說(shuō)到過(guò)繼性細(xì)胞免疫治療,大家第一時(shí)間想到的肯定是CAR-T療法,CAR-T治療血液系統(tǒng)癌癥確實(shí)表現(xiàn)出色,讓許多患者達(dá)到了長(zhǎng)期緩解,乃至實(shí)現(xiàn)了新生。
CAR-T療法的成功,也帶動(dòng)起了整個(gè)細(xì)胞免疫療法領(lǐng)域的發(fā)展,進(jìn)入科學(xué)家和醫(yī)生們視野的也不再只有T細(xì)胞。把其它類型的免疫細(xì)胞“武裝起來(lái)”,同樣可以作為抗擊癌癥的有力武器。
自然殺傷細(xì)胞(NK Cells),就很可能是細(xì)胞免疫療法的下一位主角,相關(guān)探索正開展得如火如荼,已經(jīng)有過(guò)登頂《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》的早期出色數(shù)據(jù)[1]。對(duì)這樣一個(gè)飛速前行的領(lǐng)域,相信很多讀者也像奇點(diǎn)糕一樣求知欲滿滿吧?
近期在《自然評(píng)論·癌癥》上,得克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心團(tuán)隊(duì)就專門發(fā)文,全面盤點(diǎn)了NK細(xì)胞的生理特性、當(dāng)前增強(qiáng)NK細(xì)胞抗癌能力的各種不同策略,以及早期臨床探索的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)[2],大家就一起來(lái)過(guò)把知識(shí)的癮吧!
NK細(xì)胞的生理特性及其用于免疫療法的優(yōu)勢(shì)
NK細(xì)胞是人體先天免疫系統(tǒng)的一部分,傳統(tǒng)分類方法基于兩種表面蛋白,將NK細(xì)胞分為兩個(gè)主要亞群,即CD56dimCD16+(具有細(xì)胞毒性的效應(yīng)細(xì)胞)和CD56brightCD16low/–(發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能、產(chǎn)生細(xì)胞因子)兩大類。
而從功能上看,NK細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)、免疫監(jiān)視乃至免疫記憶等多重功能,其中最突出的就是它們強(qiáng)大的殺傷力,NK細(xì)胞能通過(guò)釋放溶細(xì)胞顆粒、細(xì)胞毒性細(xì)胞因子、激活抗體依賴性細(xì)胞毒作用(ADCC)等方式來(lái)殺傷目標(biāo)細(xì)胞。
且NK細(xì)胞與T細(xì)胞不同,它并不需要特異性的抗原致敏,因此不受主要組織相容性復(fù)合體(MHC)的限制,而如果癌細(xì)胞像躲避T細(xì)胞一樣,想通過(guò)下調(diào)MHC-I類分子的表達(dá)來(lái)躲過(guò)NK細(xì)胞,那就正中免疫系統(tǒng)的下懷了,因?yàn)檫@反而會(huì)讓NK細(xì)胞察覺(jué)到異常并發(fā)起攻擊,即所謂的丟失自我(Missing-self)識(shí)別假說(shuō)[3]。
免疫治療時(shí)NK細(xì)胞的來(lái)源
與其它類型的免疫細(xì)胞類似,癌癥患者體內(nèi)的NK細(xì)胞功能往往也是異常的,再加上制備自體細(xì)胞流程比較繁瑣,當(dāng)前的NK細(xì)胞療法基本都使用異基因來(lái)源的NK細(xì)胞,且這不會(huì)導(dǎo)致移植物抗宿主病(GvHD)風(fēng)險(xiǎn)。
目前NK細(xì)胞的來(lái)源包括外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMCs)、造血干/祖細(xì)胞(HSPCs)、誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPSCs)、臍帶血和永生細(xì)胞系等,不同來(lái)源各有其優(yōu)劣性,其中基于臍帶血和iPSCs的療法開發(fā)進(jìn)度相對(duì)最快。
如何增強(qiáng)NK細(xì)胞的抗腫瘤能力?
1)采用嵌合抗原受體進(jìn)行修飾
嵌合抗原受體(CAR)能修飾T細(xì)胞,搞出大獲成功的CAR-T療法,那也可以把NK細(xì)胞“CAR一下”,讓NK細(xì)胞能夠識(shí)別癌細(xì)胞表面抗原,而且與CAR有關(guān)的抗原非依賴性信號(hào)(tonic signaling),也可能更好地激活NK細(xì)胞的抗腫瘤活性。
各種在CAR-T療法身上嘗試的新技術(shù),應(yīng)該也可以無(wú)縫銜接到NK細(xì)胞這邊來(lái)。當(dāng)然,基于CAR技術(shù)的細(xì)胞療法也暴露出了一些問(wèn)題,因此也有研究在嘗試為NK細(xì)胞加裝T細(xì)胞受體(TCR)。
2)利用NK細(xì)胞接合分子
雖說(shuō)NK細(xì)胞不需要MHC類分子呈遞的抗原來(lái)識(shí)別癌細(xì)胞,但它們也可以在結(jié)合癌細(xì)胞表面的目標(biāo)抗原后被激活,進(jìn)入抗腫瘤戰(zhàn)斗模式,而負(fù)責(zé)結(jié)合抗原的就是所謂的NK細(xì)胞接合分子(NK Cell Engagers,NKCE)。
為了充分激活NK細(xì)胞,當(dāng)前正在設(shè)計(jì)和研發(fā)的NKCE往往采用三特異性/四特異性設(shè)計(jì),不僅能同時(shí)結(jié)合多個(gè)抗原,還要靶向NK細(xì)胞表面的多種激活性受體[4],這些NKCE向臨床的轉(zhuǎn)化也值得期待。
3)細(xì)胞因子介導(dǎo)的NK功能強(qiáng)化
前面提到的CAR和NKCE兩條路,主要是增強(qiáng)NK細(xì)胞識(shí)別和殺傷癌細(xì)胞的特異性,但NK細(xì)胞還受到IL-2、IL-15、IL-21等多種細(xì)胞因子的極大影響,因此也可以從細(xì)胞因子角度入手,來(lái)讓NK細(xì)胞的抗腫瘤活性強(qiáng)力且持久。
不過(guò)有研究發(fā)現(xiàn),持續(xù)外源性補(bǔ)充細(xì)胞因子,可能會(huì)導(dǎo)致NK細(xì)胞的“細(xì)胞因子成癮性”,不利于維持抗腫瘤活性。目前關(guān)注度較高的方法,是通過(guò)對(duì)NK細(xì)胞的基因進(jìn)行改造,使其具備自分泌特定細(xì)胞因子的能力,這樣不僅能激活NK細(xì)胞自身,還可能影響腫瘤微環(huán)境中其它類型的免疫細(xì)胞,來(lái)個(gè)一石多鳥。
4)克服免疫抑制
人體內(nèi)不利于免疫細(xì)胞的抑制性因素實(shí)在很多,對(duì)NK細(xì)胞而言,已被證實(shí)的抑制性因素包括免疫微環(huán)境乏氧(可通過(guò)抑制HIF-1α應(yīng)對(duì))、代謝性抑制(如乳酸脫氫酶/LDH)、抑制性信號(hào)通路(如TGF-β)等,都需要見(jiàn)招拆招來(lái)破解。
5)免疫檢查點(diǎn)功能異常
T細(xì)胞活性會(huì)被大名鼎鼎的免疫檢查點(diǎn)PD-1和CTLA-4限制,而NK細(xì)胞主要的抑制性免疫檢查點(diǎn)也有兩個(gè),即殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(KIR)和NKG2A/CD94受體:靶向KIR的單抗并未能取得成功,這可能因?yàn)橐种芀IR也會(huì)影響NK細(xì)胞的“教育”[5-6],而靶向NKG2A的單抗已經(jīng)挺進(jìn)到了臨床III期階段。
6)強(qiáng)化NK細(xì)胞移動(dòng)到腫瘤部位的能力
NK細(xì)胞向腫瘤部位的移動(dòng),同樣主要受到趨化因子及其受體的調(diào)控,而且不同腫瘤的趨化因子調(diào)控及影響因素都存在差異,因此可能需要外源性補(bǔ)充趨化因子,或采用放療誘導(dǎo)趨化因子釋放等方式,增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤的浸潤(rùn)。
來(lái)自臨床研究的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
從目前已知的臨床研究結(jié)果來(lái)看,基于NK細(xì)胞的CAR-NK等療法,相比CAR-T療法安全性更好,臨床研究中并未觀察到細(xì)胞因子釋放綜合征(CRS)等問(wèn)題,且PBMCs、HSPCs、臍帶血等不同來(lái)源的異基因NK細(xì)胞治療都比較精準(zhǔn)安全,還有研究嘗試使用記憶性NK細(xì)胞,以實(shí)現(xiàn)持久的疾病控制。
不過(guò)NK細(xì)胞療法目前的探索也像CAR-T療法一樣,主要局限于血液系統(tǒng)腫瘤,為了進(jìn)一步提高療效、擴(kuò)展應(yīng)用范圍,還要加緊進(jìn)一步的基礎(chǔ)科研和轉(zhuǎn)化研究,分析影響NK細(xì)胞抗腫瘤活性的機(jī)制,嘗試用聯(lián)合治療策略破解各種障礙。
結(jié)語(yǔ)
基于NK細(xì)胞的免疫細(xì)胞療法有著固有的優(yōu)勢(shì),例如NK細(xì)胞的來(lái)源不局限于患者,能夠制備為“現(xiàn)貨型(Off-the-shelf)免疫細(xì)胞療法”,治療安全性更好等等,但為了讓NK細(xì)胞療法真正成熟,走向更廣闊的天地,科學(xué)家和醫(yī)生們還需要破解許多難題,而隨著免疫細(xì)胞療法的飛速發(fā)展,許多新技術(shù)也有望嫁接到NK細(xì)胞療法當(dāng)中,但也要密切關(guān)注與治療和基因改造NK細(xì)胞有關(guān)的安全性問(wèn)題。
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