NK细胞：人体内的「逆行天使」

近日，新冠病毒肆虐，让整个中国陷入一场“免疫战争”。

和人体一样，面对病毒的进攻，我们的社会也启动了“免疫反应”，内地31个省区市全部启动重大突发公共卫生事件一级响应。成千上万的逆行者从各地奔赴湖北对抗疫情，其中的主力军是我们的医护人员。

如果用一种免疫细胞来形容医护人员，很容易想到人体内先天性免疫系统的自然杀伤细胞(natural killer cell，NK细胞)，他们都具备以下特点：

▪ 永远是走在最前线的战士，第一时间迎向肆虐的病毒；

▪ 具有广谱“杀敌”作用，不需要特异性识别或者扩增，启动时间最快；

▪ 反馈及时，发现“敌情”立即“上报”并启动整个免疫系统。

其他免疫细胞也陆续加入战斗，就像科研、物流、后勤等。只有在整个免疫系统的协同打击下，我们才能取得这场“战疫”的胜利。

科研人员像人体的适应性免疫系统，他们研究病毒特性，全力研发治疗手段，如疫苗、抗体、血浆及抑制病毒的药物。目前，全球科研人员已开展了大量针对新冠病毒的临床试验，给一线医护人员提供了强有力的支撑。

在这些研究中，NK细胞也没有缺席。

1月29日，Celularity公司和Sorrento公司联合宣布，将开展一项应用CYNK-001治疗和预防新型冠状病毒的临床试验。

CYNK-001最初由Celgene公司研发，别名包括：胎盘来源NK细胞治疗、脐血来源NK细胞-Celgene和PNK007。从这些别名可以看出，CYNK-001实际是一种脐带血来源的NK细胞现货产品。

而在国内，河南省科研项目《脐带血NK细胞治疗冠状病毒感染重症患者的临床研究》也获得了立项。

今天，我们就通过这篇文章，带大家了解一下强大的NK细胞和脐血来源NK细胞。

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自然杀伤细胞：

人体免疫力的第一道防线

人体有两种免疫系统：先天免疫和适应性免疫。适应性免疫的“主力军”包括B细胞和T细胞，能对“敌人”形成长期记忆，再次遇到则激发出强大杀伤力，而先天免疫主要依靠NK细胞。

NK细胞是人体免疫力的第一道防线，具备“广谱”的细胞毒杀作用，参与机体对抗所有病原体的战斗。NK细胞分布于骨髓、外周血、脾脏和肝脏等处，并在体内不断循环以寻找感染灶或肿瘤细胞。

与T细胞、B细胞不同，NK细胞不需要抗原提呈，可在第一时间参与免疫反应。现认为NK细胞的主要特征是在活化后迅速分泌穿孔素和颗粒酶裂解感染细胞和“转化”细胞，以及释放促炎细胞因子如干扰素等进行免疫调节。

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肿瘤治疗

近年来，NK细胞在肿瘤的免疫治疗中备受关注。

NK细胞能通过癌细胞表达的趋化因子，定位到这些癌变部位上发挥作用。NK细胞还显示出对某些癌症具有靶向性，包括白血病、淋巴瘤、皮肤癌、肾细胞癌、乳腺癌和卵巢癌。

这些优点使其成为治疗慢性或耐药癌症的新选择。（下图为NK细胞攻击肿瘤细胞）

除此之外，NK细胞还有抑制肿瘤转移的作用。东京女子医科大学的丸义朗教授发现了一种NK细胞，通过减少附着于血管外壁的某种物质，可以有效防止癌细胞从血液中扩散至其他组织。

以色列希伯来大学医学院的研究人员发现NK细胞表面的一个受体通过介导γ-干扰素产生，诱导肿瘤结构发生变化，进而抑制转移灶的形成，该研究为开发新的癌症治疗方法提供了可能。

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病毒治疗

目前对NK细胞抗肿瘤治疗的研究不断增多，相比之下其在感染领域的研究却较少。

通常认为，T细胞和B细胞是抗病毒感染的主力军。而近来研究发现，NK细胞在巨细胞病毒、乙肝和艾滋病等多种病毒感染中也发挥重要作用。

如妊娠蜕膜NK细胞与HIV感染的蜕膜巨噬细胞共培养，可明显抑制HIV复制，其产生的可溶性分子也在抑制HIV中发挥重要作用。中国科学院微生物所方敏研究员实验室的研究表明，NK细胞有助于小鼠的甲型流感病毒感染的清除。

NK细胞通过表面受体识别参与适应性免疫反应调节，在抗病毒过程中发挥作用。

  直接作用

NK细胞作为防御病毒的第一道防线， 首先通过识别被流感病毒感染的细胞表面分子和免疫复合物，被激活后分泌穿孔素杀死被病毒感染的细胞。

  免疫调节

NK细胞可通过结合细胞表面受体并在细胞因子刺激下促进DC细胞、巨噬细胞和T细胞的成熟和活化，对触发和促成T淋巴细胞抗病毒至关重要。同时，NK细胞还清除未成熟的DC细胞、活化的CD4⁺T细胞和过度活化的巨噬细胞以防止免疫病理损伤。

此外，NK细胞在机体对抗细菌、真菌和寄生虫感染的过程中也扮演着重要角色。

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脐血NK细胞：

免疫治疗技术赋新能

一提到脐带血，我们首先想到的是造血干细胞。但随着免疫治疗技术的发展，脐带血中的免疫细胞赋予了其新的应用前景。

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脐血NK应用研究

McMaster 大学的研究人员发现，经过体外扩增的脐带血NK细胞可用于乳腺癌的治疗。同时，长时间的冷冻保存并不会影响脐带血来源NK细胞的扩增能力和抗肿瘤活性。

2017年，美国加州大学旧金山分校研究团队开展了一项体外扩增脐带血来源的NK细胞治疗多发性骨髓瘤的临床试验。在I期临床试验中，10名患者获得了非常好的部分缓解，其中8名患者接近完全缓解或更好。在II期临床试验中，79%患者获得了完全缓解或很好的部分缓解，3年无进展生存率可达52%。

2018年9月，《Human Gene Therapy》杂志上刊登了李太原、胡嘉萍等研究者的一篇文章。他们的研究发现，扩增后的脐带血NK细胞具有较强的体内外抗肿瘤活性，可单独应用或联合贝伐单抗用于中晚期结直肠癌的治疗。

此前推文

嵌合抗原受体（CAR）技术在CAR-T治疗中已大显身手，而CAR-NK的研究也方兴未艾。CAR-NK具备显著的抗肿瘤活性，安全性更高，还可批量生产，应用前景广阔。

2017年6月，MD Anderson癌症中心开展了一项脐带血来源CAR-NK临床研究。Katy Rezvani等科学家将脐带血中的NK细胞转导入三种基因，一种靶向癌细胞，一种改善细胞功能，一种是自杀基因，可避免治疗失控。研究人员发现这三种基因对小鼠有“显著的功效”。

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脐血NK优势

在NK细胞的众多来源中，脐血的优势主要在于安全、便利。

自1988年第一例脐带血移植以来，全球脐带血已被应用超过50000份。脐血曾长期被作为医学废弃物，从中提取NK细胞也是对生物资源的再利用。

同时，脐血NK细胞的可扩增性保障了其在临床应用时对细胞数量的需求。

有研究表明，cGMP级别的同种异体脐带血无需饲养细胞刺激也能扩增达到临床要求的数量，如此获得的NK细胞产品无论在活性、细胞表型、纯度、无菌等方面均能达到标准。

英国伦敦大学癌症研究所发现，相对于外周血和新鲜分离的脐带血，冻存过的脐带血在体外可分化出更多的功能性NK细胞。

蒙特利尔HôpitalSaint-Justine免疫病毒学实验室的研究人员发现一个单位的脐带血可以产生足以治疗5个病人的NK细胞。此外，脐带血来源的NK细胞更加年轻，增殖能力更强，靶向杀伤癌细胞的效率也更高。

此外，脐带血来源的NK细胞收集和冷冻保存更加便捷，因此它们在未来可以被广泛应用于临床。

我们相信，随着免疫治疗技术的发展，脐带血中的NK细胞也将能进一步发挥其医学价值，在抗肿瘤、抗感染等领域大展拳脚。

最后，笔者也就NK细胞在新冠病毒肺炎中的应用，请教了西部战区总医院造血干细胞移植中心刘芳主任，刘芳主任在临床实践对NK细胞、间充质干细胞的使用有丰富的经验。

刘芳表示，在NK细胞的应用过程中需要关注安全性问题，如NK细胞的应用中可能加重肺损伤，加重细胞因子风暴，因此可能不适用于晚期重症患者。

新冠肺炎幸存者与病故患者白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、D-二聚体差异

刘芳表示，钟南山院士最新的一篇论文提示（上图），幸存者淋巴细胞明显高于病故患者。而且，多篇论文显示，感染后一周左右淋巴细胞明显减少，提示病毒消耗了免疫细胞导致免疫缺陷。此时如果免疫系统赢了，患者自愈；如果输了，后期并发症就来了。因此，在早期使用安全的免疫细胞过继治疗将可能会帮助免疫系统战胜病毒。

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作者：Cel G

审核：西部战区总医院 刘芳

校对：Cel Z

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题图、战疫及逆行者图片来源：摄图网（已获商业授权，转载注意替换）

参考资料

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赵雪 宋蕊. 自然杀伤细胞在感染中的研究进展. 中华实验和临床感染病杂志(电子版) 2019年4月

王志华. NK细胞抗肿瘤临床转化研究进展. 中国肿瘤生物治疗杂志. 2016

adisinsight.springer.com/drugs/800045105

DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.06.002

DOI: 10.1203/01.PDR.0000156501.55431.20

DOI: 10.1097/CJI.0000000000000192

DOI: 10.4049/jimmunol.1501486

DOI: 10.1038/leu.2017.226