NK 细胞亦会疲惫，“NK 细胞耗竭” 该如何理解？
每个人的身体内部都存在一支隶属于我们个人的专属 “军队”—— 免疫细胞，它们为保卫我们的健康冲锋陷阵、万死不辞。然而，免疫细胞也有疲惫的时候，那么我们该如何理解 “免疫耗竭” 呢？
免疫耗竭是一种功能失调的状态，其特点是效应功能下降，最初是在淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）感染的 T 细胞中被描述。T 细胞耗竭大多由慢性感染或者肿瘤引起，TCR 持续接受抗原刺激，最终导致功能障碍。耗竭的 T 细胞具有独特的转录和表观遗传特征，包括多个检查点抑制受体的过表达、细胞内信号通路失调以及代谢改变。T 细胞耗竭是可以逆转的，至少可以部分逆转，主要是通过阻止 PD - 1 之类的抑制性通路。
NK 细胞与 T 细胞一样，是能够识别并消除病毒感染或肿瘤细胞的淋巴细胞。与 T 细胞不同的是，NK 细胞以 MHC 非依赖方式执行功能，无需抗原启动。NK 细胞是先天淋巴样细胞（ILCs）家族的成员。ILC 不表达抗原特异性受体，被认为是先天免疫系统的一部分。不过，现在已经确定，在某些情况下，比如巨细胞病毒（CMV）感染中，NK 细胞可以发展出适应性免疫的特征。
当暴露于慢性感染和肿瘤时，NK 细胞也会呈现出功能耗竭的状态，虽然目前尚不能确定其是否与 T 细胞耗竭完全相同。
NK 细胞耗竭的典型特征是通过细胞表面的配体与抑制性受体（免疫检查点）结合，从而产生细胞功能抑制。处于耗竭中期时，使用免疫检查点抑制剂可以逆转耗竭状态，但到了晚期，免疫检查点抑制剂则无法逆转。
NK 细胞功能障碍有耗竭、抑制、衰老三种常见形式，它们之间可能存在一定的关联和重叠。处于耗竭状态的 NK 细胞同样会表达抑制性受体（PD - 1、LAG - 3、TIGIT、TIM - 3 等）。
除了降低细胞毒性和细胞因子分泌外，有些 NK 细胞通常会显示激活受体的丢失，这也是一种 “耗竭” 表型。NKG2D 是一种激活受体，能够结合细胞应激后上调的配体，在消化系统肿瘤、慢性淋巴细胞白血病、乳腺癌、慢性乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒感染患者的 NK 细胞上表达下调。CD16 是一种与抗体 Fc 部分结合的激活受体，在乳腺癌患者的 NK 细胞上表达下调。
由于 NK 细胞的激活是由细胞表面受体的激活和抑制信号综合决定的，来自激活受体的信号减弱会导致抑制信号占主体，从而使 NK 细胞功能降低。
NK 细胞功能障碍的研究较为复杂，很少有研究区分传统 NK 细胞和长期适应性 NK 细胞，二者都是 CD3 - CD56（dim）。
与传统 NK 细胞相比，适应性 NK 细胞表现出更类似于效应 CD8 + T 细胞的表观遗传特征，并具有独特的代谢特征。由于适应性 NK 细胞寿命很长，并且有助于控制 CMV 病毒血症，所以它可能会随着慢性持续活化而耗竭。
大多数适应性 NK 细胞表达凝集素样异二聚体受体（CD94/NKG2C）。NKG2C + NK 细胞的表面标记物是 CD57，富含自抑制 KIRs 和激活 KIRs。CD94 可以与 NKG2A 或 NKG2C 形成异二聚体，这两种受体都能识别 HLA - E 分子，通过 NKG2A 的信号被抑制，通过 NKG2C 的信号被激活。抗 NKG2C 的激动剂抗体能够促进适应性 NK 细胞的增殖，但它们的扩增也与检查点受体（LAG - 3 和 PD - 1）的表达有关。
LAG - 3 是一种与 CD4 同源的抑制性受体，在活化的 T 细胞和 NK 细胞上表达，其配体是 HLA - II 类分子和纤维蛋白原家族蛋白（FGL - 1）。FGL - 1 通常在肝脏中低表达，而在肿瘤细胞中高表达。在抗 NKG2C 抗体培养试验中，NKG2C + 细胞的 LAG - 3 水平达到 65% 至 85%，到共培养的第 7 天，PD - 1 水平在 0% 至 45% 之间。同型对照抗体孵育并没有促进 LAG - 3 和 PD - 1 的表达，这表明慢性激活促进了适应性 NK 细胞的衰竭。在扩增前，NK 细胞上的 LAG - 3 几乎缺失，但在培养的第 3 天开始上调。所有 PD - 1 + NK 细胞共同表达 LAG - 3，可能表明在持续刺激下检查点受体连续上调。细胞因子分泌减少可能是耗竭 NK 细胞的第一个功能障碍。
由于适应性 NK 细胞与 CD8 + T 细胞有共同的转录特征，所以在 NKG2C 慢性占位后，NK 细胞出现了与耗竭 CD8 + T 细胞类似的表观遗传改变。一些转录因子和表观遗传调控因子（FOXO1、FOXP1、SATB1、TCF12）启动子序列的高甲基化以及其他转录因子和表观遗传调控因子（IKZF3、NFATC、TOX、ZBTB38）的低甲基化与耗竭的 CD8 + T 细胞中的结果相似。
NK 细胞衰竭机制复杂，因素众多。总结而言，原因还是肿瘤或慢性感染对适应性 NK 细胞进行长期慢性刺激，诱导 NK 细胞激活和扩增，但同时检查点表达也会增加，对肿瘤的杀伤能力也会降低，从而产生 NK 细胞功能抑制。
简评：NK 细胞和 T 细胞都是机体的重要效应细胞，在持续活化后都会出现耗竭表型，表达免疫检查点。
免疫耗竭是一种功能失调的状态，其特点是效应功能下降，最初是在淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）感染的 T 细胞中被描述。T 细胞耗竭大多由慢性感染或者肿瘤引起，TCR 持续接受抗原刺激，最终导致功能障碍。耗竭的 T 细胞具有独特的转录和表观遗传特征，包括多个检查点抑制受体的过表达、细胞内信号通路失调以及代谢改变。T 细胞耗竭是可以逆转的，至少可以部分逆转，主要是通过阻止 PD - 1 之类的抑制性通路。
NK 细胞与 T 细胞一样，是能够识别并消除病毒感染或肿瘤细胞的淋巴细胞。与 T 细胞不同的是，NK 细胞以 MHC 非依赖方式执行功能，无需抗原启动。NK 细胞是先天淋巴样细胞（ILCs）家族的成员。ILC 不表达抗原特异性受体，被认为是先天免疫系统的一部分。不过，现在已经确定，在某些情况下，比如巨细胞病毒（CMV）感染中，NK 细胞可以发展出适应性免疫的特征。
当暴露于慢性感染和肿瘤时，NK 细胞也会呈现出功能耗竭的状态，虽然目前尚不能确定其是否与 T 细胞耗竭完全相同。
一、NK 细胞功能耗竭
NK 细胞耗竭的典型特征是通过细胞表面的配体与抑制性受体（免疫检查点）结合，从而产生细胞功能抑制。处于耗竭中期时，使用免疫检查点抑制剂可以逆转耗竭状态，但到了晚期，免疫检查点抑制剂则无法逆转。
NK 细胞功能障碍有耗竭、抑制、衰老三种常见形式，它们之间可能存在一定的关联和重叠。处于耗竭状态的 NK 细胞同样会表达抑制性受体（PD - 1、LAG - 3、TIGIT、TIM - 3 等）。
（一）免疫衰老
免疫衰老通常与免疫耗竭相混淆。衰老与端粒缩短和 DNA 损伤有关，最终会导致细胞周期阻滞。在老年人以及长期体外培养的情况下，通常会出现衰老的 T 细胞。除了复制能力下降外，衰老的 T 细胞还会分泌高水平的促炎细胞因子，这是由代谢紊乱和活性氧积累引起的。T 细胞数量会随着衰老而减少。而 NK 细胞则不同，随着衰老，其体外增殖能力虽然下降，但体内 NK 细胞数量却有所增加。（二）免疫抑制
免疫抑制也常常与免疫耗竭相混淆。在肿瘤微环境中，调节 T 细胞（Treg）、肿瘤相关巨噬细胞（TAM）、肿瘤相关成纤维细胞以及髓系来源抑制细胞（MDSC）已被证实能够抑制 NK 细胞功能。Treg 和 MDSCs 会同 TGF - β 一起阻止 NK 细胞杀伤肿瘤细胞。抑制是一种可逆的状态，在抑制信号撤除后，细胞被抑制的状态可以恢复，而耗竭则伴随着表观遗传及代谢改变，进入晚期后成为不可逆的状态。除了降低细胞毒性和细胞因子分泌外，有些 NK 细胞通常会显示激活受体的丢失，这也是一种 “耗竭” 表型。NKG2D 是一种激活受体，能够结合细胞应激后上调的配体，在消化系统肿瘤、慢性淋巴细胞白血病、乳腺癌、慢性乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒感染患者的 NK 细胞上表达下调。CD16 是一种与抗体 Fc 部分结合的激活受体，在乳腺癌患者的 NK 细胞上表达下调。
由于 NK 细胞的激活是由细胞表面受体的激活和抑制信号综合决定的，来自激活受体的信号减弱会导致抑制信号占主体，从而使 NK 细胞功能降低。
二、适应性 NK 细胞耗竭
NK 细胞功能障碍的研究较为复杂，很少有研究区分传统 NK 细胞和长期适应性 NK 细胞，二者都是 CD3 - CD56（dim）。
与传统 NK 细胞相比，适应性 NK 细胞表现出更类似于效应 CD8 + T 细胞的表观遗传特征，并具有独特的代谢特征。由于适应性 NK 细胞寿命很长，并且有助于控制 CMV 病毒血症，所以它可能会随着慢性持续活化而耗竭。
大多数适应性 NK 细胞表达凝集素样异二聚体受体（CD94/NKG2C）。NKG2C + NK 细胞的表面标记物是 CD57，富含自抑制 KIRs 和激活 KIRs。CD94 可以与 NKG2A 或 NKG2C 形成异二聚体，这两种受体都能识别 HLA - E 分子，通过 NKG2A 的信号被抑制，通过 NKG2C 的信号被激活。抗 NKG2C 的激动剂抗体能够促进适应性 NK 细胞的增殖，但它们的扩增也与检查点受体（LAG - 3 和 PD - 1）的表达有关。
LAG - 3 和 PD - 1
LAG - 3 是一种与 CD4 同源的抑制性受体，在活化的 T 细胞和 NK 细胞上表达，其配体是 HLA - II 类分子和纤维蛋白原家族蛋白（FGL - 1）。FGL - 1 通常在肝脏中低表达，而在肿瘤细胞中高表达。在抗 NKG2C 抗体培养试验中，NKG2C + 细胞的 LAG - 3 水平达到 65% 至 85%，到共培养的第 7 天，PD - 1 水平在 0% 至 45% 之间。同型对照抗体孵育并没有促进 LAG - 3 和 PD - 1 的表达，这表明慢性激活促进了适应性 NK 细胞的衰竭。在扩增前，NK 细胞上的 LAG - 3 几乎缺失，但在培养的第 3 天开始上调。所有 PD - 1 + NK 细胞共同表达 LAG - 3，可能表明在持续刺激下检查点受体连续上调。细胞因子分泌减少可能是耗竭 NK 细胞的第一个功能障碍。
由于适应性 NK 细胞与 CD8 + T 细胞有共同的转录特征，所以在 NKG2C 慢性占位后，NK 细胞出现了与耗竭 CD8 + T 细胞类似的表观遗传改变。一些转录因子和表观遗传调控因子（FOXO1、FOXP1、SATB1、TCF12）启动子序列的高甲基化以及其他转录因子和表观遗传调控因子（IKZF3、NFATC、TOX、ZBTB38）的低甲基化与耗竭的 CD8 + T 细胞中的结果相似。
三、文末总结
NK 细胞衰竭机制复杂，因素众多。总结而言，原因还是肿瘤或慢性感染对适应性 NK 细胞进行长期慢性刺激，诱导 NK 细胞激活和扩增，但同时检查点表达也会增加，对肿瘤的杀伤能力也会降低，从而产生 NK 细胞功能抑制。
简评：NK 细胞和 T 细胞都是机体的重要效应细胞，在持续活化后都会出现耗竭表型，表达免疫检查点。