NK細(xì)胞作為免疫腫瘤學(xué)治療領(lǐng)域的經(jīng)典免疫細(xì)胞療法重要組成部分，已被廣泛應(yīng)用于各種惡性腫瘤疾病的治療和提升免疫力等領(lǐng)域。在面對癌細(xì)胞時，自然殺傷細(xì)胞（Natural killer cell，NK cell）不需要其它細(xì)胞的激活與致敏，便能直接識別并殺死癌細(xì)胞。因此，NK細(xì)胞也被稱為人體抗癌第一道防線的重要參與者，并在腫瘤的免疫細(xì)胞治療方面有著長期的應(yīng)用和良好的發(fā)展前景。

NK細(xì)胞抗腫瘤治療潛力

早在上個世紀(jì)70年代，科研人員就開始了對NK細(xì)胞展開系統(tǒng)性的研究，但直到最近20年，人們才逐漸了解NK細(xì)胞在幫助抗擊腫瘤和其它疾病方面的復(fù)雜機理和治療潛力。

2000年，科學(xué)家通過研究證實了小鼠腫瘤的發(fā)生與NK細(xì)胞自身的缺陷有關(guān)；2013年，有研究者對多達(dá)3500名癌癥患者采用了NK細(xì)胞療法，在隨后的跟訪中，發(fā)現(xiàn)了NK細(xì)胞的活性越好、癌癥治療效果會更好的現(xiàn)象，同時也發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞療法能降低癌癥復(fù)發(fā)的風(fēng)險。這項研究發(fā)現(xiàn)，無論是在胃癌、神經(jīng)母細(xì)胞瘤還是結(jié)直腸癌患者群體中，都能得出相同的結(jié)論。而在近年的臨床治療中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞療法已經(jīng)被廣泛用于各種癌癥的治療，包括但不限于：血液系統(tǒng)腫瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、卵巢腫瘤、橫紋肌肉瘤、乳腺癌、胃癌等，且均取得了積極的臨床治療效果。

NK細(xì)胞在抗腫瘤方面究竟是如何發(fā)揮作用的呢?

NK細(xì)胞之所以被認(rèn)定為固有免疫的核心細(xì)胞，是因為其具有重要雙重功能：細(xì)胞毒性和免疫調(diào)節(jié)作用。首先，NK細(xì)胞不受MHC限制，不需要先由抗原致敏，也不用抗體參與，就能夠通過死亡受體或直接釋放穿孔素、顆粒酶來清除腫瘤細(xì)胞；其次，它在免疫系統(tǒng)中利用分泌細(xì)胞因子和趨化因子來激活適應(yīng)性免疫活動的發(fā)生。

NK細(xì)胞這兩個特點也讓其在對抗癌癥的治療方面占據(jù)了非常重要的地位，從而讓NK免疫細(xì)胞療法成為治療腫瘤的可能。而NK細(xì)胞的激活依賴于NK細(xì)胞表面表達(dá)的抑制性受體和激活性受體之間的平衡，它們則與腫瘤細(xì)胞上的配體相互作用[1]。

NK細(xì)胞擴增方式解析

通常，NK細(xì)胞主要有四種來源，分別是：外周血、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、NK細(xì)胞系（NK-92）以及間充質(zhì)干細(xì)胞。但人體內(nèi)NK細(xì)胞數(shù)量很少，僅占外周血的5% ~ 10%；此外肝臟、肺臟、胸腺、淋巴結(jié)等部位也可見少量NK細(xì)胞的存在；在脾臟內(nèi)的細(xì)胞中，NK細(xì)胞也維持著3%~4%的比例。

因為稀缺的NK細(xì)胞如此重要，所以在實驗中，科研人員開發(fā)了很多種NK細(xì)胞的擴增方法，用于研究NK細(xì)胞的各種功能以及外界刺激對NK細(xì)胞介導(dǎo)的免疫活動的影響。目前，NK細(xì)胞擴增的方式主要包括細(xì)胞因子擴增法、飼養(yǎng)層細(xì)胞擴增法以及超抗原刺激法。其中IL-2、IL-7、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21以及IFN-γ是NK細(xì)胞增殖和促進其分化成熟、發(fā)揮細(xì)胞毒性的重要調(diào)節(jié)因子，在體外培養(yǎng)中可以刺激NK細(xì)胞的增殖和活性，其中IL-2和IL-15的作用尤為明顯。而飼養(yǎng)層細(xì)胞擴增法常見的添加物為慢性髓性白血病K562細(xì)胞和經(jīng)刺激的自體PBMC細(xì)胞（即外周血單個核細(xì)胞）[2]。大量高純度、高活性NK細(xì)胞的擴增是其用于治療的秘密所在。

尤其以PBMC（或以磁珠分離的NK細(xì)胞）為原材料進行擴增時，通過特定細(xì)胞因子的刺激，使NK細(xì)胞在體外得到特異擴增，這種方法是目前被認(rèn)為比較有應(yīng)用前景的方法之一[3，4]。通過體外的刺激培養(yǎng)可進行相對大規(guī)模的NK細(xì)胞制備，從而保障臨床治療工作的開展。

NK細(xì)胞擴增方式比較

如何讓NK細(xì)胞更有效擴增呢？

01、IL-12

2022年8月，來自加州大學(xué)的研究者們在《J. Exp. Med.》期刊上發(fā)表了題為“Differential IL-12 signaling induces human natural killer cell activating receptor-mediated ligand-specific expansion”的文章[5]。

低濃度IL-12可促進長期培養(yǎng)的IL-2原代NK細(xì)胞NK受體配體特異性擴增

該項研究結(jié)果表明，低濃度的IL-12可以有效激活NK受體從而介導(dǎo)NK細(xì)胞的擴增，并促進NK細(xì)胞表達(dá)的持久性，從而為IL-12信號在建立人類NK細(xì)胞配體特異性記憶特征中的作用提供幫助，并可能有助于實現(xiàn)IL-12和NK細(xì)胞聯(lián)合應(yīng)用于癌癥的免疫治療。

02、IL-15/IL-21

2009年，在《Cancer Research》期刊上，Wing等人發(fā)表了一篇以“EXPANSION OF HIGHLY CYTOTOXIC HUMAN NATURAL KILLER CELLS FOR CANCER CELL THERAPY”為題的文章[6]，該項研究工作主要介紹了一種從PBMC中優(yōu)先擴增NK細(xì)胞的實用方法。

Wing等人證明了這些細(xì)胞表面活化和抑制NK細(xì)胞受體的表達(dá)增強，并使其細(xì)胞殺傷能力也得到極大的增強（1－3周后，NK細(xì)胞的殺傷能力達(dá)到高峰，然后下降，但仍比靜止NK細(xì)胞高）。同時，還證實了STAT3信號通路在這些NK細(xì)胞誘導(dǎo)中的作用，并發(fā)現(xiàn)了IL-21是STAT3信號通路強有力的活化劑；IL-15是STAT5的強活化劑，但是對STAT3活化能力稍弱。然而，IL-15已被證明可誘導(dǎo)STAT3活化因子IL-10的高表達(dá)。因此，這些發(fā)現(xiàn)對于臨床擴增NK細(xì)胞很有幫助意義。

小結(jié)：目前，無論是國外還是國內(nèi)，NK細(xì)胞免疫療法在腫瘤治療領(lǐng)域都取得了重大突破，但大多候選藥物仍處于較為早期的臨床試驗階段。根據(jù)已有的相關(guān)臨床結(jié)果表明，我們深知NK細(xì)胞治療的有效性與安全性，也能預(yù)測NK細(xì)胞免疫療法的“遠(yuǎn)大前程”。我們深信，在不久的將來，關(guān)于NK細(xì)胞的擴增與抗腫瘤活性也會得到普及，NK細(xì)胞治療的前景在未來將值得被廣泛期待！

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參考文獻：

[1]Adapted from Cancer Immunol Immunother 2020 May,69(5):879-899

[2]Gong, Y., et al.,?Chimeric antigen receptor natural killer (CAR-NK) cell design and engineering for cancer therapy.?Journal of Hematology & Oncology, 2021.?14(1): p. 73.

[3]Klingemann HG and Martinson J.Ex vivo expansion of nature killer cells for clinical applications [J].C ytoth erapy,2004, 6(1):15-22.

[4]李曉紅，馬健，汪菲菲，等.體外擴增高純度的人外周血來源的NK細(xì)胞的研究[J].中國實驗血液學(xué)雜志，2007，15(2)：373-377.

[5]?Avishai Shemesh et al. Differential IL-12 signaling induces human natural killer cell activating receptor-mediated ligand-specific expansion. J Exp Med. 2022 Aug 1;219(8):e20212434. doi: 10.1084/jem.20212434.

[6]?Expansion of highly cytotoxic human natural killer cells for cancer cell therapy. Fujisaki H, Kakuda H, Shimasaki N, Imai C, Ma J, Lockey T, Eldridge P, Leung WH, Campana D. Cancer Res. 2009 May 1;69(9):4010-7. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-08-3712. Epub 2009 Apr 21.

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