近年来,随着免疫疗法的不断进展,多种恶性肿瘤的治疗方式发生了巨大改变。其中嵌合抗原受体基因修饰的T细胞(CAR-T)疗法无疑是新型抗癌疗法中的“超级明星”。它在血液肿瘤领域的应用取得了很好的疗效,越来越多的CAR-T产品陆续上市。
但CAR-T疗法所展现出的疗效主要集中于血液系统肿瘤,在治疗市场体量更大的实体瘤时,仍存在疗效不足、无法有效靶向目标等问题。
但,我们仍有希望。NK细胞疗法杀出重围,成为“异军突起”的明星治疗方法。
NK细胞又称自然杀伤细胞(Natural Killer Cell),是机体的一类固有免疫细胞,主要分布于外周血、肝脏和脾脏。
NK细胞作为人体抵抗癌细胞和病毒感染的第一道防线,具有对肿瘤的直接溶解活性,可非特异性直接杀伤肿瘤细胞,这种天然杀伤活性既不需要抗原致敏,也不需要抗体参与,且无MHC限制。
除了具有强大的杀伤功能外,还具有很强的免疫调节功能,与机体其他多种免疫细胞相互作用,调节机体的免疫状态和免疫功能。
那么对比CAR-T细胞,它究竟具有哪些优势呢,主要是以下三点:
与其他免疫细胞相比,NK细胞在癌症免疫治疗中反应快速,并且不会引发移植物抗宿主病(GvHD),甚至没有细胞因子释放综合征(CRS),并且没有神经毒性,也更少导致脱靶效应。
NK细胞可以从不同来源产生,如外周血、脐带血、胚胎干细胞、诱导性多能干细胞(iPS),甚至NK-92细胞系。
CAR-T疗法在实体瘤中的治疗效果并不像治疗血液肿瘤那么显著。利用较成熟的CAR技术修饰其他效应细胞来治疗肿瘤,同样是具有基础研究和临床意义的。
NK细胞被认为是更有潜力用CAR模式构建来治疗恶性肿瘤的,特别是在治疗实体瘤方面,可能比构建的CAR-T细胞的治疗效果更理想。
NK细胞已经被广泛应用到癌症等疾病的临床研究当中。那么,NK细胞究竟是如何帮助人们抗癌的呢?
发表于《Stem Cell Research & Therapy 》的一篇综述详细介绍了NK细胞的生物学特征,以及通过各种手段延长其寿命和增强抗癌功能。
NK细胞主要利用颗粒胞吐和免疫调节功能杀死靶细胞。NK细胞可释放穿孔素、颗粒酶,穿孔素在靶细胞表面穿孔,使颗粒酶进入靶细胞并诱导靶细胞凋亡。
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攻击 瓦解 消灭
同时分泌大量的细胞因子,如ifn-v、tnf-x、gm-csf等,直接作用于靶细胞,或通过进一步激活其他种类免疫细胞攻击靶细胞,靶细胞进入程序性凋亡状态。
与此同时,NK细胞一直被认为是短暂的、非特异性的,并且不能记住先前的抗原。
然而,最近的研究支持NK细胞记忆的存在。类似记忆的特征可以通过IL-12、IL-15和IL-18等细胞因子短期激活NK细胞而产生,称为细胞因子诱导记忆样NK细胞(CIML NK细胞),从而延长其寿命和增强抗癌功能。
事实上,许多关于NK细胞疗法治疗实体瘤的临床研究正在陆续开展。
通过https://www.clinicaltrials.gov/的查询可知,目前NK细胞疗法在卵巢癌中的临床试验包括9项已完成和7项正在进行的项目。
2016年11月至2019年1月东部战区总医院秦淮医疗区生物治疗科收治了15例卵巢癌患者,经2个疗程的NK细胞腹腔灌注治疗后,结果显示NK细胞腹腔灌注治疗可明显减轻腹腔积液量,其有效率为66.7%,无不良反应。
与治疗前比较,NK 细胞治疗后患者血清 IL-2、IFN-γ、TNF-α 水平均显著升高
2021年,日本京都大学iPS细胞研究所和国立癌症研究中心东医院发布消息称,已启动一项临床试验,利用诱导多能干细胞(iPSC细胞)已成功诱导出具有攻击癌细胞能力的NK细胞。将其注入卵巢癌已在腹腔扩散、抗癌药物失效的患者体内,用来对抗卵巢癌。
今年9月份,首例参与该项试验的50岁女性至今未出现严重副作用。鉴于此,本次临床试验还将有18例卵巢癌患者参与,共同验证疗效安全和有效性。
近日,麦克马斯特大学的研究人员正在开发一种与CAR-T细胞免疫疗法具有相同功效的疗法,但可以安全地用于治疗实体瘤。
为此,他们繁殖了来自乳腺癌患者和健康供体的NK细胞,然后对这些细胞进行基因改造,以靶向癌细胞上的HER2受体。
他们的体外实验表明,CAR-NK细胞有效地杀死了不同的乳腺癌细胞系和HER2过度表达的卵巢癌细胞系。与CAR-T细胞不同,HER2CAR-NK细胞可以区分表达HER2的癌细胞和表达HER2的健康细胞。
胶质母细胞瘤(GBM)是一种预后不良的高度恶性脑肿瘤,目前无法治愈。
Zhang等采用能在体外大量扩增的NK-92细胞系,设计出结合了HER2特异性抗体FRP5和包含CD28/CD3ζ信号传导结构域的密码子优化的第二代CAR(CAR5.28.z)。并研究了NK-92/5.28.z细胞对体外培养的GBM细胞和GBM小鼠肿瘤模型治疗的有效性和特异性。
结果显示这些CAR-NK细胞具有明显的抗肿瘤活性,且治疗后能诱导内源性抗肿瘤免疫。
目前,基于NK细胞的免疫疗法是研究的一大热点,尤其在肿瘤治疗领域。
有研究者认为,为了实现 NK细胞持续增强的效应功能,未来可以与CAR等基因工程相结合,以提高其抗原特异性。这一点已经在探索中,并取得了令人鼓舞的初步结果。
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