自然殺傷（NK）細(xì)胞是一種獨(dú)特的先天性淋巴細(xì)胞群體，具有識(shí)別和清除病毒感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在能力。NK細(xì)胞具有多種細(xì)胞毒性機(jī)制和通過細(xì)胞因子產(chǎn)生調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的能力，在抗腫瘤免疫中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近二十年里，NK細(xì)胞作為免疫治療劑在治療晚期白血病患者中顯示出安全性和有效性。在臨床上，第一代NK細(xì)胞療法取得了令人鼓舞的療效和顯著的安全性。近年來，隨著嵌合抗原受體（CAR）工程過繼性T細(xì)胞治療的成功以及將細(xì)胞轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大抗腫瘤武器的技術(shù)進(jìn)步，研究者們將NK細(xì)胞作為免疫治療候選細(xì)胞的興趣呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

2022年7月25日，美國得克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心的Katayoun Rezvani教授在國際知名期刊《nature reviews cancer》上發(fā)表了題為“Natural killer cells in antitumour adoptive cell immunotherapy” 的報(bào)道。該綜述描述了增強(qiáng)NK細(xì)胞細(xì)胞毒性和壽命的各種方法，評(píng)估了免疫治療的挑戰(zhàn)和機(jī)遇；并從臨床中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，思考了將如何指導(dǎo)下一代NK細(xì)胞產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，以解決每種癌癥的獨(dú)特復(fù)雜性。

NK細(xì)胞以人類白細(xì)胞抗原（HLA）非限制性方式識(shí)別其靶點(diǎn)，使其成為普遍細(xì)胞免疫治療的誘人候選。NK細(xì)胞效應(yīng)器功能由一系列復(fù)雜的激活和抑制受體控制，這些受體可以區(qū)分健康細(xì)胞和“應(yīng)激”細(xì)胞。受體-配體結(jié)合產(chǎn)生的累積線索決定NK細(xì)胞是否傳遞“殺傷”信號(hào)。健康細(xì)胞通過識(shí)別自身主要組織相容性復(fù)合體（MHC）I類分子而得以幸免，該類分子結(jié)合抑制性殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體（KIR），該受體發(fā)出停止NK細(xì)胞功能的信號(hào)。相反，NK細(xì)胞通過缺失自我識(shí)別的機(jī)制攻擊異常的自我細(xì)胞，例如腫瘤細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞下調(diào)MHC I類分子的表達(dá)，試圖逃避T細(xì)胞反應(yīng)，并上調(diào)由應(yīng)激（如DNA損傷或惡性轉(zhuǎn)化）誘導(dǎo)的激活配體。這些不同的屬性為NK細(xì)胞提供了異基因治療應(yīng)用的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。隨著創(chuàng)新策略的加速發(fā)展和下一代技術(shù)的出現(xiàn)，可以進(jìn)行更深入的生物學(xué)研究，可以設(shè)計(jì)各種NK細(xì)胞產(chǎn)品用于癌癥治療。

NK細(xì)胞的生物學(xué)特性

在固有免疫系統(tǒng)中，NK細(xì)胞是專門的免疫效應(yīng)細(xì)胞，被懷疑在腫瘤免疫監(jiān)測(cè)中發(fā)揮作用。NK細(xì)胞由骨髓中的CD34⁺祖細(xì)胞發(fā)育而來，但目前尚不清楚它們是來自一組獨(dú)特的前體細(xì)胞，還是來自同時(shí)產(chǎn)生T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和髓樣細(xì)胞的多能祖細(xì)胞。與T細(xì)胞和NKT細(xì)胞不同，NK細(xì)胞缺乏克隆型TCR和負(fù)責(zé)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的相關(guān)CD3復(fù)合物的表達(dá)。NK細(xì)胞通常根據(jù)表面蛋白CD56和CD16的相對(duì)表達(dá)分為兩類：CD56^brightCD16^low/–和CD56^dimCD16⁺。然而，實(shí)際上NK細(xì)胞可能表現(xiàn)出更大的表型異質(zhì)性，擴(kuò)展到這兩個(gè)亞群之外，從而產(chǎn)生具有不同功能特性的不同細(xì)胞群。

NK細(xì)胞具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，在與靶點(diǎn)形成免疫突觸后，通過釋放細(xì)胞溶解顆粒和毒性細(xì)胞因子引發(fā)反應(yīng)。此外，它們可以通過其FcγRIIIA (CD16)受體識(shí)別抗體包被的細(xì)胞，并觸發(fā)抗體依賴性細(xì)胞毒性(ADCC)和細(xì)胞因子的產(chǎn)生。NK細(xì)胞也被描述為“免疫調(diào)節(jié)”，因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生一系列細(xì)胞因子和趨化因子，通過它們幫助形成B細(xì)胞和T細(xì)胞反應(yīng)，并影響樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的功能。這種廣泛的屬性揭示了與NK細(xì)胞功能相關(guān)的生物機(jī)制的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，并支持NK細(xì)胞在免疫治療中的價(jià)值。

NK細(xì)胞的記憶樣功能

早期研究報(bào)告了NK細(xì)胞在巨細(xì)胞病毒感染的小鼠模型中的類似記憶反應(yīng)，這種行為通常與先天免疫細(xì)胞無關(guān)。在這些研究中，小鼠NK細(xì)胞在用IL-12和IL-18的組合刺激時(shí)，獲得了以IFNγ產(chǎn)生增加為特征的功能表型。有趣的是，在靜止期后，這些細(xì)胞能夠在細(xì)胞因子刺激或激活受體的參與下重新激活，并表現(xiàn)出增強(qiáng)的IFNγ反應(yīng)，類似于適應(yīng)性免疫細(xì)胞的記憶樣特性。后來，用IL-12、IL-15和IL-18預(yù)激活的人類NK細(xì)胞，然后休息1-3?周，能夠在隨后的暴露下產(chǎn)生由增強(qiáng)的IFNγ產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)大反應(yīng)細(xì)胞因子或K562白血病細(xì)胞。

NK細(xì)胞來源和供體選擇

在癌癥患者中，NK細(xì)胞通常表現(xiàn)出以基因表達(dá)譜改變和細(xì)胞毒性功能降低為標(biāo)志的功能障礙表型，因此降低了自體NK細(xì)胞治療應(yīng)用的可行性。由于異基因NK細(xì)胞不會(huì)引起移植物抗宿主?。℅vHD），目前的NK細(xì)胞治療方案在很大程度上依賴于異基因來源，以避免與自體方法相關(guān)的潛伏期。NK細(xì)胞有多種來源，即外周血單個(gè)核細(xì)胞、臍血永生化細(xì)胞系、造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞（HSPC）以及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（IPSC）。所有來源均可提供具有臨床意義的細(xì)胞劑量，適用于CAR受體工程，并已在人體研究中轉(zhuǎn)化。然而，它們具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，并且可能具有不同的潛在轉(zhuǎn)錄、表型和功能特性。

鑒于其克隆生長(zhǎng)和高擴(kuò)增能力，以及體外分化能力，IPSC是NK細(xì)胞的一個(gè)有吸引力的來源，允許制造大量同質(zhì)NK細(xì)胞產(chǎn)品。一個(gè)潛在的缺點(diǎn)是iPSC衍生的NK細(xì)胞通常表達(dá)低水平的內(nèi)源性CD16，盡管這可以通過基因工程來緩解。另一個(gè)可能的擔(dān)憂是IPSC可能含有與其起源的體細(xì)胞組織一致的DNA甲基化特征。這種“表觀遺傳記憶”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，因此在使用iPSC平臺(tái)時(shí)應(yīng)予以考慮。盡管如此，越來越多的基因工程iPSC NK細(xì)胞候選細(xì)胞正在臨床前研究中出現(xiàn)，其中一些已經(jīng)過渡到臨床試驗(yàn)。在一項(xiàng)I/II期試驗(yàn)中，表達(dá)CAR的iPSC NK細(xì)胞在復(fù)發(fā)或難治（R/R）彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤患者中顯示出令人鼓舞的結(jié)果，無論是作為單藥治療還是與CD20靶向藥物聯(lián)合治療。

原代NK細(xì)胞可以從外周血（PB-NK細(xì)胞）或臍血（CB-NK細(xì)胞）中獲得。CB-NK細(xì)胞可以通過血庫冷凍，而PB-NK細(xì)胞需要健康捐贈(zèng)者的單采和捐贈(zèng)者特異性采集。從所有這些來源獲得的NK細(xì)胞在過繼性細(xì)胞治療應(yīng)用中各有優(yōu)缺點(diǎn)。源材料的各種選擇賦予了治療策略設(shè)計(jì)的多功能性，允許專門定制平臺(tái)以滿足每個(gè)患者群體的需求和疾病適應(yīng)癥。值得注意的是，供體間的變異性可能會(huì)影響NK細(xì)胞的分布，從而影響臨床結(jié)果。

增強(qiáng)NK細(xì)胞適應(yīng)性和抗腫瘤功能

1）嵌合抗原受體

嵌合抗原受體（CAR）是由細(xì)胞外抗原識(shí)別域和觸發(fā)細(xì)胞激活的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)部分組成的合成融合蛋白。最常見的情況是，來自所需抗體的單鏈可變片段（scFv）用于抗原結(jié)合域，盡管還構(gòu)建了許多包含天然細(xì)胞受體細(xì)胞外部分的CAR模式，利用受體-配體相互作用的自然特異性。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。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)用于T細(xì)胞的CAR（包括CD3ζ和T細(xì)胞共刺激分子）已用于生成CAR-NK細(xì)胞，研究表明，這些細(xì)胞可以有效和特異性地靶向腫瘤，同時(shí)保持理想的安全性。CARs可能與NK細(xì)胞膜上的許多激活受體中的任何一種形成協(xié)同伙伴關(guān)系，從而導(dǎo)致協(xié)同激活。

2）NK細(xì)胞接合器

NK細(xì)胞也可以通過接合器定向到腫瘤部位，接合器通過觸發(fā)NK細(xì)胞上的激活受體而引發(fā)強(qiáng)烈的NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)，同時(shí)將靶抗原結(jié)合到腫瘤細(xì)胞上。其他NK接合器策略包括三特異性和四特異性設(shè)計(jì)，旨在通過靶向腫瘤上的多種抗原或通過交聯(lián)細(xì)胞因子部分來支持NK的擴(kuò)增和存活來增強(qiáng)抗腫瘤作用。細(xì)胞接合器的使用繞過了工程的需要，不需要載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移，因此代表了一種更簡(jiǎn)單、成本更低的制造過程，可以提供能夠誘導(dǎo)CAR樣活性的產(chǎn)品。

3）細(xì)胞因子殼

盡管CAR工程技術(shù)尋求通過基因重定向其特異性來增強(qiáng)NK細(xì)胞功能，但也有一些倡議旨在體外和/或體內(nèi)有效激發(fā)NK細(xì)胞，以維持最佳的抗腫瘤功能和持久性。眾所周知，與已啟動(dòng)的NK細(xì)胞相比，新分離的NK細(xì)胞具有較低的細(xì)胞溶解能力。解決這一限制的一種方法是細(xì)胞因子介導(dǎo)的激活，目前正在研究各種方法。聯(lián)合補(bǔ)充IL-2、IL-15和IL-21的NK細(xì)胞體外擴(kuò)增表明，這些細(xì)胞因子增強(qiáng)細(xì)胞毒性功能，支持高增殖率，同時(shí)保持細(xì)胞處于健康、無衰竭狀態(tài)。

4）克服免疫抑制

腫瘤微環(huán)境（TME）是一個(gè)嚴(yán)酷的代謝環(huán)境，其特征是免疫抑制代謝物、葡萄糖和氨基酸剝奪、缺氧和酸性的異質(zhì)混合，這共同阻止了有效的抗腫瘤免疫。具體來說，在實(shí)體腫瘤中，低氧是免疫細(xì)胞功能障礙的常見驅(qū)動(dòng)因素。已有研究表明，在低氧TME中，NK細(xì)胞功能受損，部分原因是抑制細(xì)胞，如TME中的髓源性抑制細(xì)胞（MDSC）、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg細(xì)胞）和M2巨噬細(xì)胞的流入增加，以及低氧對(duì)NK細(xì)胞功能的直接影響。為了克服代謝免疫抑制的不利影響，目前的策略主要集中在兩個(gè)方面：改變腫瘤的代謝組成或修改免疫細(xì)胞中的基因表達(dá)程序，以保護(hù)它們免受TME中抑制性代謝產(chǎn)物的影響。

5）檢查點(diǎn)中斷

腫瘤已經(jīng)進(jìn)化出復(fù)雜的機(jī)制來逃避免疫監(jiān)視，包括免疫檢查點(diǎn)的參與，這可能以與T細(xì)胞類似的方式抑制NK細(xì)胞。調(diào)節(jié)因子包括TIM3、具有免疫球蛋白和ITIM結(jié)構(gòu)域的T細(xì)胞免疫受體（TIGIT）和LAG3，其使用單克隆抗體的靶向性已被證明在體外逆轉(zhuǎn)腫瘤誘導(dǎo)的NK功能障礙。抑制性KIR是NK細(xì)胞功能的有效負(fù)調(diào)節(jié)劑，當(dāng)與HLA I類配體結(jié)合時(shí)，可以覆蓋任何伴隨的激活信號(hào)。與KIR分子相似，CD94/NK第2組成員A受體(NKG2A)是另一種顯著的負(fù)性NK細(xì)胞調(diào)節(jié)劑，當(dāng)與其同源配體HLA-E結(jié)合時(shí)，可抑制NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性。

6）增強(qiáng)NK細(xì)胞向腫瘤的轉(zhuǎn)運(yùn)

NK細(xì)胞進(jìn)入和穿透腫瘤床的能力是有效抗腫瘤免疫的關(guān)鍵先決條件，并與改善臨床結(jié)果有關(guān)。與其他免疫細(xì)胞類似，NK細(xì)胞通過TME中分泌的趨化因子受體及其同源配體的動(dòng)態(tài)相互作用被引導(dǎo)至腫瘤部位。近年來，越來越多的工作已經(jīng)研究了如何利用這些相互作用的調(diào)節(jié)來增強(qiáng)對(duì)腫瘤的有效歸巢。早期的研究側(cè)重于擴(kuò)增趨化因子受體，但由于內(nèi)吞和降解導(dǎo)致趨化因子表達(dá)的迅速喪失?，F(xiàn)在，越來越多地采用基因工程策略，以支持趨化因子受體調(diào)節(jié)，以增強(qiáng)NK細(xì)胞在多種難治腫瘤（包括多發(fā)性骨髓瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、腎細(xì)胞癌、胰腺導(dǎo)管腺癌和卵巢癌）中向瘤床的轉(zhuǎn)運(yùn)。

CAR-T細(xì)胞治療已取得顯著的臨床效果，這種新形式的細(xì)胞免疫治療也顯示出治療各種癌癥的潛力。在過去十年中，我們見證了NK細(xì)胞作為一種強(qiáng)大的新治療候選者的出現(xiàn)，其生物學(xué)特性可能有助于克服基于T細(xì)胞的一些局限性。早期臨床數(shù)據(jù)表明，NK細(xì)胞非常適合用于異基因治療環(huán)境。到目前為止，在正在進(jìn)行的臨床研究中尚未報(bào)告任何重大不良事件。盡管安全性結(jié)果令人鼓舞，但仍需進(jìn)一步研究，以闡明異基因NK細(xì)胞是否能夠避免受體T細(xì)胞的長(zhǎng)期排斥反應(yīng)。