NK 细胞：肿瘤免疫治疗的下一位 “顶流”！
随着新冠疫情防控政策的放开，越来越多的人 “中招” 进入 “羊圈”。有专家依据数学模型测算，我国最终可能有 80% 至 90% 的人会感染新冠病毒。这无疑是一场难以避免的战争。
免疫力是人体自身的防御机制，更是战胜病毒的终极武器。而免疫力的强弱与机体的免疫细胞紧密相关。NK 细胞作为固有免疫细胞家族中的重要成员，常年奋战在人体抵抗癌细胞和病毒感染的第一道防线上，堪称守卫人体健康的生力军。科学研究表明：自然杀伤细胞（natural killer cells，NK 细胞）数量充足且活性更佳的患者，病毒载量下降更快，症状也可能更轻。
本文将围绕 NK 细胞的发育和分类、NK 细胞的激活和抑制信号、肿瘤微环境中的 NK 细胞、NK 细胞相关免疫治疗等方面展开，带你深入认识 NK 细胞。
目前主流的 NK 细胞发育模型认为，NK 细胞来源于骨髓中的 CD34 + CD45RA + 造血祖细胞（HPCs）。在骨髓中，NK 细胞由 HPCs 经由常见的淋巴样祖细胞（CLPs）和 NK 细胞前体（NKPs）发展而来，随后迁移至外周血（Conventional NK cells，cNK 细胞）或组织（tissue - resident NK cells，trNK 细胞）。
trNK 细胞的分化发生在不同的组织部位，包括肺、胸腺、肝脏、子宫、皮肤、皮下脂肪组织以及肾脏。在这些位点，NK 细胞具有不同的表型特征和功能，构成了 NK 细胞在不同成熟阶段的循环。不仅不同的组织类型之间存在差异，即使在同一器官和同一组织中，NK 细胞也具有高度的异质性。
NK 细胞通常根据表面蛋白 CD56 和 CD16 的相对表达分为两类：CD56brightCD16 -（具有免疫调节和细胞因子产生功能）和 CD56dimCD16 +（具有细胞毒性）。其中，CD56dimCD16bright 占全部 NK 细胞的 90%，CD56brightCD16neg/dim 仅占约 10%。
CD56bright NK 细胞是强大的细胞因子生产者，除非被 IL - 15 等促炎细胞因子启动，否则细胞毒性较弱。相比之下，CD56dim NK 细胞群能够介导感染和 / 或恶性细胞的系列杀伤，主要通过含有颗粒酶 B 和穿孔素的预先组装的细胞溶解颗粒的胞吐作用，最终诱导靶细胞凋亡。
NK 细胞作为固有免疫的主要效应细胞类型，能够在早期杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞。它们依靠 “迷失自己”（missing - self）和 “诱导自己”（induced - self）模式来识别靶细胞，在激活信号和抑制信号之间维持着精确的平衡。这些相互作用的信号最终决定了 NK 细胞的激活和功能状态。
NK 细胞的激活信号包括细胞因子结合受体、整合素、杀伤受体（CD16、NKp40、NKp30 和 NKp44）、识别非自身抗原的受体（Ly49H）以及其他受体（如 NKp80、SLAMs、CD18、CD2 和 TLR3/9）。总体而言，根据配体的不同，NK 细胞的激活受体至少可以分为三种类型，包括 MHC - I 特异性受体、MHC - I 相关受体和 MHC - I 非相关受体。
NK 细胞的抑制信号主要包括识别 MHC - I 的受体，如 Ly49s、NKG2A 和 LLT1，以及一些 MHC - I 非相关受体。此外，MHC - I 特异性抑制受体根据结构和功能一般可分为三种类型：杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）、杀伤凝集素样受体（KLRs）和白细胞免疫球蛋白样受体（LILRs）。
图2. NK细胞功能受细胞表面受体和细胞因子的调节
肿瘤微环境（tumour microenvironment，TEM）高度复杂且不断发展，它能够维持肿瘤生长并影响免疫逃逸和恶性肿瘤进展。除了基质细胞、成纤维细胞和内皮细胞外，TME 还包括固有免疫细胞和适应性免疫细胞。
NK 细胞常见于人类肿瘤的 TME，包括原发肿瘤、转移灶和肿瘤浸润淋巴结。当 NK 细胞被整合素、趋化因子受体和选择素招募时，它们从血液中渗出，穿过 ECM 和肿瘤间质，抵达肿瘤床。在 TME 中，NK 细胞通过脱颗粒、ADCC 或 FASL/TRAIL 诱导的凋亡来消除肿瘤。此外，NK 细胞还可以分泌细胞因子或趋化因子来招募其他免疫细胞，并上调其抗肿瘤反应。然而，NK 细胞的反应性往往受到肿瘤细胞或其他细胞分泌的抑制因子或细胞与细胞直接相互作用的阻碍。
临床统计数据表明，TME 中 NK 细胞的丰度预示着几种癌症患者的预后更好，包括肝细胞癌（HCC）、黑色素瘤、乳腺癌、非小细胞肺癌（NSCLC）、鳞状细胞肺癌、肺腺癌、肾细胞癌、胃癌。这种浸润不仅增强了对靶细胞的直接杀伤，而且还提供了免疫调节细胞因子，从而形成适应性免疫反应。
NK 细胞能够识别并与肿瘤细胞反应，是一种重要的抗肿瘤免疫疗法效应器。
近年来，NK 细胞相关免疫治疗的研究蓬勃发展，最新的进展主要集中在细胞因子疗法、过继性 NK 细胞疗法、基因工程化 NK 细胞疗法、单克隆抗体和 NK 细胞衔接器等方面。此外，基于 NK 细胞的治疗无论是单独使用还是与其他治疗方法联合使用都取得了良好的效果，这表明它在恶性肿瘤中具有广泛而有效的应用前景。
据报道，IL - 2 可以直接刺激 T 细胞和 NK 细胞的增殖和激活。因此，IL - 2 经常被用于在体外激活 NK 细胞，然而它在体内的使用受到毒副作用和激活免疫抑制性调节性 T 细胞（Treg）的限制。为优化 IL - 2 作为免疫治疗剂的疗效，研究人员对 IL - 2 进行了修饰或工程化处理，以诱导 NK 细胞的更大激活和扩张，同时减少 Treg 细胞的扩张。
IL - 15 是有望替代 IL - 2 功能的细胞因子之一，它可以刺激 NK 和 CD8 + T 细胞，但不会激活 Treg 细胞。目前，多款 IL - 15 重组蛋白正在临床试验中接受检验。此外，其他可用于激活 NK 细胞的细胞因子有 IL - 12、IL - 18、IL - 21，以及 TGFβ 抑制剂。
大多数以 NK 为基础的过继转移治疗从各种来源获取 NK 细胞，通过各种方法增强其体外功能，然后将其注入癌症患者体内。自体和同种异体 NK 细胞都可以作为过继性 NK 细胞疗法的来源。
目前，同种异体的 NK 细胞来源多种多样，包括外周血 NK 细胞、来自脐带血或胎盘的 NK 细胞，以及从诱导多能干细胞（iPSC）分化生成的 NK 细胞。有些研究显示，脐带血来源的 NK 细胞更容易培养并且激活，不过从成人外周血中获得的 NK 细胞更具有天然的细胞裂解能力。NK 细胞系（比如 NK92）和 iPSC 细胞系可能提供可以重复再生的 NK 细胞来源。
通过嵌合抗原受体（CARs）对免疫细胞进行基因修饰，直接靶向肿瘤细胞是一种很有前途的癌症治疗方法。在 NK 细胞表面表达靶向肿瘤抗原的 CAR 可以赋予 NK 细胞靶向特定肿瘤的能力。
与 CAR - T 相比，CAR - NK 治疗的优势很明显，包括识别肿瘤的可能性更高（包括细胞因子和凋亡），细胞因子释放风暴（cytokine releasing storm，CRS）的发生率更低。而且即使 CAR - NK 细胞失去了 CAR，仍然可以通过内在表达的激活性受体识别和杀伤肿瘤细胞。
根据抗体的靶向不同，可以分为两类：
一类是靶向肿瘤相关抗原的治疗性抗体，例如靶向表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）的西妥昔单抗（Cetuximab）、靶向 CD20 的利妥昔单抗（Rituximab），通过 NK 细胞诱导 ADCC 效应达到治疗目的；另一类是直接靶向 NK 细胞抑制受体的抗体，例如靶向 NKG2A 的莫那利珠单抗（Monalizumab），活化 NK 细胞对肿瘤细胞进行杀伤。
各种免疫逃避机制限制了 NK 细胞在体内与肿瘤细胞的结合程度，是实现广泛有效的 NK 细胞治疗的主要障碍。为了增强肿瘤浸润性 NK 细胞的自然细胞毒性，许多研究团队已经在开发一些分子，使这些细胞以抗原特异性的方式与肿瘤细胞接触。这些分子通常是由多个抗体（通常为单链抗体）组成的双特异或三特异性接合器，可以同时靶向肿瘤细胞抗原以及 NK 细胞活化受体，将 NK 细胞和肿瘤细胞 “拉拢” 在一起，进而引发 NK 细胞杀伤肿瘤细胞。
免疫力是人体自身的防御机制，更是战胜病毒的终极武器。而免疫力的强弱与机体的免疫细胞紧密相关。NK 细胞作为固有免疫细胞家族中的重要成员，常年奋战在人体抵抗癌细胞和病毒感染的第一道防线上，堪称守卫人体健康的生力军。科学研究表明：自然杀伤细胞（natural killer cells，NK 细胞）数量充足且活性更佳的患者，病毒载量下降更快，症状也可能更轻。
本文将围绕 NK 细胞的发育和分类、NK 细胞的激活和抑制信号、肿瘤微环境中的 NK 细胞、NK 细胞相关免疫治疗等方面展开，带你深入认识 NK 细胞。
一、NK 细胞的发育和分类
目前主流的 NK 细胞发育模型认为，NK 细胞来源于骨髓中的 CD34 + CD45RA + 造血祖细胞（HPCs）。在骨髓中，NK 细胞由 HPCs 经由常见的淋巴样祖细胞（CLPs）和 NK 细胞前体（NKPs）发展而来，随后迁移至外周血（Conventional NK cells，cNK 细胞）或组织（tissue - resident NK cells，trNK 细胞）。
trNK 细胞的分化发生在不同的组织部位，包括肺、胸腺、肝脏、子宫、皮肤、皮下脂肪组织以及肾脏。在这些位点，NK 细胞具有不同的表型特征和功能，构成了 NK 细胞在不同成熟阶段的循环。不仅不同的组织类型之间存在差异，即使在同一器官和同一组织中，NK 细胞也具有高度的异质性。
NK 细胞通常根据表面蛋白 CD56 和 CD16 的相对表达分为两类：CD56brightCD16 -（具有免疫调节和细胞因子产生功能）和 CD56dimCD16 +（具有细胞毒性）。其中，CD56dimCD16bright 占全部 NK 细胞的 90%，CD56brightCD16neg/dim 仅占约 10%。
CD56bright NK 细胞是强大的细胞因子生产者，除非被 IL - 15 等促炎细胞因子启动，否则细胞毒性较弱。相比之下，CD56dim NK 细胞群能够介导感染和 / 或恶性细胞的系列杀伤，主要通过含有颗粒酶 B 和穿孔素的预先组装的细胞溶解颗粒的胞吐作用，最终诱导靶细胞凋亡。
图1. NK细胞的表型及功能
二、NK 细胞的激活和抑制信号
NK 细胞作为固有免疫的主要效应细胞类型，能够在早期杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞。它们依靠 “迷失自己”（missing - self）和 “诱导自己”（induced - self）模式来识别靶细胞，在激活信号和抑制信号之间维持着精确的平衡。这些相互作用的信号最终决定了 NK 细胞的激活和功能状态。
NK 细胞的激活信号包括细胞因子结合受体、整合素、杀伤受体（CD16、NKp40、NKp30 和 NKp44）、识别非自身抗原的受体（Ly49H）以及其他受体（如 NKp80、SLAMs、CD18、CD2 和 TLR3/9）。总体而言，根据配体的不同，NK 细胞的激活受体至少可以分为三种类型，包括 MHC - I 特异性受体、MHC - I 相关受体和 MHC - I 非相关受体。
NK 细胞的抑制信号主要包括识别 MHC - I 的受体，如 Ly49s、NKG2A 和 LLT1，以及一些 MHC - I 非相关受体。此外，MHC - I 特异性抑制受体根据结构和功能一般可分为三种类型：杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）、杀伤凝集素样受体（KLRs）和白细胞免疫球蛋白样受体（LILRs）。
图2. NK细胞功能受细胞表面受体和细胞因子的调节
三、肿瘤微环境中的 NK 细胞
肿瘤微环境（tumour microenvironment，TEM）高度复杂且不断发展，它能够维持肿瘤生长并影响免疫逃逸和恶性肿瘤进展。除了基质细胞、成纤维细胞和内皮细胞外，TME 还包括固有免疫细胞和适应性免疫细胞。
NK 细胞常见于人类肿瘤的 TME，包括原发肿瘤、转移灶和肿瘤浸润淋巴结。当 NK 细胞被整合素、趋化因子受体和选择素招募时，它们从血液中渗出，穿过 ECM 和肿瘤间质，抵达肿瘤床。在 TME 中，NK 细胞通过脱颗粒、ADCC 或 FASL/TRAIL 诱导的凋亡来消除肿瘤。此外，NK 细胞还可以分泌细胞因子或趋化因子来招募其他免疫细胞，并上调其抗肿瘤反应。然而，NK 细胞的反应性往往受到肿瘤细胞或其他细胞分泌的抑制因子或细胞与细胞直接相互作用的阻碍。
临床统计数据表明，TME 中 NK 细胞的丰度预示着几种癌症患者的预后更好，包括肝细胞癌（HCC）、黑色素瘤、乳腺癌、非小细胞肺癌（NSCLC）、鳞状细胞肺癌、肺腺癌、肾细胞癌、胃癌。这种浸润不仅增强了对靶细胞的直接杀伤，而且还提供了免疫调节细胞因子，从而形成适应性免疫反应。
四、NK 细胞相关免疫治疗
NK 细胞能够识别并与肿瘤细胞反应，是一种重要的抗肿瘤免疫疗法效应器。
近年来，NK 细胞相关免疫治疗的研究蓬勃发展，最新的进展主要集中在细胞因子疗法、过继性 NK 细胞疗法、基因工程化 NK 细胞疗法、单克隆抗体和 NK 细胞衔接器等方面。此外，基于 NK 细胞的治疗无论是单独使用还是与其他治疗方法联合使用都取得了良好的效果，这表明它在恶性肿瘤中具有广泛而有效的应用前景。
（一）细胞因子疗法
据报道，IL - 2 可以直接刺激 T 细胞和 NK 细胞的增殖和激活。因此，IL - 2 经常被用于在体外激活 NK 细胞，然而它在体内的使用受到毒副作用和激活免疫抑制性调节性 T 细胞（Treg）的限制。为优化 IL - 2 作为免疫治疗剂的疗效，研究人员对 IL - 2 进行了修饰或工程化处理，以诱导 NK 细胞的更大激活和扩张，同时减少 Treg 细胞的扩张。
IL - 15 是有望替代 IL - 2 功能的细胞因子之一，它可以刺激 NK 和 CD8 + T 细胞，但不会激活 Treg 细胞。目前，多款 IL - 15 重组蛋白正在临床试验中接受检验。此外，其他可用于激活 NK 细胞的细胞因子有 IL - 12、IL - 18、IL - 21，以及 TGFβ 抑制剂。
（二）过继性 NK 细胞治疗
大多数以 NK 为基础的过继转移治疗从各种来源获取 NK 细胞，通过各种方法增强其体外功能，然后将其注入癌症患者体内。自体和同种异体 NK 细胞都可以作为过继性 NK 细胞疗法的来源。
目前，同种异体的 NK 细胞来源多种多样，包括外周血 NK 细胞、来自脐带血或胎盘的 NK 细胞，以及从诱导多能干细胞（iPSC）分化生成的 NK 细胞。有些研究显示，脐带血来源的 NK 细胞更容易培养并且激活，不过从成人外周血中获得的 NK 细胞更具有天然的细胞裂解能力。NK 细胞系（比如 NK92）和 iPSC 细胞系可能提供可以重复再生的 NK 细胞来源。
（三）基因工程化 NK 细胞疗法
通过嵌合抗原受体（CARs）对免疫细胞进行基因修饰，直接靶向肿瘤细胞是一种很有前途的癌症治疗方法。在 NK 细胞表面表达靶向肿瘤抗原的 CAR 可以赋予 NK 细胞靶向特定肿瘤的能力。
与 CAR - T 相比，CAR - NK 治疗的优势很明显，包括识别肿瘤的可能性更高（包括细胞因子和凋亡），细胞因子释放风暴（cytokine releasing storm，CRS）的发生率更低。而且即使 CAR - NK 细胞失去了 CAR，仍然可以通过内在表达的激活性受体识别和杀伤肿瘤细胞。
（四）单克隆抗体
根据抗体的靶向不同，可以分为两类：
一类是靶向肿瘤相关抗原的治疗性抗体，例如靶向表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）的西妥昔单抗（Cetuximab）、靶向 CD20 的利妥昔单抗（Rituximab），通过 NK 细胞诱导 ADCC 效应达到治疗目的；另一类是直接靶向 NK 细胞抑制受体的抗体，例如靶向 NKG2A 的莫那利珠单抗（Monalizumab），活化 NK 细胞对肿瘤细胞进行杀伤。
（五）NK 细胞衔接器
各种免疫逃避机制限制了 NK 细胞在体内与肿瘤细胞的结合程度，是实现广泛有效的 NK 细胞治疗的主要障碍。为了增强肿瘤浸润性 NK 细胞的自然细胞毒性，许多研究团队已经在开发一些分子，使这些细胞以抗原特异性的方式与肿瘤细胞接触。这些分子通常是由多个抗体（通常为单链抗体）组成的双特异或三特异性接合器，可以同时靶向肿瘤细胞抗原以及 NK 细胞活化受体，将 NK 细胞和肿瘤细胞 “拉拢” 在一起，进而引发 NK 细胞杀伤肿瘤细胞。