NK細胞--防癌、抵御病毒、抗衰老
癌癥? 幾乎讓人聞聲色變。據(jù)數(shù)據(jù)計算,我國每6分鐘就有1人被確診為癌癥。世衛(wèi)組織指出全球?qū)⒚媾R癌癥大爆發(fā),近1/5新發(fā)病例在我國。而我國居民一生中患癌的概率為百分之22%。?
癌癥(Cancer),又稱惡性腫瘤,是因為機體細胞失去正常調(diào)控, 過度增殖而引起的疾病。過度增殖的細胞稱癌細胞,癌細胞??汕致灾車M織(滋潤,invasion), 乃至可經(jīng)體內(nèi)循環(huán)體系和/或淋巴體系轉(zhuǎn)移到身體其他部位(癌癥轉(zhuǎn)移)。
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其實,每個人身體都具有癌細胞,而癌細胞轉(zhuǎn)化成惡性腫瘤(癌癥)是會有一個很長的一段時刻。從發(fā)生期到生長期大約是10-20年時間,在癌細胞增殖前期,治愈率是非常高的。但如果是癌細胞已經(jīng)到達了增殖期,只是1-5年的時刻,癌細胞就會在體內(nèi)急速擴散,治愈率也會很低,死亡率也極高。
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人體免疫系統(tǒng)捍衛(wèi)健康
在我們每個人體內(nèi)都有一個世界上最好的醫(yī)生——人體免疫體系。它是人體抵擋病原菌侵略最重要的保衛(wèi)體系,更是生命健康的重要根底。依據(jù)醫(yī)學研究顯示,人體百分之九十以上的疾病與免疫體系失調(diào)有關(guān)。
我們都知道,免疫力會依據(jù)個人的年齡和體質(zhì)的改變而發(fā)生變化。人體的免疫力在20歲時達到最高峰;而在40歲的時分免疫力體系只剩下最高峰時的1/2;在70歲的時分免疫力只剩下高峰時的1/10。
所以這便是為什么隨著年齡的逐步增加,人體的免疫力也會隨之降低,容易得各種疾病的原因了,一起也增加了患癌的風險。
研究表明,正常人體每天都將產(chǎn)生上百個癌變細胞,但它們在形成癌癥病灶前就已悉數(shù)被免疫細胞軍團消除。
NK細胞是人體免疫細胞大家族中的一個重要成員,常年戰(zhàn)斗在保衛(wèi)人體健康的第一道防線上,它不需要被激活就能直接上陣殺敵,因反應機警、殺敵廣譜常被稱為免疫軍團里的“特警”部隊,人體健康的“第一道防線”。
與獲得性免疫細胞T細胞相比,NK細胞在預見“敵人”入侵這件事上反應更加靈敏,同時“殺敵”更廣譜,不僅限于殺傷腫瘤細胞,更在抵御病毒,抗衰老上有所建樹。
NK細胞經(jīng)改造后的CAR-NK殺瘤更精準,療效顯著,發(fā)展前景不亞于大紅大紫的CAR-T療法。
因NK細胞的“免疫記憶”功能,NK細胞在腫瘤疫苗等領域被寄予厚望。
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“全能型”NK細胞,兼具免疫三大功能
作為先天性免疫細胞,NK細胞(natural killer cell)與其他150多種免疫細胞都不同,它不需要接受免疫系統(tǒng)的特殊指令,也不需要其他細胞的配合,自己單獨就能識別并清除病原微生物,是一種兼具免疫監(jiān)視、免疫應答、免疫記憶三大功能于一身的“全能型”免疫細胞。
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人體的先天性免疫軍團主要負責在體內(nèi)巡邏尋找隱逸的“敵軍”,實行“免疫監(jiān)視”功能,它們就像是免疫細胞軍團的“警察”,如中性粒細胞、巨噬細胞等,負責巡邏和勘察“敵情”。而NK細胞更像是先天性免疫軍團里的“特警”,它反映更加靈敏機警,一旦發(fā)現(xiàn)敵軍會第一時間迅速絞殺,甚至不需要任何抗原識別反應就能主動出擊。
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因此,它的綽號很多:“自然殺傷性細胞”,“人體第一道防線”,“抗衰老界的奇跡”,“抗癌戰(zhàn)士”……除了它天然主動的殺敵能力,NK細胞也與記憶T細胞、B細胞一樣具有“免疫記憶”功能,所謂“免疫記憶”,就是在免疫的過程中,一旦與某種異物攜帶的抗原發(fā)生反應后,如果再一次接觸同樣的抗原刺激,就可以快速啟動二次免疫,發(fā)揮更強的免疫應答。
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作為先天性免疫細胞中具有免疫記憶功能的NK細胞,實在是顛覆了傳統(tǒng)認知,它甚至與同樣具有記憶功能的T細胞、B細胞不同,它不僅僅是抗原介導的免疫記憶(記憶T/B細胞的記憶模式),它還能“記住”炎癥細胞因子的特殊環(huán)境。這種特殊性,造成NK細胞可以在下次碰到相同抗原體時就發(fā)動快速攻擊,還可以在感受到相似的炎癥環(huán)境后,就產(chǎn)生強烈的殺傷功能。
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這也奠定了NK細胞在防癌、抵御病毒、抗衰老上的臨床治療方向。
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預防癌癥:精準排查癌細胞
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與其他免疫細胞不同,NK細胞在識別腫瘤機制上有它特有的方式,甚至可以對其他免疫細胞“遺漏”掉的癌細胞進行精準的“排查”與殲滅。
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我們?nèi)梭w每天都會產(chǎn)生約6000個癌細胞,負責日夜“監(jiān)視”這些癌細胞的就是以NK細胞為主的先天性免疫細胞,但總會有“漏網(wǎng)之魚”,這是因為癌細胞在不斷變異,擾亂視線,讓一些免疫細胞(中性粒細胞、DC細胞、巨噬細胞等)無法正確識別并殺死癌細胞。
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這個擾亂視線的標志物就是癌細胞獨有的表達物質(zhì)MHC-1類分子,只有在癌細胞表達這個分子時,一些免疫細胞才得以識別出。
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但狡猾的癌細胞在生長的早期就會降低MHC-1類分子的表達,用來避開免疫系統(tǒng)監(jiān)視,然而,這種調(diào)節(jié)會激活NK細胞,讓NK細胞在早期就能發(fā)現(xiàn)和消滅癌細胞。
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NK細胞的工作機制是,如果細胞表達的MHC-I類分子正常,KIR(抑制性殺傷細吧免疫球蛋白樣受體)表達正常,NK細胞就不工作。相反,如果MHC-I 類分子下調(diào),KIR表達降低,NK細胞就容易被激活,一些被激活的NK細胞受體,如NKG2D、NKp30、NKp46和NKp44,可以識別靶細胞上表達的應激誘導配體,從而為NK細胞殺傷靶細胞提供積極的信號,開啟殺傷模式。
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所以,當具有表達MHC-I類分子較少或缺失的細胞,NK細胞就被激活,這就是“抗癌第一道防線”的真面目。
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抗擊癌癥:最有效的廣譜抗癌細胞
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NK細胞具有廣譜的抗腫瘤作用,不顯示腫瘤殺傷的特異性和MHC限制性,在機體其它免疫細胞(如T、B細胞)功能低下時,NK細胞的作用尤為重要!
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NK細胞對幾乎所有常見的癌細胞類型都有殺傷作用,包括肺癌、乳腺癌、肝癌、淋巴癌、食道癌等。而NK細胞的殺敵方式也不拘泥于一種,它的抗癌機制非常多樣。
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除了被激活釋放細胞受體來對抗外敵,NK細胞還可以通過釋放穿孔素和顆粒酶或通過死亡受體直接殺死癌細胞;同時還可以通過分泌細胞因子和趨化因子,調(diào)節(jié)先天性和獲得性免疫細胞間接殺死病變細胞;另外,NK細胞還能夠與腫瘤細胞表面的抗體相結(jié)合,發(fā)揮細胞毒性作用殺死靶細胞。
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這些都是NK細胞抗癌的作用機制,由于NK細胞抗癌的廣譜性,近年來關(guān)于NK細胞用于治療各種癌癥的研究也越來越多。
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在最新的研究中,NK細胞療法已經(jīng)被廣泛應用于各種癌癥治療,包括:血液系統(tǒng)腫瘤、神經(jīng)母細胞瘤、卵巢腫瘤、橫紋肌肉瘤、乳腺癌、胃癌等。并在這些研究中取得不錯治療效果。
在開展的多項臨床試驗中,NK細胞療法療效顯著。
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2008年,美國拉什大學醫(yī)學中心的研究人員將外源擴增的NK異體細胞注入到黑色素瘤患者體內(nèi),結(jié)果發(fā)現(xiàn),注入注入NK細胞后,該患者左上頸部腫瘤的體積明顯降低(從3.15 cm×2.54 cm減小至2.46 cm× 1.76 cm)。同時,該研究也為外源擴增的NK異體細胞是否可以大規(guī)模應用于治療黑色素瘤提供了一定的理論依據(jù)。
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2013年,另一項實驗在對3625名癌癥患者長達11年的隨訪中,確定了NK細胞的活性越好和更好的癌癥治療效果以及更低的癌癥復發(fā)風險相關(guān)。不論是在胃癌、神經(jīng)母細胞瘤還是結(jié)直腸癌患者群體中,都有相同觀察結(jié)果。
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△ 左圖:CD-107a的水平則代表了抗腫瘤效果的強弱;右圖:IFN-gamma,TNF-alpha和IL-6的表達水平代表了炎癥因子風暴的強弱
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CAR-NK的出現(xiàn)可以說是青出于藍而勝于藍,它不僅完美繼承了CAR-T細胞殺傷腫瘤的戰(zhàn)斗力,且更加溫柔安全,幾乎不存在致命副作用。目前已有多項關(guān)于CAR-NK的臨床試驗,這些臨床試驗多集中于血液腫瘤以及嘗試解決CAR-T 未能解決實體瘤的研究。
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抗衰老:清除“僵尸細胞”,延長壽命
我們都知道,人的衰老是由于構(gòu)成人體基本單位的細胞衰老造成的,隨著年齡增長,那些停止生長的細胞在體內(nèi)不斷積累,形成毫無用處的“僵尸細胞”,久而久之會引起衰老相關(guān)疾病,如老年退行性疾病、心血管疾病、惡性腫瘤、組織/器官纖維化、糖尿病、骨質(zhì)疏松癥、自身免疫性疾病等等。這些疾病都具有非常高的發(fā)病率及死亡率,是人類死亡的重要因素。
衰老是體內(nèi)“僵尸細胞”堆積的結(jié)果,作為先天性免疫細胞的核心細胞,NK細胞正是清除衰老細胞的絕對主力軍。
2016年2月4日《自然》雜志刊登了一篇美國梅奧診所分子生物學家Baker的最新成果:以NK細胞為主的免疫細胞清除衰老細胞可使動物壽命延長20%-30%。
這些結(jié)果還證實,清除這些僵尸細胞會延遲腫瘤形成、保持組織和器官功能,甚至是延長健康壽命的一個有吸引力的方法,且無明顯副作用。
NK細胞“殺敵”迅速,可在5分鐘內(nèi)將衰老細胞、癌細胞、細菌侵染細胞、病毒侵染細胞殲滅,同時可以活化吞噬細胞,增加它對衰老細胞的清理能力,高效密集地保衛(wèi)我們的身體不受侵害,從而達到延緩衰老、保持年輕態(tài)的目的。
另外,還有研究顯示,與健康人相比,癌癥患者體內(nèi)的NK細胞活性通常有明顯的降低,因此,有效增加NK細胞數(shù)量,提高細胞活性被認為是可以直接提升癌癥患者免疫力的重要因素。
論文指出,隨著年齡增加,特異性免疫中發(fā)揮細胞免疫功能的T細胞不管是在數(shù)量上,還是功能上均發(fā)生不同程度的降低;而NK細胞尤其在維持老年人健康上,保持抗感染和抗腫瘤功能中發(fā)揮著不可替代的作用。
隨著科學界對NK細胞更深入的研究,NK細胞的應用范圍越來越廣泛。在日本,NK細胞回輸作為腫瘤治療和抗衰保健的有效手段已經(jīng)常態(tài)化;在美國,有關(guān)NK細胞的研究如火如荼;在國內(nèi),NK細胞也已走上臨床研究之路。盡管NK細胞被賦予了更多期望,在抗腫瘤領域展現(xiàn)出非凡前景,但仍然也存在一些問題和挑戰(zhàn),相信隨著科學不斷發(fā)展,NK細胞未來必將在防癌抗癌等領域得到更廣泛的應用。