自然殺傷(NK)細(xì)胞是體內(nèi)重要的腫瘤殺傷免疫細(xì)胞。NK細(xì)胞對(duì)病毒感染細(xì)胞或腫瘤形成有很快的反應(yīng)率。此外,NK細(xì)胞具有廣泛的抗腫瘤作用,沒(méi)有顯示腫瘤殺傷的特異性和MHC的局限性。當(dāng)其他免疫細(xì)胞(如T細(xì)胞和B細(xì)胞)功能低下時(shí),NK細(xì)胞的功能就顯得尤為重要。
目前,基于NK細(xì)胞的腫瘤免疫治療已逐漸被發(fā)現(xiàn)。讓我們看看有哪些策略可用?
它可以單打獨(dú)斗,也可以群毆
NK細(xì)胞是抵抗腫瘤細(xì)胞和病毒感染的第一道防線,它可以直接殺死腫瘤細(xì)胞而無(wú)特異性。NK細(xì)胞可以識(shí)別這些細(xì)胞,在沒(méi)有抗體或MHC的情況下產(chǎn)生快速的免疫反應(yīng)。對(duì)于那些沒(méi)有自我標(biāo)記的MHC-I細(xì)胞,NK細(xì)胞可以在沒(méi)有激活的情況下殺死它們。這種自然殺傷活性不需要抗原增敏、抗體1參與和無(wú)MHC限制。它不同于人體內(nèi)其他類型的白細(xì)胞。它不需要來(lái)自免疫系統(tǒng)的特殊指令,也不需要其他細(xì)胞的合作。它能自行識(shí)別和攻擊外來(lái)細(xì)胞、癌細(xì)胞和病毒。
它除了具有強(qiáng)大的殺滅功能外,還具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)功能,與其他免疫細(xì)胞相互作用,調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫狀態(tài)和免疫功能。臨床研究發(fā)現(xiàn),NK細(xì)胞過(guò)繼免疫治療在惡性腫瘤的治療中具有良好的前景,對(duì)多種實(shí)體瘤和血液系統(tǒng)惡性腫瘤有一定的療效。
三種抗癌方法
NK細(xì)胞有三種抗癌作用:
通過(guò)釋放孔蛋白、顆粒酶或死亡受體直接殺傷腫瘤細(xì)胞;
它們通過(guò)分泌細(xì)胞因子和趨化因子,在免疫系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)細(xì)胞的作用,并激活T細(xì)胞的殺傷作用
ADCC效應(yīng)(抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性)形成。當(dāng)B細(xì)胞發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞時(shí),它們會(huì)悄悄地在癌細(xì)胞上留下特異性IgG抗體作為標(biāo)記,提醒NK細(xì)胞。當(dāng)NK細(xì)胞看到這個(gè)標(biāo)記物時(shí),它們會(huì)起到殺戮的作用。
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目前,國(guó)際上腫瘤免疫治療的NK細(xì)胞策略如下:
體外活化NK細(xì)胞(自體或異體)的治療
結(jié)合NK細(xì)胞和單克隆抗體(如免疫抑制檢查點(diǎn)抑制劑)誘導(dǎo)抗體特異性細(xì)胞毒性
car-nk細(xì)胞免疫治療的構(gòu)建
NK細(xì)胞體外活化的治療策略
NK細(xì)胞可通過(guò)自身的表面受體(激活的和抑制的受體)調(diào)節(jié)自身的細(xì)胞毒性。通過(guò)激活NK細(xì)胞自身的受體是解除NK細(xì)胞免疫應(yīng)答的有效途徑。
激活受體途徑的刺激
NK細(xì)胞表面有一系列的激活受體,如天然細(xì)胞毒性受體(NCRs)、C型凝集素(NKG2D)SLAM家族受體和CD16。這些活化受體與配體結(jié)合后,可誘導(dǎo)IFN-γ、TNF-α等細(xì)胞因子的分泌。
IL-15
臨床前和早期資料均顯示IL-15可誘導(dǎo)NK細(xì)胞數(shù)量增加。IL-15一方面有助于跨越免疫關(guān)卡的抑制機(jī)制,另一方面可以改善NK細(xì)胞CD16介導(dǎo)的功能。目前,IL-15已成為免疫治療的新靶點(diǎn)。
CD16
NK細(xì)胞也表達(dá)低親和力受體FCγRIII(CD16)。CD16可與腫瘤抗原特異性抗體FC段結(jié)合,介導(dǎo)NK細(xì)胞識(shí)別和殺傷被抗體包圍的腫瘤細(xì)胞,即ADCC。與其他活化的NK細(xì)胞受體不同,CD16與FC的結(jié)合不需要共活化,可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng)。這也使NK細(xì)胞能夠在病毒感染和腫瘤形成的早期通過(guò)抗體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。ADCC是NK細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞的主要途徑。
此外,我們還設(shè)計(jì)了一種以CD16和NKG2D為靶點(diǎn)的雙特異性分子,能夠靶向NK細(xì)胞識(shí)別和殺傷腫瘤細(xì)胞。(雙特異性分子被設(shè)計(jì)用來(lái)識(shí)別腫瘤抗原,這些抗原激活NK細(xì)胞受體與另一端結(jié)合,從而使NK細(xì)胞殺死過(guò)度表達(dá)這些抗原的腫瘤細(xì)胞。)
結(jié)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑
雖然NK細(xì)胞對(duì)腫瘤的反應(yīng)調(diào)節(jié)并不依賴于對(duì)腫瘤相關(guān)抗原的識(shí)別,但也存在著免疫檢查點(diǎn)的激活或抑制機(jī)制。腫瘤細(xì)胞能表達(dá)NK細(xì)胞免疫檢查點(diǎn)配體,抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞溶解。因此,為了限制這種抑制作用,人們開(kāi)發(fā)了一系列腫瘤NK細(xì)胞免疫抑制檢查點(diǎn)抗體。
阻斷“抑制性受體”途徑
NK細(xì)胞表面表達(dá)多種抑制性受體,如KIR(免疫球蛋白樣受體)C型凝集素受體(nkg2a)中常見(jiàn)的免疫檢查點(diǎn)受體PD-1、Tim-3、LAG-3、tigit等,它們能與MHCⅠ類分子結(jié)合,抑制NK細(xì)胞的活化。
體外實(shí)驗(yàn)表明,iph2102單抗阻斷kir2dl1-3可提高NK細(xì)胞的抗腫瘤活性。它可以通過(guò)抑制NK細(xì)胞的KIRs對(duì)不識(shí)別MHCⅠ類表達(dá)的轉(zhuǎn)移性腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。此外,針對(duì)NK細(xì)胞相應(yīng)抑制性受體的抗體能顯著提高NK細(xì)胞的殺傷效果。
此外,研究人員還檢測(cè)了多發(fā)性骨髓瘤患者NK細(xì)胞PD1的表達(dá)。PD1 MAb(ct-011)的應(yīng)用可以修復(fù)NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤作用,此外,pdl1igg1mab的應(yīng)用還可能刺激NK細(xì)胞的ADCC。
其中,AndréP等人。研制了抗NK細(xì)胞抑制受體nkg2a的人源化抗體monalizumab,并對(duì)其在體外對(duì)多種腫瘤細(xì)胞系(包括HNSCC細(xì)胞系和小鼠體內(nèi))的作用進(jìn)行了評(píng)價(jià)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)與其他單克隆抗體如DurvutAb(抗PD1單克隆抗體)或EGFR單克隆抗體和西妥昔單抗一起使用時(shí),它具有加性效應(yīng)。
結(jié)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑和其他NK定向免疫療法,它可用于靶向各種類型的腫瘤,這些腫瘤目前對(duì)現(xiàn)有療法無(wú)反應(yīng)。
汽車nk細(xì)胞治療
嵌合抗原受體修飾NK細(xì)胞能顯著提高NK細(xì)胞的療效和特異性,其原理是通過(guò)在NK細(xì)胞表面構(gòu)建嵌合腫瘤特異性抗原受體,使NK細(xì)胞靶向識(shí)別和破壞腫瘤細(xì)胞。一些研究表明,NK細(xì)胞比ADCC具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒作用。
在car的應(yīng)用中,NK細(xì)胞優(yōu)于T細(xì)胞
異基因NK細(xì)胞不會(huì)引起GVHD,已經(jīng)在許多臨床試驗(yàn)中得到證實(shí)。
NK細(xì)胞不分泌引起細(xì)胞因子釋放綜合征的炎癥因子,如IL-1和IL-6。
除了car介導(dǎo)的靶向殺傷外,car-nk細(xì)胞還可以通過(guò)nk細(xì)胞的抗腫瘤特性識(shí)別和殺傷car靶向下調(diào)或缺失的腫瘤細(xì)胞,從而提高免疫治療效果。
異基因NK細(xì)胞來(lái)源廣泛,包括外周血、NK細(xì)胞系、臍血、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、NK-92細(xì)胞系等。
目前,關(guān)于car-nk的臨床試驗(yàn)很多,大多集中在血液腫瘤的研究上,試圖解決car-t不能解決實(shí)體瘤的問(wèn)題。在實(shí)體瘤的治療中,研究人員開(kāi)發(fā)了多種靶向腫瘤相關(guān)抗原的car-nk細(xì)胞,如gD2、EGFR和PSCA。CAR修飾的NK細(xì)胞對(duì)表達(dá)相應(yīng)抗原的靶細(xì)胞具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒作用。其中以NKG2D為胞外結(jié)構(gòu)域的汽車結(jié)構(gòu)最為特殊。NKG2D可與多種腫瘤表面配體結(jié)合,具有廣譜抗癌作用。nkg2d-dap10-cd3ζ構(gòu)建的car-nk細(xì)胞對(duì)骨肉瘤、前列腺癌、橫紋肌瘤等腫瘤具有良好的殺傷作用。
綜上所述,我們可以總結(jié)出下圖來(lái)發(fā)展一系列NK細(xì)胞免疫治療癌癥的方法。
??NK細(xì)胞電位治療方法示意圖
后記
一般來(lái)說(shuō),有三種方法可以使用NK來(lái)對(duì)抗腫瘤:激活NK細(xì)胞,減輕NK細(xì)胞的免疫抑制,并控制NK細(xì)胞毒性。
NK細(xì)胞作為僅次于T細(xì)胞的第二大免疫細(xì)胞,在腫瘤治療中有著特殊的地位。雖然NK細(xì)胞療法的發(fā)展可以參考現(xiàn)有的T細(xì)胞治療,但也應(yīng)該注意到這兩種免疫細(xì)胞具有不同的作用機(jī)制。為了真正發(fā)揮NK細(xì)胞的抗癌作用,需要對(duì)其分子特性和功能進(jìn)行進(jìn)一步的探索和驗(yàn)證。