胞活性的基於人類白細胞抗原的自我/非自我識別機制,因此來自無關供體的NK細胞不會攻擊宿主組織。NK細胞的活性是通過一系列與健康和應激細胞上表達的受體和配體的抑制和啟動相互作用來控制的。除了基於細胞的療法之外,投資者還投入了大量資金來資助大量針對特定抗原的抗體樣NK細胞接合器和雙特異性T細胞接合器。

InnatePharma與賽諾菲在NK細胞接合器平臺上的合作最近得到加強,這家大型製藥公司獲得了針對免疫檢查點B7H3和啟動NK細胞受體CD16a和NKp46的臨床前多特異性NK細胞接合器的許可。賽諾菲也將採用Scribe的CasX編輯工具來增強其現有的K-NK細胞平臺,該平臺是賽諾菲在2020年收購Kiadis時獲得的。“提高體內持久性和改善對實體瘤的浸潤是兩個重點領域”,賽諾菲腫瘤學研究全球主管Valeria Fantin說道。儘管具有潛在優勢,NK細胞療法仍落後於T細胞療法。原因在於NK細胞本身:事實證明,以工業規模對其進行擴展、培養和基因改造具有挑戰性。“即使到了今天,為了獲得臨床試驗所需的資料,大多數人最終還是像我們一樣使用飼養細胞。”Rezvani說。它們顯示出可促進NK細胞增殖的啟動配體,但受到輻射所以不會複製。賽諾菲的K-NK平臺是一個例外:它不使用完整的細胞,而是使用帶有啟動受體的納米顆粒來提供刺激。解凍後不影響NK細胞活性的冷凍保存對於真正的現成療法至關重要,但也需要時間才能實現。開發人員面臨的另一個製造問題是需要提供外源細胞因數,例如白細胞介素(IL)-15,以擴增細胞並確保它們持續存在。

“T細胞會產生自己的生長因數,並且它們可以克隆擴增,NK細胞則不能。”Lanier說。一些開發人員通過改造NK細胞來規避這個問題,但Lanier說,過度啟動可能會導致脫敏。“如果我們只是將NK細胞浸泡在IL-15中,NK細胞就會被燒毀。”

開發人員還添加了CAR等功能,這些功能賦予細胞原本缺乏的抗原特異性。Lanier說:“這就是權衡,我們可以通過基因改造使它們越來越像T細胞。但到了某個時候,毒性也會成為負擔。”

雙特異性接合器還旨在以腫瘤靶向方式啟動患者的內源性NK細胞,但它們面臨著不同的障礙:患者必須有足夠的健康NK細胞才能發揮作用。這或許可以解釋為什麼Affimed的NK細胞接合分子AFM13作為單一療法效果有限,而與未經修飾的NK細胞療法聯合使用時表現出更有希望的活性。AFM13是一種四價雙特異性NK細胞接合器,靶向抗體恒定片段(Fc)結構域受體CD16a(也稱為FcRIIIa)和CD30(一種在某些淋巴瘤中過度表達的受體)。該分子旨在指導NK細胞訓練針對表達CD30的癌細胞的抗體依賴性細胞毒性反應。將NK細胞接合器與NK細胞療法組合的另一種方法是將兩者結合在CAR-NK細胞中。Rezvani的團隊率先為這種方法建立了臨床概念驗證,採用的是帶有IL-15、由CD19導向的CAR-NK療法。

在11名復發或難治性CD19-陽性患者中,有8名(73%)出現緩解。陽性非霍奇金淋巴瘤(NHL)或慢性淋巴細胞白血病。8名應答者中有7名在中位隨訪13.8個月後完全緩解。

該專案目前稱為TAK-007,由武田(Takeda)負責,武田正在B細胞NHL患者中進行多中心試驗。NK導向療法能否比T細胞療法更成功地治療實體瘤仍然是一個懸而未決的議題。對於基於細胞或基於抗體的療法來說,將足夠的活性NK細胞引入腫瘤微環境,然後在它們進入後克服免疫抑制環境,這一挑戰都是需要面對的。一旦進入體內,差異就顯而易見:T細胞在接觸腫瘤抗原時會被啟動並增殖,而NK細胞不會以同樣的方式擴增。另一方面,CAR-NK細胞保留了非特異性殺傷能力以及更具針對性的功能。Artiva首席執行官Fred Aslan表示,該公司對這種額外的抗原不可知機制“感興趣”,因為它可能有助於克服由於HER2等抗原丟失而導致的腫瘤免疫逃逸。在目前的發展階段,基於NK細胞的療法對其潛在的臨床效用產生的問題多於答案,但許多不確定性將在未來幾年內得到澄清。

 

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近年來,創新的免疫療法為血液系統惡性腫瘤的治療提供了新的策略。與傳統的化學療法不同,將T細胞通過基因工程改造,使它們能特異性對腫瘤細胞產生細胞毒性,與之相關的成功案例令人震驚。然而,仍有許多問題——包括療效不足、自體來源不足、副作用大、價格高——從而限制了臨床上的使用。

CAR-NK細胞是一個有希望的替代方案,它具有獨特的細胞毒性和最小的移植物抗宿主病風險。在本文中,我們回顧了CAR-NK 細胞領域的可能來源、開發技術、潛在優勢和面臨的挑戰。

嵌合抗原受體工程 T 細胞 (CAR-T) 的免疫療法徹底改變了復發/難治性 B 細胞惡性腫瘤的治療範式。但儘管如此,自體T 細胞的使用仍具有一定的局限性,包括收集的效應T細胞質量的異質性、細胞處理時間較長、可用的CAR細胞數量有限、以及成本高。

考慮到在單倍體造血幹細胞移植和針對實體瘤及血液惡性腫瘤的過繼性細胞療法中的抗腫瘤作用,NK細胞可能是一種有前途的替代品。NK細胞有不同來源,可通過臍帶血、外周血和誘導多能幹細胞技術獲得。它們最大的優勢是可以同種異體應用而不會產生重大的毒副作用。然而,大多數關於CAR-NK細胞的報告都處在臨床前或早期臨床試驗階段。事實上,NK細胞可能更難以設計,需要優化擴增和轉染方案,使其標準化。此外,它們在輸注後的療效的持久性也是一個難題。

隨著利用其細胞溶解能力、抗體依賴性細胞毒性 (ADCC) 和細胞因數誘導製造CAR-NK細胞的最新進展,“現貨”同種異體CAR-NK細胞有望在癌症治療中大放異彩。

NK細胞生物學

豐富的受體和免疫自我耐受與免疫監視之間的平衡

自然殺傷 (NK) 細胞是一種特定類型的淋巴細胞,被認為是先天免疫的一部分,占淋巴細胞總數的10%至15%。它們在惡性細胞和病毒感染細胞的免疫監視中起著至關重要的作用 [1]。NK 細胞主要通過細胞毒性發揮作用:通過分泌穿孔素/顆粒酶以產生“天然”的細胞毒性誘導細胞凋亡,以及 FasL(Fas 受體的配體,或CD95,腫瘤壞死因數)或TRAIL等因數的表達(TNF相關的凋亡誘導配體),通過啟動死亡受體誘導細胞凋亡;還有由 Fc 受體 CD16 (FcRIII) 介導的抗體依賴性細胞毒性 (ADCC)。

此外,NK細胞產生許多細胞因數,最顯著的是干擾素和TNF。由於其卓越的裂解能力,以一種不依賴抗原的方式進行預啟動,所以引起不良反應的概率較低。事實上,NK細胞的活性是由啟動和抑制信號的複雜整合來調節的——是它們表面上的眾多受體與靶細胞表面上的不同配體之間相互作用的總和。

NK細胞有兩個亞群組成,CD56 dim 和 CD56 bright NK 細胞,由其CD56的表達強度而定義。CD56 dim細胞約占血液NK細胞的90%,具有很強的細胞毒性,主要表達CD16。CD56 bright NK 細胞占迴圈血液中NK細胞的 10%,但主要存在於淋巴結和一些其他器官中,它們的CD16表達較低,細胞毒性能力低於 CD56 dim,但具有強大的增殖潛力。這些特性和功能上的差異對於增強NK細胞在細胞治療中的使用和操作非常重要。

 

同種異體NK細胞

在單倍體幹細胞移植中的抗白血病作用

無論使用何種化療或放療方案,許多血液系統惡性腫瘤僅靠化療和放療仍是無法治癒的。同種異體造血幹細胞移植(HSCT)是當今大量血液癌症的唯一治癒選擇。在同種異體HSCT中,主要目標是用同種異體供體的正常造血功能對患者的免疫系統進行代替。供體對受體的免疫系統反應稱為移植反應。這種反應,簡稱 GvL,表示移植物抗白血病/淋巴瘤,能夠消除患者體內殘留的惡性細胞,並在較長時間內控制血液惡性腫瘤。這種理論上理想的解決方案的主要挫折是嚴重的副作用:移植物抗宿主病(GVHD)。供體的免疫系統——本質上是同種異體反應性T淋巴細胞——攻擊宿主的健康組織(尤其是皮膚、消化道、肝臟和肺,但任何器官都可能受到影響)。為了限制嚴重 GVHD 的風險,大多數同種異體 HSCT 是由 HLA 相同的供體進行的,因此供體和受體之間的 HLA 需完全匹配。

在這種特殊情況下,可以考慮啟動來自供體的單倍體NK細胞。事實上,受體白血病細胞表面的某些I類HLA分子(=KIR配體)可能不被供體NK細胞上的抑制性KIR受體識別。這種現象被稱為 GVL NK效應,由 KIR/KIR配體錯配介導。

這一概念已在先前的研究中報導,通過這種錯配來發揮抗白血病作用,尤其是在 AML 環境中移植了半相合供體的患者中[7,8]。然而,同種異體 HSCT 後同種異體反應性 NK 細胞的這種抗白血病作用是有爭議的,一些研究顯示出相互矛盾的結果。毫無疑問,具有重要可塑性的 NK 細胞會適應其環境或存在移植後成熟延遲,從而降低其效力和細胞毒性 [9,10]。儘管如此,即使NK細胞的體內作用不如T細胞的作用那樣得到了充分證明,但自1990年代後期以來,半相合HSCT的發展有助於闡明這一特定淋巴細胞群,並進一步利用它具有巨大的抗腫瘤細胞毒性的潛力 [11,12]。

 

CAR-T免疫療法

迄今為止,同種異體 HSCT 是最古老和最常用的抗白血病免疫療法。然而,它確實構成了一種激進的(接受者的免疫系統被破壞並被捐贈者的免疫系統取代)、非特異性、非靶向免疫療法,這解釋了它的主要毒性——尤其是GVHD風險,在中斷細胞移植後數月或數年對患者的免疫系統仍有持續影響。嵌合抗原受體 (CAR) T 細胞的發展以前所未有的方式徹底改變了細胞抗腫瘤免疫療法 [13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19]。

CAR是一種將常規T細胞,經過基因工程改造以表達靶向抗原的特定受體。這種嵌合受體由能夠特異性識別靶細胞上抗原的免疫球蛋白 (scFy) 的細胞外單鏈可變片段、跨膜結構域和用於信號傳導的細胞內結構域組成,由細胞質 CD3 信號傳導組成使 CAR 的啟動獨立於 pMHC(第一代 CAR)的結構域,其中注入 CD28或4-1BB共刺激結構域以增強機械轉導(第二代CAR),或結合兩者(第三代 CAR)或與另一個轉基因相關的單個共刺激結構域以提高細胞因數的表達,從而促進 CAR-T 細胞效應器能力(第四代)。EMA(歐洲食品與藥品監督管理局) 已批准在R/R DLBCL[20] 中使用axicabtagene ciloleucel和 tisagenlecleucel,以及在患有B-ALL的年輕成人中使用 tisagenlecleucel。其他自體抗CD19或抗BCMA CAR-T細胞可早期用於成人ALL、濾泡性NHL和骨髓瘤。

 

通過這些創新的新療法,可以觀察到40-60%的患者的長期反應,這些患者的中位總生存期通常約為6個月,從而徹底改變了這些難治復發性血液系統惡性腫瘤的治療格局 [21 , 22 , 23]。然而,CAR-T療法在使用上仍面臨諸多障礙和實際問題[24]。

(1)CAR-T細胞是從患者自身的自體細胞發展而來的,在淋巴采血過程中收集到的T淋巴細胞的品質以及獲得的產品的異質性(如效應能力、活力、擴增能力、T細胞衰老和耗竭),本質上是由之前的治療引起的,也是患者的免疫系統狀態所致;

(2)從收集到生產過程的這些障礙使製造過程費力、漫長且非常昂貴;如今,在美國,單個B 細胞淋巴瘤患者的 CAR-T 細胞治療費用平均為 373,000 美元。Prime Therapeutics 使用真實資料進行的一項新研究發現,總成本平均超過 700,000 美元,在某些情況下,CAR-T移植後續費用可能超過 100 萬美元。在法國,在社會保險涵蓋CAR—T手術的全部費用的情況下,CAR-T 治療的價格約為 350,000 歐元,不包括住院和輔助治療的價格。CAR-T 細胞的生產和輸注之間的延遲可能達到2個月,這對於患有難治性不受控制的血液系統惡性腫瘤的患者來說太長了。

(3)此外,注射的抗CD19 CAR-T細胞有其自身的毒性造成的副作用——最常見的是炎症與細胞因數釋放綜合征 (CRS) 或神經和血液損傷(例如,血細胞減少症,有時可能持續存在)的發展有關。最後,CAR-T治療後抗原靶點的丟失是一個重要的復發原因,尤其是在CD19 B ALL中[25]。

其他基因改造——例如TCR抑制或引入自殺基因——是必要的;一些研究人員甚至嘗試使用沒有排斥或GVHD的雙陰性CAR-T 細胞 (CD4-CD8-) [26]。一些臨床研究正在進行中,以測試這些同種異體CAR-T 細胞(主要用於 B 型惡性腫瘤)與通常的氟達拉濱-環磷醯胺 (FluCy) 淋巴耗竭,其中添加了阿侖單抗以降低免疫排斥的風險。該工藝增加了CAR的毒性特徵,卻隨之增加了免疫抑制甚至長期發育不全的風險。在 UCART19 小組最近的一項試驗中,在使用或不使用阿侖單抗的FluCy調理後,將基因組編輯的、供體來源的同種異體抗CD19 CAR-T細胞給予患有難治性 B-ALL的成人和兒童。只有接受阿侖單抗的患者表現出擴張和抗白血病活性,輸注後28天的CR率為67%,但主要代價是高毒性[27]。今天,同種異體CAR-T細胞最常見的用途是作為同種異體 HSCT 的橋接——尤其是在AML和髓系腫瘤中。

 

CAR-NK細胞免疫療法

NK細胞的活性完全獨立於抗原和HLA;它們可以從不相關的同種異體HLA不相容的供體中獲得。供體NK細胞和受體腫瘤細胞之間的這種HLA不相容性可通過 KIR/KIR 配體錯配促進NK細胞的抗腫瘤同種異體反應(見第1節)。有趣的是,與同種異體T細胞不同,NK細胞不會引起任何GVHD。這種現象的原因尚不完全清楚,但啟動劑受體可能是關鍵。健康的非應激(例如,皮膚、消化道)宿主組織在其表面上不存在應激誘導的配體,從而使它們免受NK細胞毒性的影響。在 HLA不相容的小鼠HSCT模型中,供體NK細胞甚至通過破壞受體的抗原呈遞細胞對GVHD發揮保護作用。這種對接受者免疫系統的影響可以促進移植並使同種異體NK細胞不易受到免疫排斥的影響。

“現貨”的同種異體NK細胞在從實驗室到床旁的效率,以及成本方面呈現出巨大的優勢 [24 , 28 , 29] (表1 )。儘管CAR-NK細胞具有所有這些優勢,但仍存在一些局限。

(1)首先,它們在體內的存活時間相對較短,約為1-4周。在難治性AML患者的家族性半相合供體的短期(12-16 小時)IL-2 啟動 CD3-CD56+NK細胞的臨床試驗中,表明用氟達拉濱和環磷醯胺清除淋巴對NK細胞的擴增至關重要,並且IL-15的存在是擴增和臨床反應的預測因素 [30]。NK細胞的體內擴增也需要體內施用IL-2,具有顯著的毒性作用。在CAR-NK細胞的構建中加入細胞因數轉基因(如 IL-2 和 IL-15)具有改善擴增效率和持久性的潛力 [28]。

(2)其次,血液中數量有限的NK細胞需要離體擴增技術,以便在收穫後使用單采術獲得必要的劑量。已經研究了用於離體擴增和啟動NK細胞的不同方法。這些方法包括用細胞因數(主要是 IL15 和 IL2)培養數天(通常為14 天)。IL-2是必不可少的,目前用於促進同種異體NK細胞遞送後的NK細胞擴增,而IL-15在NK細胞發育和體內平衡中起關鍵作用。一些報導中使用飼養細胞如Jurkat T淋巴母細胞或Epstein-Barr病毒轉化的淋巴母細胞系 (EBV-LCL) 大規模擴增NK細胞。K562 是一種白血病細胞系,經過基因改造,可表達膜結合形式的IL-15和4-1BB(CD137L)。最近,K562 細胞已被設計為表達膜結合的IL-21和CD137L,展示了一些有趣的結果。

關於哪種方法最適合NK 細胞的高效擴增仍然存在爭議,有研究發現K562飼養細胞能夠誘導強勁和持續的增殖(培養3至5周後擴增100至 >10,000倍)[31]。

(3)第三,NK細胞改造有一定難度,對細胞凋亡高度敏感且基因表達水準低。目前,將基因引入NK細胞的最成功的替代方法是通過電穿孔快速暫態表達,或通過病毒載體持續但低表達。因此,轉染方案的優化仍然是開發CAR-NK療法的一個重要因素 [32]。最近,在離體擴增環境中對原代人自然殺傷細胞的慢病毒轉導進行了改進。優化基因工程NK細胞方法將促進CAR-NK細胞的廣泛應用 [33]。

(4)最後,腫瘤微環境 (TME) 降低了血液惡性腫瘤中NK細胞的代謝活性,構成了增強NK細胞抗腫瘤作用的重要障礙[34,35]。與摻入IL-15的方式相同,使用編碼趨化因數受體的轉基因可以促進CAR-NK在腫瘤部位的運輸。與抗PD1/抗PDL1等檢查點抑制劑聯合使用有助於克服TME的抑制作用,從而釋放CAR-NK細胞的全部潛力。這種效果在小鼠模型的臨床前研究中似乎是成功的,但仍需要在患者的臨床研究中得到證明 [36 ,37,38]。還需要注意的是,關於被CAR細胞阻斷的檢查點的大部分數據都來自CAR-T細胞的經驗,而對CAR-NK細胞的經驗很少。

 

自體 CAR-T 細胞和同種異體 CAR-NK 細胞的優缺點比較

CAR-NK細胞的來源

同種異體CAR-NK細胞的一個主要優勢是隨用隨取,這依賴於良好的凍存工藝,隨後才有可能從特定的細胞源產生大量的同質批次。許多NK細胞來源已被用於生產同種異體CAR-NK細胞。

 

NK-92細胞系

NK-92是一種白細胞介素2依賴性、EBV 陽性自然殺傷細胞系,來源於一名患有快速進展性非霍奇金淋巴瘤的 50 歲白人男性的外周血單核細胞,它們具有高度細胞毒性。它們的表型包括啟動受體 NKp30、NKp46和NKG2D。有趣的是,NK-92表面上唯一的抑制性受體由 ILT2、CD94-NKG2A(識別HLA-E)和表達水準較低的抑制性KIR受體KIR2DL4代表。它們的使用非常方便,因為理論上可以批量生產和“無限”生成CAR-NK細胞,在細胞數量、時間和成本方面都有巨大的收益。不過由於它們的腫瘤性質,這些源自NK-92細胞系的CAR-NK細胞需要在注射前進行照射,從而改變它們的壽命和分裂。儘管受到照射,它們似乎保留了它們的細胞毒能力,但它們的體內增殖能力發生了急劇變化,注射後7天內消失,需要多次注射。

在三名淋巴清除化療後復發和難治性AML患者中,已經報導了在人類患者中使用CAR-NK細胞的一些證據,這些患者的 CD33-CAR-NK 細胞來源於 NK-92細胞系[39]。這三名患者接受了挽救性化療,然後以增加的劑量注入抗 CD33 CAR-NK細胞(每位患者使用三個遞增劑量的輻照 CAR-NK-92細胞)。每名患者安全應用多達 5×109個 CD33-CAR-NK 細胞,沒有明顯的副作用或3-4級毒性;只報告了短暫的發燒。然而,即使治療耐受性良好並且重複輸注的安全性得到證實,所獲得的療效反應也非常短暫,一名患者只有10天,另一名患者最多4個月 [39]。

在體外,慢病毒CD33-CAR載體在NK-92細胞中的效率遠高於90%,但細胞毒性試驗表明,與親代NK-92細胞相比,對人 HL-60早幼粒細胞白血病細胞系的細胞毒性適度增強[39]。CAR-NK-92細胞也已針對多發性骨髓瘤細胞進行了探索。江等人報導了用抗 CD38 轉導的NK-92細胞在體外以及在異種移植 NOD-SCID 小鼠模型中,對骨髓瘤細胞系和原發性骨髓瘤細胞具有很強的抗腫瘤活性 [40],用表達抗 CS1/SLAMF7 CAR的NK-92 細胞觀察到類似的結果 [41]。

為了提高源自NK-92細胞系的CAR-NK細胞的效率,最初用於T 細胞的第4代CAR在一個名為 UniCAR 的平臺上生產。UniCAR 系統由兩個元素組成:

(i)針對肽表位 E5B9 的 CAR-NKG2——一種非天然在細胞表面表達的抗原;

(ii) 稱為目的模組 (TM) 的雙特異性組件。這種雙特異性模組在一側表達 E5B9 抗原,另一側表達對腫瘤抗原特異的抗體(圖 2)。該構建體使 CAR-NKG2 細胞(通過E5B9抗原)和靶細胞(通過特異性抗體)之間能夠接觸。除此之外,效果可以立即停止(開/關效果),因為 TM 的壽命很短。一旦停止TM的穩定(連續)輸注,TM就會被淘汰,UniCAR也會失活。事實上,該系統通過改變可以同時或以順序方式給予的TMs來實現大量腫瘤抗體的靶向選擇 [42]。

源自臍帶血的 NK 細胞

臍帶血是NK細胞的豐富而有趣的來源,因為國際血庫有數十萬個臍帶血 (UCB) 單位可供使用。NK細胞占臍帶淋巴細胞的15%至 30%。它們的表型比成人外周血細胞的表型更不成熟,具有非常特殊的特徵,包括低CD16(低ADCC能力)、CD56 bright(比細胞毒性更具有增殖能力)、NKG2A+(一種抑制性受體,識別 HLA-E)和低 KIR(功能比其對應物少)[43]。然而,這些限制可以通過使用細胞因數和轉染的離體擴增和啟動來克服,並且根據筆者的經驗,與來自血細胞的 CAR-NK 相比,來自臍帶血的 CAR-NK 細胞在流式細胞術中觀察到具有相同的啟動特徵。即使 UCB 中的 NK 細胞或多或少稀少,它們也具有非常重要的增殖能力,並且對細胞因數刺激非常敏感,可以進行離體擴增。

由 Tezvani 等人帶領的 MD Anderson 團隊。最近發表了一項非常令人鼓舞的 I/II 期臨床試驗,該試驗在 11 名患有復發性難治性 B 細胞惡性腫瘤(從非霍奇金淋巴瘤到慢性淋巴細胞白血病)的患者中注射來自新鮮 UCB 的CAR-NK-CD19 細胞(ClinicalTrials.gov ,NCT03056339)(圖3)。用研究中使用的三種劑量之一(1×105、1×106或1×107每公斤細胞數)在淋巴清除化療(氟達拉濱和環磷醯胺)後。

值得注意的是,UCB NK細胞輸注後沒有注意到不良反應或毒性,特別是CRS 或神經毒性,試驗中未達到最大耐受劑量。反應在注射後的第一個月迅速出現,在11名受試者中,有7名患者完全緩解,並在 Richter 轉化中恢復到CLL狀態。儘管如此,重要的是要展示一個事實,即一半的患者在注射NK細胞後接受了維持治療,由來那度胺、利妥昔單抗、維奈托克或HSCT組成的綜合方案。在注射後長達12個月內檢測到NK細胞。最有可能的是,在 CAR結構中添加IL-15基因有助於CAR-NK細胞的長期存活,儘管持久性機制尚未闡明。

此外,一個可能且非常重要的技術挫折是直接從新鮮UCB生產 CAR-NK細胞,以及在生產後立即注射,沒有任何凍存步驟。事實上,由於從冷凍保存的細胞中選擇NK細胞的效率低,可能不應該推薦使用來自國際銀行的冷凍保存的臍帶血來生產CAR-NK細胞。根據 MD Anderson 團隊的經驗,從新鮮臍帶血中擴增可能是一種選擇——或者更確切地說,建立選定的冷凍保存的NK細胞庫,這些細胞可以解凍和擴增以進行轉導。還應注意的是,CAR-NK細胞在冷凍保存後活性有所降低,在目前的技術條件下,CAR-NK細胞應在培養後立即給藥。即使CAR-NK細胞的具體長期療效難以評估,並且該工藝在冷凍細胞上的可行性尚待確定,但結果非常有希望[44]。

 

來自外周血的NK細胞

如前所述,大多數採用過繼性NK療法(不包括CAR-NK細胞)的研究都使用了來自單倍體相關或不相關供體的細胞,並已在兒童和成人AML中顯示出抗腫瘤反應 [29,46]。然而,缺點是需要從健康的成年志願者那裡收集細胞,這使得該過程比使用UCB稍微複雜一些。在細胞因數存在的情況下,一些簡單的、符合GMP的培養條件可以將它們的擴增提高25-55倍 [49]。如果來自PB的NK細胞與CB NK細胞相比具有高細胞毒性,那麼在CAR-NK療法的背景下,供體在HLA不相容性方面的選擇是否應該有所不同仍有待證明。

Leivas 等人的團隊描述了一種可以使用和衍生自PBMC的方法[53]。在活化和擴增的NK細胞 (NKAE) 和記憶T細胞 (CD45RA-T 細胞) 之間選擇效應細胞。NK或T細胞在與NKG2D-4-1BB-CD3z-CAR 載體一起培養後轉導,使用在NK和T細胞上表達的 NKG2D 啟動劑受體,以及用於轉導的4-1BB(見上文)。NKG2D 具有特定的配體,包括 MICA、MICB 和 ULBP,它們在應激細胞和許多腫瘤細胞上表達,特別是在多發性骨髓瘤中。在體外,記憶T細胞的轉導比其NK對應物更穩定。然而,CAR-NKAE細胞在體外對MM細胞表現出更強的細胞毒性,同時保護健康細胞免受損傷。此外,在他們的小鼠異種移植骨髓瘤模型中,與T細胞相比,CAR-NKAE細胞表現出高效的細胞毒性和增強的抗骨髓瘤活性。

另一種方法是使用 Cas9/RNP 和腺相關病毒基因遞送的 CRISPR 靶向 CAR 基因插入。使用這種技術,產生了具有不同跨膜和信號結構域(CD4/4-1BB+CD3 和 NKG2D/2B4+CD3)的靶向 CD33 的CAR-NK,並且似乎在原代NK細胞中顯示出增強的抗 AML活性 [54]。

源自 iPSC 的 NK 細胞

 

誘導多能幹細胞 (iPSC) 是經過基因重程式設計成為多能幹細胞的分化細胞。成熟分化細胞重程式設計為 iPSC 的過程包括對細胞進行基因改造,使其表達四種基因:Klf4、C- myc、Oct3/4和Sox2,從而具有與胚胎幹細胞相同的特徵。 因此,分化的成人重程式設計細胞獲得了無限增殖的潛力,並且在加入特定生長因數後可以分化成任何細胞類型,這使得它在許多醫學領域都有用武之地——特別是再生醫學、細胞療法或遺傳病的模型化。這一發現獲得了 2012 年諾貝爾醫學獎,授予神戶大學(日本)研究員山中伸也 [55]。

由於它們的永生特性,單個iPSC足以生產和生成通用的 CAR-NK“現貨”產品。由iPSC產生的NK細胞具有不成熟的表型,具有低CD16、高 NKG2A和低KIR,具有較差的細胞毒性,但具有非常重要的增殖能力。為了增強它們的細胞毒性並使其持久存在,可以添加用於表達CD16 和 IL-15 或 IL-2的基因 [56, 57]。

FT596產品是第一個“即用型”、通用和同種異體CAR-NK細胞產品,源自iPSC技術,並且已經獲准在美國用於臨床研究 [58]。它由針對NK細胞優化的抗CD19 CAR組成,具有啟動劑受體 NKG2D的跨膜結構域、2B4共刺激結構域和 CD3 信號傳導結構域。添加了兩個關鍵成分:

(i) 一種新型、高親和力、不可切割的 CD16 Fc 受體 (hnCD16),可在沒有負調控的情況下實現腫瘤靶向和增強抗體依賴性細胞毒性,並結合靶向治療性單克隆抗體腫瘤細胞;

(ii) 促進細胞因數非依賴性持久性的 IL-15/IL-15 受體融合蛋白 (IL-15RF)(圖 4)。當與利妥昔單抗(抗CD20)等單克隆抗體聯合使用時,FT596的hnCD16 Fc受體與覆蓋腫瘤細胞的單克隆抗體的Fc部分結合,啟動NK細胞,分泌細胞因數,增強ADCC。IL-15RF促進NK細胞和活化的抗腫瘤 T 細胞的細胞毒性。

ASH 2020期間的一份通訊報導了一名76歲女性在接受八線治療(包括 ASCT、自體過繼 T 細胞治療和活化的半相合NK細胞)後復發難治性 DLBCL 的病例 [59]。

該患者在淋巴清除單藥治療後接受了獨特劑量的30×106 FT596 細胞。除了中性粒細胞減少症外,沒有報告與FT596細胞相關的副作用。在1個月閾值的腫瘤反應評估顯示基於 2014 Lugano 標準的部分反應,18 F-Glu 吸收減少超過70%,腫瘤大小減少超過 50%。該患者的第二劑 FT596 正在進行中。一項 I 期研究也在進行中,估計有 285 名患者入組(clinicaltrials.gov:NCT04245722)。

結論

同種異體 CAR-NK 細胞提供了許多有趣的視角,可以解決使用自體CAR-T細胞所面臨的一些問題。迄今為止,同種異體NK細胞面臨的主要挫折是它們相對較短的作用持續時間,以及缺乏標準化工藝。與CAR-T細胞相比,CAR-NK細胞療法在很大程度上屬於起步階段;截至2022年5月1日,共有35項試驗涉及CAR-NK細胞,與臨床試驗網站上涉及CAR-T細胞療法的1181項試驗相比,證實了這種創新療法的資料較少。CAR-NK細胞療法在抗擊癌症方面具有廣闊的前景,但仍需更多研究加以論證。

http://caifuhao.eastmoney.com/news/20240318095713251424650

近年來,創新的免疫療法為血液系統惡性腫瘤的治療提供了新的策略。與傳統的化學療法不同,將T細胞通過基因工程改造,使它們能特異性對腫瘤細胞產生細胞毒性,與之相關的成功案例令人震驚。然而,仍有許多問題——包括療效不足、自體來源不足、副作用大、價格高——從而限制了臨床上的使用。

CAR-NK細胞是一個有希望的替代方案,它具有獨特的細胞毒性和最小的移植物抗宿主病風險。在本文中,我們回顧了CAR-NK 細胞領域的可能來源、開發技術、潛在優勢和面臨的挑戰。

嵌合抗原受體工程 T 細胞 (CAR-T) 的免疫療法徹底改變了復發/難治性 B 細胞惡性腫瘤的治療範式。但儘管如此,自體T 細胞的使用仍具有一定的局限性,包括收集的效應T細胞質量的異質性、細胞處理時間較長、可用的CAR細胞數量有限、以及成本高。

考慮到在單倍體造血幹細胞移植和針對實體瘤及血液惡性腫瘤的過繼性細胞療法中的抗腫瘤作用,NK細胞可能是一種有前途的替代品。NK細胞有不同來源,可通過臍帶血、外周血和誘導多能幹細胞技術獲得。它們最大的優勢是可以同種異體應用而不會產生重大的毒副作用。然而,大多數關於CAR-NK細胞的報告都處在臨床前或早期臨床試驗階段。事實上,NK細胞可能更難以設計,需要優化擴增和轉染方案,使其標準化。此外,它們在輸注後的療效的持久性也是一個難題。

隨著利用其細胞溶解能力、抗體依賴性細胞毒性 (ADCC) 和細胞因數誘導製造CAR-NK細胞的最新進展,“現貨”同種異體CAR-NK細胞有望在癌症治療中大放異彩。

NK細胞生物學

豐富的受體和免疫自我耐受與免疫監視之間的平衡

自然殺傷 (NK) 細胞是一種特定類型的淋巴細胞,被認為是先天免疫的一部分,占淋巴細胞總數的10%至15%。它們在惡性細胞和病毒感染細胞的免疫監視中起著至關重要的作用 [1]。NK 細胞主要通過細胞毒性發揮作用:通過分泌穿孔素/顆粒酶以產生“天然”的細胞毒性誘導細胞凋亡,以及 FasL(Fas 受體的配體,或CD95,腫瘤壞死因數)或TRAIL等因數的表達(TNF相關的凋亡誘導配體),通過啟動死亡受體誘導細胞凋亡;還有由 Fc 受體 CD16 (FcRIII) 介導的抗體依賴性細胞毒性 (ADCC)。

此外,NK細胞產生許多細胞因數,最顯著的是干擾素和TNF。由於其卓越的裂解能力,以一種不依賴抗原的方式進行預啟動,所以引起不良反應的概率較低。事實上,NK細胞的活性是由啟動和抑制信號的複雜整合來調節的——是它們表面上的眾多受體與靶細胞表面上的不同配體之間相互作用的總和。

NK細胞有兩個亞群組成,CD56 dim 和 CD56 bright NK 細胞,由其CD56的表達強度而定義。CD56 dim細胞約占血液NK細胞的90%,具有很強的細胞毒性,主要表達CD16。CD56 bright NK 細胞占迴圈血液中NK細胞的 10%,但主要存在於淋巴結和一些其他器官中,它們的CD16表達較低,細胞毒性能力低於 CD56 dim,但具有強大的增殖潛力。這些特性和功能上的差異對於增強NK細胞在細胞治療中的使用和操作非常重要。

同種異體NK細胞

在單倍體幹細胞移植中的抗白血病作用

無論使用何種化療或放療方案,許多血液系統惡性腫瘤僅靠化療和放療仍是無法治癒的。同種異體造血幹細胞移植(HSCT)是當今大量血液癌症的唯一治癒選擇。在同種異體HSCT中,主要目標是用同種異體供體的正常造血功能對患者的免疫系統進行代替。供體對受體的免疫系統反應稱為移植反應。這種反應,簡稱 GvL,表示移植物抗白血病/淋巴瘤,能夠消除患者體內殘留的惡性細胞,並在較長時間內控制血液惡性腫瘤。這種理論上理想的解決方案的主要挫折是嚴重的副作用:移植物抗宿主病(GVHD)。供體的免疫系統——本質上是同種異體反應性T淋巴細胞——攻擊宿主的健康組織(尤其是皮膚、消化道、肝臟和肺,但任何器官都可能受到影響)。為了限制嚴重 GVHD 的風險,大多數同種異體 HSCT 是由 HLA 相同的供體進行的,因此供體和受體之間的 HLA 需完全匹配。

在這種特殊情況下,可以考慮啟動來自供體的單倍體NK細胞。事實上,受體白血病細胞表面的某些I類HLA分子(=KIR配體)可能不被供體NK細胞上的抑制性KIR受體識別。這種現象被稱為 GVL NK效應,由 KIR/KIR配體錯配介導。

這一概念已在先前的研究中報導,通過這種錯配來發揮抗白血病作用,尤其是在 AML 環境中移植了半相合供體的患者中[7,8]。然而,同種異體 HSCT 後同種異體反應性 NK 細胞的這種抗白血病作用是有爭議的,一些研究顯示出相互矛盾的結果。毫無疑問,具有重要可塑性的 NK 細胞會適應其環境或存在移植後成熟延遲,從而降低其效力和細胞毒性 [9,10]。儘管如此,即使NK細胞的體內作用不如T細胞的作用那樣得到了充分證明,但自1990年代後期以來,半相合HSCT的發展有助於闡明這一特定淋巴細胞群,並進一步利用它具有巨大的抗腫瘤細胞毒性的潛力 [11,12]。

 

CAR-T免疫療法

迄今為止,同種異體 HSCT 是最古老和最常用的抗白血病免疫療法。然而,它確實構成了一種激進的(接受者的免疫系統被破壞並被捐贈者的免疫系統取代)、非特異性、非靶向免疫療法,這解釋了它的主要毒性——尤其是GVHD風險,在中斷細胞移植後數月或數年對患者的免疫系統仍有持續影響。嵌合抗原受體 (CAR) T 細胞的發展以前所未有的方式徹底改變了細胞抗腫瘤免疫療法 [13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19]。

 

CAR是一種將常規T細胞,經過基因工程改造以表達靶向抗原的特定受體。這種嵌合受體由能夠特異性識別靶細胞上抗原的免疫球蛋白 (scFy) 的細胞外單鏈可變片段、跨膜結構域和用於信號傳導的細胞內結構域組成,由細胞質 CD3 信號傳導組成使 CAR 的啟動獨立於 pMHC(第一代 CAR)的結構域,其中注入 CD28或4-1BB共刺激結構域以增強機械轉導(第二代CAR),或結合兩者(第三代 CAR)或與另一個轉基因相關的單個共刺激結構域以提高細胞因數的表達,從而促進 CAR-T 細胞效應器能力(第四代)。EMA(歐洲食品與藥品監督管理局) 已批准在R/R DLBCL[20] 中使用axicabtagene ciloleucel和 tisagenlecleucel,以及在患有B-ALL的年輕成人中使用 tisagenlecleucel。其他自體抗CD19或抗BCMA CAR-T細胞可早期用於成人ALL、濾泡性NHL和骨髓瘤。

通過這些創新的新療法,可以觀察到40-60%的患者的長期反應,這些患者的中位總生存期通常約為6個月,從而徹底改變了這些難治復發性血液系統惡性腫瘤的治療格局 [21 , 22 , 23]。然而,CAR-T療法在使用上仍面臨諸多障礙和實際問題[24]。

(1)CAR-T細胞是從患者自身的自體細胞發展而來的,在淋巴采血過程中收集到的T淋巴細胞的品質以及獲得的產品的異質性(如效應能力、活力、擴增能力、T細胞衰老和耗竭),本質上是由之前的治療引起的,也是患者的免疫系統狀態所致;

(2)從收集到生產過程的這些障礙使製造過程費力、漫長且非常昂貴;如今,在美國,單個B 細胞淋巴瘤患者的 CAR-T 細胞治療費用平均為 373,000 美元。Prime Therapeutics 使用真實資料進行的一項新研究發現,總成本平均超過 700,000 美元,在某些情況下,CAR-T移植後續費用可能超過 100 萬美元。在法國,在社會保險涵蓋CAR—T手術的全部費用的情況下,CAR-T 治療的價格約為 350,000 歐元,不包括住院和輔助治療的價格。CAR-T 細胞的生產和輸注之間的延遲可能達到2個月,這對於患有難治性不受控制的血液系統惡性腫瘤的患者來說太長了。

(3)此外,注射的抗CD19 CAR-T細胞有其自身的毒性造成的副作用——最常見的是炎症與細胞因數釋放綜合征 (CRS) 或神經和血液損傷(例如,血細胞減少症,有時可能持續存在)的發展有關。最後,CAR-T治療後抗原靶點的丟失是一個重要的復發原因,尤其是在CD19 B ALL中[25]。

其他基因改造——例如TCR抑制或引入自殺基因——是必要的;一些研究人員甚至嘗試使用沒有排斥或GVHD的雙陰性CAR-T 細胞 (CD4-CD8-) [26]。一些臨床研究正在進行中,以測試這些同種異體CAR-T 細胞(主要用於 B 型惡性腫瘤)與通常的氟達拉濱-環磷醯胺 (FluCy) 淋巴耗竭,其中添加了阿侖單抗以降低免疫排斥的風險。該工藝增加了CAR的毒性特徵,卻隨之增加了免疫抑制甚至長期發育不全的風險。在 UCART19 小組最近的一項試驗中,在使用或不使用阿侖單抗的FluCy調理後,將基因組編輯的、供體來源的同種異體抗CD19 CAR-T細胞給予患有難治性 B-ALL的成人和兒童。只有接受阿侖單抗的患者表現出擴張和抗白血病活性,輸注後28天的CR率為67%,但主要代價是高毒性[27]。今天,同種異體CAR-T細胞最常見的用途是作為同種異體 HSCT 的橋接——尤其是在AML和髓系腫瘤中。

 

CAR-NK細胞免疫療法

NK細胞的活性完全獨立於抗原和HLA;它們可以從不相關的同種異體HLA不相容的供體中獲得。供體NK細胞和受體腫瘤細胞之間的這種HLA不相容性可通過 KIR/KIR 配體錯配促進NK細胞的抗腫瘤同種異體反應(見第1節)。有趣的是,與同種異體T細胞不同,NK細胞不會引起任何GVHD。這種現象的原因尚不完全清楚,但啟動劑受體可能是關鍵。健康的非應激(例如,皮膚、消化道)宿主組織在其表面上不存在應激誘導的配體,從而使它們免受NK細胞毒性的影響。在 HLA不相容的小鼠HSCT模型中,供體NK細胞甚至通過破壞受體的抗原呈遞細胞對GVHD發揮保護作用。這種對接受者免疫系統的影響可以促進移植並使同種異體NK細胞不易受到免疫排斥的影響。

“現貨”的同種異體NK細胞在從實驗室到床旁的效率,以及成本方面呈現出巨大的優勢 [24 , 28 , 29] (表1 )。儘管CAR-NK細胞具有所有這些優勢,但仍存在一些局限。

(1)首先,它們在體內的存活時間相對較短,約為1-4周。在難治性AML患者的家族性半相合供體的短期(12-16 小時)IL-2 啟動 CD3-CD56+NK細胞的臨床試驗中,表明用氟達拉濱和環磷醯胺清除淋巴對NK細胞的擴增至關重要,並且IL-15的存在是擴增和臨床反應的預測因素 [30]。NK細胞的體內擴增也需要體內施用IL-2,具有顯著的毒性作用。在CAR-NK細胞的構建中加入細胞因數轉基因(如 IL-2 和 IL-15)具有改善擴增效率和持久性的潛力 [28]。

(2)其次,血液中數量有限的NK細胞需要離體擴增技術,以便在收穫後使用單采術獲得必要的劑量。已經研究了用於離體擴增和啟動NK細胞的不同方法。這些方法包括用細胞因數(主要是 IL15 和 IL2)培養數天(通常為14 天)。IL-2是必不可少的,目前用於促進同種異體NK細胞遞送後的NK細胞擴增,而IL-15在NK細胞發育和體內平衡中起關鍵作用。一些報導中使用飼養細胞如Jurkat T淋巴母細胞或Epstein-Barr病毒轉化的淋巴母細胞系 (EBV-LCL) 大規模擴增NK細胞。K562 是一種白血病細胞系,經過基因改造,可表達膜結合形式的IL-15和4-1BB(CD137L)。最近,K562 細胞已被設計為表達膜結合的IL-21和CD137L,展示了一些有趣的結果。

關於哪種方法最適合NK 細胞的高效擴增仍然存在爭議,有研究發現K562飼養細胞能夠誘導強勁和持續的增殖(培養3至5周後擴增100至 >10,000倍)[31]。

(3)第三,NK細胞改造有一定難度,對細胞凋亡高度敏感且基因表達水準低。目前,將基因引入NK細胞的最成功的替代方法是通過電穿孔快速暫態表達,或通過病毒載體持續但低表達。因此,轉染方案的優化仍然是開發CAR-NK療法的一個重要因素 [32]。最近,在離體擴增環境中對原代人自然殺傷細胞的慢病毒轉導進行了改進。優化基因工程NK細胞方法將促進CAR-NK細胞的廣泛應用 [33]。

(4)最後,腫瘤微環境 (TME) 降低了血液惡性腫瘤中NK細胞的代謝活性,構成了增強NK細胞抗腫瘤作用的重要障礙[34,35]。與摻入IL-15的方式相同,使用編碼趨化因數受體的轉基因可以促進CAR-NK在腫瘤部位的運輸。與抗PD1/抗PDL1等檢查點抑制劑聯合使用有助於克服TME的抑制作用,從而釋放CAR-NK細胞的全部潛力。這種效果在小鼠模型的臨床前研究中似乎是成功的,但仍需要在患者的臨床研究中得到證明 [36 ,37,38]。還需要注意的是,關於被CAR細胞阻斷的檢查點的大部分數據都來自CAR-T細胞的經驗,而對CAR-NK細胞的經驗很少。

 

自體 CAR-T 細胞和同種異體 CAR-NK 細胞的優缺點比較

CAR-NK細胞的來源

同種異體CAR-NK細胞的一個主要優勢是隨用隨取,這依賴於良好的凍存工藝,隨後才有可能從特定的細胞源產生大量的同質批次。許多NK細胞來源已被用於生產同種異體CAR-NK細胞。

 

NK-92細胞系

NK-92是一種白細胞介素2依賴性、EBV 陽性自然殺傷細胞系,來源於一名患有快速進展性非霍奇金淋巴瘤的 50 歲白人男性的外周血單核細胞,它們具有高度細胞毒性。它們的表型包括啟動受體 NKp30、NKp46和NKG2D。有趣的是,NK-92表面上唯一的抑制性受體由 ILT2、CD94-NKG2A(識別HLA-E)和表達水準較低的抑制性KIR受體KIR2DL4代表。它們的使用非常方便,因為理論上可以批量生產和“無限”生成CAR-NK細胞,在細胞數量、時間和成本方面都有巨大的收益。不過由於它們的腫瘤性質,這些源自NK-92細胞系的CAR-NK細胞需要在注射前進行照射,從而改變它們的壽命和分裂。儘管受到照射,它們似乎保留了它們的細胞毒能力,但它們的體內增殖能力發生了急劇變化,注射後7天內消失,需要多次注射。

在三名淋巴清除化療後復發和難治性AML患者中,已經報導了在人類患者中使用CAR-NK細胞的一些證據,這些患者的 CD33-CAR-NK 細胞來源於 NK-92細胞系[39]。這三名患者接受了挽救性化療,然後以增加的劑量注入抗 CD33 CAR-NK細胞(每位患者使用三個遞增劑量的輻照 CAR-NK-92細胞)。每名患者安全應用多達 5×109個 CD33-CAR-NK 細胞,沒有明顯的副作用或3-4級毒性;只報告了短暫的發燒。然而,即使治療耐受性良好並且重複輸注的安全性得到證實,所獲得的療效反應也非常短暫,一名患者只有10天,另一名患者最多4個月 [39]。

在體外,慢病毒CD33-CAR載體在NK-92細胞中的效率遠高於90%,但細胞毒性試驗表明,與親代NK-92細胞相比,對人 HL-60早幼粒細胞白血病細胞系的細胞毒性適度增強[39]。CAR-NK-92細胞也已針對多發性骨髓瘤細胞進行了探索。江等人報導了用抗 CD38 轉導的NK-92細胞在體外以及在異種移植 NOD-SCID 小鼠模型中,對骨髓瘤細胞系和原發性骨髓瘤細胞具有很強的抗腫瘤活性 [40],用表達抗 CS1/SLAMF7 CAR的NK-92 細胞觀察到類似的結果 [41]。

為了提高源自NK-92細胞系的CAR-NK細胞的效率,最初用於T 細胞的第4代CAR在一個名為 UniCAR 的平臺上生產。UniCAR 系統由兩個元素組成:

(i)針對肽表位 E5B9 的 CAR-NKG2——一種非天然在細胞表面表達的抗原;

(ii) 稱為目的模組 (TM) 的雙特異性組件。這種雙特異性模組在一側表達 E5B9 抗原,另一側表達對腫瘤抗原特異的抗體(圖 2)。該構建體使 CAR-NKG2 細胞(通過E5B9抗原)和靶細胞(通過特異性抗體)之間能夠接觸。除此之外,效果可以立即停止(開/關效果),因為 TM 的壽命很短。一旦停止TM的穩定(連續)輸注,TM就會被淘汰,UniCAR也會失活。事實上,該系統通過改變可以同時或以順序方式給予的TMs來實現大量腫瘤抗體的靶向選擇 [42]。

源自臍帶血的 NK 細胞

臍帶血是NK細胞的豐富而有趣的來源,因為國際血庫有數十萬個臍帶血 (UCB) 單位可供使用。NK細胞占臍帶淋巴細胞的15%至 30%。它們的表型比成人外周血細胞的表型更不成熟,具有非常特殊的特徵,包括低CD16(低ADCC能力)、CD56 bright(比細胞毒性更具有增殖能力)、NKG2A+(一種抑制性受體,識別 HLA-E)和低 KIR(功能比其對應物少)[43]。然而,這些限制可以通過使用細胞因數和轉染的離體擴增和啟動來克服,並且根據筆者的經驗,與來自血細胞的 CAR-NK 相比,來自臍帶血的 CAR-NK 細胞在流式細胞術中觀察到具有相同的啟動特徵。即使 UCB 中的 NK 細胞或多或少稀少,它們也具有非常重要的增殖能力,並且對細胞因數刺激非常敏感,可以進行離體擴增。

由 Tezvani 等人帶領的 MD Anderson 團隊。最近發表了一項非常令人鼓舞的 I/II 期臨床試驗,該試驗在 11 名患有復發性難治性 B 細胞惡性腫瘤(從非霍奇金淋巴瘤到慢性淋巴細胞白血病)的患者中注射來自新鮮 UCB 的CAR-NK-CD19 細胞(ClinicalTrials.gov ,NCT03056339)(圖3)。用研究中使用的三種劑量之一(1×105、1×106或1×107每公斤細胞數)在淋巴清除化療(氟達拉濱和環磷醯胺)後。

值得注意的是,UCB NK細胞輸注後沒有注意到不良反應或毒性,特別是CRS 或神經毒性,試驗中未達到最大耐受劑量。反應在注射後的第一個月迅速出現,在11名受試者中,有7名患者完全緩解,並在 Richter 轉化中恢復到CLL狀態。儘管如此,重要的是要展示一個事實,即一半的患者在注射NK細胞後接受了維持治療,由來那度胺、利妥昔單抗、維奈托克或HSCT組成的綜合方案。在注射後長達12個月內檢測到NK細胞。最有可能的是,在 CAR結構中添加IL-15基因有助於CAR-NK細胞的長期存活,儘管持久性機制尚未闡明。

此外,一個可能且非常重要的技術挫折是直接從新鮮UCB生產 CAR-NK細胞,以及在生產後立即注射,沒有任何凍存步驟。事實上,由於從冷凍保存的細胞中選擇NK細胞的效率低,可能不應該推薦使用來自國際銀行的冷凍保存的臍帶血來生產CAR-NK細胞。根據 MD Anderson 團隊的經驗,從新鮮臍帶血中擴增可能是一種選擇——或者更確切地說,建立選定的冷凍保存的NK細胞庫,這些細胞可以解凍和擴增以進行轉導。還應注意的是,CAR-NK細胞在冷凍保存後活性有所降低,在目前的技術條件下,CAR-NK細胞應在培養後立即給藥。即使CAR-NK細胞的具體長期療效難以評估,並且該工藝在冷凍細胞上的可行性尚待確定,但結果非常有希望[44]。

 

圖3. 來自臍帶血的 CAR-NK 細胞:CAR-NK 細胞的結構[45],來自 MD 安德森中心。CAR-NK 細胞是從具有共刺激 CD28 結構域的經典 CD19 CAR 獲得的,其中添加了自殺基因和 IL-15 基因。

 

來自外周血的NK細胞

如前所述,大多數採用過繼性NK療法(不包括CAR-NK細胞)的研究都使用了來自單倍體相關或不相關供體的細胞,並已在兒童和成人AML中顯示出抗腫瘤反應 [29,46]。然而,缺點是需要從健康的成年志願者那裡收集細胞,這使得該過程比使用UCB稍微複雜一些。在細胞因數存在的情況下,一些簡單的、符合GMP的培養條件可以將它們的擴增提高25-55倍 [49]。如果來自PB的NK細胞與CB NK細胞相比具有高細胞毒性,那麼在CAR-NK療法的背景下,供體在HLA不相容性方面的選擇是否應該有所不同仍有待證明。

Leivas 等人的團隊描述了一種可以使用和衍生自PBMC的方法[53]。在活化和擴增的NK細胞 (NKAE) 和記憶T細胞 (CD45RA-T 細胞) 之間選擇效應細胞。NK或T細胞在與NKG2D-4-1BB-CD3z-CAR 載體一起培養後轉導,使用在NK和T細胞上表達的 NKG2D 啟動劑受體,以及用於轉導的4-1BB(見上文)。NKG2D 具有特定的配體,包括 MICA、MICB 和 ULBP,它們在應激細胞和許多腫瘤細胞上表達,特別是在多發性骨髓瘤中。在體外,記憶T細胞的轉導比其NK對應物更穩定。然而,CAR-NKAE細胞在體外對MM細胞表現出更強的細胞毒性,同時保護健康細胞免受損傷。此外,在他們的小鼠異種移植骨髓瘤模型中,與T細胞相比,CAR-NKAE細胞表現出高效的細胞毒性和增強的抗骨髓瘤活性。

 

另一種方法是使用 Cas9/RNP 和腺相關病毒基因遞送的 CRISPR 靶向 CAR 基因插入。使用這種技術,產生了具有不同跨膜和信號結構域(CD4/4-1BB+CD3 和 NKG2D/2B4+CD3)的靶向 CD33 的CAR-NK,並且似乎在原代NK細胞中顯示出增強的抗 AML活性 [54]。

 

源自 iPSC 的 NK 細胞

誘導多能幹細胞 (iPSC) 是經過基因重程式設計成為多能幹細胞的分化細胞。成熟分化細胞重程式設計為 iPSC 的過程包括對細胞進行基因改造,使其表達四種基因:Klf4、C- myc、Oct3/4和Sox2,從而具有與胚胎幹細胞相同的特徵。 因此,分化的成人重程式設計細胞獲得了無限增殖的潛力,並且在加入特定生長因數後可以分化成任何細胞類型,這使得它在許多醫學領域都有用武之地——特別是再生醫學、細胞療法或遺傳病的模型化。這一發現獲得了 2012 年諾貝爾醫學獎,授予神戶大學(日本)研究員山中伸也 [55]。由於它們的永生特性,單個iPSC足以生產和生成通用的 CAR-NK“現貨”產品。由iPSC產生的NK細胞具有不成熟的表型,具有低CD16、高 NKG2A和低KIR,具有較差的細胞毒性,但具有非常重要的增殖能力。為了增強它們的細胞毒性並使其持久存在,可以添加用於表達CD16 和 IL-15 或 IL-2的基因 [56, 57]。

FT596產品是第一個“即用型”、通用和同種異體CAR-NK細胞產品,源自iPSC技術,並且已經獲准在美國用於臨床研究 [58]。它由針對NK細胞優化的抗CD19 CAR組成,具有啟動劑受體 NKG2D的跨膜結構域、2B4共刺激結構域和 CD3 信號傳導結構域。添加了兩個關鍵成分:

(i) 一種新型、高親和力、不可切割的 CD16 Fc 受體 (hnCD16),可在沒有負調控的情況下實現腫瘤靶向和增強抗體依賴性細胞毒性,並結合靶向治療性單克隆抗體腫瘤細胞;

(ii) 促進細胞因數非依賴性持久性的 IL-15/IL-15 受體融合蛋白 (IL-15RF)(圖 4)。當與利妥昔單抗(抗CD20)等單克隆抗體聯合使用時,FT596的hnCD16 Fc受體與覆蓋腫瘤細胞的單克隆抗體的Fc部分結合,啟動NK細胞,分泌細胞因數,增強ADCC。IL-15RF促進NK細胞和活化的抗腫瘤 T 細胞的細胞毒性。

ASH 2020期間的一份通訊報導了一名76歲女性在接受八線治療(包括 ASCT、自體過繼 T 細胞治療和活化的半相合NK細胞)後復發難治性 DLBCL 的病例 [59]。

該患者在淋巴清除單藥治療後接受了獨特劑量的30×106 FT596 細胞。除了中性粒細胞減少症外,沒有報告與FT596細胞相關的副作用。在1個月閾值的腫瘤反應評估顯示基於 2014 Lugano 標準的部分反應,18 F-Glu 吸收減少超過70%,腫瘤大小減少超過 50%。該患者的第二劑 FT596 正在進行中。一項 I 期研究也在進行中,估計有 285 名患者入組(clinicaltrials.gov:NCT04245722)。

 

結論

同種異體 CAR-NK 細胞提供了許多有趣的視角,可以解決使用自體CAR-T細胞所面臨的一些問題。迄今為止,同種異體NK細胞面臨的主要挫折是它們相對較短的作用持續時間,以及缺乏標準化工藝。與CAR-T細胞相比,CAR-NK細胞療法在很大程度上屬於起步階段;截至2022年5月1日,共有35項試驗涉及CAR-NK細胞,與臨床試驗網站上涉及CAR-T細胞療法的1181項試驗相比,證實了這種創新療法的資料較少。CAR-NK細胞療法在抗擊癌症方面具有廣闊的前景,但仍需更多研究加以論證。

 

 

NK細胞療法需求在增加(《Nature》子刊)

http://caifuhao.eastmoney.com/news/20240316132557756314340

將自然殺傷細胞(NK細胞)用於癌症免疫治療劑很有吸引力,因為與T細胞不同,它們可以逃避免疫排斥並且不會誘發細胞因數風暴。但在有效的治療中捕捉它們的活性還正在探索中。

今年,《Nature Biotechnology》上發表了一篇題為“Industry appetite for natural killer cells intensifies”的新聞報導,來自愛爾蘭的作者Cormac Sheridan對NK細胞在行業內的發展進行了梳理。

大型企業積極開展合作,將NK驅動的專案和工具納入其產品組合。人們對NK細胞的興趣也在不斷升級。12月,賽諾菲加深了對基於抗體的NK細胞接合器的研發,擴大了與法國馬賽InnatePharma公司的持續合作夥伴關係。

幾個月前,賽諾菲還轉向Scribe Therapeutics的CRISPR平臺,開發現成的腫瘤NK細胞療法,並預付了2500萬美元,這筆交易可能價值10億美元。

其他與艾伯維(AbbVie)、百時美施貴寶(Bristol Myers Squibb)、吉利德科學(Gilead Sciences)、默克(Merck)、英國劍橋阿斯利康(AstraZeneca)、東京武田(Takeda)的交易和合作夥伴關係也增添了這一勢頭。

然而,大多數專案還處於早期階段,開發人員在很大程度上仍在尋找功效的跡象,並完善大規模生產細胞的方案。

NK細胞對於免疫監控很重要。作為先天免疫系統的一部分,它們可以殺死病毒感染的細胞並消除癌症的早期跡象。作為免疫療法,NK細胞(無論是天然的還是工程化的)比T細胞更安全、更友好。

 

臨床開發中的NK細胞療法

“NK細胞的主要優點是,與CAR-T細胞不同,它們永遠不會殺死任何人。”加州大學三藩市分校和派克癌症免疫治療研究所的Lewis Lanier說道。他是過去40年NK細胞生物學研究的先驅。

細胞因數釋放綜合征如果發生在NK細胞治療期間,往往會溫和得多,這種現象背後的原因尚不完全清楚。“它們與骨髓細胞的相互作用不同,而骨髓細胞似乎是細胞因數釋放綜合征的主要驅動因素。”MD安德森癌症中心的Katy Rezvani說。她是第一個證明嵌合抗原受體(CAR)-NK療法臨床實用性的人。更重要的是,NK細胞療法非常適合同種異體方法,因為它們不會引起移植物抗宿主病。它們的細胞殺傷功能不涉及驅動細胞毒性T細胞活性的基於人類白細胞抗原的自我/非自我識別機制,因此來自無關供體的NK細胞不會攻擊宿主組織。NK細胞的活性是通過一系列與健康和應激細胞上表達的受體和配體的抑制和啟動相互作用來控制的。除了基於細胞的療法之外,投資者還投入了大量資金來資助大量針對特定抗原的抗體樣NK細胞接合器和雙特異性T細胞接合器。

 

臨床開發中選擇的NK細胞定向抗體

 

InnatePharma與賽諾菲在NK細胞接合器平臺上的合作最近得到加強,這家大型製藥公司獲得了針對免疫檢查點B7H3和啟動NK細胞受體CD16a和NKp46的臨床前多特異性NK細胞接合器的許可。賽諾菲也將採用Scribe的CasX編輯工具來增強其現有的K-NK細胞平臺,該平臺是賽諾菲在2020年收購Kiadis時獲得的。“提高體內持久性和改善對實體瘤的浸潤是兩個重點領域”,賽諾菲腫瘤學研究全球主管Valeria Fantin說道。

儘管具有潛在優勢,NK細胞療法仍落後於T細胞療法。原因在於NK細胞本身:事實證明,以工業規模對其進行擴展、培養和基因改造具有挑戰性。“即使到了今天,為了獲得臨床試驗所需的資料,大多數人最終還是像我們一樣使用飼養細胞。”Rezvani說。它們顯示出可促進NK細胞增殖的啟動配體,但受到輻射所以不會複製。

賽諾菲的K-NK平臺是一個例外:它不使用完整的細胞,而是使用帶有啟動受體的納米顆粒來提供刺激。解凍後不影響NK細胞活性的冷凍保存對於真正的現成療法至關重要,但也需要時間才能實現。開發人員面臨的另一個製造問題是需要提供外源細胞因數,例如白細胞介素(IL)-15,以擴增細胞並確保它們持續存在。

“T細胞會產生自己的生長因數,並且它們可以克隆擴增,NK細胞則不能。”Lanier說。一些開發人員通過改造NK細胞來規避這個問題,但Lanier說,過度啟動可能會導致脫敏。“如果我們只是將NK細胞浸泡在IL-15中,NK細胞就會被燒毀。”

開發人員還添加了CAR等功能,這些功能賦予細胞原本缺乏的抗原特異性。Lanier說:“這就是權衡,我們可以通過基因改造使它們越來越像T細胞。但到了某個時候,毒性也會成為負擔。”雙特異性接合器還旨在以腫瘤靶向方式啟動患者的內源性NK細胞,但它們面臨著不同的障礙:患者必須有足夠的健康NK細胞才能發揮作用。

 

這或許可以解釋為什麼Affimed的NK細胞接合分子AFM13作為單一療法效果有限,而與未經修飾的NK細胞療法聯合使用時表現出更有希望的活性。

AFM13是一種四價雙特異性NK細胞接合器,靶向抗體恒定片段(Fc)結構域受體CD16a(也稱為FcRIIIa)和CD30(一種在某些淋巴瘤中過度表達的受體)。該分子旨在指導NK細胞訓練針對表達CD30的癌細胞的抗體依賴性細胞毒性反應。將NK細胞接合器與NK細胞療法組合的另一種方法是將兩者結合在CAR-NK細胞中。Rezvani的團隊率先為這種方法建立了臨床概念驗證,採用的是帶有IL-15、由CD19導向的CAR-NK療法。

在11名復發或難治性CD19-陽性患者中,有8名(73%)出現緩解。陽性非霍奇金淋巴瘤(NHL)或慢性淋巴細胞白血病。8名應答者中有7名在中位隨訪13.8個月後完全緩解。

該專案目前稱為TAK-007,由武田(Takeda)負責,武田正在B細胞NHL患者中進行多中心試驗。NK導向療法能否比T細胞療法更成功地治療實體瘤仍然是一個懸而未決的議題。對於基於細胞或基於抗體的療法來說,將足夠的活性NK細胞引入腫瘤微環境,然後在它們進入後克服免疫抑制環境,這一挑戰都是需要面對的。一旦進入體內,差異就顯而易見:T細胞在接觸腫瘤抗原時會被啟動並增殖,而NK細胞不會以同樣的方式擴增。另一方面,CAR-NK細胞保留了非特異性殺傷能力以及更具針對性的功能。

Artiva首席執行官Fred Aslan表示,該公司對這種額外的抗原不可知機制“感興趣”,因為它可能有助於克服由於HER2等抗原丟失而導致的腫瘤免疫逃逸。在目前的發展階段,基於NK細胞的療法對其潛在的臨床效用產生的問題多於答案,但許多不確定性將在未來幾年內得到澄清。

 

NK細胞回輸有效控制多發和轉移,63.6%患者出現緩解

http://caifuhao.eastmoney.com/news/20240316102539877920570

肝細胞癌(HCC)目前是全球第六大常見癌症,也是2020年全球癌症相關死亡的第三大原因,HCC的治療策略是根據腫瘤分期來選擇的。索拉非尼或侖伐替尼一直是 HCC的常見治療方法,但對生存結果的影響有限,接受索拉非尼和安慰劑治療的HCC患者的中位OS 分別為10.7個月和7.9個月。因此,局部晚期HCC仍然非常需要新的、積極的治療方法。

NK細胞是肝臟先天免疫系統的重要組成部分,占肝內淋巴細胞的30%~50%。研究報導,HCC患者中NK細胞的數量和功能顯著降低,腫瘤浸潤NK細胞的減少與HCC晚期的生存不良相關。這表明肝內NK細胞在HCC免疫監視中發揮著重要作用。

在韓國和日本,肝動脈灌注化療(HAIC)已應用於局部晚期HCC的治療。理論上,HAIC 具有多種優勢,包括比全身治療更高的療效和更低的全身毒性,因為通過肝動脈輸注藥物的方式可以將化療藥物直接輸送到腫瘤細胞。5-氟尿嘧啶(5-FU)和順鉑是肝動脈輸注最常見的方案。值得注意的是,一些化療藥物(包括5-FU和順鉑)作為NK 細胞活性的有效誘導劑具有免疫調節作用。

基於這一假設,《Front Immunol》上發佈了一項1期研究,題為:“A Phase I Study of Locoregional High-Dose Autologous Natural Killer Cell Therapy With Hepatic Arterial Infusion Chemotherapy in Patients With Locally Advanced Hepatocellular Carcinoma”,該研究共納入11名標準治療難治的局部晚期 HCC(肝細胞癌)患者,通過肝動脈輸注單獨施用5-FU和順鉑,以在NK細胞輸注之前誘導腫瘤生長抑制。該研究的目的是評估局部高劑量自體 NK 細胞(VAX-NK/HCC)與 5-FU 和順鉑的 HAIC 聯合用於不適合治療或對標準治療無效的患者的安全性和有效性。

5天連續輸注NK細胞晚期肝癌患者完全緩解

參與受試的所有患者,在5-氟尿嘧啶(750mg/m2)和順鉑(25mg/m2)的HAIC(肝動脈輸注化療)治療4個週期後,通過肝動脈給藥,持續5天以劑量遞增的方式(劑量2.5×108,5×108,10×108NK細胞/注射)接受NK細胞治療。

Kaplan-Meier對生存結果的估計。(A)無進展生存期。(B)總生存期。

資料顯示,所有接收NK細胞治療的患者的治療反應均可評估。客觀緩解率(ORR)為63.6%,其中完全緩解(CR)4例(36.4%),PR( 部分緩解)3例(27.3%)。此外,兩名患者(18.2%)觀察到(疾病穩定)SD,兩名患者(18.2%)觀察到(疾病進展)PD,疾病控制率(DCR)為81.8%。

中位隨訪時間為 55.9 個月。所有患者的中位無進展生存期(PFS)為 10.3 個月,12 個月和 24 個月時的無進展生存期(PFS)分別為 36.4% 和 9.1%,總生存期(OS)分別為10.3個月和41.6個月。

 

6個療程NK細胞聯合治療,肺癌患者大部分多發轉移病灶消失

2023年8月,發表了一篇題為:“Investigation of the efficacy and feasibility of combined therapy of PD‐L1‐enhanced exogenous peripatetic adoptive natural killer (NK) cells in combination with antiangiogenic targeted therapy in the treatment of extensive‐stage small cell lung cancer”的研究,證實了NK細胞聯合治療帶來的滿意效果。

一名67歲男性患者患有廣泛期小細胞肺癌,原發灶位於右上肺,伴有胸膜和腹腔多發轉移,縱隔淋巴結腫大。局部放療後,採用聯合治療方法針對患者的多發性全身轉移灶。

針對腫瘤轉移的情況,研究者制定 (PD-L1)與外源自然殺傷 (NK) 細胞的聯合治療方案,以及抗血管生成治療。連續兩天將同種異體臍帶血 NK 細胞回輸患者體內。第一天,治療後服用1200毫克阿特珠單抗。隨後,患者每天口服10毫克安羅替尼,持續 14 天。隨後休息7天,每個週期持續21天。對右肺原發病灶及縱隔轉移淋巴結進行局部放療後,局部病灶完全緩解,有效避免了上腔靜脈綜合征的風險。

具體來說,位於右上葉的結節以及位於氣管、血管、主動脈旁動脈和下腔靜脈附近的右鎖骨上和縱隔區域的多個淋巴結中觀察到收縮。經過六個週期的聯合治療後,大部分轉移病灶消失,其餘轉移病灶體積明顯縮小。這些結果表明治療是有效的,導致大部分轉移灶消失,剩餘轉移灶明顯縮小。影像學評估表明治療方案是成功的,腫瘤處於部分緩解階段。

 

結語

很多的癌症患者在遇到轉移、復發等難題時,可選擇的治療方案非常局限,而NK細胞療法的研究帶來了轉機。大量的研究已證實NK細胞的效果和安全性。NK細胞能夠高效殺傷腫瘤細胞,有效控制轉移,提高生存品質,為癌症患者提供了新的希望。

 

參考資料:

 

[1]Bae WK, Lee BC, Kim HJ, Lee JJ, Chung IJ, Cho SB, Koh YS. A Phase I Study of Locoregional High-Dose Autologous Natural Killer Cell Therapy With Hepatic Arterial Infusion Chemotherapy in Patients With Locally Advanced Hepatocellular Carcinoma. Front Immunol. 2022 Jun 2;13:879452. doi: 10.3389/fimmu.2022.879452. PMID: 35720374; PMCID: PMC9202498.

 

[2]Wang Z, Zhang R, Cao Y, Chen Y, Huang S, Luo Y. Investigation of the efficacy and feasibility of combined therapy of PD-L1-enhanced exogenous peripatetic adoptive natural killer (NK) cells in combination with antiangiogenic targeted therapy in the treatment of extensive-stage small cell lung cancer. Thorac Cancer. 2023 Oct;14(28):2877-2885. doi: 10.1111/1759-7714.15040. Epub 2023 Aug 19.PMID: 37596831; PMCID: PMC10542463.

http://caifuhao.eastmoney.com/news/20240318122949455110950

非小細胞肺癌(NSCLC)可能是最流行的肺癌癌種,它也是全球主要的死亡原因之一,患者往往需要面臨高額的醫療費用。貝伐單抗是一種重組的人源化免疫球蛋白G1單克隆抗體,可以精確地粘附在人類血管內皮生長因數(VEGF)上。因此,貝伐單抗可以通過刺激異常腫瘤血管的消退和避免新的腫瘤血管的形成來縮小現有腫瘤的大小,防止腫瘤生長。

根據各種國際指南,貝伐單抗與化療的聯合治療被用作晚期NSCLC的一線和維持治療。此外,貝伐單抗與新的分子療法或免疫療法相結合成為了維持治療或疾病進展的關鍵。

自然殺傷(NK)細胞在腫瘤免疫監視中發揮了關鍵作用,它可以摧毀被感染或轉化的細胞,而不需要事先進行致敏處理。NK細胞可以根據表面細胞上主要組織相容性複合體(MHC)I類的異常表達水準來區分體內的正常細胞和異常細胞。而且,癌細胞可通過多種機制被NK細胞殺死。

NK細胞已經發展成為癌症免疫治療的有效工具。特別是對於那些一線治療或維持治療失敗的患者,他們在與其他方法聯合使用免疫療法後產生了良好的反應。

來自越南幾所大學的科學家在《Respiratory Medicine Case Reports》發表了題為“A case of response to combination treatment with autologous immunotherapy and bevacizumab in advanced non-small cell lung cancer”的病例報告,使用NK細胞治療了PD-L1表達晚期NSCLC。

他們報告了一例61歲的男性患者,其晚期非小細胞肺癌(NSCLC)(IV期)中存在程式性細胞死亡配體-1(PD-L1)表達。2019年5月電腦斷層掃描(CT)顯示原發腫瘤,位於左肺上葉,侵入縱隔組織,圍繞主動脈。

由於病灶較大且侵入縱膈,因此無法進行手術。患者接受了第三週期的卡鉑加紫杉醇聯合放療的一線治療後,正電子發射斷層掃描(PET)/CT掃描顯示原發腫瘤的大小減少。

可惜好景不長,2020年5月疾病復發。PET/CT掃描顯示原發性腫瘤遠遠增大,與縱隔胸膜和主動脈粘連,此外,左側鎖骨上淋巴結變大。

隨後,患者開始了二線治療(阿黴素、卡鉑、可瑞達Keytruda)。然而,在2020年9月的PET/CT掃描中,他的病情沒有得到穩定,原發腫瘤繼續增加。此外,還出現了新的病灶,如右鎖骨上淋巴結、前縱隔和氣管一側的淋巴結,以及兩側肝臟的少量淋巴結。

由於病情的發展,患者不得不改變治療方案。2020年10月,患者住院輸注自體NK細胞,與吉西他濱/阿瓦斯丁聯合治療。NK細胞由患者的外周血單核細胞(PBMC)擴增而來,之後將其回輸到患者體內。

聯合治療前後原發性腫瘤的變化。原發性腫瘤在二線治療後進展[4個週期的力比泰(alimta)、卡鉑、凱曲達(keytruda)](A)。聯合自體NK細胞治療、吉西他濱、貝伐單抗,3個月後和6個月後,原發性腫瘤在治療結束時減少

2021年3月和2021年9月進行的PET/CT掃描顯示,與聯合治療前相比,原發腫瘤的大小明顯下降。此外,此片中沒有發現縱膈淋巴結和兩側鎖骨上淋巴結。

 

聯合治療4.5個月後的結果讓人欣喜!乾咳和胸痛的症狀消失了,同時,患者的飲食也得到了改善,生活品質得到了明顯的提升。而且,在使用聯合治療期間沒有發現明顯的副作用,也沒有觀察到造血系統、肝臟以及腎臟的毒性,肝腎功能評估也在正常範圍內。

綜上所述,他們報告了一名患有非小細胞肺癌(IV期)、PD-1(+)25%的患者,其疾病在4個聯合週期的阿林他、卡鉑和卡曲達中進展。隨後,患者接受了自體免疫療法和貝伐單抗吉西他濱聯合治療,結果副臨床和臨床症狀以及生活品質都產生了良好的反應。

在這個病例中,患者在確診時已經接受了傳統的放療,如化療和放療。但是之後,疾病仍然出現了進展。即使患者接受了keytruda的標準治療,但仍然出現了新的病灶。

隨後患者接受了自體NK細胞治療、吉西他濱、貝伐單抗的聯合治療,這種細胞治療可謂是雪中送炭。在經歷了聯合治療後,患者表現出了非常積極的初步結果。

近幾十年來,免疫學領域以及免疫療法在癌症治療中的應用都取得了重大進展。在新興的療法中,自體NK細胞療法是一顆冉冉之星,特別是對於肺癌的治療。許多研究已經闡明了NK細胞在支援整個免疫系統中的重要作用,以及NK細胞與人體中幾種疾病的關係。

NK細胞被輸進患者體內後,發揮著極其重要的作用,它不僅通過抗體引起靶細胞的毒性,而且還能夠調動其他免疫細胞一起參與癌症治療的反應。最值得注意的是,最近的研究表明,NK細胞能夠識別並摧毀癌症幹細胞。

這一點尤其重要,因為使用自體NK細胞的治療可以抑制癌細胞的增殖,從而降低復發和轉移的風險。希望在不久的將來,NK細胞療法可以造福更多的一線或維持治療失敗的患者。

 

參考資料

Nguyen,T.M.T.,VanTran,K.,Ta,V.T.,Tran,L.M.,Tran,C.K.,Trinh,H.L.,Ta,D.T.,Nguyen,B.T.,&Tran,T.H.(2022).Acaseofresponsetocombinationtreatmentwithautologousimmunotherapyand bevacizumabinadvancednon-smallcelllungcancer.Respiratorymedicinecasereports,42,101804.https://doi.org/10.1016/j.rmcr.2022.101804

 

多囊巢綜合征(PCOS)是導致肥胖與胰島素抵抗的“元兇”之一,也是女性生育路上的巨大攔路石,而近日芝加哥大學研究者發現,間充質幹細胞(MSC)的“附贈品”—外泌體或能改善巢功能,恢復女性生育能力,為與PCOS相關生育問題作鬥爭的女性帶去了新的希望。

儘管不像乳腺癌、巢癌那麼讓人聞風喪膽,但多囊巢綜合征(polycystic ovarian syndrome,PCOS)的確是6%-20%育齡女性的噩夢[1]。這是一種由內分泌及代謝異常導致的,以慢性無排(排功能紊亂或喪失)和高雄激素血症(體內男性激素產生過剩)為主要特徵的疾病。沒有(或稀發)排,自然讓受孕變得困難,據國外資料顯示:大約75%的PCOS患者有不孕症狀。此外,PCOS還可能伴有月經稀發或閉經、多毛、胰島素抵抗、肥胖與痤瘡等症狀。

許多人在確診PCOS後都想弄清原因,但遺憾的是,時至今日,這仍是一種病因尚未完全闡明的疾病。治療方法多以激素代替療法為主,雖能控制病情但仍無法根治PCOS,且可能伴隨血栓風險增加等副作用。為打破這種困境,科學家也一直在尋求其他方法,幹細胞療法便是其中一種。

此前,芝加哥大學研究者就發現間充質幹細胞(MSC)能通過分泌因數來逆轉PCOS的進程,但彼時的他們並未弄清其中機制,如今研究者終於發現:MSC衍生細胞外囊泡(此處主要指代外泌體)可能是治療的“主攻手”,它能調節雄激素產生並恢復生育能力的主要分子,改善巢功能,有望成為PCOS患者的治療新選擇。

文章于7月發佈於《INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES》(影響因數:5.6)

幹細胞“附贈品”是多囊巢綜合征“良方”?

“旁分泌效應”是間充質幹細胞的重要機制,它讓MSC猶如身體裡“分散式發電站”,在適宜的時間、地點,將各種細胞因數發往身體各處。而外泌體,便是其中關鍵“傳輸者”之一。

間充質幹細胞分泌組概述

別看它直徑只有40-160nm,內裡卻“乾貨滿滿”,通常含有:miRNA、mRNA、IncRNA和各類分泌因數等諸多“貨物”。而這些“貨物”在芝加哥大學看來,極有可能是PCOS疾病的“良藥”。此前就有研究發現:巢內慢性炎症增加是PCOS發病機制的重要因素。而外泌體在完成細胞間傳遞後,能實現免疫調節、抗炎、抗凋亡和抗纖維化等功能,因此極具治療PCOS的潛力。

為了證實這種猜測,研究員在體外細胞模型中研究MSC衍生的外泌體對雄激素產生的影響,並發現:這個頭小小的“快遞員”,能夠減少H295R細胞中雄激素的產生途徑,以調節PCOS模型中的雄激素水準。

 

MSC來源的外泌體對體外細胞模型中雄激素產生的影響

隨後,研究者轉戰體內實驗,通過巢內或靜脈注射將MSC衍生的外泌體注射到PCOS小鼠模型中,以比較PCOS相關參數(如生育與代謝)。他們先是證實這些外泌體可以調節PCOS小鼠模型的代謝、改善巢功能。後又發現MSC衍生外泌體在恢復生育能力上也大有可為。他們用一隻健康雄性小鼠與兩隻雌性小鼠,以每只雌性小鼠的懷孕小鼠數計算懷孕率、結果雖然原PCOS小鼠模型已被證明不孕,但經過靜脈和巢內注射MSC衍生的外泌體治療後,它們恢復生育能力,並產下了健康的幼崽。

在PCOS小鼠模型中通過MSC衍生的外泌體治療恢復巢功能

有意思的是,靜脈注射在調節代謝異常(如葡萄糖水平)方面更有效,但在恢復生育能力方面效果稍遜於巢內注射。而MSC衍生外泌體在代謝上的調節作用也有望成為調節PCOS相關肥胖症的新解法。

那麼,MSC的附贈品——外泌體究竟是怎麼完成這些功效的呢?

研究者們認為,IL-10是其中的關鍵分子。這是一種抗炎細胞因數,前文我們曾經提到:巢內慢性的炎症是PCOS發病機制的重要因素,而IL-10能調節炎症,以達到逆轉PCOS病情的效果。

IL-10與外泌體之間稱得上是“黃金搭檔”,有研究證實:IL-10細胞因數在“自由狀態”下的穩定性明顯低於被外泌體包封狀態下的,原因是:外泌體的包封能保護細胞因數並有助於細胞因數遞送到靶細胞,而IL-10的存在也有助於外泌體本身的活性。

總而言之,這項研究證實了MSC衍生外泌體對PCOS的治療潛力,為與PCOS相關生育問題的女性帶來了新的希望。

 

幹細胞

守衛女性“生育權”

長期以來,多囊巢綜合征、巢早衰與巢癌等問題一直困擾著諸多家庭。這些疾病既影響著女性健康,也阻礙著女性邁向母親—這一人生新階段。為此,全國各地的研究者們竭力研究,並逐漸開闢出一條以幹細胞為主道的研究之路。

這條道路延伸出若干分支,我們能看到2018年,第100屆內分泌學會年度會議公佈了一則利用“自體骨髓幹細胞治療年輕女性巢早衰”的研究結果,其中,2名患者在注射幹細胞3個月後,血清激素水準開始顯著增加,效應至少維持了一年,更重要的是,她們的更年期症狀也有所消除。另外還有6名參與者恢復了正常的月經週期。

幹細胞治療後,巢體積、各級泡數等都明顯增加

在與我們隔海相望的日本,研究者則是利用誘導多能幹細胞(iPSC)誘導出了具有攻擊癌細胞能力的NK細胞,這些NK細胞最後被注入一位已在腹腔擴散、抗癌藥物失效的巢癌患者體內,據稱,這位50歲女性至今未出現嚴重副作用。鑒於此,本次臨床試驗還將對18例巢癌患者進行治療,以共同驗證療效的安全、有效性。

而更類似於科幻橋段的——全球首個由iPSC衍生的巢類器官也已誕生在美國。該研究的主導者,Wyss研究所及哈佛醫學院Merrick Pierson Smela博士對此表示:“我們所開發的全人源巢類器官發育速度比現有的人/鼠雜交方法要快好幾倍,按照我們的方法,可複製人類巢器官的許多關鍵功能。這標誌著人類在女性生殖健康研究領域邁出了重要一步。在未來,類似的技術或許還可以治療不孕症。”

這種巢類器官可支援細胞成熟、發育泡並分泌性激素

可以看到,全世界都在為攻克巢問題而奮力向前,我們也期待著這些研究會不斷推進,邁入臨床,並最終捍衛女性的“自主生育權”,為萬千家庭帶去福音。

憑藉再生修復、抗炎與抗凋零等功能,幹細胞成為了修復女性青春之源——巢的希望之星。而這還只是幹細胞治療疾病的冰山一角——從自身退行性疾病到心血管疾病,再到自身免疫性疾病,再生醫學為我們描繪了一個值得期待的未來。在那一天,“自身細胞”即是治病良藥,而無數病人也可以脫離原本的疾病牢籠,走向自由且健康的明天。

 

參考資料:

[1]《多囊巢綜合征診治路徑專家共識(2023)》.

[2]Therapeutic Potential of Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles to Treat PCOS. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10342552/

大多數轉移性腫瘤仍無法治癒,科學工作者們正齊心協力開發能夠控制腫瘤轉移的療法。在過去的幾十年裡,免疫療法的發展,徹底改變了腫瘤的治療範式。腫瘤的轉移NK細胞高度參與轉移的免疫監視腫瘤轉移如何逃避免疫監視利用NK細胞控制腫瘤轉移。

免疫細胞是調控腫瘤發展的重要參與者,影響不同階段的腫瘤命運和治療干預。其中自然殺傷 (NK) 細胞在腫瘤免疫監視和抗腫瘤免疫中發揮重要的識別和殺傷腫瘤細胞的作用。目前,基於自然殺傷細胞的腫瘤免疫治療是腫瘤學的熱門話題,引起了科學界和製藥行業的極大興趣。因此,有許多研究正在評估NK細胞的治療價值。

由於NK細胞在消除轉移性腫瘤方面發揮更重要的作用,瞭解腫瘤細胞對NK細胞的耐藥性,特別是迴圈腫瘤細胞 (CTC) 與 NK細胞的特異性相互作用,可能會為如何利用NK細胞的能力來最大化其抗腫瘤潛力提供重要線索,並可能為轉移性腫瘤開發新的治療策略鋪平道路。

 

腫瘤的轉移

當腫瘤細胞具備侵入性特徵和逃避免疫監視的能力時,就會發生轉移,這是腫瘤最嚴重的階段。為了使腫瘤細胞成功生長到遠處的轉移部位,需要克服幾個關鍵步驟和障礙。最終,只有極少數CTC(迴圈腫瘤細胞)存活下來並成為轉移的種子。在轉移的腫瘤外在因素中,抗腫瘤免疫是CTC和DTC(播散性腫瘤細胞)轉移定植的主要障礙。多克隆CTC,具有更高的轉移潛能,因為它們與NK細胞啟動配體的表達水準降低有關,而NK細胞啟動配體對 NK細胞的殺傷表現出更高的抵抗力。

傳統上,轉移被認為發生在腫瘤進展的後期階段。然而,越來越多的證據也表明在早期腫瘤形成過程中會發生轉移性腫瘤細胞傳播。轉移中涉及 NK細胞的轉移級聯和免疫監視。原發性腫瘤細胞在營養、基質和免疫微環境中的腫瘤細胞外在因素中經歷上皮-間質轉化 (EMT),這些微環境具有明顯的轉移潛能。

 

NK細胞高度參與腫瘤轉移的免疫監視

NK細胞是構成先天免疫系統關鍵的效應細胞,占迴圈淋巴細胞的5-20%。NK 細胞具有區分正常細胞和轉化細胞的獨特能力,它們可以識別惡性細胞並迅速作用於惡性細胞,而無需事先致敏。它們擁有各種啟動和抑制受體,其功能結果是這些啟動和抑制受體之間信號的複雜整合。這些抑制性受體,例如殺傷細胞免疫球蛋白受體 (KIR) 的抑制性亞型和 CD94/NKG2A 異二聚體,可識別各種形式的 MHC-I 分子。因此,腫瘤細胞上表達水準的降低或MHC-I分子的缺失會降低傳遞給NK細胞的抑制信號的強度,從而促進NK細胞的活化。

NK細胞的啟動也是由啟動受體的參與引起的,例如 KIR 的啟動亞型、信號淋巴細胞啟動分子相關受體NKG2D、DNAX 輔助分子-1 (DNAM-1) 和天然細胞毒性受體NKp30、NKp44和NKp46,它們識別腫瘤細胞上幾乎不在健康細胞中表達的應激誘導配體。因此,NK 細胞具有公認的抗腫瘤作用。事實上,一項流行病學研究表明,NK細胞功能降低與人類腫瘤發病率增加有關。

參考資料

Imai, K.; Matsuyama, S.; Miyake, S.; Suga, K.; Nakachi, K. Natural cytotoxic activity of peripheral-blood lymphocytes and cancer incidence: An 11-year follow-up study of a general population. Lancet 2000, 356, 1795–1799.

 

當NK細胞識別異常細胞(如腫瘤細胞)時,它們會被啟動並將特定的裂解顆粒(如穿孔素和顆粒酶)轉運至免疫突觸,以誘導靶細胞凋亡。穿孔素對於控制腫瘤轉移至關重要。NK細胞與靶細胞形成多重接觸,並能以時間依賴的方式依次殺死多個腫瘤細胞。有趣的是,在一次接觸中,NK細胞僅釋放其細胞毒性裂解顆粒的十分之一,但已確定即使是單個顆粒也足以誘導腫瘤細胞死亡。NK細胞已被證明從誘導快速顆粒酶B介導的細胞死亡轉變為在後期由受體配體介導的緩慢死亡,並且可以連續殺死多達30多個腫瘤細胞。

在與原代 NK 細胞共培養時被殺死的靶細胞中的細胞死亡形態、GrzB 和 Casp8 活性。

參考資料

Prager, I.; Liesche, C.; van Ooijen, H.; Urlaub, D.; Verron, Q.; Sandstrm, N.; Fasbender, F.; Claus, M.; Eils, R.; Beaudouin, J.; et al. NK cells switch from granzyme B to death receptor-mediated cytotoxicity during serial killing. J. Exp. Med. 2019, 216, 2113–2127.

 

儘管NK細胞在控制原發性腫瘤中的作用仍存在爭議,但其強大的體內抗轉移作用已在各種實驗模型中得到證實。腫瘤幹細胞 (TSC)和EMT轉分化細胞被認為是腫瘤轉移的原因。同時,NK細胞可以靶向TSC和EMT。在人類腫瘤中,越來越多的證據表明浸潤性NK細胞的數量、轉移和各種腫瘤的預後之間存在相關性,例如食管腫瘤 (ET) 、胃癌 (GC)、胃腸道肉瘤腫瘤、腎細胞癌 (RCC) 、結直腸癌 (CRC) 和前列腺腫瘤 (PT-1)。此外,高效NK細胞的存在表明轉移性PT-1的預後良好。

總體而言,NK細胞數量的增加對腫瘤患者的生存非常有益。然而,重要的是,CTC被認為是腫瘤患者轉移風險增加和預後較差的指標。特別是,NK細胞存在於血液和淋巴結中,可能參與CTC的免疫監視。在實驗模型中,NK細胞在外滲前破壞CTC,從而抑制腫瘤轉移。因此,短時間內NK細胞數量的增加與CTC數量的減少相關。

事實上,NK細胞被發現可以在到達後24小時內從肺部清除播散的腫瘤細胞,但此後就不會。此外,來自CTC陽性患者的NK細胞的細胞毒性低於來自轉移性乳腺腫瘤 (BT)、CRC 和PT-1的CTC陰性患者,表明外周血CTC數量與NK細胞抗腫瘤活性密切相關。因此,迴圈NK細胞活性降低與咽癌患者轉移風險增加相關。此外,NK細胞活性降低是預測CRC 根治性手術後遠處轉移的一個參數。

綜上所述,這些結果表明NK細胞可消除CTC,並在控制轉移中發揮重要作用。

 

腫瘤轉移如何逃避免疫監視

免疫系統在腫瘤進展的每個步驟中都起著重要作用。腫瘤細胞逃避免疫監視是轉移的先決條件。由於NK細胞高度參與轉移中的免疫監視,因此,為了成功轉移,腫瘤細胞必須逃避NK細胞介導的免疫監視是合理的。事實上,已經描述了NK細胞介導的腫瘤細胞逃逸的幾種機制。這些機制涉及腫瘤細胞內在特徵和腫瘤驅動的外在微環境因素。為了成功轉移,腫瘤細胞必須逃避 NK 細胞介導的免疫監視。腫瘤細胞有幾種策略,涉及腫瘤細胞內在特徵和腫瘤驅動的外在微環境因素,以破壞它們被 NK 細胞識別和消除。

總之,已有很多研究結果說明了NK細胞免疫監視在轉移中造成的障礙。對導致不同腫瘤中NK細胞功能障礙的不同機制的表徵,可能為通過利用NK細胞控制轉移來開發新的治療策略鋪平道路。

 

利用NK細胞控制腫瘤轉移

腫瘤免疫治療的突破來自ICI和 CAR-T細胞療法的臨床成功,證明這些療法對腫瘤患者具有巨大前景。基於NK細胞的腫瘤治療目前構成了免疫治療創新的一個主要領域,並且呈指數增長。為了治癒腫瘤,釋放NK細胞的全部抗腫瘤潛力是一個有吸引力的選擇,因為NK細胞在消除轉移方面發揮著更重要的作用。每種治療策略都單獨或聯合評估,甚至與其他策略(包括標準治療)聯合評估。

基於細胞因數的治療

細胞因數賦予NK細胞增強的抗腫瘤免疫效應功能,並增強其在體內的持久性。IL-2 和IL-15是上調NK細胞活性的關鍵細胞因數。IL-2是第一個用於腫瘤治療的細胞因數,也是食品和藥物管理局 (FDA) 批准的第一個可重複且有效的人類腫瘤免疫療法。通過大劑量 IL-2治療可改善轉移性RCC和黑色素瘤患者的生存。然而,它會引起危及生命的毒性,包括血管滲漏綜合征。

在過去的幾十年中,IL-15已成為IL-2的有前途的替代品。在轉移性惡性黑色素瘤和轉移性RCC患者中進行的第一項IL-15人體I期臨床試驗中,觀察到過度增殖和迴圈NK細胞數量增加。儘管初步抗腫瘤評估未顯示客觀反應,但兩名患者顯示肺轉移已清除。現在正在研究啟動NK細胞而不刺激Treg的其他細胞因數,例如 IL-12、IL-18 和 IL-21。然而,在轉移治療中基於細胞因數的NK細胞啟動策略仍有待確定。

 

過繼性NK細胞療法

NK細胞全身啟動的另一種方法是將啟動的NK細胞直接輸入患者體內,稱為過繼轉移。目前已有多項多種來源的治療性NK 細胞正在進行臨床測試,包括自體NK細胞、同種異體NK細胞、臍帶血 (UCB) NK細胞、NK細胞系、細胞因數誘導的記憶樣 (CIML) NK 細胞和 CAR-NK細胞。

作為一種治療方式,患者自身NK細胞的過繼轉移(自體轉移)能夠在重新給藥之前進行離體刺激和擴增。在轉移性腫瘤患者中過繼轉移擴增的自體NK細胞的初步臨床結果表明,這種治療策略耐受性良好,但臨床反應有限。人們認為,自體NK細胞療法的失敗可能部分歸因於抑制性KIR無法識別腫瘤細胞上的自身MHC I。

因此,已經在患有各種腫瘤的患者中檢查了用於治療的“外來”NK細胞(同種異體NK 細胞)的過繼轉移。來自健康供體細胞的同種異體NK細胞是有利的,因為它們具有更高的抗腫瘤活性潛力。在過繼轉移同種異體 KIR 配體錯配的供體 NK 細胞後,AML 患者已觀察到完全緩解和無病生存。然而,在過繼性同種異體NK 細胞療法的研究中,轉移性腫瘤患者的臨床反應有限。為了擴大同種異體 NK 細胞的治療用途,考慮使用(臍帶血)UCB。NK細胞占臍帶血淋巴細胞的30%,是治療性NK細胞的重要來源。UCB NK細胞的療效目前正在臨床試驗中進行評估。

NK細胞具有先天記憶,也就是說,它們可以記住先前的啟動事件,因此在再次刺激時反應更強烈。NK細胞記憶已在IL-12、IL-15和IL-18預啟動的組合細胞因數後被確定。CIML NK 細胞被證明具有不同于傳統 NK 細胞的表型。它們改善了效應器功能並誘導AML患者緩解 。

隨著CAR-T 細胞療法取得臨床成功,CAR-NK細胞的使用代表了一種有前途的免疫治療策略,並且CAR-NK細胞可能顯示出比 CAR-T細胞更大的優勢,例如無細胞因數風暴等副作用。在這方面,最近表明CAR-NK細胞不會在淋巴腫瘤患者中引起任何嚴重的細胞因數風暴。在小鼠模型中,CAR-NK細胞療法通過靶向ERbB2/HER2 減少了RCC的肺轉移,表明其在控制疾病傳播方面的潛力。

在癌症治療中的NK細胞與T細胞相比的優缺點

參考資料

Bald, T.; Krummel, M.F.; Smyth, M.J.; Barry, K.C. The NK cell-cancer cycle: Advances and new challenges in NK cell-based immunotherapies. Nat. Immunol. 2020, 21, 835–847.

 

通過恢復針對腫瘤細胞的免疫反應進行的腫瘤免疫治療,改變了腫瘤治療的模式。然而,腫瘤細胞的轉移擴散仍然是腫瘤相關死亡的主要原因。NK細胞是先天性免疫細胞,可以不受抗原限制地直接快速殺死腫瘤細胞,並且在轉移中對免疫監視高度負責。因此,腫瘤細胞必須逃避NK細胞介導的免疫監視才能成功轉移。因此,有望利用NK細胞預防或治療腫瘤轉移。

NK細胞療法主要用於輔助治療,例如手術後和幹細胞移植後針對微小殘留病。具體而言,NK細胞可能最有效地靶向CTC,因為它們的功能似乎很少受到腫瘤微環境屏障的影響 。正在進行臨床試驗以評估NK細胞免疫療法的療效,包括標準治療,例如mAb療法和放化療,具有令人鼓舞的臨床結果。此外,最近的資料表明,分子靶向藥物和放療能夠在腫瘤細胞中誘導衰老,引發NK細胞介導的免疫監視,促進腫瘤消退,表明NK細胞可能成為未來抗腫瘤多模式策略的關鍵參與者。

應進行進一步的研究,以充分瞭解NK細胞的抗腫瘤和抗轉移特性,特別是轉移級聯NK細胞何時和在哪些步驟起作用,以及需要多少次NK細胞免疫治療,這將成為預防或治療腫瘤轉移的新治療策略。

R先生發現自己的脖子上長了個小包,但由於無疼痛感,他也就沒放在心上。但一次體檢後,醫生建議他進行更詳細的檢查,經過穿刺活檢,他被確診為默克爾細胞癌伴淋巴轉移。在親戚介紹下,他聯繫到跨境就醫服務機構港安健康國際醫療前往香港就醫。完成一系列藥物治療後,他的病情得到控制體內腫瘤逐漸縮小消失,但他十分擔心腫瘤會復發。偶然之下,他從港安健康國際醫療處得知日本活化NK細胞療法能夠預防腫瘤復發轉移,希望自己也能接受治療。

港安健康國際醫療整理翻譯了R先生的病歷報告,併發送給了日本細胞療法專家做前期評估,專家判斷他的情況適合做活化NK細胞聯合樹突細胞療法,並提供了初步的治療計畫。R先生在細胞療法專科醫院完成治療。定時進行複查後,R先生很高興檢查結果一切正常,自己的精神氣色也越來越好。

NK細胞療法優勢

活化NK細胞療法是通過在體外均衡大量培養NK細胞,並在讓其活化後放回體內。活化後的免疫細胞增強了天然的靶向腫瘤細胞的能力,能夠不依賴於特定的MHC(主要組織相容性複合體),獨立識別癌症抗原和非肽抗原(在癌細胞中發現的更高水準的磷酸化代謝物),構成了免疫系統抗擊癌細胞的第一道、更快速的防禦線。

1、快速提高免疫力

與飲食調理、體育運動等需要長期堅持的方式相比,活化NK細胞療法通過體外活化增殖並回輸免疫細胞,快速為機體補充足夠數量的功能正常的免疫細胞,增強機體免疫系統的防禦能力,提高腫瘤患者的免疫原性,從而達到快速提高免疫力的效果。

2、持續靶向殺癌

通過活化NK細胞療法活化的免疫細胞將適應性免疫系統的精確抗原特異性與先天性免疫系統的速度相融合,刺激患者的抗腫瘤反應,靶向準確殺癌。此外,港安健康國際醫療指出,由於免疫細胞具有免疫記憶功能,且可在體內長期存在,因此活化NK細胞療法具有持續效應,一個療程內輸入體內的免疫細胞可在體內形成新的免疫細胞,發揮持續的癌細胞滅殺作用,從而預防腫瘤復發轉移和病情進展。

3、預防腫瘤復發轉移

活化NK細胞療法有助提高患者自身的免疫功能,活化後的免疫細胞能夠更全面搜索、殺滅腫瘤細胞,讓隱匿在血液、淋巴以及人體內其他角落的癌細胞無所遁形,如手術難以去除的浸潤癌或流經淋巴和血液的癌細胞也會受到免疫細胞的攻擊,因此活化NK細胞療法對預防腫瘤復發轉移和的效果是最佳的。

近年來,幹細胞療法逐步被應用於骨關節炎(OA)的治療中,有望成為骨關節炎的新一代治療方案。同時,幹細胞治療骨關節炎的潛力也不斷被證實。一項發表於《Stem Cells Translational Medicine》的I/II 期隨機對照試驗[1]再次證實了幹細胞治療骨關節炎的巨大潛力,研究表明,相較于單次給藥,間充質幹細胞重複注射的患者在症狀改善上均更穩定。

骨關節炎 (OA)目前的發病率越來越高,其特徵是關節退化和疼痛。目前的傳統治療方案旨在緩解症狀並減緩疾病進展,但缺乏治癒潛力。既往病理生理學研究表明,骨關節炎的發生與關節退行性改變及關節腔內炎症環境關係密切。因此促進關節軟骨再生及改善關節腔內炎症環境是治療骨關節炎的重要靶點。

圖片來自文獻[2]

涉及多種機制,幹細胞具有延緩軟骨損傷和疼痛的能力

間充質幹細胞(MSCs)具有軟骨分化和免疫調節的特性,因此具有治療骨關節炎的潛在價值。MSCs強大免疫調節特性以及分泌的多種細胞因數,可調節膝骨關節炎患者關節的炎症環境。間充質幹細胞還具有誘導新的軟骨樣細胞生長的獨特能力,使其適合用於膝關節軟骨修復。同時,MSCs的外泌體還可通過旁分泌和細胞間相互作用發揮修復作用[3]。

圖片來自文獻[3]

臨床應用實例:多次回輸間充質幹細胞患者疼痛和功能顯著改善

發表於《Stem Cells Translational Medicine》的I/II 期隨機對照試驗評了估單次或重複臍帶間充質幹細胞(UC-MSCs)膝關節腔內注射治療膝關節骨關節炎 (OA) 的安全性和有效性。

該研究最終入組29名患者,隨機分配到三個研究組:
1.對照組(n= 8):在基線和 6 個月時接受膝關節內注射透明質酸(HA)。
2.MSC-1 組(n = 9):僅在基線時的接受膝關節內注射UC-MSCs(劑量:20 × 10^6),在 6 個月時使用安慰劑。
3.MSC-2 組(n = 9):在基線和 6 個月時接受膝關節內注射UC-MSCs(劑量:20 × 10^6)。
通過為期1年的隨訪,通過患者臨床症狀及影像學(MRI)的變化,對UC-MSCs治療膝關節骨關節炎 (OA)的安全性及有效性進行全面評估。

上圖為研究流程圖 圖片來自文獻[1]
01.臍帶間充質幹細胞回輸是安全的
在試驗期間沒有嚴重不良事件的發生。與關節內注射相關的最常見不良事件是急性滑膜炎。首次注射一周後,細胞治療組比對照組更常發生輕度至中度症狀性膝關節積液,但沒有顯著差異。疼痛是第二常見的不良反應,但組間未達到統計學差異。上述兩種都是短暫的,休息或者口服對乙醯氨基酚可治癒,無需住院或關節穿刺抽液術。該結果表明,膝關節內單次/重複注射UC-MSCs是安全可行的。
02. 多次注射臍帶間充質幹細胞獲得良好的臨床結局
研究人員在整個研究過程中及時跟蹤每組的症狀演變,結果發現,與對照組的患者相比,只有MSC治療的患者在疼痛和功能方面比基線有顯著改善。12個月時,重複間充質幹細胞給藥(MSC-2組)的患者疼痛減輕86%,殘疾減輕89%,而對照組分別為38%和50%。單次間充質幹細胞給藥(MSC-1組)在前9個月持續改善,在第12個月時達到與對照組相似的症狀水準。相比之下,間充質幹細胞重複回輸的患者在WOMAC和VAS方面均有穩定的改善,直至研究終點。

圖片來自文獻[1]具體而言,相較對照組,MSC-1 組及MSC-2 組均有顯著的疼痛和功能改善。用於評估患者關節炎的嚴重程度及治療療效的WOMAC 量表的疼痛分量表表明,隨訪1年時MSC-2 組的疼痛水準較對照組顯著降低。
此外,用於患者疼痛程度評估的主觀量表視覺類比量表(VAS)表明,隨訪1年時MSC-2 組的VAS量表得分顯著低於對照組組(2.4 ± 2.1 vs. 22.1 ± 9.8,p =0 .03),意味著間充質幹細胞重複給藥可以更加顯著的改善患者的疼痛。
綜上,在這項I/II期試驗中,重複的臍帶間充質幹細胞給藥策略在治療骨關節炎患者的長期疼痛方面具有良好的安全性和臨床結果
小結

骨關節炎被稱為“不死的癌症”,不斷增加的發病率以及有限的治療手段是目前所面臨的難題。幹細胞療法的出現為上述困局提供解題思路。關節腔內注射間充質幹細胞可以顯著減輕膝骨關節炎患者的疼痛,在一定程度上恢復患者的運動功能,同時其安全性也得到證實。各項臨床研究表明MSCs治療骨關節炎的巨大潛力,不過還需要更多的隨機對照臨床試驗以及患者的長期隨訪結果,來進一步推動幹細胞治療骨關節炎的臨床應用。

參考文獻:

[1] Matas J, Orrego M, Amenabar D, Infante C, Tapia-Limonchi R, Cadiz MI, Alcayaga-Miranda F, González PL, Muse E, Khoury M, Figueroa FE, Espinoza F. Umbilical Cord-Derived Mesenchymal Stromal Cells (MSCs) for Knee Osteoarthritis: Repeated MSC Dosing Is Superior to a Single MSC Dose and to Hyaluronic Acid in a Controlled Randomized Phase I/II Trial. Stem Cells Transl Med. 2019 Mar;8(3):215-224. doi: 10.1002/sctm.18-0053. Epub 2018 Dec 28. PMID: 30592390; PMCID: PMC6392367.

[2] Giorgino R, Albano D, Fusco S, Peretti GM, Mangiavini L, Messina C. Knee Osteoarthritis: Epidemiology, Pathogenesis, and Mesenchymal Stem Cells: What Else Is New? An Update. Int J Mol Sci. 2023 Mar 29;24(7):6405. doi: 10.3390/ijms24076405. PMID: 37047377; PMCID: PMC10094836.

[3] Copp G, Robb KP, Viswanathan S. Culture-expanded mesenchymal stromal cell therapy: does it work in knee osteoarthritis? A pathway to clinical success. Cell Mol Immunol. 2023 Jun;20(6):626-650. doi: 10.1038/s41423-023-01020-1. Epub 2023 Apr 25. PMID: 37095295; PMCID: PMC10229578.

引言

近期《Trends in Neuroscience》雜誌上的一篇報導闡述了有關自然殺傷細胞(NK細胞)有能力修剪導致疼痛的受損神經細胞,可以作為治療神經性疼痛的潛在新方案。以往NK細胞更多以一種”腫瘤殺滅者“的形象被大家廣為所知,NK細胞主要通過穿孔素孔將細胞溶解蛋白酶(例如顆粒酶)引入靶細胞,從而殺死異常細胞(例如腫瘤細胞、病毒感染的細胞)。而最近的研究表明,NK細胞在治療神經損傷,緩解神經性疼痛方面也有不錯的療效。

神經性疼痛是一種慢性疾病,表現為反復出現的射擊或刺痛感。它是由神經損傷引起的,可能是由於創傷、糖尿病等疾病或化療後而造成。神經性疼痛的發病率會隨著時間的推移而增加。

目前對於神經性疼痛最常用的治療藥物包括抗驚厥藥、抗抑鬱藥和阿片類藥物等等,這些藥物主要是通過抑制疼痛通路發揮作用,但這些並不能解決神經性疼痛的病理生理機制,簡單來說就是“治標不治本”,並且還可能產生嚴重的不良麻醉作用。在這種情況下,我們就更加迫切需要一種具有高鎮痛效力,同時濫用風險也不高的新型治療方法。

 

NK細胞效力低,疼痛會惡化

NK細胞在我們的免疫系統中扮演著重要的角色。與T細胞和B細胞一樣,NK細胞也是一種淋巴細胞。它們在體內的作用包括攻擊腫瘤或病毒。急性疼痛時NK細胞活性增加。然而,在經歷慢性疼痛的人群中,NK細胞的效力似乎有所下降。因此,如果NK細胞群的功能不完整,可能會使人無法長期解決神經性疼痛。研究發現[3], NK細胞的效力與機械疼痛敏感性呈負相關,當NK細胞的效力高時,機械疼痛的敏感性則更低,通過個體隨訪分析顯示,如果NK細胞效力較低,疼痛狀況會惡化。因此,研究認為NK細胞在神經炎症級聯反應中發揮保護作用,並可能被用作疼痛慢性的標誌。

NK細胞通過多種途徑緩解疼痛 ,恢復神經功能

NK細胞可以緩解疼痛,因為它們參與了神經元修剪的過程。損傷和疾病會導致神經元連接錯誤或停止正常功能,從而導致疼痛症狀。引入NK細胞可以幫助消除這些異常。如果把NK細胞比喻成“一支軍隊”的話,那麼當神經受到損傷時,機體就會產生相應的信號分子,發出“防衛的號角”去調動“這支特殊的免疫隊伍”。

(1)誘導受損神經細胞裂解

研究發現,NK細胞“這支隊伍”會鎖定一種在神經細胞表面叫做RAE1的自身抗原,在神經受傷的情況下,NK細胞就會通過一種叫做NKG2D的受體與RAE1發生結合,直接導致受損神經細胞的裂解,擊敗“造成疼痛的敵人”。

(2)修剪錯誤的神經連接

同時,NK細胞還可以消除一些錯誤連接的神經末梢來緩解疼痛,整個過程就好像對神經細胞進行了細胞“修剪”一樣。實驗證明,這種針對神經細胞的“細胞神經外科手術”可能會成為治療慢性神經病理性疼痛的一種新途徑,就像分子神經消融一樣,但應用NK細胞這只“軍隊”更為精准。

 

(3)清除神經老化細胞

除了上述談及到的機制,NK細胞的另一個作用還可以在細胞衰老這個場景中發揮。在神經損傷後,一些神經細胞就會開始“衰老”,分泌相關的信號分子(例如SA-β-gal等等)。而這就是NK細胞“上陣”的信號,它們會定位並清除這些老化的細胞,防止它們引發慢性炎症和纖維化,這兩者是神經性疼痛的重要風險因素。

 

(4)調節免疫反應

此外,NK細胞還可以通過釋放IFN-γ、TNF-α等化學物質或直接殺死其他免疫細胞來調節免疫反應。在神經損傷後,它們可能通過調控炎症反應,影響樹突狀細胞、中性粒細胞和巨噬細胞的功能,從而進一步影響神經恢復。

 

小結

經由上述我們所談及的內容,可以知道NK細胞有很大可能可以成為治療神經性疼痛的一種潛在利器。然而要找到合適的治療視窗,我們需要更加深入地瞭解NK細胞在不同疾病狀態下的作用,以便制定更有效的治療策略。未來或許我們將見證NK細胞成為神經性疼痛治療領域的一支重要力量,為患者帶來更多希望。基於NK細胞的免疫療法可能是未來的治療趨勢,但這些都需要我們在研究中不斷邁進,找到更精准、安全的方法。

參考文獻:

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