自然殺傷細胞(NK細胞)作為人體免疫系統抵禦外來病原體侵入的第一道防線,在抵抗病毒感染和腫瘤的先天免疫和獲得性免疫防禦中都發揮著重要的作用。NK細胞是免疫細胞大家庭中一個重要成員。都說NK細胞是抗癌第一道防線,它是如何在癌症治療中發揮作用的?今天,帶大家這位常年戰鬥在人體健康保衛戰線上的“特種兵戰士”,深度解析癌症NK細胞免疫療法。

NK細胞:腫瘤免疫治療新興主力軍

NK細胞介紹

細胞性質:天然淋巴細胞(ILC)

細胞大小:12~15μm,胞質較多,在胞質內有許多大小不等的嗜天青顆粒

細胞占比:NK細胞占迴圈淋巴細胞的8-20%

體內存活時間體內半衰期約為1-2,細胞因數可延長其半衰期

NK細胞是一種淋巴細胞亞群,具有消除癌細胞的能力,但不呈遞MHC Ⅰ類分子,作為抗腫瘤的重要固有免疫細胞,通過產生溶酶顆粒和干擾素γIFNg)發揮抗腫瘤和抗病毒作用,其識別和殺傷惡性腫瘤細胞的功能主要受活化受體和抑制性受體的平衡來調節[1]。這一機制我們可以理解為:人體內正常的細胞都會有一整套資訊識別系統,T細胞發起攻擊需要其他免疫細胞呈遞資訊來證實這是壞細胞,而NK細胞則不一樣,只要這個細胞資訊缺失,就會立刻發揮殺傷作用,而癌細胞作為人體內的變異細胞,在初始變異階段中就很容易丟失正常細胞該有的資訊,因此NK細胞就可以在早期發現並殺死癌細胞,這也是為什麼NK細胞被認為是抗癌第一道防線的原因。

NK細胞這種專門用於消除變異細胞的機制被稱為“誘導自我識別,“MHC I資訊高表達”就可以保護自身不被NK細胞殺傷;當表達資訊缺失殺傷性T細胞無法對其發揮敏銳的殺傷作用,這時候NK細胞就會發揮它的殺傷作用。除了識別MHC I資訊之外,NK細胞還有不同的亞群,亞群還有不同的抑制性受體,這就可以幫助NK細胞識別各種“奇形怪狀”的癌細胞——即使有些癌細胞自身MHC I資訊表達正常,但是如果它們表達了其他異常的信號,也會啟動NK細胞從而使得NK細胞發揮作用,並殺死癌細胞——這一機制使得NK細胞可以殺死的癌細胞範圍更廣,而不僅僅局限於MHC I低表達的癌細胞。因為NK細胞不攻擊健康的自身組織,也不誘導T細胞驅動的炎性細胞因數風暴,許多學者認為NK細胞免疫治療惡性腫瘤具有良好的前景。

NK細胞作用機制

01NK細胞的直接殺傷作用

NK細胞可以分泌含有成孔蛋白穿孔素和原顆粒酶B的細胞毒性顆粒,從而觸發靶細胞凋亡;同時也可以通過死亡受體追蹤和FASL誘導靶細胞凋亡—細胞凋亡被認為是NK細胞介導癌細胞死亡的典型機制。

02NK細胞的間接殺傷作用

本身NK細胞通過直接殺傷作用導致癌細胞死亡時,癌細胞裂解產生的物質就會刺激免疫系統產生進一步的反應。NK細胞可以通過分泌趨化因數和細胞因數從而直接或者間接的招募其他類型的免疫細胞從而發揮間接的抗腫瘤作用。在癌症發展早期,NK細胞的監視作用在抑制腫瘤生長的過程中發揮了重要的作用。在癌症的自發性或腫瘤轉移模型中,NK細胞不僅可以釋放穿孔素直接殺死癌細胞,同時作為吹哨細胞NK細胞還可以招募更多的免疫細胞參加到抗腫瘤過程中,包括動員DC細胞等,從而在腫瘤部位介導產生更強的免疫反應。因為NK細胞不攻擊健康的自身組織,也不誘導T細胞驅動的炎性細胞因數風暴,許多學者認為 NK 細胞免疫治療惡性腫瘤具有良好的前景[2]。

02  NK細胞為基礎的抗腫瘤免疫療法

基於NK細胞的免疫療法,已成為治療實體瘤和血液系統惡性腫瘤的有前途的治療方法[2]。

NK細胞回輸治療

NK細胞回輸療法是指將從外周血等來源中分離出來的NK細胞進行體外擴增,再轉輸到患者體內,可以誘導腫瘤患者受損NK細胞的啟動和增殖,增加NK細胞的數量,作為血液系統惡性腫瘤和實體癌的過繼免疫療法[2]。

NK細胞回輸

2020年5月,美國臨床腫瘤學會(American Society of Clinical Oncology,ASCO)年會公佈的一項 I/IIa 隨機研究[3]評估了新型自體NK細胞療法SNK01聯合pembrolizumab(PD-1 抗體)在IV期非小細胞肺癌患者中的安全性和有效性。結果顯示與pembrolizumab單藥治療組相比,聯合治療組的總體緩解率(objective response rate, ORR)明顯更高,接受最高劑量NK細胞治療的患者的ORR甚至可以達到50 ;另外聯合治療組患者中位無進展生存期(progression-free survival, PFS)也更高,與治療相關風險很低,患者總體生活品質更高。在台灣精準生技公司自體及異體NK/NKT 細胞治療肺癌病人亦得到相同成果目前,體外擴增和啟動的自體NK細胞與腫瘤靶向藥物單克隆抗體的聯合應用正受到越來越多的關注,這極大地豐富了NK細胞治療維度,成為治療血液系統惡性腫瘤的一種行之有效的方法。

CAR-NK細胞療法

首碼的「CAR」代表著「嵌合抗原受體(Chimeric Antigen Receptor)」,因為腫瘤細胞特殊的免疫逃逸機制,善於隱藏特徵資訊,從而規避免疫細胞進攻。關於CAR最早的研究主要集中於T細胞。通過向患者DNA中導入編碼CAR的基因對T細胞進行修飾,T細胞增殖後回輸患者體內表達CAR,就可以對靶細胞進行殺傷,經修飾的T細胞比普通T細胞具有更強的特異性攻擊腫瘤細胞的能力。

但研究發現它也存在著些許不足:對實體瘤(例如肺癌、肝癌等)的治療效果不如人意、發生移植物抗宿主病(GVHD)的風險很高等[1],這種情況下,CAR-NK細胞療法開始受到業內關注。CAR-NK細胞療法也是通過基因工程的改造,將識別靶細胞(比如腫瘤細胞)表面抗原的抗體或受體與啟動免疫細胞所需要的信號分子相連接,從而啟動NK細胞,讓它對腫瘤細胞進行特異性的攻擊。

相比於CAR-T,CAR-NK細胞療法具有獨特的應用優勢:

① 與 T 細胞相比,NK細胞具有高度的細胞毒性效應,可以以非抗原特異性方式殺死其靶標,而不會引起移植物抗宿主病(GCHD

② NK細胞缺乏克隆擴增以及在數天至數周內的免疫介導排斥反應,使得威脅患者生命的毒CRS的可能性降低

③ NK細胞具備更多的腫瘤殺傷途徑,如執行細胞脫粒、啟動凋亡途徑和介導ADCC功能。

NK細胞在惡性腫瘤的治療方面治療潛力高得令人難以置信,最近的研究結果表明,CAR轉導的NK細胞毒性低,且與高應答率有關,這充分說明了NK細胞作為潛在免疫療法治療患者的重要性。[4]

CAR-NK細胞療法

在 2020 年,NEJM發佈了一項來自於MD安德森癌症中心的臨床試驗,利用CAR-NK治療復發或難治性非霍奇金淋巴瘤和慢性淋巴細胞白血病[5]。

這項研究一共招募了11名患者,其中5名為慢性淋巴細胞白血病患者;6名為非霍奇金淋巴瘤患者。研究結果令人振奮,中位隨訪13.8個月時,這些復發或難治性的患者有8位有效(73%),其中7位獲得了完全緩解,後續5位接受了緩解後治療。並且所有患者均未出現細胞因數風暴或者神經毒性反應。而且在接受CAR-NK治療1年之後,這些細胞仍持續存在于患者體內。這幾年,CAR-T和CAR-NK在國內的研究也如火如荼,甚至臨床試驗數量還超過了美國。在臨床試驗網站 http://clinicaltrials.gov 檢索發現,目前全球有23項關於CAR-NK的臨床試驗,其中14項在中國,這些臨床試驗涵蓋了多種腫瘤(包括血液腫瘤和實體瘤)

近日,在2022年中國臨床腫瘤學會(CSCO)上,《CSCO原發性肝癌診療指南2022版》將“CIK細胞療法”寫進肝切除術後輔助治療推薦方案(證據水準:2A類)。CIK細胞療法寫進CSCO指南,這意味著CIK細胞療法治療肝癌獲得了專家們的一致認可!細胞療法作為生物治療領域重要的方法之一近幾年來正在蓬勃發展。其中,CIK細胞療法技術是開展較早的細胞療法之一,其在肝癌、肺癌等實體瘤的治療中積累了較多的臨床研究結果,展示出了廣闊的應用前景。

什麼是CIK細胞療法

CIK細胞,即細胞因數誘導的殺傷細胞(Cytokine-Induced Killer,CIK),是一種新型的免疫活性細胞,CIK增殖能力強,細胞毒作用強,具有一定的免疫特性。

CIK細胞又稱“自然殺傷細胞樣T淋巴細胞”,因為它兼具有T淋巴細胞強大的抗瘤活性,和NK細胞的非MHC限制性殺瘤優點。該細胞對腫瘤細胞的識別能力很強,如同“細胞導彈”能精確“點射”腫瘤細胞,但不會傷及“無辜”的正常細胞。尤其對手術後或放化療後患者效果顯著,能消除殘留微小的轉移病灶,防止癌細胞擴散和復發,提高機體免疫力。因此,CIK細胞被認為是新一代的腫瘤過繼細胞免疫治療的首選方案。

CIK細胞抗腫瘤主要機制

直接殺傷腫瘤細胞,被啟動的CIK細胞可以通過不同的機制識別腫瘤細胞,釋放顆粒酶/穿孔素等毒性顆粒,導致腫瘤細胞裂解。間接殺傷腫瘤細胞,CIK細胞通過釋放多種細胞因數誘導效應T細胞分泌更多的炎性因數直接抑制腫瘤細胞生長或者通過調節機體免疫反應間接殺傷腫瘤細胞。誘導腫瘤細胞凋亡,CIK細胞還表達FasL(Ⅱ型跨膜糖蛋白),可以與腫瘤細胞膜表達的Fas(Ⅰ型跨膜糖蛋白)結合,誘導腫瘤細胞凋亡。

大量臨床試驗證實,CIK細胞在呼吸系統腫瘤、消化系統腫瘤、泌尿系統腫瘤、乳腺及婦科腫瘤等實體腫瘤中具有良好的療效。此次,CIK細胞療法被納入CSCO指南,主要是基於一項包含8項隨機對照研究的Meta分析的結果提供了支援的證據:分析了包含1038名受試者的8項隨機臨床試驗,與對照組相比,CIK治療組可降低肝癌患者1年、3年復發率,提高肝癌患者1~5年總生存期(P<0.05)。截至2022年,美國臨床試驗資料庫(ClinicalTrials.gov)顯示,CIK/DC-CIK細胞治療的相關臨床研究有108項,涉及的疾病主要包括胰腺癌、胃癌、食管癌、膀胱癌、難治性非霍金奇淋巴瘤、結直腸癌、肺癌、肝癌、腎癌、三陰性乳腺癌、急性白血病、B細胞淋巴瘤症實體瘤和血液瘤。

CIK細胞療法:多項臨床佐證療效

DC-CIK細胞聯合EGFR-TKI治療35例老年晚期EGFR突變肺癌的療效[1],將70例Ⅳ期EGFR突變肺癌患者分為治療組和對照組。治療組35例,給予DC-CIK細胞治療聯合吉非替尼或厄洛替尼靶向治療;對照組35例,給予吉非替尼或厄洛替尼靶向治療。結果顯示:治療組的疾病控制率為88.6%,高於對照組的68.6%,治療組生活品質評分改善率為71.4%,高於對照組的45.7%。

結論:DC-CIK細胞聯合EGFR-TKI可以提高晚期老年EGFR突變肺癌患者的疾病空置率和生活品質,延長患者的無進展生存期。

貴黔國際總醫院100例結腸癌行CME術後患者接受DC-CIK細胞免疫聯合常規化療[2],根據治療方案不同分為研究組(42例)與對照組(58例),研究組採用DC-CIK細胞免疫聯合常規化療,對照組採用常規化療。結果顯示:研究組血清中CA199、CA242、CEA、HIF-1α水平均顯著低於本組治療前,CA199、CA242、HIF-1α水準顯著高於本組治療前;且研究組治療後血清中CA199、CA242、CEA、HIF-1α水平均顯著低於對照組。研究組CD3+、CD4+、CD4+/CD8+均顯著高於本組治療前, CD8+顯著低於本組治療前,對照組CD3+顯著低於本組治療前, CD8+顯著高於本組治療前;研究組治療後CD3+、CD4+、CD4+/CD8+均顯著高於對照組,CD8+顯著低於對照組。

結論:DC-CIK細胞免疫聯合化療用於結腸癌CME術後患者,可改善淋巴細胞免疫應答,使血清腫瘤標誌物水準下降。

一項肝動脈栓塞化療聯合CIK細胞療法治療46例老年原發性肝癌患者的臨床研究顯示[3],根據患者的自身情況,將其分為兩組,即肝動脈栓塞化療聯合CIK細胞療法治療組(簡稱觀察組)28例,以及單純肝動脈栓塞化療組(簡稱對照組)18例。治療後檢測兩組患者的免疫功能變化情況,採用KPS比較患者生存品質以及評價半年與一年的存活率,進而評定療效。結果:與對照組比較,觀察組患者不僅CD3+、CD3+CD56+、CD3+CD8+增加明顯,而且治療半年後、一年後的生存品質、一年存活率以及臨床療效均明顯升高,差異具有統計學意義(P<0.05,P<0.01)。

結論:肝動脈栓塞化療聯合CIK細胞療法可有效改善老年原發性肝癌患者的免疫功能,提高患者生存品質以及一年存活率,有助於臨床療效的提高。

南京軍區福州總醫院476醫院56例原發性肝癌患者接受接受DC-CIK 細胞療法[4],將56例患者靜脈血DC-CIK細胞標本增殖培養7~14周後回輸給患者,觀察治療前後身體狀況及心理變化,並在治療中實施相應的護理。結果CIK 細胞治療前QOL品質評分,飲食、睡眠、疲乏情況等方面較治療前明顯改善。

表明:DC-CIK 細胞治療能夠明顯提高腫瘤患者細胞免疫功能及生活品質。

免疫療法是當前腫瘤治療研究的前沿熱點之一,在一些血液腫瘤上已經取得了突破性療效。以免疫細胞為基礎的免疫療法, 正在成為預防癌症和各種疾病的關鍵治療方法, 趁年輕、健康的時候, 將作為“生命資源”的免疫細胞儲存起來, 作為家庭健康的守護方式。

參考文獻:

[1]王福立,孫銀萍,秦傑,榮建勝.DC-CIK細胞聯合EGFR-TKI治療35例老年晚期EGFR突變肺癌的療效[J/OL].山東大學學報(醫學版):1-8[2022-06-27].http://kns.cnki.net/kcms/detail/37.1390.R.20220610.0919.002.html

[2]吳丹妮.DC-CIK細胞免疫聯合化療對結腸癌CME術後患者的腫瘤標誌物和淋巴細胞免疫的影響[J].中國實用醫藥,2022,17(17):64-67.DOI:10.14163/j.cnki.11-5547/r.2022.17.017.

[3]莫慶國,多永勝,劉琳,楊旭.肝動脈栓塞化療聯合CIK細胞療法治療46例老年原發性肝癌的療效及生存品質觀察[J].中外女性健康研究,2016(04):218-219+222.

[4]吳俊華,劉秀美,邱育淼.原發性肝癌患者DC-CIK細胞療法療效觀察與護理[J].現代醫藥衛生,2016,32(03):433-434.

原發性肝癌是我國常見的惡性腫瘤之一,在我國其病死率為20.37/10萬,占惡性腫瘤病死率的第2位,病情發展快,預後極差,被稱為“癌中之王”。資料統計顯示,我國約64%的肝癌患者初診時已是中晚期,絕大多數患者已經不適合接受根治性的手術切除。由於發現得晚,整體預後差,目前我國肝癌患者的五年生存率不足15%如何獲得長期生存?這是擺在眾多肝癌患者面前逃不過的難題,尤其是中晚期肝癌患者,亟待新治療方案破局。

肝癌治療的先進突破——免疫細胞療法

一直以來,晚期肝癌治療的主要療法是分子靶向治療。如上所述,幾種靶向藥物單獨使用已經獲得了明顯的療效。然而在過去30年的癌症治療的臨床實踐中,相關醫學人員研發出無毒微副作用的癌症治療的模式,免疫細胞治療已經被增加為癌症治療的一個重要組成部分。生物免疫細胞治療是繼手術、化療、放療之後的癌症治療方法,是一種高科技治療手段。臨床研究結果顯示,免疫細胞治療不僅可以殺傷腫瘤細胞,消除腫瘤病灶,還可以提高免疫力,減輕因腫瘤生長帶來的各種症狀和痛苦,提高患者的生活品質,延長生命。

簡單地說,免疫細胞治療就是用自己的免疫細胞治療自己的病。在正常人體內,存在著能夠殺死特定腫瘤細胞而不傷害正常細胞的免疫細胞。但癌症病人普遍存在免疫功能低下,不能有效地識別、殺滅癌症細胞;另一方面,癌症細胞大量增殖,會進一步抑制患者的免疫功能。生物免疫細胞治療為病人機體補充數量足夠的、功能正常的免疫細胞,激發和增強機體抗瘤免疫應答,免疫系統自動殺滅、清除癌細胞。

中晚期肝癌也能實現長久生存——iNKT癌症治療免疫細胞

由於晚期肝癌極易轉移,治療難度大,傳統化療療效差,患者生存期往往只有幾個月。不過近年來,日本、美國、德國等醫療水準領先的國家,都在癌症的免疫細胞療法方面取得了突破性的進展。比如iNKT免疫細胞療法。

iNKT癌症治療是NKT細胞療法之後,日本相關醫學人員又開發出更新一代的癌症治療方法,被日本稱為癌症治療中的重磅武器,具有特異性及非特異性雙向抗腫瘤作用,可以同時啟動先天免疫與獲得性免疫。iNKT細胞是生物機體內唯一一種可以通過IFN-γ佐劑作用,活化先天免疫系統的NK細胞,與後天免疫系統的輔助性T細胞、殺傷性T細胞以及γδ-T細胞的免疫細胞。而該方法就是通過提取患者血液中的單核細胞,通過培植、啟動,將其製成“定制型免疫疫苗”後,以靜脈注射的方式注射到患者體內,通過啟動先天免疫與獲得性免疫,啟動病患全身的免疫系統,全面打擊癌細胞,從而預防癌症擴散、復發和轉移的複合型免疫療法。

iNKT免疫細胞療法治療特點

1借助佐劑作用,啟動患者體內原本就存在卻因癌症影響而弱化的免疫細胞群,是一種對“任何癌症”都有效果的治療方法。

2iNKT細胞的抗腫瘤效果,在啟動其他免疫細胞的佐劑作用下得到強勁發揮,被啟動的部分免疫細胞殘留體內,形成長期免疫記憶。

3癌細胞通常分為“表達癌細胞抗原的癌細胞”和“未表達癌細胞抗原的癌細胞”,傳統的癌症治療只能將其中一種作為靶細胞,如果不能同時殺死兩種癌細胞,就會發生復發和轉移。iNKT癌症治療借助佐劑作用,可以同時殺死兩種癌細胞,有效抑制癌症擴散。

4iNKT細胞的抗原受體是所有人類共同擁有的,啟動iNKT細胞的配體可以與生物種中獨一無二的CD1分子結合,起到啟動iNKT細胞的效果。因此,這是一種與患者HLA類型無關的“通用”有效療法。

5iNKT細胞是免疫系統細胞中唯一能夠與未成熟樹突狀細胞發生功能性反應的細胞,促進因癌症而受到抑制的樹突狀細胞成熟,啟動免疫功能不全的免疫系統,説明患者恢復對癌症的免疫功能。

一個肝癌晚期患者採取結合iNKT免疫細胞療法治療 案例分享

林大伯今年64歲,有20年乙肝病史。2019年1月,林大伯在體檢時發現肝臟部位存在一塊3cm大小的腫瘤,尤其發現得早,最終該腫瘤也成功切除,而且術後恢復順利,並且長期進行乙肝病毒藥物治療。然而,意外還是發生了,就在術後一年,林大伯感到身體不適,於是便到醫院進行複查,結果顯示患者 AFP 數值較前繼續上升(10 830.00μg/L)。後通過腹部增強 CT 檢查發現右側腹腔系膜新出現結節,短徑約 1.1cm;右側附件區不均勻低密度類腫物,約 4.8cm×3.4cm,考慮為肝細胞癌腹腔轉移。

這一結果讓林大伯備受打擊,按照業界標準,林大伯已經沒有手術根治的機會了,這意味著他的生命可能只剩短短的半年了!在經介入+靶向治療4個月後,病情並無太大進展,隨後林大伯家人們開始聯繫知名專家,最終決定進行最新的免疫細胞療法。經過一系列檢查後,醫生建議使用結合iNKT免疫細胞療法

經過專家們的精心治療,再加上甯大伯本人頑強的求生意志,複查發現,原腸系膜結節較前縮小,短徑約 0.7cm;右側附件區不均勻低密度類腫物,約 4.9cm×3.4cm,同前相仿,之後繼續採用該療法。

半年後再次複查腹部增強 CT提示,原腸系膜結節較前縮小,顯示不具體;右側原附件區類腫物較前縮小,現 2.7cm×2.2cm,甲胎蛋白也逐漸降低。截止到目前,林大伯仍定期複查,目前腫瘤也得到了有效控制。

肝癌以前被稱之為“癌中之王”,一經發現多是晚期,而且生存期多數3-6個月,所以很多醫生常說的“還能活3-6個月” 在過去放之四海而皆準,所以無論普通百姓甚至醫生自身都認為肝癌無法治癒。但是現在不一樣了,隨著免疫細胞療法的進展,即便是中晚期的肝癌,我們依舊能夠看到長期生存的可能。目前全世界醫學界越來越傾向於,通過提高免疫力來抑制腫瘤的發生,此外,提高免疫力對癌症患者更為重要!有利於患者術後康復、對抗化療副作用、提高生活品質、鞏固患者身體素質,抑制腫瘤再生長,預防復發,轉移

前言

目前,癌症仍然是全球第二大死亡原因,其中擴散到遠端器官的癌症占到了癌症相關死亡人數的90%以上。儘管腫瘤免疫治療在延長患者生存期方面展現出巨大的潛力,然而不幸的是,目前依然缺乏有效的轉移治療,因為難以選擇性地靶向這些分佈在各種器官上的小的、非定域的腫瘤。

納米技術在改善轉移癌患者的免疫治療效果方面具有巨大的前景。與傳統的癌症免疫療法不同,合理設計的納米材料可以觸發特定的殺瘤效應,從而改善免疫細胞對骨、肺和淋巴結等主要轉移部位的接觸,優化抗原呈遞,並誘導持久的免疫反應。具體來說,它可以直接逆轉原發腫瘤的免疫狀態,利用外周免疫細胞的潛能,防止轉移前生態位的形成,並通過術後免疫治療抑制腫瘤復發。

此外,與低分子量免疫調節劑相比,納米級免疫調節劑具有可控的藥代動力學行為,由於其獨特的尺寸效應和多個功能域的存在而產生的共載能力,因此具有通過協同效應增強免疫啟動的潛力,這可能會克服實體腫瘤有效免疫治療的障礙。納米技術在腫瘤免疫治療中具有廣泛的應用潛力,尤其是難治性和復發性癌症。

逆轉原發腫瘤的免疫狀態

腫瘤的發生是一個過程,是由於一系列癌症逃逸機制引起的宿主免疫監視缺陷所致。在原發性實體瘤中,由於腫瘤微環境的免疫抑制狀態,癌細胞新抗原的免疫原性太弱,無法有效刺激免疫反應。納米材料為克服這一治療效果障礙提供了新途徑。

改變免疫抑制的腫瘤微環境

腫瘤微環境的特徵在決定癌症免疫治療成功與否方面起著重要作用。在腫瘤免疫抑制性的微環境中,多種免疫和非免疫細胞類型引起長期炎症和局部免疫抑制,使惡性細胞不被宿主免疫系統檢測和消除。為了打破這種局面,納米免疫調節劑被設計成直接靶向免疫抑制微環境,從而在原位重新啟動免疫系統並抑制腫瘤生長。

巨噬細胞是腫瘤微環境中最豐富的免疫細胞群之一,TAM主要是M2表型,因此,使TAMs從M2型複極為M1型已成為免疫治療策略之一。最近,Chen和他的同事構建了一種可程式設計的細胞囊泡,以對抗術後腫瘤復發和轉移。雜合細胞膜納米囊泡(HNV)可與血管腔內的迴圈腫瘤細胞(CTC)相互作用,並在切除部位聚集,阻斷CD47-SIRPα相互作用,使TAM從M2複極至M1,從而殺死癌細胞。這些納米囊泡還可以通過抗原呈遞提高T細胞對惡性細胞的殺傷能力,通過減少局部復發和術後遠端擴散,顯著提高惡性黑色素瘤模型小鼠的存活率。

前言          

目前,腫瘤免疫治療方興未艾,群雄並起,其中最有效的治療策略之一就是過繼細胞轉移療法(ACT)。嵌合抗原受體(CAR)和工程化T細胞受體(TCR)是近年來主要的過繼性T細胞免疫療法。自然殺傷T(NKT)細胞是脂質反應性T細胞的一個子集,可增強抗腫瘤免疫。基於NKT細胞的免疫治療在臨床前展現出富有前景的治療效果,然而在臨床治療卻沒有取得明顯的效果。目前,一些新的治療策略正在開發應用於NKT細胞療法,有望在未來的臨床治療中取得突破。

NKT細胞

NKT細胞是脂質和糖脂反應性T淋巴細胞的一個子集,共表達與NK細胞相關的標記物(NKp46,NK1.1)。NKT細胞在腫瘤免疫監測和抗腫瘤免疫中起著重要作用。與MHC I或II識別肽抗原的傳統T細胞不同,NKT細胞識別通過MHC I樣分子CD1d呈遞的內源性和外源性糖脂。基於TCR重排和糖脂反應性,NKT細胞可分為兩個主要亞群:I型和II型NKT細胞。I型NKT(又稱iNKT)細胞表達恒定的重排TCRα鏈與限制性的TCRβ鏈。在小鼠中,Vα14Jα18(TRAV11-TRAJ18)與Vβ7(TRB29)、Vβ8.2(TRB13-2)或Vβ2(TRBV1)配對;在人類,Vα24Jα18(TRAV10-TRAJ18)與Vβ11(TRBV25-1)配對。識別糖脂抗原後,iNKT細胞迅速分泌免疫調節細胞因數,包括IFN-γ、TNF和IL-4,以影響下游免疫活性。人類iNKT細胞可以是CD4,CD8雙陰性(CD4-CD8-), 而小鼠的NKT細胞是CD4+或CD4-CD8-。此外,iNKT細胞可分化為NKT1、NKT2和NKT17亞群,與Th1、Th2和Th17 T細胞亞群相似。

II型NKT細胞具有更多樣的Vα重排序列(包括TRAV7、TRAV9和TRAV12),有助於識別自身脂質,如硫酸腦苷脂或溶血磷脂醯膽鹼。多項研究表明,通過給予硫酸腦苷脂啟動II型NKT細胞可增加腫瘤生長並增強轉移,表明其具有促腫瘤作用,而iNKT細胞則表現出強大的抗腫瘤活性。

iNKT細胞介導的抗腫瘤作用

活化的iNKT細胞可通過四種機制提供抗腫瘤免疫:直接腫瘤溶解、招募和啟動細胞毒性固有和適應性免疫細胞、抑制腫瘤微環境(TME)中的抑制細胞以及促進腫瘤靶向免疫記憶。

直接或間接靶向

iNKT細胞可以直接或間接靶向腫瘤細胞。iNKT細胞有能力通過穿孔素、顆粒酶B和TNF相關凋亡誘導配體(TRAIL)途徑介導針對CD1d陽性腫瘤細胞的直接細胞溶解活性。體外和體內研究表明,iNKT細胞介導的細胞毒性與腫瘤細胞表面CD1d表達增加有關,導致腫瘤細胞溶解增強和轉移率降低,而CD1d的下調與iNKT細胞識別降低、腫瘤逃逸和惡性程度增加有關。

在腫瘤細胞上缺乏CD1d表達的情況下,iNKT細胞可能被CD1d+APC啟動,包括樹突狀細胞(DC)、B細胞、髓源性抑制細胞(MDSC)和腫瘤相關巨噬細胞(TAM)。iNKT細胞的反應在很大程度上取決於呈遞糖脂的APC。啟動後,iNKT細胞可分泌大量促炎細胞因數,包括IL-2、IL-4、IL-17、IFN-γ和TNF,這些細胞因數影響廣泛的免疫細胞,包括DC、巨噬細胞、中性粒細胞、NK細胞以及T和B細胞。此外,活化的iNKT細胞可以通過CD40/CD40L和CD1d/TCR相互作用積極招募和誘導DC成熟。

免疫抑制的調節

TAM是在TME中高頻出現的免疫抑制性免疫細胞。TAM有助於腫瘤進展和NK、iNKT和T細胞反應的抑制。在神經母細胞瘤中,iNKT細胞可以通過CD1d依賴機制共定位和裂解TAM。此外,iNKT細胞可以將M2極化TAM重新程式設計為炎性M1巨噬細胞,減少TAM介導的免疫抑制。MDSC誘導NK和T細胞無能,促進免疫抑制和腫瘤生長。此外,它們可以重塑TME,增加轉移率。在甲型流感感染模型中,iNKT細胞可以以CD1d和CD40依賴性方式抑制精氨酸酶-1和NOS2介導的MDSCs抑制活性。此外,NKT細胞可以刺激負載α-GalCer的MDSC轉化為成熟的APC,能夠誘導NK和T細胞免疫反應。此外,II型NKT細胞在TME中出現頻率較高,具有免疫抑制作用,增加腫瘤進展和轉移。iNKT細胞的啟動減少了II型NKT細胞的數量。

腫瘤免疫記憶的形成

免疫記憶的產生對於持久的抗腫瘤免疫反應和預防腫瘤復發至關重要。腫瘤抗原或交叉反應的外源抗原的啟動可誘導幼稚T細胞進行擴增和分化,以獲得適當的效應器功能來靶向癌細胞。CD8α+樹突狀細胞在MHC I交叉呈遞中表現出色,已證明iNKT細胞可直接促使CD8α+樹突狀細胞進行交叉啟動,即使在沒有CD4+T細胞的情況下也是如此。在多種腫瘤模型中,NKT細胞活化被證明能增強CD8+T細胞介導的抗腫瘤免疫。雖然大多數iNKT細胞缺乏CD62L,但最近的一項研究表明,在糖脂刺激後,CD62L+iNKT細胞增加,並且比CD62Lneg iNKT細胞持續時間更長。CD62Lneg iNKT細胞獲得衰竭表型(PD-1,TIM-3,細胞因數產生減少)並迅速發生凋亡,而CD62L+iNKT細胞繼續增殖並產生大量細胞因數。

基於NKT的細胞免疫療法

由於iNKT細胞在免疫監測和抗腫瘤免疫中的重要作用,基於iNKT細胞的免疫治療已成為一個重要的研究領域,目前已經使用多種策略來靶向癌症。

給予游離α-GalCer

在臨床前試驗中,可以預防性地、同時或在腫瘤接種後給予游離α-GalCer。注射游離α-GalCer後,iNKT細胞迅速增殖並產生TNF、IL-2、IL-4和IL-13,隨後出現IFN-γ反應,多次注射偏向Th2反應。雖然在多個小鼠模型中,腫瘤接種後給予游離α-GalCer具有一定的抗腫瘤作用,但抗腫瘤反應有限。因此,游離α-GalCer通常與細胞因數或其他免疫療法聯合使用,以提高治療效果。在I期臨床試驗中,α-GalCer的給藥耐受性良好,沒有劑量限制毒性;然而,它未能產生臨床反應,24名患者中只有7名SD。低療效可能歸因於基線時低iNKT細胞數量,因為只有高iNKT細胞數量的患者表現出NK細胞毒性和穩定疾病。

過繼轉移呈遞α-GalCerDCs

負載α-GalCer的DC已被用於克服游離α-GalCer的低免疫原性和無能誘導。由於CD40和IL-12的共刺激信號傳導,將α-GalCer載入到DC上會導致iNKT細胞更強的啟動和更少的無能誘導。在多種腫瘤模型中,與游離糖脂給藥相比,α-GalCer負載的DC可減少腫瘤生長和轉移,從而延長生存期。負載α-GalCer的DC增加了iNKT的增殖、活化和IFN-γ的產生。此外,iNKT細胞的活化增強導致NK和CD8+T細胞的活化和IFN-γ產生增加。在骨髓瘤和頭頸癌的臨床試驗中,成熟的負載α-GalCer的APC耐受性良好,無嚴重不良事件。治療增加了IFN-γ的產生和iNKT細胞的擴增,導致許多患者病情穩定,中位生存時間延長。在非小細胞肺癌的I期和I/II期臨床試驗中,負載α-GalCer的APCs治療耐受性良好,僅導致I級和II級不良事件。對治療反應良好的患者表現出IFN-γ產生增加和iNKT細胞擴增。中位生存時間為31.9個月,而所有患者的中位生存時間為18.6個月。

過繼轉移活化的iNKT細胞

癌症患者通常iNKT細胞數量較少和/或功能降低,限制了α-GalCer治療的療效。為了克服這一限制,已從患者來源的PBMC中分離出iNKT細胞,並在體外擴增後過繼轉移回患者體內。在臨床前模型中,過繼轉移活化的iNKT細胞可增加黑色素瘤轉移模型中iNKT細胞的細胞毒性、腫瘤消退和總生存率。相反,在轉移性4T1乳腺癌模型中,NKT細胞單獨過繼或與游離α-GalCer療法或負載α-GalCer的DC聯合使用並不能改善預後。使用iNKT細胞過繼轉移治療非小肺癌和晚期黑色素瘤的臨床試驗未報告嚴重不良事件。患者的迴圈iNKT細胞數量和IFN-γ生成增加,但很少有患者腫瘤進展減少,表明該治療無效。將擴增的iNKT細胞過繼轉移與負載α-GalCer的DC相結合,可提高過繼NKT細胞轉移的效率。與單獨的iNKT過繼轉移相比,聯合治療可使一些患者獲得部分應答。

作為癌症疫苗佐劑

iNKT細胞在識別通過CD1d呈遞的保守脂質抗原方面的作用,以及它們通過細胞因數信號協調抗腫瘤免疫反應的能力,使其成為癌症疫苗開發的誘人靶點。iNKT細胞的配體,如α-GalCer,可與腫瘤抗原共同使用,作為佐劑發揮作用,增加對腫瘤的適應性免疫反應。在臨床前動物模型中,與腫瘤抗原聯用的α-GalCer可提高小鼠的總體存活率。用α-GalCer和OVA進行鼻內接種可誘導體液和細胞免疫反應,導致細胞因數分泌、CTL反應和IgG產生增加。目前,還沒有在癌症疫苗中使用iNKT細胞配體的註冊臨床試驗。

CD1d抗體融合蛋白

CD1d陽性腫瘤或更易受iNKT細胞介導的裂解,而CD1d下調是避免檢測的常見逃避策略。因此,為了增加iNKT細胞對腫瘤的靶向性,研究了將iNKT細胞直接導向腫瘤的CD1d抗體融合蛋白。目前,針對HER2、CEA和CD19的CD1d抗體融合蛋白已經開發出來。在表達HER2的B16黑色素瘤模型中,以HER2為靶點的CD1d抗體融合蛋白治療增加了iNKT細胞炎性細胞因數的產生和腫瘤細胞的靶向溶解,減少了轉移形成。此外,iNKT細胞增強了DC、NK細胞和CD8 T細胞的啟動,增加了腫瘤的整體免疫招募和靶向性。重要的是,CD1d抗體融合蛋白具有靶向特異性,顯示出良好的安全性。

CAR-NKT細胞

CAR-T細胞療法在靶向B細胞惡性腫瘤方面取得了顯著的臨床成功。iNKT細胞已被設計出表達針對糖脂和蛋白質抗原的CARs。此外,除CAR外,CAR-NKT細胞還共同表達恒定的TCR,維持其對糖脂抗原的反應性。相反,CAR-T細胞中的內源性TCR是多克隆的,大多數CAR-T細胞只能通過其CAR進行反應。

靶向CSPG4、GD2和CD19的CAR-NKT細胞已經開發出來,靶向GD2和CD19的CAR-NKT細胞正在進行臨床試驗。一項I期臨床試驗(NCT03294954)已經開始,檢測難治性神經母細胞瘤中的抗GD2 CAR-NKT細胞的療效和安全性。初步結果表明,10名入選患者的治療是安全的,其中1名完全緩解,1名部分緩解,3名患者病情穩定。

目前,CD19 CAR-NKT細胞正在進行一項I期臨床試驗(NCT03774654),檢測復發和難治性B細胞惡性腫瘤中的安全性和有效性。在I期試驗的兩名患者中,一名患者表現出完全回應,另一名患者表現出部分回應,兩名患者都沒有任何CRS或GvHD的跡象。重要的是,本研究中使用的CAR-NKT細胞是同種異體的,證明了“通用”療法的潛力。

基於NKT細胞的聯合療法

改進現有療法的一種方法是將其與產生協同反應的其他療法相結合。聯合療法也可能提高iNKT細胞免疫療法的臨床療效。在臨床前實驗中,iNKT細胞免疫療法已經與化療、溶瘤病毒和其他免疫療法進行了聯合試驗。

聯合化療

迄今為止,來那度胺是臨床試驗中唯一與iNKT細胞免疫療法聯合使用的化療藥物。在一項I期臨床試驗中,無症狀骨髓瘤患者接受載α-GalCer的DC聯合來那度胺治療。治療耐受性良好,僅有一名患者出現3級不良事件。治療導致iNKT細胞、NK細胞、單核細胞和嗜酸性粒細胞的啟動增加,顯示出強烈的先天免疫啟動。此外,NKG2D在NK細胞上的表達顯著增加,表明NK細胞的細胞毒性潛力增加。總的來說,治療導致除一名患者外所有患者的腫瘤相關免疫球蛋白降低,表明治療降低了腫瘤負擔。聯合治療的成功強調了進一步臨床試驗的必要性。

與溶瘤病毒聯合

迄今為止,還沒有臨床試驗將溶瘤病毒與iNKT細胞免疫療法相結合。然而,臨床試驗表明溶瘤病毒可以改善其他免疫療法的效果。溶瘤病毒療法與iNKT細胞活化療法相結合的臨床前的成功結果表明,有必要在臨床試驗中進一步檢查這種聯合療法。

聯合免疫治療

聯合治療的一個有趣的選擇是聯合iNKT細胞治療和免疫檢查點抑制劑。α-GalCer啟動iNKT細胞後,IFN-γ大量釋放,隨後PD-1表達增加,導致無能和抗腫瘤功能抑制。因此,聯合iNKT細胞免疫治療和阻斷PD-1/PD-L1軸的檢查點抑制劑可能提高治療效果。事實上,在臨床前模型中,α-GalCer聯合抗PD-1或抗PD-L1可防止iNKT細胞無能增加iNKT細胞的抗腫瘤活性。此外,iNKT細胞免疫治療可以克服PD-1耐藥腫瘤中的CD8+T細胞無能。臨床試驗正在測試PD-1/PDL-1阻斷劑和iNKT細胞免疫治療的組合(NCT03897543)。

NKT細胞療法面臨的挑戰和應對

iNKT細胞免疫治療面臨的最大挑戰是癌症患者中iNKT細胞的低浸潤和功能降低。再加上腫瘤細胞CD1d的下調,治療效果可能會受到限制。此外,iNKT細胞在用游離α-GalCer治療後誘導無能表型,降低了多劑量治療的療效。另一個挑戰是從免疫抑制的癌症患者中獲得大量自體DC和iNKT細胞,從而限制可擴增和過繼轉移的細胞數量。此外,培養和分化細胞進行過繼轉移需要數周時間,導致一些患者無法接受治療或死於疾病[。為了應對這些挑戰,許多研究對iNKT細胞免疫療法進行了改進。

改進糖脂輸送

由於游離α-GalCer的低效性和難以獲得大量自體DC,一些研究檢測了α-GalCer通過載體(如納米顆粒、人工抗原遞呈細胞、外泌體和脂質體)傳遞的可能性。與游離的α-GalCer相比,載體結合的α-GalCer的遞送增加了iNKT細胞的擴增和細胞因數的釋放,從而降低了腫瘤負荷。這主要是由於DC細胞的攝取和表達增加,以及下游NK和CD8+T細胞反應增加。

選擇糖脂替代物

幾乎所有iNKT細胞免疫治療的臨床試驗都使用α-GalCer(KRN7000)刺激iNKT細胞;然而,越來越多的修飾糖脂可能提供更高的治療效益。例如,α-C-GalCer將α-GalCer中發現的O-糖苷鍵替換為C-糖苷鍵,從而增加IFN-γ和IL-12的產生。7DW8-5是一種候選糖脂,它的醯基鏈較短,末端為氟化苯環。與α-GalCer相比,7DW8-5對iNKT細胞的CD1d和TCR具有更強的親和力,在多種疫苗模型中,7DW8-5刺激iNKT細胞可增加Th1和CD8+T細胞反應。類似地,一種被稱為ABX196的修飾糖脂作為疫苗佐劑已經產生了有希望的結果。在黑色素瘤、結腸癌和膀胱癌模型中,ABX196單獨或與抗PD-1聯合使用可增加腫瘤消退和總生存率。ABX196聯合PD-1抑制劑目前正在進行一期臨床試驗(NCT03897543)。

誘導多能幹細胞衍生的iNKT細胞

癌症患者通常會減少iNKT細胞的數量和功能,從而限制了iNKT細胞免疫療法的療效。此外,很難從免疫抑制的癌症患者獲得足夠的PBMC來體外擴增和輸送iNKT細胞。一種應對策略是使用來自患者組織的誘導多能幹細胞(IPSC)。iPSC誘導的iNKT細胞能夠分泌大量IFN-γ。此外,體內試驗表明,iPSC衍生的iNKT細胞在轉移到小鼠體內時保持了其抗腫瘤功能。

靶向NKT細胞

iNKT細胞和II型NKT細胞在腫瘤免疫調節中發揮相反的作用,並相互交叉調節。因此,靶向II型NKT細胞可能是緩解腫瘤介導的iNKT細胞免疫抑制並增強抗腫瘤免疫的治療方法。最近發現的II型NKT細胞硫酸腦苷脂抗原的一種亞型C24:2被證明能顯著減少肺轉移的發生。

小結

iNKT細胞在免疫監測和抗腫瘤免疫中起著重要作用。基於NKT細胞的免疫療法具有眾多優勢,相比於CAR-T細胞治療,NKT細胞治療作用時間更久,更能夠抑制癌症的復發和轉移,將可能成為實體瘤等癌症的重要治療方式。

雖然,目前臨床研究仍然沒有取得突破,但一些新的治療策略,包括載體化的α-GalCer、替代性糖脂和聯合療法,正在顯示出改善的臨床前結果。隨著免疫細胞治療實體瘤技術的不斷突破,NKT細胞免疫治療行業將會得到快速發展,相信未來基於NKT細胞的免疫療法將會大放異彩。

參考文獻:

1.The Current Landscape of NKT CellImmunotherapy and the Hills Ahead. Cancers (Basel). 2021 Oct; 13(20): 5174

細胞外囊泡(外泌體)利用衰老進行治療通過EV實現復興和再生

細胞外囊泡(外泌體;EV)能夠對其靶細胞進行程式設計以遵循特洛伊木馬方法,這使它們能夠根據其來源細胞發揮致病和治療作用。在衰老微環境中,EV可以通過擴增方式從衰老細胞中傳播衰老表型。然而,它們也可以是無細胞治療材料和工具,沒有腫瘤誘導的風險,並且在再生和恢復過程中表現出低的免疫排斥的可能性。已經確定EV是用於實現抗衰老目標的下一代候選者。

治療性EV有天然的、改良的和人工來源的。在天然來源中,幹細胞是主要來源,年輕捐贈者是提供這些來源的主要人群。源自幹細胞的EV含有多種貨物,可以執行抗氧化應激和抗炎活性,以誘導抗衰老作用。

幹細胞衍生療法

紫外線輻射是皮膚光老化的外在因素,通過ROS產生和細胞外基質降解干擾人類真皮成纖維細胞(HDF)。來自人臍帶間充質幹細胞(MSC)、脂肪來源幹細胞(ADSC)和誘導多能幹細胞(iPSC)的EV預處理和後處理與廣泛的抗光老化功能有關,包括成纖維細胞增殖、膠原蛋白生物合成、DNA修復和紫外線防護。由於其抗氧化蛋白,例如谷胱甘肽過氧化物酶1、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶,來自上述細胞來源的EV非常適合控制線粒體膜和清除累積的ROS。人類iPSC表現出比間充質幹細胞更強的抗光老化能力,EV產量是其16倍。然而,在傷口癒合和炎症性疾病中,抑制強大的免疫反應是基於幹細胞的EV治療的關鍵機制。心肌梗塞或氧化劑治療後,衰老的心肌細胞在局部炎症反應中富集。源自間充質幹細胞的外泌體lncRNA MALAT1抑制NF-κB/TNFα途徑,以挽救肌細胞免於衰老,並增加左心室射血分數和分數縮短。ADSC外泌體治療啟動S1P / SK1 / S1PR1信號傳導並促進巨噬細胞M2極化以減輕心臟損傷。ADSC外泌體還可以下調OA成骨細胞中的炎性細胞因數和PGE2表達。全身性炎症與隨著年齡的增長而丟失的下丘腦幹細胞有關。使用來自下丘腦幹細胞的外泌體miRNA進行核心治療可以抑制NF-κB功能並恢復GnRH分泌,從而減少生理缺陷並延長壽命。

來自幹細胞的EV也繼承了拯救靶幹細胞幹性的能力。人類胚胎幹細胞衍生的EV可以緩解組織駐留幹細胞(如BMSC)的衰老,以防止隨著年齡的增長而骨質流失。間充質幹細胞還可以通過miR-302b和HIF-1啟動將自己從衰老中拯救出來並改善幹性。為了治療神經退行性疾病,從幹細胞中獲得的EV主要轉移miRNA以促進溶酶體恢復和細胞毒性蛋白降解。有趣的是,從尿液來源的幹細胞中無創收獲的EV含有含有膠原蛋白的三螺旋重複1 (CTHRC1) 和骨保護素(OPG),可有效減少與年齡相關的骨質流失。使用這些EV治療是骨質疏鬆症患者的另一種再生療法,他們可以無限制地獲得關鍵治療部分。

年輕供體衍生療法

在骨髓移植中,供體年齡是一個基本問題,因為與造血幹細胞(HSC)衰老相關的植入失敗。儘管如此,年輕的供體來源的囊泡可以使老年HSC恢復活力,以改善自體移植。來自年輕供體血清的EV含有高水準的煙醯胺磷酸核糖轉移酶(eNAMPT)和谷胱甘肽相關蛋白(GSTM2),兩者都在抗氧化中起作用,並且其水準隨著年齡的增長而下降。NAMPT增強NAD生物發生,並對下丘腦,胰腺,視網膜和海馬體具有抗衰老作用。GSTM2增強內在谷胱甘肽-S-轉移酶活性以清除ROS並防止脂質過氧化。在抗炎方面,來自年輕小鼠血清的EV可以使老化的胸腺恢復活力,並增強中樞負選擇信號以增強中樞耐受性。然後,他們可以通過穿過血腦屏障來改善外周和中樞神經系統的自我免疫反應。來自年輕供體來源的EV的 miRNA還可以減少端粒縮短和DNA損傷。

百歲捐贈者衍生療法

面臨外部和內部危險因素的老化微環境配備了相當大的抗氧化機制來消除內皮EV和HUVEC EV中的ROS,其中主要含有抗氧化酶和肽以及NADPH合成酶。鑒於這種適應能力,百歲捐贈者衍生的電動汽車可能具有更有效的抗氧化劑來維持器官和全身平衡。在百歲老人的成纖維細胞中,EV含有高水準的酶RNAseH2C,可以抑制DNA損傷誘導的炎症並改善與年齡相關的低度慢性炎症。這種現象也暗示著抗氧化機制是衰老微環境中病理轉化的另一個可控節點。在某種程度上,用抗氧化元素進行干預可以支援微環境的穩定性。

儘管從細胞或健康供體血清中純化的EV可以直接對恢復活力產生深遠的作用,但天然無細胞療法仍然存在效率低下的問題,包括產量低,靶向弱,半衰期短和清除快。為了解決這些問題,應設計好改良和人工EV,以促進抗衰老治療的敏感性、特異性和安全性。

提高幹細胞中EV的產量是促進抗衰老敏感性的第一步。人iPSC通過孔徑減小的膜篩檢程式的連續擠出方法可以產生更多的細胞工程納米囊泡,顯示出減少自然老化HDF的衰老特徵和改善皮膚老化的出色能力。除了促進數量的方法外,生產高品質EV的方法對於臨床應用至關重要且有價值。植入物上的塗層可以促進EV穿透嚴格的生理屏障,使EV隨後表現出動態功能。由SHS(來自海洋海綿Haliclona的針狀體)製成的皮膚塗層與MSC衍生的外泌體一起使用,通過創建微通道增強皮膚滲透,表現出顯著的抗光老化效果,輕微的皮膚刺激。另一種塗層由硫酸化糖胺聚糖(GAGs)製成,其與EV協同作用以加強與年齡相關的骨質流失中的細胞外基質形成和礦化。預處理電池和電動汽車在品質改進方面也發揮著作用。骨質預分化10-15天的MSC可以作為成骨外泌體的來源有效地收穫,骨質外泌體在載入到3D列印鈦合金支架上後通過成骨miRNA誘導骨組織再生。體外培養為3D球狀體的細胞也可以產生高品質的EV。將抗衰老藥物作為人工納米藥物直接封裝到EV中是一種開發高親和力和高品質抗衰老系統的方法。例如,過氧化氫酶(一種抗氧化劑)的新外泌體遞送系統在鼻內遞送後對PD具有明顯的神經保護作用。

延長功能性EV的半衰期將通過防止異位分佈和清除來解決敏感性和特異性問題。年齡和組織特異性miRNA,例如miR-675,主要保留在肌肉組織中並發揮作用;這些miRNA可以封裝在EV中,並用於裝飾絲素蛋白水凝膠,以增加肌肉細胞中的保留時間,從而治癒缺血性疾病。使用這些方法,還可以解決定位問題。通過與特定的適配體組合,含有來自BMSC的miR-26a的EV可以定向驅動到骨髓,以加速骨折後的骨癒合。

為了安全起見,應儘量減少副作用,主要是涉及過度炎症的副作用。心肌梗死後,用脂多糖(LPS)預處理的BMSC的EV治療的心肌細胞可以通過介導巨噬細胞M2極化來減少細胞凋亡和炎症。在AD中,細胞因數預處理的MSC產生免疫調節和神經保護EV,在鼻內給藥後達到抗衰老和抗炎目標。

綜上所述,作為用於抗衰老治療的新興生物材料,EV在治療與年齡有關的疾病方面發揮著作用。然而,應解決與其致瘤性和可操作性有關的問題。隨著EV的多樣性及其在納米醫學中的可能應用,預計可以開發更具體的依賴EV的senolytic和senomorphic策略

近日,國際期刊《Current Stem Cell Research & Therapy(幹細胞研究與治療》刊登了全球首例人類間充質幹細胞成功治療哮喘的臨床病例報告,為哮喘的臨床干預提供了新的治療手段。哮喘,又名支氣管哮喘,是呼吸系統慢性炎症性疾病之一,以氣道炎症和氣道重塑為主要特徵。對於患者而言,在日常生活中,由於受到該病影響,往往容易出現胸悶、氣短、喘咳以及呼吸受限等症狀,嚴重者可能出現氣胸、呼吸衰竭或迴圈衰竭。普通哮喘的病因尚不清楚,可能是許多基因之間的複雜相互作用、環境條件以及營養狀況導致的。而重症哮喘有著獨特的發病機制,主要表現為以中性粒細胞為主的炎症反應、氣道上皮損傷、氣道重塑以及糖皮質激素抵抗。儘管目前糖皮質激素聯合短效β受體激動劑已被推薦為治療哮喘的一線方案,但仍有部分哮喘患者在規範使用3種及以上的藥物後仍無法獲得緩解,成為所謂的嚴重治療抵抗型哮喘 ( STRA) ,最終發展為重症哮喘/難治性哮喘。重症哮喘患者約占哮喘總體患病人群的 5%~ 10%,但其醫療資源的消耗卻是普通患者的15倍,病死率則超過普通患者的20倍。因此,尋找新的治療措施迫在眉睫。

間充質幹細胞(MSCs)是一種在多種組織中出現的具有多向分化潛能的成體幹細胞。近年來,研究紛紛揭示MSCs與免疫系統的相互作用及其背後的機制,明確MSCs具有明顯的抗炎、調節免疫、促進組織修復的作用,是哮喘潛在的治療措施。2022年,Joshua Sharan等人發表了全球首例人類間充質幹細胞成功治療哮喘的臨床病例報告:一名長期哮喘患者在接受臍帶來源的間充質幹細胞治療後獲得了顯著且安全的持續改善。該報告刊登在國際期刊《Current Stem Cell Research & Therapy(幹細胞研究與治療》上。

幹細胞治療哮喘作用機制

間充質幹細胞是幹細胞家族中的重要成員,可作為理想的種子細胞用於衰老和病變引起的組織器官損傷修復。間充質幹細胞可通過細胞間的直接接觸、產生細胞因數等多種途徑抑制T細胞的增殖、NK細胞的殺傷作用、樹突狀細胞的成熟和內吞功能,並上調Treg的表達,具有非特異性的免疫抑制作用。因此,對於哮喘這一因慢性炎症所致的氣道病變,應用MSCs不僅有助於修復損傷的氣道上皮,還可通過抑制氣道炎症反應而發揮治療作用。早在二十一世紀初,就有學者嘗試進行間充質幹細胞治療哮喘動物研究,研究成果均表明間充質幹細胞可減輕氣道炎症的進展。

其作用機制包括以下幾點。

首先,間充質幹細胞可以抑制Th1向Th2細胞分化,減輕哮喘患者Th1/Th2細胞比例失調,同時減少2型細胞因數以及IgE的表達,並且可以使促炎環境向抗炎環境轉換,尤其是間充質幹細胞-T細胞之間的相互作用在抑制T細胞活動中起到重要的作用。其次,間充質幹細胞通過分泌TGF-β1等免疫負調節因數實現免疫調節作用,同時,TGF-β1又可使MSCs向哮喘模型的氣道遷移。再次,MSCs還可以促進Treg細胞的擴增以及增強Treg細胞的作用。最後,MSCs的抗炎和抗纖維化作用可能減輕慢性哮喘的氣道重塑。(注,氣道重塑可使支氣管哮喘患者的氣道炎症的可逆性降低,對哮喘治療藥物的反應性降低,使哮喘患者在脫離與變應原接觸後,肺功能指標持續降低,甚至對糖皮質激素耐藥,最終導致病情的進一步惡化,從而增加哮喘的死亡率。)

幹細胞治療哮喘臨床研究

由於在臨床前研究中,間充質幹細胞(MSCs) 已證明能夠改善哮喘的症狀和免疫途徑。2022年,Joshua Sharan等人進行了同種異體成人臍帶衍生間充質幹細胞靜脈輸注治療哮喘的1期臨床試驗。參加試驗的第一位患者是一名有長期哮喘病史的68歲男性,因持續性哮喘症狀而要求間充質幹細胞治療。研究人員將培養的同種異體來源的臍帶間充質幹細胞在40分鐘內以1億個細胞的劑量靜脈輸注到他體內。治療後隨訪在兩個月和六個月後進行。在治療後的兩個月內,他使用救援吸入器減少到每月1次,減少了90%以上。此外,他的霧化器使用量減少了 70% 6個月的隨訪中,間充質幹細胞治療顯著且安全地持續改善了他的哮喘臨床症狀。在整個治療及隨訪期間患者沒有與治療相關的不良事件或併發症。

總結:

主流醫學上,哮喘是不能治癒的,只能減少哮喘對日常生活的影響,不讓哮喘出現急性嚴重狀況。但我們從最新的研究可以得出下面的結論:幹細胞技術或許能夠實現治癒哮喘的目標。相信隨著近些年再生醫學技術的不斷革新,幹細胞技術將為更多哮喘患者帶去新的希望。

科學家發現,精心設計的免疫細胞不僅可以識別癌細胞,還可以逃脫腫瘤抵禦攻擊的防禦系統。兩篇相關論文12月15日發表於《科學》。這兩項研究建立在CAR-T癌症療法成功的基礎上。該療法利用基因編輯的T細胞尋找並標記腫瘤最終加以破壞。儘管這種療法能緩解疾病,但迄今僅對少數癌症有效,且並非對所有人有效。為了增強CAR-T療法的威力,研究人員進一步對細胞進行改造,使其含有“開關”,可以控制細胞何時何地活動。“駭客”細胞會產生一種刺激T細胞的蛋白質,以抵消腫瘤經常釋放的免疫抑制信號。

美國國家癌症研究所系統免疫學家Grégoire Altan Bonnet表示,這兩項研究都是T細胞工程領域的一個方向,並強調了研究人員推動CAR-T細胞治療的希望。“我們知道很多部件,現在能夠將它們組合在一起進行探索了。如果設計得好,我們真的可以消滅腫瘤。”Bonnet說。T細胞通常會在體內“巡視”,尋找細胞表面顯示的外來蛋白質。例如,這些細胞可能感染了病毒,或者可能是產生異常癌症相關蛋白的腫瘤細胞。而“殺手”T細胞可以摧毀異常細胞。CAR-T療法涉及對癌症患者的T細胞進行基因工程改造。目前,該方法已經被批准用於治療一些白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等患者。但研究人員一直在尋求使治療更安全、更有效的方法,並將其應用範圍擴大到其他疾病。

在其中一項新研究中,波士頓大學合成生物學家Ahmad Khalil和同事將一個由11個DNA序列組成的複雜系統連接到CAR-T細胞中,由此產生的基因回路“開關”可以被已經批准的藥物控制。這使得研究人員能夠控制被“駭客”攻擊的T細胞何時何地活躍,以讓它們產生一種名為IL-2的蛋白質,這種蛋白質可以刺激免疫反應。

由加州大學三藩市分校合成生物學家Wendell Lim領導的另一組研究人員則對CAR-T細胞進行編輯,使其僅在基因編輯的T細胞遇到癌細胞時才產生IL-2。該團隊發現,當IL-2經由與識別癌細胞不同的途徑被啟動時,其在對抗胰腺癌小鼠的腫瘤方面最為有效。這一細節可能有助於形成未來的治療方法。紀念斯隆-凱特琳癌症中心腫瘤免疫學家Andrea Schietinger表示,這兩種方法在制定針對實體腫瘤的CAR-T療法時都特別有用。實體腫瘤對CAR-T方法提出了一個特別的挑戰,因為基因編輯細胞很難滲透到腫瘤中,一旦進入腫瘤,就會被癌細胞用來抑制免疫反應的信號所阻斷。“這些基因編輯的T細胞克服了這一障礙。”Schietinger說,“它們找到了進入的途徑,一旦進入,就在正確的空間和時間獲得信號,從而真正有效地殺死癌細胞。

參考文獻出處:

https://doi.org/10.1126/science.ade0156

https://doi.org/10.1126/science.aba1624

在過去的十年裡,癌症免疫治療獲得了相當大的發展勢頭,特別是在免疫檢查點抑制[1]和過繼細胞治療(ACT)的形式,這包括在體外擴增時注入自體或同種異體淋巴細胞,以及(在某些情況下)基因工程。然而,儘管表達自體嵌合抗原受體(CAR)的T細胞已迅速成為治療各種血液系統惡性腫瘤的中流砥柱,但這種ACT變體尚未被批准用於實體腫瘤的治療,也沒有其他形式的ACT獲得監管部門批准用於癌症患者的常規臨床應用。此外,儘管接受表達CAR的T細胞的血液腫瘤患者中有80%以上經歷(通常是深刻的)客觀反應,但其中相當大一部分患者最終會復發,通常(但不總是)是由於抗原CAR靶點的喪失。因此,ACT領域有很大的改進空間。

圖片來源:https://doi.org/10.1186/s12943-022-01672-z

近日,來自瑞典斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所腫瘤學-病理學系的研究者們在Molecular Cancer雜誌上發表了題為“NK cells and solid tumors: therapeutic potential and persisting obstacles”的綜述性文章,該研究回顧了在實體腫瘤中抑制NK細胞的代謝和細胞屏障,同時討論了避開這些障礙以達到更好的治療活性的潛在策略。

自然殺傷細胞(NK細胞)是一種天生的淋巴細胞,具有很強的細胞毒活性,近年來作為潛在的抗癌治療藥物引起了人們的關注。雖然NK細胞介導了白血病患者的鼓勵性反應,臨床前和臨床資料表明,NK細胞輸注治療實體腫瘤的療效受到多種因素的阻礙,包括腫瘤的侵襲不足和腫瘤微環境(TME)的持續/啟動。TME的一些代謝特徵,包括低氧以及腺苷、活性氧和前列腺素水準的升高,都會對NK細胞活性產生負面影響。此外,腫瘤相關的成纖維細胞、腫瘤相關的巨噬細胞、髓系來源的抑制細胞和調節性T細胞主動抑制NK細胞依賴的抗癌免疫。

實體瘤中免疫和基質屏障對最佳NK細胞活性的影響

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研究者推測,旨在實現強大的腫瘤侵襲和保護NK細胞免受TME代謝和免疫條件影響的組合策略是釋放過繼轉移的NK細胞對人類實體瘤治療潛力的關鍵。

參考文獻Le Tong et al. NK cells and solid tumors: therapeutic potential and persisting obstacles. Mol Cancer. 2022 Nov 1;21(1):206. doi: 10.1186/s12943-022-01672-z.

近年來,最火的癌症治療的方法,CAR-T免疫細胞療法絕對是關注焦點。免疫細胞治療的臨床研究在全球如火如荼的開展,隨著免疫療法被大眾所認識,免疫細胞的作用受到重視,那麼免疫細胞存儲有必要嗎?近日,美國食品藥品監督管理局(FDA)批准了一款針對廣泛期小細胞肺癌的CAR-T免疫細胞治療的新藥臨床試驗申請。據瞭解,肺癌是一種衰竭性疾病,其擴散速度迅速。小細胞肺癌患者五年的存活率僅為7%。此次治療肺癌實體瘤的CAR-T技術或能為小細胞肺癌的患者帶來全新的治療方案。這也反映出CAR-T免疫細胞治療實體瘤前景可期。

而我們所提到的CAR-T免疫細胞療法, ”T“是免疫T細胞,它在人體中是”員警“的角色,負責抵禦和消滅癌細胞。”CAR“全稱為嵌合抗原受體,它發揮著”GPS導航“的作用,專門用來識別癌細胞。當通過基因編輯技術,在免疫T細胞上啟動安裝“定位導航裝置”CAR,就相當於給了員警提供了精准的抓捕目標,並在身體內佈局了一張標明”敵人“所在位置的地圖,讓癌細胞無處遁形。

免疫療法遍地開花

CAR-T免疫療法在癌症治療上的奇效讓廣大腫瘤患者看到了希望,未來醫學,以CAR-T療法為代表的細胞治療會成為全球生物製藥行業最熱門的領域。據報導,經過近幾年的發展,中國CAR-T療法研究和臨床治療的效果均已經追上美國。據悉全球CAR-T臨床試驗已達718項,美國占284項,高居榜首;中國占228項,僅次於美國,目前已經處於世界領先行列。

免疫細胞存儲有必要嗎?

研究資料表明:人一生患重大疾病的概率為72.18%。未來醫學,細胞療法將成為治療癌症的重要舉措,及時存儲免疫細胞,就是給將來留下健康保障的生命種子。全球120萬個家庭選擇博雅提供的細胞科技。博雅在全國擁有北京、天津、無錫、深圳四大基地,集細胞的提取、運輸、製備、檢驗、儲存、研發於一體,提供私人定制的健康管理方案。隨著細胞治療和再生醫學技術的飛速發展,細胞應用必將有重大突破。免疫細胞存儲有必要嗎?免疫細胞存儲將成為免疫治療研發和應用的重要保障。人體細胞會隨著年齡增長逐步衰老甚至凋亡,免疫細胞數量和功能在20歲左右達到高峰期,之後會隨著年齡的增長細胞的功能逐步下降,所以及早存儲健康的免疫細胞,可以在未來留一份健康保障,儲存免疫細胞就是儲存生命的種子

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