NK 细胞 —— 细胞界的 “特种兵”
NK 细胞源自英文 Natural Killer cell，即自然杀伤细胞，其特点是无需被激活便可直接上阵杀敌。NK 细胞是人体先天性免疫细胞的核心细胞，被视作人体健康的 “第一道防线”。此外，由于 NK 细胞具备 “免疫记忆”，能够实现与获得性免疫相同的功能，因而在肿瘤疫苗等领域备受期望。
NK 细胞概述 / Natural Killer cell
自然杀伤细胞（Natural killer cell，NK 细胞），是除 T 细胞、B 细胞之外的第三大类淋巴细胞，不但与抗肿瘤、抗病毒感染以及免疫调节相关，甚至参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生。
NK 细胞约占外周血淋巴细胞的 10 - 15%，拥有独立于 T 细胞和 B 细胞之外的发育途径。NK 细胞广泛分布于骨髓、外周血、肝、脾、肺和淋巴结等部位。其中，以外周血和脾、淋巴结中的 NK 细胞活性最高。
NK 细胞常用的表型标志是 CD56+CD16+CD19-CD3-，可以分为两个亚群。依据人类 NK 细胞表达 CD56 分子的表面密度，可将 NK 细胞分为 CD56bright 和 CD56dim 两个亚群。CD56dimNK 细胞占外周血 NK 细胞的 90%，属于终末分化的 NK 细胞亚群，以杀伤功能为主，具有极强的细胞毒性。CD56brightNK 细胞约占外周血 NK 细胞的 10%，为中间期过渡分化的 NK 细胞亚群，以分泌细胞因子为主，细胞毒活性较低。两者的平衡决定着 NK 细胞最终的功能。
1. 预防癌症：精准排查癌细胞
与其他免疫细胞不同，NK 细胞在识别肿瘤的机制上有着独特的方式，甚至能够对其他免疫细胞 “遗漏” 掉的癌细胞进行精准的 “排查” 与歼灭。我们人体每天都会产生约 6000 个癌细胞，负责日夜 “监视” 这些癌细胞的主要就是以 NK 细胞为主的先天性免疫细胞。
2. 抗击癌症：有效的广谱抗癌细胞
NK 细胞具有广谱的抗肿瘤作用，对几乎所有常见的癌细胞类型都有杀伤作用，包括肺癌、乳腺癌、肝癌、淋巴癌、食道癌等。NK 细胞的杀敌方式不拘一格，其抗癌机制极为多样。在最新的研究中，NK 细胞已被广泛应用于各种癌症治疗，如血液系统肿瘤、神经母细胞瘤、卵巢肿瘤、横纹肌肉瘤、乳腺癌、胃癌等，并在这些研究中取得了不错的治疗效果。另外，有研究显示，与健康人相比，癌症患者体内的 NK 细胞活性通常明显降低，因此，有效增加 NK 细胞数量、提高细胞活性被认为是直接提升癌症患者免疫力的重要因素。
3. 抵御病毒：流感、艾滋、乙肝、丙肝
NK 细胞对产生免疫逃逸的病毒有效，在临床中已被证实对甲型流感病毒、乙肝病毒、艾滋病毒、丙肝病毒均有效，对新冠病毒也同样有效果。新冠肺炎病毒属于一种对免疫有干扰的病毒，患有新冠肺炎病毒肺炎的患者在血液报告中显示淋巴细胞下降，具有特殊病毒影响免疫的特点。所以它能引发大规模感染和传播，病情加重会出现一定的危重症病例。NK 细胞会杀死被感染的细胞，避免这些细胞成为病毒培养基地，阻止更多病毒复制的产生。
4. 抗衰老：延长寿命 20%-30%
人的衰老是由于构成人体基本单位的细胞衰老所致，随着年龄增长，那些停止生长的细胞在体内不断积累，形成毫无用处的 “僵尸细胞”，久而久之会引发衰老相关疾病。如老年退行性疾病、心血管疾病、恶性肿瘤、组织 / 器官纤维化、糖尿病、骨质疏松症、自身免疫性疾病等等。这些疾病都具有极高的发病率以及死亡率，是人类死亡的重要因素。衰老是体内 “僵尸细胞” 堆积的结果，作为先天性免疫细胞的核心细胞，NK 细胞正是清除衰老细胞的绝对主力军。
治疗策略 / Treatment strategies
细胞因子：IL - 2 和 IL - 15 可提高机体内 NK 细胞活性，但潜在的恶化免疫反应是一个安全问题。
活化的 NK 细胞：将健康捐赠者的 NK 细胞在体外以 IL - 2 和 IL - 15 刺激后，再输注到癌症患者的血液中。
基因工程化 NK 细胞：CAR - NK 细胞转基因表达抗 B 细胞恶性肿瘤的抗 CD19 或抗 CD20 受体，IL - 2 和 IL - 15 增强 NK 细胞存活，或 NKG2D 提高肿瘤识别和溶解等不同治疗策略均正在临床试验进行中。
单克隆抗体：针对肿瘤相关抗原的治疗性抗体，如分别识别 CD20 和 EGF 受体的利妥昔单抗或西妥昔单抗，可通过 NK 细胞诱导 ADCC。针对抑制分子的抗体，如识别 NKG2A 的单抗，可增强 NK 细胞的反应。调控 NK 细胞检查点的大分子药物也正在开发中。
NK 细胞衔接器：靶向肿瘤抗原（如 CD19、CD20 或 EGFR）、NKp46 和 CD16 的多功能抗体将肿瘤细胞和 NK 细胞结合在一起，从而触发毒杀肿瘤细胞机制和促进 NK 细胞分泌细胞因子。
作为抗癌的第一道防线，NK 细胞已经成为免疫治疗临床试验中的重要一环。早在公元 2000 年，研究就已证实小鼠癌症的发生与 NK 细胞自身的缺陷有关。随着 NK 细胞在抗肿瘤方面的探索日益深入，越来越多的临床研究者希望了解 NK 细胞是如何对抗肿瘤的。当然，由于 NK 细胞抗癌的普遍性，近年来 NK 细胞用于治疗癌症的种类也愈发多样化。这也使得 NK 细胞疗法很可能会像 PD - 1/PD - L1 抑制剂一样，在未来成为广谱抗癌药的一种。
治疗策略 / Treatment strategies
NK 细胞作为人体机能的调节者，协调组织重塑，诱导免疫耐受，是对抗感染和疾病的第一线防御者。NK 细胞具有很强的功能和表型可塑性，能够响应环境变化，显著改变其行为和特性。同时，NK 细胞疗法不仅在血液肿瘤，还是转移性实体肿瘤方面，正在进行的多项 I/II 期试验显示了其可行性和潜在的疗效。NK 细胞疗法的独特优势使其成为对抗肿瘤的多功能工具。在这个不断发展的环境中，NK 细胞药物是有前途的药物，引领我们走向未来，癌症治疗不仅仅是一场战斗，而是一种个性化的、有针对性的、有效的治疗策略。
抗肿瘤优势 / ADVANTAGE
随着细胞免疫治疗的发展，NK 细胞逐渐引起大家的关注。与 T 细胞或其他免疫细胞相比，NK 细胞抗肿瘤具有以下几方面优势：
- 泛特异性识别：NK 细胞依赖其表面固有的多种活化性和抑制性受体识别肿瘤细胞，而 T 细胞需要树突状细胞提呈抗原，才可获得对特定抗原的识别。
- 快速杀伤：NK 细胞不需要抗原提呈，依靠其自身天然表达的受体识别肿瘤细胞，可在第一时间参与免疫反应，从识别到杀伤肿瘤细胞仅需几分钟。而 T 细胞需要树突状细胞提呈抗原，才可获得对特定抗原的识别并启动杀伤，18 - 24 小时才能完成对肿瘤的杀伤。
- 多途径杀伤肿瘤：NK 细胞可释放穿孔素和颗粒酶素直接杀伤肿瘤细胞，可能启动抗体依赖的细胞介导细胞毒性（ADCC）。此外，NK 细胞作为免疫调节细胞，还可以通过分泌细胞因子与趋化因子，促进巨噬细胞、树突状细胞、T 细胞等免疫细胞的活化以及向肿瘤部位聚集，启动人体的适应性免疫反应，发挥间接杀伤肿瘤细胞的功能。
- 不可预期风险低：NK 细胞亚群少，可能产生的细胞因子类型少，体内存活时间比 T 细胞短，不可预期风险低。
- 可采用异体细胞进行治疗：由于免疫排斥机制，T 细胞治疗目前多采用自体细胞，而已报道基于异体 NK 细胞的肿瘤免疫治疗均未见严重非可控移植物排斥宿主反应，表明异体 NK 细胞治疗的可行性。
治疗流程 / Treatment process
NK 细胞免疫治疗是通过体外扩增培养获得大量高活性 NK 细胞，并回输到患者体内。回输的 NK 细胞一方面可以消除癌细胞、突变细胞，另一方面可以打破机体免疫耐受，激活和增强机体的免疫力，控制癌细胞的转移和复发。具有治疗和防治肿瘤的双重功效。治疗流程如下：
- 供患者筛选：医生评估患者适合进行 NK 细胞治疗。供者进行体检以及 NK 活性筛查，确保获得健康的 NK 细胞。
- 外周血采集：健康供者进行外周血采集，经过分离获得外周血单个核细胞作为起始细胞进行培养，采血量一般为 50 - 100 毫升。
- 体外扩增培养：经过 2 - 3 周的体外扩增培养，获得增殖约千倍、抗肿瘤功能增强的 NK 细胞。
- NK 细胞输注：通过静脉注射、腹腔灌注等方式将 NK 细胞回输到患者体内，大约 30 分钟。一个疗程输注 3 次 NK 细胞，隔天一次。
临床研究进展 / Clinical research
目前，NK 细胞治疗已在多种肿瘤临床研究中开展，截至 2020 年 6 月，NK 细胞治疗的临床研究共有 761 项，主要进展如下：
造血系恶性肿瘤：异体来源 NK 细胞成为造血系统恶性肿瘤治疗的首选。造血系统恶性肿瘤的治疗中 NK 细胞过继回输主要有两种方案：一是联合常规治疗或干细胞移植，作为清除微小残留病灶、防止复发的辅助手段；另一种是抗肿瘤治疗。研究结果显示，可显著延长患者的无病生存期和总生存率。
实体瘤：在结肠癌、胃癌、直肠癌、肾癌、肺癌以及食管癌的临床研究中，NK 细胞的转输治疗可使患者获得疾病进展控制、生活质量改善等获益。然而，由于实体瘤患者肿瘤免疫微环境各异，对免疫治疗的结果有一定影响，因此目前 NK 细胞回输治疗实体肿瘤仍是研究的热点。
卵巢癌：大数据研究显示卵巢癌细胞的表面受体有利于诱导 NK 细胞的杀伤。已有的 6 项临床研究数据显示，异体 NK 细胞治疗后，部分患者的疾病得到有效控制，生存期平均延长 30.4 个月。此外，一项 2016 年至 2019 年的 3 年临床研究显示，NK 细胞腹腔灌注治疗 2 个疗程，66.7% 的患者疾病得到控制，且有效减轻患者的腹水量，提高患者的生活质量以及延长患者生存期。
参考文献：
(1) Sonpavde, G. PD-1 and PD-L1 Inhibitors asSalvage Therapy for Urothelial Carcinoma. N.Engl. J. Med. 2017, 376 (11), 1073.
(2) Xie, G. Z.; Dong, H.; Liang, Y.; Ham, J. D.; Rizwan, R.; Chen, J.Z. CAR-NK cells: A promising cellular immunotherapy for cancer. EBioMedicine 2020, 59, 10.
(3) Fang, F.; Xie, S.; Chen, M.; Li, Y.; Yue, J.; Ma, J.; Shu, X.; He,Y.; Xiao, W.; Tian, Z. Advances in NK cell production. Cell Mol Immunol 2022,DOI:10.1038/s41423-021-00808-3 10.1038/s41423-021-00808-3.
(4) Xu, J.; Niu, T. Natural killer cell-based immunotherapy for acutemyeloid leukemia. J Hematol Oncol 2020, 13 (1), 167.
(5) Hoogstad-van Evert, J. S.; Bekkers, R.; Ottevanger, N.; Jansen, J.H.; Massuger, L.; Dolstra, H. Harnessing natural killer cells for the treatmentof ovarian cancer. Gynecol Oncol 2020, 157 (3), 810.
(6) Nersesian, S.; Glazebrook, H.; Toulany, J.; Grantham, S. R.;Boudreau, J. E. Naturally Killing the Silent Killer: NK Cell-BasedImmunotherapy for Ovarian Cancer. FrontImmunol 2019, 10, 1782.
(7) Holsken, O.; Miller, M.; Cerwenka, A. Exploiting natural killercells for therapy of melanoma. J DtschDermatol Ges 2015, 13 (1), 23.
(8) Sadozai, H.; Gruber, T.; Hunger, R. E.; Schenk, M. RecentSuccesses and Future Directions in Immunotherapy of Cutaneous Melanoma. Frontiers in Immunology 2017, 8.