人類自然殺傷細胞（Nature Killer  Cell，NK）佔所有迴圈淋巴細胞的15%。NK細胞發現於20世紀70年代，主要與殺死感染的微生物和惡性轉化的同種異體和自體細胞有關。

NK細胞來源於CD34+共淋巴祖細胞。

據估計，NK細胞的半衰期大約為7~10天，它占人類外周血淋巴細胞總數的10-15%，也存在於脾臟、肝臟、肺、骨髓和淋巴結中，它們透過與DC細胞的相互作用發揮關鍵的免疫調節功能。

NK細胞是第一組固有淋巴樣細胞的典型成員，

具有分泌 IFN-γ 的能力。

終末分化的 NK 細胞缺乏B淋巴細胞（CD19-）和 T 淋巴細胞（CD3-）的表型標記，

CD56是NK細胞特徵的標誌

。人外周血NK細胞可分為CD56bright和CD56dim兩大類。

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NK細胞療法概述

CAR-T細胞免疫治療技術發展迅速，但在臨床應用中仍存在一些不足，例如在實體瘤的治療中顯示出很低的療效；不同的患者對CAR-T治療的耐受力有著很大的差別，部分患者會產生不同程度的神經毒性和細胞因子風暴。這也是CAR-T治療致力於改善的一個方向。

自然殺傷細胞（Nature Killer ），成為一個充滿潛力的候選療法。1975年，Kiessling等人給出了NK 細胞的基本定義。NK細胞來源非常廣泛，比如外周血、臍帶血、胚胎幹細胞、人類誘導多能幹細胞和NK細胞系。

細胞因子風暴（CRS）是由CAR-T細胞分泌的INF-γ、TGF-α、IL-1和IL-6因子等誘導的。然而，NK細胞分泌IL-3和GM-CSF，因此不太可能引起CRS。由於腫瘤微環境中PD-1的表達，CAR-T細胞的功能受到抑制。NK細胞分泌的PD-1水平較低，免疫抑制作用較小，這使NK細胞成為抗實體瘤的理想候選細胞。此外，NK細胞促進DC細胞遷移到腫瘤中，從而增強抗PD-1免疫治療。

NK細胞對腫瘤細胞具有一定的殺傷效果，而且不受MHC識別的限制，是腫瘤免疫治療的潛在治療方式。異體來源NK細胞移植幾乎不會誘發移植物抗宿主病（GVHD），不會導致CRS，可以作為完全“現貨型”產品使用。

在臨床前和臨床試驗中，CAR-NK細胞療法當之無愧成為細胞療法中的熱門選手。

CAR-NK細胞治療的臨床應用

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CAR-NK細胞概述

CAR（嵌合抗原受體）技術是基因工程與免疫療法的完美融合，是當前腫瘤治療領域最具前景的研究方向之一。CAR-NK細胞，由識別腫瘤特異抗原的細胞外訊號結構域、跨膜區和細胞內結構域組成，它們可以建立新的啟用途徑，以增強靶細胞的溶解。

CAR-NK細胞，不僅透過CAR特異性識別抗原表達腫瘤的能力，而且透過NK細胞受體自身來消除腫瘤。

NK細胞的活性取決於是刺激和抑制訊號的平衡，而不是抗原特異性。

這些訊號啟用銜接蛋白，釋放穿孔素和顆粒酶，並控制細胞因子的產生。NK細胞的另一種殺傷機制，涉及抗體依賴性細胞介導的細胞毒性。因此，CAR-NK細胞的靶向裂解基於CAR依賴和NK受體依賴機制，並且裂解也適用於抗原陰性膜的腫瘤。

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CAR-NK細胞療法的研究現狀

NK細胞的臨床前試驗，證明了其在造血幹細胞移植後對AML的臨床治療能力。然而，腫瘤逃避免疫監視，NK細胞的臨床治癒率也不高，因此限制了它們的治療前景。CAR修飾被認為是NK細胞提高細胞毒性的一種策略。

最近，CAR修飾的NK細胞在腫瘤中的作用正在被廣泛研究。

血液瘤中的臨床前研究

表1、CAR-NK細胞在血液瘤中的臨床前研究

實體瘤中的臨床前研究

表2、CAR-NK細胞在實體中的瘤臨床前研究

CAR-NK細胞的臨床研究

根據clinical。gov網站上的臨床資料，已有200多項關於CAR-T細胞的研究。然而，只有9項涉及CAR-NK細胞。

表3、CAR-NK細胞在血液瘤和實體瘤中的臨床研究

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臨床應用障礙和應對策略

CAR-NK細胞療法的改進

迄今為止，CAR-NK細胞療法進行了廣泛的臨床前研究。患者源性腫瘤異種移植（PDX）模型，是臨床癌症的優秀模型，因為它直接將腫瘤從患者轉移到NSG或NOG小鼠。大多數CAR-NK細胞療法在臨床前試驗中已在PDX模型中進行了療效評估，包括針對血液瘤靶點（如CD19、CD20、CD138和CS-1）和實體瘤（如HER2、GD2、PSCA和EGFRvIII）。

與PDX相比，人源化小鼠更為精確。透過將造血幹細胞移植到免疫缺陷小鼠體內以使其發育人類免疫系統，克服了PDX模型未能觀察到CAR-NK/T對腫瘤微環境中宿主免疫細胞的影響的失敗。

臨床應用障礙和應對策略

CAR-NK細胞療法具有巨大的潛力，但需要解決一些基本問題，以擴大其臨床應用。

首先，NK細胞體外培養擴增是第一道障礙。

單個供體的NK細胞數量不足以進行治療，這使得NK細胞的擴增和啟用變得非常關鍵。通常需要兩到三週來培養NK細胞。供體細胞數量的可用性仍然是一個障礙。此外，必須完全清除T細胞，以防止GVHD。因此，如何獲得足夠的NK細胞仍是一個挑戰。

第二，選擇合適CAR很關鍵。

目前的CARs是為構建CAR-T細胞而設計的。因此，對於NK細胞來說，是次優的選擇。CAR結合表位的位置及其與CAR-NK細胞表面的距離影響其結合抗原和啟用CAR-NK細胞的能力。

第三，選擇合適的方法將CAR轉化到NK細胞是CAR-NK細胞免疫治療的關鍵。

到目前為止，病毒載體和非病毒載體都被用來轉化CAR。雖然逆轉錄病毒載體的轉染效率很高，但它可能會引起插入突變、致癌和其他不良反應。而慢病毒載體儘管顯示出較低的插入突變發生率，但其對外周血NK細胞的轉染效率低至20%。睡美人系統已成功應用於CAR-T。然而，它對CAR-NK結構的適用性尚不清楚。mRNA轉染CAR-NK細胞也被認為是一種安全、實用的轉染方法。

最後，NK細胞對凍融過程敏感

。

解凍後NK細胞的存活率和細胞毒性顯著降低。一些研究小組發現，加入IL-2可以部分恢復冷凍NK細胞的活性。為了使細胞冷凍儲存成為可行的最佳策略，必須對冷凍NK細胞進行探索。

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安全性和有效性提高的新策略

CAR-NK細胞療法的安全性

將自殺基因整合到CARs和雙特異性CARs中可以提高CAR-NK細胞治療的安全性。HSV-TK/GCV自殺系統在20世紀90年代首次用於幹細胞移植。凋亡途徑，如Fas和caspase9已經被利用。

自殺基因

CAR-NK細胞療法的有效性

在設計CAR-NK細胞的過程中，沉默NK抑制受體使其對腫瘤有更強的抵抗力。當IL-4和IL-7受體結構域與反向細胞因子受體（4/7 ICR）融合並新增到CAR構建物中時，一些研究組發現來源於腫瘤的IL-4抑制作用降低，促進了CAR-T細胞的增殖。轉染CAR/ICR的T細胞在體內對含IL-4的TME具有持續的抗腫瘤作用。考慮到CAR-NK細胞的特異性，ICR受體（IL-15，IL-21）是否適用於CAR-NK細胞，尚需進一步研究。

有趣的是，CAR-T/NK細胞維持著固有的代謝過程。以4-1BB作為共刺激分子的CAR-T細胞依賴於氧化代謝，增強線粒體活性、T細胞增殖和永續性，並增強抗PD-1活性。因此，可以嘗試透過調節CAR-T/NK細胞的代謝來提高療效。

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文末小結

NK 細胞具有獨特的抗腫瘤效應，不受MHC限制的細胞毒性、產生細胞因子和免疫記憶等功能，使其成為先天性和適應性免疫反應系統中的關鍵角色。

CAR-NK 細胞療法是一個很有前途的臨床研究領域，對某些癌症患者具有良好的安全性和初步療效。相信，CAR-NK細胞療法可能會導致腫瘤免疫治療的革命性進展。

參考資料：

［1］CAR-NK for tumor immunotherapy： Clinicaltransformation and future prospects［J］。

Cancer Letters

Volume 472， 1 March 2020， Pages 175-180。

［2］CAR-expressing NK cells for cancer therapy： a new hope。

BiosciTrends

。 2020 Sep 6。

［3］。 Natural Born Killers： NK Cells in Cancer Therapy。

Cancers

（Basel）。 2020 Jul 31；12（8）：2131

▎文源：幹細胞者說；

美賽爾內容團隊編輯。

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