自然殺傷（NK）細(xì)胞是一種先天淋巴細(xì)胞，它們具有發(fā)現(xiàn)并且迅速殺死受到感染、癌變、外來(lái)或應(yīng)激細(xì)胞的能力。NK細(xì)胞近年來(lái)受到廣泛關(guān)注，它不但可以直接殺死腫瘤細(xì)胞，而且可以迅速表達(dá)多種細(xì)胞因子和趨化因子，募集其它免疫細(xì)胞和促進(jìn)T細(xì)胞和B細(xì)胞的適應(yīng)性免疫反應(yīng)。而且，NK細(xì)胞可以被IgG抗體激活，產(chǎn)生抗體依賴(lài)性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性（ADCC）。此外，它很少激發(fā)自身免疫反應(yīng)，反而可以促進(jìn)免疫平衡，對(duì)抗自身免疫性疾病。NK細(xì)胞的多種有益特征讓它們成為免疫療法的理想靶標(biāo)。近日，Nature Reviews Drug Discovery上的一篇綜述對(duì)利用NK細(xì)胞開(kāi)發(fā)抗癌免疫療法的多種策略進(jìn)行了盤(pán)點(diǎn)。

人體NK細(xì)胞的生物學(xué)

NK細(xì)胞屬于1型先天淋巴細(xì)胞，它的主要特征之一是生成1型細(xì)胞因子，包括IFNγ和腫瘤壞死因子（TNF）。NK細(xì)胞的活性受到細(xì)胞表面表達(dá)的多種激活性和抑制性受體的調(diào)控。大多數(shù)健康細(xì)胞表達(dá)I型主要組織相容性復(fù)合體（MHC-I），它們激發(fā)強(qiáng)力的抑制信號(hào)來(lái)抑制NK細(xì)胞的活性。而腫瘤細(xì)胞經(jīng)常通過(guò)降低MHC-I的表達(dá)來(lái)逃避CD8陽(yáng)性細(xì)胞毒性T細(xì)胞的識(shí)別，MHC-I配體的丟失和/或激活性受體的配體表達(dá)升高會(huì)改變NK細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路平衡，導(dǎo)致NK細(xì)胞激活并且攻擊與它們接觸的靶細(xì)胞。

▲NK細(xì)胞的作用機(jī)制（圖片來(lái)源：參考資料[2]）

在外周血中，NK細(xì)胞能夠很容易接觸到血液腫瘤細(xì)胞，實(shí)體瘤相對(duì)來(lái)說(shuō)更難觸達(dá)和浸潤(rùn)，而且具有免疫抑制能力的腫瘤微環(huán)境可以驅(qū)動(dòng)NK細(xì)胞進(jìn)入耗竭狀態(tài)。目前，研發(fā)人員正在使用多種手段增強(qiáng)NK細(xì)胞的功能。

增強(qiáng)NK細(xì)胞功能的策略

刺激NK細(xì)胞的細(xì)胞因子

多種激活性細(xì)胞因子或者抑制性細(xì)胞因子的拮抗劑目前在臨床試驗(yàn)中接受評(píng)估。比如，IL-2可以直接刺激T細(xì)胞和NK細(xì)胞的增生和激活。IL-2經(jīng)常被用于在體外激活NK細(xì)胞，然而它在體內(nèi)的使用受到毒副作用和激活免疫抑制性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的限制。多家公司正在開(kāi)發(fā)選擇性激活T細(xì)胞和NK細(xì)胞的IL-2類(lèi)似物。比如賽諾菲公司的SAR444245，Alkermes公司開(kāi)發(fā)的nemvaleukin alfa（ALKS 4230），Anaveon公司開(kāi)發(fā)的選擇性IL-2R激動(dòng)劑ANV419等等。

IL-15是有望替代IL-2功能的細(xì)胞因子之一，它可以刺激NK和CD8陽(yáng)性T細(xì)胞，但是不會(huì)激活Treg細(xì)胞。目前，多款I(lǐng)L-15重組蛋白正在臨床試驗(yàn)中接受檢驗(yàn)。其中，ImmunityBio公司的IL-15超級(jí)激動(dòng)劑Anktiva（N-803）已經(jīng)在治療膀胱癌、惰性非霍奇金淋巴瘤等疾病的臨床試驗(yàn)中獲得積極結(jié)果。

▲Anktiva的作用機(jī)制（圖片來(lái)源：ImmunityBio公司官網(wǎng)）

其它激活NK細(xì)胞的細(xì)胞因子包括IL-12、IL-18、IL-21，以及TGFβ抑制劑。

激發(fā)ADCC反應(yīng)的抗體

NK細(xì)胞的一個(gè)典型效應(yīng)功能是通過(guò)CD16受體介導(dǎo)的ADCC，殺死IgG1或IgG3抗體靶向的細(xì)胞。NK細(xì)胞表面CD16的不同形態(tài)會(huì)影響CD16與抗體Fc端的親和力。具體來(lái)說(shuō)，CD16蛋白第158位的氨基酸為苯丙氨酸（158F）時(shí)，與Fc的親和力低，而這一位置上的氨基酸為纈氨酸（158V）時(shí)，與Fc的親和力高。新一代單克隆抗體療法很多對(duì)Fc端進(jìn)行了修飾，改善了它們與CD16的結(jié)合，促進(jìn)了ADCC的產(chǎn)生。同時(shí)很多抗體在合成時(shí)使用了預(yù)防抗體Fc端巖藻糖基化的哺乳動(dòng)物培養(yǎng)系統(tǒng)，增強(qiáng)了它們與CD16的結(jié)合。

雙特異性或特異性抗體

雙特異性或三特異性抗體可以同時(shí)與激活NK細(xì)胞的受體和腫瘤抗原相結(jié)合，促進(jìn)更有效和持久的NK介導(dǎo)細(xì)胞毒性。與普通單抗不同，這些融合蛋白可以被設(shè)計(jì)成與多種不同的腫瘤抗原和NK受體相結(jié)合，并且可以利用抗體可變區(qū)片段（Fv）與CD16結(jié)合，保證它們可以與158V C16和158F C16有效結(jié)合。類(lèi)似的蛋白設(shè)計(jì)已經(jīng)在雙特異性T細(xì)胞銜接器（BiTE）中得到應(yīng)用。

目前，臨床進(jìn)展最快的CD16雙特異性抗體之一是Affimed公司開(kāi)發(fā)的AFM13。這是一款靶向CD30的雙特異性抗體。在治療霍奇金和非霍奇金淋巴瘤患者的1期臨床試驗(yàn)中，它與源于臍帶血的NK細(xì)胞聯(lián)用，在接受推薦劑量治療的12名患者中，達(dá)到100%的客觀緩解率。

三特異性NK細(xì)胞銜接器不但可以與腫瘤抗原和CD16受體結(jié)合，還可以包含IL-15，從而通過(guò)與NK細(xì)胞表面的IL-15受體相結(jié)合，增強(qiáng)NK細(xì)胞的活性。三特異性抗體由于具有同時(shí)與不同NK細(xì)胞受體結(jié)合的潛力，因此正在成為NK細(xì)胞免疫療法的一個(gè)令人興奮的前沿。不過(guò)，哪些激活性受體組合能夠最大程度增強(qiáng)NK細(xì)胞的抗癌活性仍然需要更多研究。

▲增強(qiáng)NK細(xì)胞功能的雙特異性和三特異性抗體（圖片來(lái)源：參考資料[1]）

過(guò)繼性NK細(xì)胞療法

大多數(shù)過(guò)繼性NK細(xì)胞療法通過(guò)不同渠道收集NK細(xì)胞，在體外增強(qiáng)它們的功能，然后將它們輸注到癌癥患者體內(nèi)。自體和同種異體NK細(xì)胞都可以作為過(guò)繼性NK細(xì)胞療法的來(lái)源。目前同種異體的NK細(xì)胞來(lái)源多種多樣，包括外周血NK細(xì)胞、來(lái)自臍帶血或胎盤(pán)的NK細(xì)胞，以及從誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）分化生成的NK細(xì)胞。有些研究顯示，臍帶血來(lái)源的NK細(xì)胞更容易培養(yǎng)并且激活，不過(guò)從成人外周血中獲得的NK細(xì)胞更具有天然的細(xì)胞裂解能力。NK細(xì)胞系（比如NK92）和iPSC細(xì)胞系可能提供可以重復(fù)再生的NK細(xì)胞來(lái)源。

▲NK細(xì)胞的不同來(lái)源（圖片來(lái)源：參考資料[3]）

在增強(qiáng)NK細(xì)胞功能方面，一種直截了當(dāng)?shù)姆椒ㄊ窃隗w外使用細(xì)胞因子進(jìn)行刺激，歷史上常用的細(xì)胞因子是IL-2。近年來(lái)，IL-12，IL-15， IL-18，IL-21等其它刺激因子也被用于體外刺激NK細(xì)胞，并且能夠產(chǎn)生長(zhǎng)期生存，具有記憶能力的NK細(xì)胞。

Affimed公司開(kāi)發(fā)的靶向CD16/CD30雙特異性抗體AFM13也可以用于在體外預(yù)先與NK細(xì)胞結(jié)合，促進(jìn)NK細(xì)胞對(duì)CD30陽(yáng)性淋巴瘤的反應(yīng)。今日，Affimed公司在AACR大會(huì)上公布的AFM13的最新臨床試驗(yàn)結(jié)果。詳情請(qǐng)看今日推送次條。

在NK細(xì)胞表面表達(dá)靶向腫瘤抗原的嵌合抗原受體（CAR）可以賦予NK細(xì)胞靶向特定腫瘤的能力。CAR-NK細(xì)胞與CAR-T細(xì)胞相比可以提供多種優(yōu)勢(shì)，包括細(xì)胞因子釋放綜合征風(fēng)險(xiǎn)更小。而且即使CAR-NK細(xì)胞失去了CAR，仍然可以通過(guò)內(nèi)在表達(dá)的激活性受體識(shí)別和殺傷腫瘤細(xì)胞。

在引入CAR以外，研發(fā)人員正在探索使用其它基因工程改造，增強(qiáng)NK細(xì)胞功能的策略。其中包括通過(guò)表達(dá)趨化因子受體，促進(jìn)腫瘤浸潤(rùn)?；贏DCC的療法可以在NK細(xì)胞上表達(dá)高親和力的138V CD16受體，與激發(fā)ADCC的抗體聯(lián)用構(gòu)成組合療法。最后，使用CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)可以從NK細(xì)胞中敲除副調(diào)節(jié)因子。這些手段為構(gòu)建更好的NK細(xì)胞療法提供了多種可能性。

▲部分處于臨床開(kāi)發(fā)階段的過(guò)繼NK細(xì)胞療法（數(shù)據(jù)來(lái)源：參考資料[1]，藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)制圖）

總結(jié)和未來(lái)方向

綜述作者指出，雖然開(kāi)發(fā)NK細(xì)胞作為抗癌免疫療法近年來(lái)獲得了迅猛的發(fā)展，這一領(lǐng)域仍然處于起始階段，開(kāi)發(fā)新方法進(jìn)一步增強(qiáng)NK細(xì)胞免疫療法平臺(tái)的未來(lái)充滿光明。有待解決的重要目標(biāo)包括改善NK細(xì)胞對(duì)實(shí)體瘤的靶向特異性，以及當(dāng)NK細(xì)胞達(dá)到免疫抑制性腫瘤微環(huán)境后，如何增強(qiáng)它們的激活、細(xì)胞裂解能力以及生存。

CARs，先進(jìn)抗體工程學(xué)，以及多元受體結(jié)合技術(shù)，為優(yōu)化NK細(xì)胞的激活提供了廣泛的機(jī)會(huì)。聚焦于NK細(xì)胞的組合療法將提供下一波臨床進(jìn)展。

參考資料：

[1] Maskalenko et al., (2022). Harnessing natural killer cells for cancer immunotherapy: dispatching the first responders. Nature Reviews Drug Discovery, https://doi.org/10.1038/s41573-022-00413-7

[2] Le Saux and Schvartzman (2019). Advanced Materials and Devices for the Regulation and Study of NK Cells. Int. J. Mol. Sci., https://doi.org/10.3390/ijms20030646

[3] Zhang et al., (2022). CAR-NK cells for cancer immunotherapy: from bench to bedside. Biomarker Research, https://doi.org/10.1186/s40364-022-00364-6

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