NK细胞的抗肿瘤机制及其应用研究进展

NK细胞的抗肿瘤机制及其应用研究进展

胡月  李娟通讯作者

（中国药科大学；江苏南京210009）

摘要：自然杀伤（NK）细胞作为人体免疫系统的重要组分，其受损或缺失与各类肿瘤发病率増加密切相关。NK细胞免疫疗法已成为肿瘤治疗的前沿技术之一，通过调节内源性NK细胞的功能或外源过继性NK细胞治疗，能够增强对肿瘤细胞的靶向与杀伤功能并强化适应性免疫应答。本文重点介绍了NK细胞的识别及抗肿瘤机制、肿瘤微环境中NK细胞功能障碍及NK细胞免疫疗法在三阴性乳腺癌（TNBC）治疗中的应用。

关键词：自然杀伤细胞；抗肿瘤机制；三阴性乳腺癌

TNBC是一种缺乏雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体表达的乳腺癌，具有易侵袭和复发率高的病理特征，约占所有乳腺癌类型的15%～20%[1]。乳腺癌的传统治疗方式包括手术治疗、放疗以及化疗等，但TNBC病理学特征特殊，常规治疗方式疗效受到严重制约。为了实现靶向杀伤肿瘤，抑制肿瘤复发与转移，开发一种高效低毒的新型治疗方案至关重要。

1NK细胞概述

NK细胞是首个被鉴定的先天性淋巴细胞亚型，构成人体免疫系统的第一道防线。NK细胞来源于骨髓中的CD34+造血干细胞，占外周血淋巴细胞的10%~20%，主要分布于肝、脾和淋巴结等。根据CD56表面抗原的表达量不同，NK细胞可分为CD56bright与CD56dimNK细胞两个亚群，CD56brightNK 细胞毒性弱但增殖快，能分泌干扰素-γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α），与活化的树突状细胞（DCs）有较强的相互作用，占外周血NK细胞的90%；CD56dimNK细胞分布于组织和次级淋巴器官，通过含有颗粒酶B和穿孔素的毒性颗粒胞吐作用诱导靶细胞凋亡[2]。

不同于T、B淋巴细胞，NK细胞既不受组织相容性抗原（MHC）限制，无需预先致敏就能非特异性杀伤肿瘤细胞，且能迅速启动机体免疫应答。因此NK细胞既可采用基因工程技术改造也可不做任何修饰直接用于治疗癌症。此外，NK细胞免疫疗法不会引起细胞因子释放综合征和移植物抗宿主病（GvHD）等嵌合抗原抗体-T（CAR-T）细胞免疫疗法存在的风险，可作为CAR-T细胞免疫抗肿瘤潜在的替代选择[2]。

NK细胞免疫疗法已成为肿瘤治疗领域的前沿技术之一。NK细胞受损或缺失与各类肿瘤的发病率増加密切相关，通过调节内源性NK细胞的功能或外源过继性NK细胞治疗，能够增强对肿瘤细胞的靶向与杀伤功能，并强化适应性免疫应答[3]。截至目前，已有大批NK细胞免疫疗法进入临床试验阶段，并在肿瘤治疗中显示出巨大潜力。NK细胞免疫疗法弥补了传统手术与放化疗的缺陷，有效避免了肿瘤复发与转移，成为延长肿瘤患者寿命的福音。

2NK细胞的识别及效应机制

2.1 NK细胞的受体-配体识别

NK细胞的抗肿瘤效应受细胞表面抑制和激活性受体的平衡调控。NK细胞表达多种抑制性受体，可分为MHC-I特异性和MHC-I非特异性受体，其中MHC-I特异性受体根据结构和功能可分为三类：杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）、杀伤凝集素样受体和白细胞免疫球蛋白样受体。肿瘤细胞通过下调细胞表面MHC-I以逃避毒性T细胞的识别，导致通过MHC-I传递的抑制信号减弱，称之为“缺失自我识别”。激活性受体主要包括C型凝集素家族同二聚体受体、DNAX辅助分子-1（DNAM-1）、自然细胞毒性受体以及抗体结合Fc受体（CD16）。NK细胞的抗肿瘤效应不仅依赖于抑制性受体对肿瘤细胞上MHC-I的识别，还需激活性受体识别肿瘤细胞特异性表达的应激诱导配体以激活NK细胞，即“诱导自我识别”[3]。

2.2 NK细胞的效应机制

NK细胞与肿瘤细胞之间这种由激活和抑制信号平衡调控的受体-配体识别作用，能够触发NK细胞的抗肿瘤效应。早期抗肿瘤过程中，NK细胞主要通过释放穿孔素和颗粒酶等毒性颗粒转运至免疫突触，破坏肿瘤细胞膜并诱导细胞凋亡，而晚期抗肿瘤过程中，NK细胞通过表达Fas配体和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体诱导细胞凋亡。NK细胞还通过CD16识别包被于肿瘤抗原上的抗体Fc段杀伤肿瘤细胞，即抗体依赖性细胞毒性效应。除了直接杀伤肿瘤细胞外，NK细胞还可分泌IFN-γ和TNF-α等促炎性细胞因子促进DCs的成熟，增强适应性免疫应答[4]。

3肿瘤微环境中NK细胞的功能障碍

根据“肿瘤免疫编辑”学说，免疫系统在肿瘤进展中塑造了肿瘤的免疫原性表型，导致其能逃避免疫反应，肿瘤免疫编辑包括免疫清除、平衡和逃逸三个阶段。免疫清除阶段中NK细胞作为天然免疫细胞，表达相应受体以实现对肿瘤细胞的监视和清除，使病灶部位恢复正常，当免疫系统无法彻底清除肿瘤细胞时，只能以抑制其过度生长的方式维持肿瘤与免疫系统之间的动态平衡。在免疫平衡状态中，免疫系统持续的选择压力促使免疫原性高的肿瘤细胞被清除，而残余的肿瘤细胞由于NK细胞功能障碍而逃避免疫系统的监视。NK细胞的功能障碍主要包含以下原因：（1）肿瘤细胞通过应激诱导配体下调逃避NK细胞介导的杀伤作用；（2）肿瘤细胞通过表达诱饵配体抑制NK细胞激活受体的信号传导，介导自我耐受并诱发对NK细胞治疗的抗药性；（3）肿瘤微环境中转化生长因子-β、白介素-10和前列腺素E2等免疫抑制细胞因子的释放驱动NK细胞进入耗竭状态；（4）TME的缺氧环境与低营养浓度限制了NK细胞的活性以及在肿瘤部位的有效募集

[5]。

4基于NK细胞免疫疗法的TNBC治疗研究进展

NK细胞免疫疗法是指从自体或异体采集分离NK细胞，在体外给予IL-2或IL-15刺激，以模拟骨髓微环境进行扩增，再转输到患者体内，以弥补内源性NK细胞在免疫抑制性TME中的功能衰竭，实现抑制肿瘤细胞增殖与增强人体免疫应答的目的。自体来源的NK细胞易于在体外扩增且输注后引起的GvHD风险较低，但NK细胞表面的免疫球蛋白样受体与自身MHC- I相互作用，导致抑瘤效果受限。而同种异体的NK 细胞由于表面KIRs与肿瘤细胞表面人类白细胞抗原C不匹配，可有效激发NK细胞的抗肿瘤活性。目前，同种异体的NK细胞来源多样，包括外周血NK细胞、脐带血NK细胞（UCB-NK）、NK92 细胞系以及诱导多能干细胞来源的NK细胞（iNK）。研究发现，UCB-NK更易培养和激活，而成人外周血NK细胞更具有天然的抗肿瘤活性，此外，NK92细胞系和iNK具有NK细胞重复再生的潜力[5]。

McMaster大学研究人员发现，长期冷冻保存的UCB-NK细胞经体外扩增后，细胞表面活化标志物表达增加，并通过产生高水平促炎性细胞因子IFN-γ和TNF-α而显示出卓越的抗肿瘤功能。此外，扩增的UCB-NK细胞对来自一例TNBC患者的原代乳腺癌细胞显示了细胞毒作用。因此证明了长期冷冻保存并不影响UCB-NK细胞的扩增能力和抗TNBC活性，具有重要的临床价值[6]。根据ClinicalTrials.gov网站公示信息，目前已有大量NK细胞产品的临床试验正在开展，大部分处于I/II期临床试验阶段。2022年，Therabest公司和Glycotope公司签署了一项协议，旨在评估增强型iNK（EiNK）细胞疗法TB-100与抗体偶联细胞因子GT-00A x IL15联合用于TNBC患者的临床开发。其中GT-00A抗体能够特异性靶向肿瘤细胞表面高表达的附膜蛋白MUC1，这种双组分融合策略旨在对抗NK细胞在实体瘤中低持久性和归巢性的阻碍，在保留NK细胞优势的同时使治疗效果最优化，预计用GT-00A x IL15重定向的TB-100可持续杀死MUC1阳性TNBC肿瘤细胞。未来，随着在多个肿瘤领域的研究渗透，NK细胞有望为更多患者提供新的契机。

参考文献

[1]胡江辉,向剑文.三阴性乳腺癌的临床病理特征及预后研究[J].当代医学,2021,27(13):54-56.

[2]于雅婷,张建.NK细胞代谢途径及其功能[J].中国免疫学杂志,2024,40(01):21-30.

[3]张淑芬,曾颖萍,孟廷廷等.NK细胞的抗肿瘤机制及其在肿瘤靶向治疗中的应用研究进展[J].药学学报,2022,57(01):122-133+277.

[4]陈莎莎,权雨荷,董忠军.NK细胞生物特性及抗肿瘤治疗研究进展[J].中国细胞生物学学报,2023,45(12):1757-1775.

[5]史聪丽,沈涯,徐志国等.NK细胞抗肿瘤机制及肿瘤免疫治疗的研究进展[J].右江医学,2023,51(04):366-369.

[6]Tong L,Jiménez-Cortegana C,Tay AHM,et al.NK cells and solid tumors:therapeutic potential and persisting obstacles[J].Mol Cancer,2022,21(1):206.