NK細胞是一種可產生促炎細胞因子的先天淋巴樣細胞，能夠殺死被病毒感染的細胞或癌細胞。大約20年前，在晚期白血病患者中，NK細胞介導的免疫療法已成為一種安全有效的療法。在那之后，有關NK細胞的抗癌研究呈指數增長，目前已是免疫療法創新的主要領域。

NK細胞療法的發展通常有兩個重點：優化用于過繼轉移的治療性NK細胞的來源以及增強NK細胞的體內毒性和持久性。

9月15日，在Nature Reviews Clinical Oncology發表的一篇題為“Exploring the NK cell platform for cancer immunotherapy”的綜述中，來自美國明尼蘇達大學的兩位科學家介紹了多種靶向人類癌癥的NK細胞療法以及增強體內NK細胞活性的方法，并為NK細胞療法研究確定了未來的方向。

NK細胞抗腫瘤

NK細胞具有細胞毒性活性，功能與CD8 T細胞最為相似。包括脾臟、肝臟、次級淋巴器官、胸腺、腸、扁桃體和子宮都是NK細胞的發育部位。

與B細胞和T細胞不同，NK細胞不表達體細胞重排的抗原受體，而是表達激活受體和抑制受體的隨機組合。通過這些不同受體表達的刺激信號與抑制信號的平衡使NK細胞表現出對靶細胞的應答或耐受（圖1）。

NK細胞具有多種功能，可以限制癌細胞的生長和擴散，也可以在腫瘤微環境（TME）中的炎癥趨化因子的引導下，將循環的NK細胞募集到腫瘤發生的部位。

進入TME后，NK細胞可以通過“missing-self”機制殺死癌細胞。NK細胞的激活被抑制受體與MHC-I（人類中稱為HLA-I）分子的結合所抑制。但是，許多癌細胞下調MHC-I分子的表達來逃避CD8 T細胞的檢測，NK細胞可以識別并對這種“missing-self”表型的細胞產生應答，最終導致靶細胞的裂解（圖1）。因此，在由于MHC-I下調而T細胞不能識別癌細胞的情況下，NK細胞具有治療潛力。

圖1 NK細胞通過平衡信號對病毒感染和轉化細胞產生應答

抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（ADCC）是NK細胞殺傷癌細胞的另一個關鍵機制，NK細胞通過細胞表面的Fc受體和單抗結合，識別并殺傷被單抗結合的腫瘤細胞。有證據表明，NK細胞介導的ADCC是治療性單抗（如利妥昔單抗和曲妥珠單抗）在血液癌癥或實體癌患者中取得成功的重要機制，這證明了NK細胞的巨大治療潛力。

除了直接誘導細胞毒性，NK細胞還通過產生促炎細胞因子（包括IFNγ和TNF）對轉化細胞產生應答。這些多效蛋白不僅能增強CD8 T細胞的應答能力，還對癌細胞具有有效的抗增殖、抗血管生成和促凋亡作用。

NK細胞來源

目前臨床上正在測試多種來源的治療性NK細胞，包括自體NK細胞和替代性NK細胞，后者包括臍帶血NK細胞、干細胞來源的NK細胞、細胞因子誘導的記憶樣NK細胞和嵌合抗原受體（CAR）NK細胞。其中，由于細胞分離、轉導和擴增過程中面臨的挑戰，原代NK細胞不是生成CAR細胞產物的理想底物。因此，當前CAR-NK細胞的臨床試驗主要集中在干細胞或祖細胞來源的產品上。
表1 部分正在進行的治療性NK細胞產品臨床試驗

來源：Nature Reviews Clinical Oncology

大量增加NK細胞毒性和壽命的方法也在臨床研究中，包括基于細胞因子的藥物、NK細胞銜接器分子和免疫檢查點抑制劑等。

體內NK細胞活性的增強

細胞因子

IL-2和IL-15被鑒定為提高NK細胞活性的關鍵細胞因子。在過去10年中，IL-15逐漸取代了IL-2。在黑色素瘤、結直腸癌、淋巴瘤和肺癌等癌癥同源小鼠模型上進行的初步研究中，rIL-15具有良好的耐受性，調節NK細胞和CD8 T細胞群的擴增，促進腫瘤消退并降低轉移。而且rIL-15既可以作為單一療法，也可以作為過繼細胞療法的佐劑。除rIL-15外，目前還有其它幾種利用IL-15的免疫刺激作用的方法正在進行臨床測試（圖2）。

圖2 增強NK細胞效應器功能的各種方法

NK細胞銜接器

各種免疫逃逸機制限制了體內NK細胞與腫瘤細胞的結合程度，這是開發廣泛有效的NK細胞療法的主要障礙。許多研究小組開發出了能使腫瘤浸潤性NK細胞以抗原特異性方式與腫瘤細胞接觸的分子，來增加這些細胞的天然細胞毒性。所開發的分子通常是由多個抗原靶向結構域（通常為scFvs）組成的雙特異性或三特異性銜接蛋白，一個結構域靶向NK細胞激活受體，另一個結構域與特定的腫瘤相關抗原結合。

臨床前研究已顯示出多種NK細胞銜接器分子具有有效的抗腫瘤作用。目前，至少有4個靶向血液惡性腫瘤相關抗原的三特異性NK細胞銜接器療法（TriNKET）處于早期開發階段。盡管已經通過臨床測試的NK細胞銜接器療法數量很少，但有許多公司都在開發類似產品，預計將在不久的將來進入臨床試驗。

表2 部分NK細胞銜接器和NK細胞定向細胞因子療法臨床試驗

免疫檢查點抑制

TIGIT

TIGIT是NK細胞和T細胞表達的一種抑制性受體，具有Ig和ITIM結構域。TIGIT已被發現在人腫瘤浸潤性NK細胞中過表達。在多種小鼠模型中，抑制TIGIT可逆轉NK細胞的耗竭并促進NK細胞依賴性抗腫瘤免疫。

CD96

與TIGIT相似，研究發現腫瘤組織中的NK細胞上，抑制性受體CD96的水平要高于腫瘤周圍組織中NK細胞上的受體水平。另外，肝細胞癌樣本中NK細胞上較高水平的CD96表達與不良預后相關。目前CD96抑制劑尚未進入臨床試驗，但是臨床前數據表明，這種藥物具有抑制多種小鼠模型中實驗性或自發性轉移的能力。

PD-1/L1

在PD-L1+三陰性乳腺癌和PD-L1-白血病的臨床前模型中，NK細胞已被確定為PD-L1抗體誘導的細胞毒性的關鍵介質。而且在多種人類癌癥TME中的NK細胞上，PD-1表達發生上調。此外，在幾種胃腸道癌中，NK細胞上PD-1較高水平的表達與患者預后不良相關，這表明了靶向內源性或過繼性NK細胞上的PD-1的合理性。

TIM3

T細胞免疫球蛋白粘蛋白受體3（TIM-3）是另一種具有抑制特性的免疫檢查點蛋白，由包括NK細胞在內的各種白細胞表達，并與配體Galectin-9（在人類腫瘤中表達）結合。在一些研究中，肺癌患者NK細胞上TIM-3表達的增加預示了不良的預后，而且在離體NK細胞中抑制TIM-3可增強其細胞毒性和IFNγ的產生。在晚期黑色素瘤患者NK細胞中抑制TIM-3也具有相似的結果。

LAG-3

淋巴細胞激活基因3（LAG-3）是一種免疫檢查點受體，在包括NK細胞、活化的T細胞、B細胞和漿細胞樣樹突細胞在內的多種白細胞中廣泛表達，并且與MHC II類分子結合后可誘導抑制性信號傳導。臨床前證據表明，LAG-3與PD-1協同調節腫瘤的免疫逃逸，而LAG-3抑制可增強T細胞介導的抗癌免疫力。但是，LAG-3在調節NK細胞介導的抗腫瘤免疫中的作用尚不清楚，仍缺乏有關LAG-3抑制對人NK細胞影響的研究。來自鼠NK細胞的研究數據表明，LAG-3在介導對腫瘤細胞系的細胞毒性中具有積極作用（表明LAG-3可能在小鼠NK細胞中充當激活受體），這一領域還需要進一步的研究。

最后，值得一提的是，供體來源的傳統細胞療法具有若干障礙，“現貨型”產品對于實現過繼性NK細胞療法的廣泛獲得至關重要。而NK細胞特別適合采用“現貨”模式，原因有：（1）與T細胞不同，NK細胞不一定需要通過MHC分子呈遞抗原才能識別和殺死靶細胞；（2）可以選擇NK細胞來避免抑制性受體介導的抑制作用；（3）NK細胞來自自體環境中以前未經歷過癌癥誘導的免疫抑制的細胞。

NK細胞療法正逐漸成為一個非常有前途的臨床研究領域，但仍然有許多難題需要解決，如TME中的免疫抑制、NK細胞增殖和存活所必需的生長因子的缺乏等。未來的治療方法不僅必須將NK細胞靶向腫瘤細胞，而且還必須通過增加這些淋巴細胞在體內的持久性，來最大限度地提高治療性NK細胞產品的有效性。

參考資料：

Myers, J. A., Miller, J. S. Exploring the NK cell platform for cancer immunotherapy. Nature Reviews Clinical Oncology (2020)