自然殺傷 (NK) 細(xì)胞是先天免疫細(xì)胞，在抗腫瘤反應(yīng)中作為第一道防線發(fā)揮著關(guān)鍵作用。為了防止腫瘤發(fā)展，NK細(xì)胞會(huì)在體內(nèi)尋找異常細(xì)胞，并且似乎是免疫監(jiān)視中的關(guān)鍵參與者。識(shí)別出異常細(xì)胞后，NK細(xì)胞將被激活并摧毀它們。為了發(fā)揮其抗腫瘤功能，它們依賴于溶解顆粒的分泌、死亡受體的表達(dá)和細(xì)胞因子的產(chǎn)生。此外，NK細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境中的其他細(xì)胞相互作用。

近日，國(guó)際期刊雜志《nature》刊發(fā)了一篇“Natural Killer cells at the frontline in the fight against cancer”的評(píng)論文章。

為啥說NK細(xì)胞是抗擊癌癥的最前線的“戰(zhàn)士”？它與哪些免疫細(xì)胞形成人體抗癌第一道防線？

在這篇綜述中，我們將首先關(guān)注NK細(xì)胞是什么，平常在人體主要干什么。第二說明為什么說NK細(xì)胞是抗擊癌癥的最前線“戰(zhàn)士”，其次說明NK細(xì)胞摧毀癌細(xì)胞都有哪些武器，最后，我們將回顧NK細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境中存在的其他免疫細(xì)胞的串?dāng)_。

文章闡述了以下結(jié)論：

• NK細(xì)胞是癌癥的第一道防線，其天然細(xì)胞毒性和介導(dǎo)的 ADCC使其成為癌癥免疫監(jiān)視的重要組成部分。
• NK細(xì)胞的武器庫中有多種武器，如細(xì)胞毒性分子、細(xì)胞因子或死亡配體，可用于摧毀癌細(xì)胞。
• NK細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境中的先天性或適應(yīng)性免疫細(xì)胞之間的相互作用多種多樣且錯(cuò)綜復(fù)雜，有助于形成抗腫瘤反應(yīng)。

01NK細(xì)胞

NK細(xì)胞是免疫反應(yīng)的第一線防御者，可抵抗傳染病和癌癥，但它們?cè)谧陨砻庖咝约膊『痛x性疾病中也發(fā)揮重要作用。它們無需事先啟動(dòng)，因此能夠快速作出反應(yīng)。它們利用能夠識(shí)別激活和抑制信號(hào)的生殖系編碼表面受體來識(shí)別靶細(xì)胞。

如果有更多的激活受體參與，NK細(xì)胞就會(huì)通過兩種不同的途徑發(fā)揮作用：直接殺死靶細(xì)胞或通過產(chǎn)生細(xì)胞因子和直接細(xì)胞間相互作用來塑造腫瘤微環(huán)境。

NK細(xì)胞是一個(gè)非常多樣化的細(xì)胞群，存在于大多數(shù)組織中。事實(shí)上，NK細(xì)胞大量存在于外周血、肺部、子宮和肝臟中，淋巴結(jié)和扁桃體中的NK細(xì)胞數(shù)量更少。例如，NK細(xì)胞可占子宮淋巴細(xì)胞的50%。此外，CD56brightNK細(xì)胞在內(nèi)臟、扁桃體、淋巴結(jié)和皮膚中更為常見，而在肝臟、肺和脾臟中，NK細(xì)胞主要是CD56dim。

NK細(xì)胞平常都在忙什么？

NK細(xì)胞是人體免疫系統(tǒng)的重要組成部分，可以通過殺傷腫瘤、病毒感染的細(xì)胞、胞內(nèi)寄生菌以及真菌等多種方式保護(hù)人體健康。NK細(xì)胞常常在人體血管中游弋，擔(dān)任著免疫監(jiān)視的任務(wù)。當(dāng)身體遭受癌變、病變或衰老細(xì)胞的入侵時(shí)，NK細(xì)胞會(huì)迅速啟動(dòng)免疫防御功能，將這些危險(xiǎn)細(xì)胞及時(shí)清除。NK細(xì)胞的殺傷功能主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

• 殺傷腫瘤細(xì)胞——NK細(xì)胞可以識(shí)別和清除惡變細(xì)胞，防止腫瘤細(xì)胞的進(jìn)一步擴(kuò)散和惡化。
• 殺傷病毒感染的細(xì)胞——NK細(xì)胞是人體天然免疫系統(tǒng)的第一道防線，可以清除受感染的細(xì)胞，防止病毒的擴(kuò)散和傳播。
• 殺傷胞內(nèi)寄生菌——NK細(xì)胞也可以殺傷寄生在人體細(xì)胞內(nèi)部的分枝桿菌、李斯特菌和利氏曼原蟲等寄生菌，有效預(yù)防相關(guān)疾病的發(fā)生。
• 殺傷真菌——除了以上作用，NK細(xì)胞還可以直接殺滅寄存于人類皮膚、消化道和口腔中的白色念珠菌等真菌，維護(hù)身體健康。

在本綜述中，我們將重點(diǎn)關(guān)注NK細(xì)胞在抗癌中的作用，首先，我們將闡述為什么說NK細(xì)胞是抗擊癌癥的最前線“戰(zhàn)士”，再重點(diǎn)關(guān)注NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性武器庫，然后關(guān)注NK細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境 (TME) 中其他免疫細(xì)胞的相互作用。

02為什么說NK細(xì)胞是抗擊癌癥的最前線“戰(zhàn)士”

NK細(xì)胞治療最常用的方法是獲得人外周血單核細(xì)胞，并在體外經(jīng)抗體和細(xì)胞因子刺激，導(dǎo)致NK細(xì)胞體外活化和增殖，再回輸給癌癥患者。被活化的數(shù)量大增的NK細(xì)胞在體內(nèi)發(fā)揮前所未有的抗腫瘤活性，輔助其他療法實(shí)現(xiàn)殺瘤目的。

本領(lǐng)一：天然固有免疫功能

• 自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）是與T細(xì)胞和B細(xì)胞屬于同一家族的淋巴細(xì)胞，來自共同的祖細(xì)胞。然而，作為先天免疫系統(tǒng)的細(xì)胞，NK細(xì)胞被歸類為I類先天性淋巴細(xì)胞，可以迅速識(shí)別與殺滅外來異物。眾所周知，NK細(xì)胞可以殺死病毒感染的細(xì)胞，檢測(cè)和控制癌癥的早期癥狀。除了預(yù)防疾病外，還在胎盤中發(fā)現(xiàn)了專門的NK細(xì)胞，并可能在懷孕期間發(fā)揮重要作用。 
• NK細(xì)胞最大的本領(lǐng)就是，不需要提前記住壞細(xì)胞的任何特征或者特異性蛋白分子，也不需要通過別的細(xì)胞才能知道壞細(xì)胞在哪，憑借著自己的第六感就能準(zhǔn)確找到壞細(xì)胞甚至癌細(xì)胞，在發(fā)現(xiàn)它們的第一時(shí)間就能沖出去向壞細(xì)胞釋放穿孔素、顆粒酶等細(xì)胞毒性顆粒殺死壞細(xì)胞。

本領(lǐng)二：抗癌第一防線

• NK細(xì)胞在體內(nèi)巡邏時(shí)，不斷接觸其他細(xì)胞。NK細(xì)胞是否殺死這些細(xì)胞取決于來自NK細(xì)胞表面上的活化受體和抑制性受體信號(hào)的平衡。激活受體識(shí)別在癌細(xì)胞和受感染細(xì)胞表面上表達(dá)的分子，開啟NK細(xì)胞殺傷功能；而抑制性受體充當(dāng)NK細(xì)胞殺傷的檢查官，避免其是否對(duì)“自己人”下手。
• 大多數(shù)正常健康細(xì)胞表達(dá)MHC I受體，其將這些細(xì)胞標(biāo)記為“自己人”。NK細(xì)胞表面上的抑制性受體識(shí)別同源MHC I，并關(guān)閉NK細(xì)胞殺傷功能，防止誤傷。癌細(xì)胞和受感染的細(xì)胞經(jīng)常會(huì)失去MHC I，NK細(xì)胞就會(huì)立刻識(shí)別并啟動(dòng)殺傷程序，NK細(xì)胞釋放含有穿孔素和顆粒酶的細(xì)胞毒性顆粒，裂解靶細(xì)胞。
• 循環(huán)中的NK細(xì)胞通常處于休眠狀態(tài)，一旦被外來刺激活化后，它們會(huì)滲透到大多數(shù)組織中攻擊腫瘤細(xì)胞和病毒感染的細(xì)胞。NK細(xì)胞不同于T細(xì)胞，它不需抗體存在或抗原致敏，即可殺傷某些腫瘤細(xì)胞或病毒感染的細(xì)胞，也就是說，沖在戰(zhàn)斗第一線的肯定是NK細(xì)胞。

本領(lǐng)三：?jiǎn)?dòng)免疫級(jí)聯(lián)反應(yīng)

• 需要注意的是，NK細(xì)胞具有在沒有任何引物或先前活化的情況下殺死腫瘤細(xì)胞的能力（與需要通過抗原呈遞細(xì)胞引發(fā)反應(yīng)的細(xì)胞毒性T細(xì)胞不同）。他們以這種“自然”殺傷能力而得名。此外，NK細(xì)胞還能分泌細(xì)胞因子，如IFNγ和TNFα，作用于其他免疫細(xì)胞，如巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞（DC），以增強(qiáng)免疫反應(yīng)。

本領(lǐng)四：快速抵達(dá)戰(zhàn)場(chǎng)殺瘤

• 在腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過程中，NK細(xì)胞既可以直接識(shí)別腫瘤細(xì)胞被激活，也能由DC細(xì)胞引發(fā)，觸發(fā)后的NK細(xì)胞會(huì)在8小時(shí)內(nèi)進(jìn)入外周血，迅速抵達(dá)腫瘤組織部位，再在其他活化信號(hào)的作用下成為效應(yīng)細(xì)胞，有效殺傷腫瘤細(xì)胞。

03NK細(xì)胞殺傷武器庫

免疫監(jiān)視及其在癌癥中的重要性

眾所周知，NK細(xì)胞是癌癥免疫監(jiān)視的主要驅(qū)動(dòng)力之一。NK細(xì)胞在體內(nèi)巡邏，捕殺異常細(xì)胞，如轉(zhuǎn)化細(xì)胞，防止腫瘤發(fā)生。此外，在日本的一個(gè)群組中，發(fā)現(xiàn)外周血淋巴細(xì)胞的細(xì)胞毒性能力與癌癥發(fā)生率之間存在聯(lián)系。NK細(xì)胞很可能在具有細(xì)胞毒性的外周血淋巴細(xì)胞中占了很大一部分，這支持了它們?cè)诿庖弑O(jiān)視中的重要性。

免疫突觸的形成：緊貼你的敵人

NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性活動(dòng)主要通過釋放含有細(xì)胞毒性分子的溶解顆粒來介導(dǎo)。這種嚴(yán)格調(diào)控的機(jī)制是通過連續(xù)的步驟實(shí)現(xiàn)的。NK細(xì)胞通過多種受體與靶細(xì)胞相互作用。其中一些具有激活作用，另一些則具有抑制作用。如果激活信號(hào)優(yōu)于抑制信號(hào)，就會(huì)形成免疫突觸（IS）。這種免疫突觸是NK細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞形成的細(xì)胞間特殊結(jié)構(gòu)，NK細(xì)胞通過免疫突觸釋放顆粒酶溶解殺傷腫瘤細(xì)胞。

NK細(xì)胞細(xì)胞毒性活性的動(dòng)態(tài)變化

NK細(xì)胞依靠多種殺傷途徑來消滅靶細(xì)胞（圖1）。然而，NK細(xì)胞何時(shí)以及如何使用哪種途徑仍是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。

在摧毀一個(gè)靶細(xì)胞后，NK細(xì)胞可以找到另一個(gè)靶細(xì)胞。這一過程被稱為連續(xù)殺傷，即NK細(xì)胞逐個(gè)摧毀靶細(xì)胞。原代NK細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中攜帶約60個(gè)溶解顆粒，每次殺傷時(shí)，它們會(huì)脫粒其顆粒總量的約10%。這與之前的研究結(jié)果一致，即NK細(xì)胞在連續(xù)殺傷過程中最多可殺死10個(gè)目標(biāo)。值得注意的是，1%的NK細(xì)胞溶解顆粒可能就足以殺死一個(gè)靶細(xì)胞，這凸顯了溶解顆粒含量的特殊效力。

在連續(xù)殺傷過程中，CD16a途徑的反復(fù)刺激會(huì)逐漸減少Prf的分泌量。有趣的是，將NK細(xì)胞脫顆粒途徑切換到NKG2D，就能恢復(fù)原來的Prf分泌量。因此，當(dāng)NK細(xì)胞用完所有可用的溶解顆粒時(shí)，它們會(huì)將其殺傷途徑轉(zhuǎn)向死亡受體介導(dǎo)的細(xì)胞毒性。

分析NK細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的相互作用

最近在白血病和淋巴瘤患者中發(fā)現(xiàn)了與腫瘤細(xì)胞相互作用的NK細(xì)胞。與腫瘤細(xì)胞相互作用的NK細(xì)胞通常表達(dá)兩種CD45異構(gòu)體CD45RA和CD45RO，相互作用產(chǎn)生了具有不同功能的新NK細(xì)胞亞群。抗腫瘤NK細(xì)胞對(duì)腫瘤標(biāo)志物具有逆行吞噬作用，有助于識(shí)別腫瘤標(biāo)志物。

通過跟蹤這種NK細(xì)胞亞群，可以調(diào)查腫瘤細(xì)胞的存在，并對(duì)患者進(jìn)行預(yù)后/其他診斷。此外，逆行細(xì)胞增多會(huì)影響NK細(xì)胞的功能，并可能影響對(duì)治療的反應(yīng)。

04NK細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞的串聯(lián)：需要朋友的幫助

在腫瘤組織間質(zhì)中，NK細(xì)胞系是抗腫瘤免疫反應(yīng)的名副其實(shí)的指揮者。NK細(xì)胞通過直接接觸或分泌可溶性因子與其他免疫細(xì)胞合作，參與它們的招募、成熟、極化、分化和破壞。反過來，免疫細(xì)胞可通過增加ADCC、IFNγ的產(chǎn)生、激活受體表達(dá)、招募和細(xì)胞毒性對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)生積極影響。不過，有些細(xì)胞也會(huì)對(duì)NK細(xì)胞產(chǎn)生負(fù)面影響，降低它們的活化和細(xì)胞毒性。

NK細(xì)胞與先天免疫細(xì)胞的合作

NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞相互作用：巨噬細(xì)胞是先天免疫細(xì)胞，分為促腫瘤的M1巨噬細(xì)胞和抗腫瘤的M2巨噬細(xì)胞。NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞之間存在不同的相互作用。巨噬細(xì)胞（尤其是M1）對(duì)NK細(xì)胞具有抗腫瘤作用：增加激活受體、細(xì)胞因子產(chǎn)生和脫粒。巨噬細(xì)胞還通過抑制NK募集、脫粒、細(xì)胞因子產(chǎn)生和誘導(dǎo)衰竭表型而具有促腫瘤作用。反過來，NK細(xì)胞會(huì)誘導(dǎo)單核細(xì)胞募集和M2極化（圖2）。

NK細(xì)胞和MDSC相互作用：髓系抑制細(xì)胞 (MDSC) 是先天免疫細(xì)胞，分為PMN-MDSC和M-MDSC。MDSC和NK之間存在不同的相互作用。MDSC可降低細(xì)胞毒性、NK的IFNγ產(chǎn)生及其Fc受體依賴性功能。MDSC還通過表達(dá)Rae發(fā)揮抗腫瘤作用，Rae與NKG2D結(jié)合并誘導(dǎo)NK細(xì)胞產(chǎn)生IFNγ（圖3）。

樹突狀細(xì)胞：樹突狀細(xì)胞是先天免疫細(xì)胞，通過其作為抗原呈遞細(xì)胞的作用將先天免疫和適應(yīng)性免疫聯(lián)系起來。

后續(xù)研究表明，樹突狀細(xì)胞和NK細(xì)胞相互作用，后者可以促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的成熟、未成熟樹突狀細(xì)胞的死亡及其向腫瘤部位的募集。此外，樹突狀細(xì)胞還能促進(jìn)NK細(xì)胞的抗腫瘤活性。

NK細(xì)胞和DC相互作用：DC能夠增加抗體介導(dǎo)的NK細(xì)胞活化，但在其他一些情況下，DC能夠降低NK細(xì)胞因子的產(chǎn)生和細(xì)胞毒性。在另一部分，NK會(huì)募集DC并增加其成熟度。然而，NK細(xì)胞上某些免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)能夠降低DC成熟度（圖4）。

中性粒細(xì)胞：中性粒細(xì)胞是血液中最豐富的免疫細(xì)胞：占人體循環(huán)白細(xì)胞的50-70%。在腫瘤中，它們分為兩種表型：具有抗腫瘤活性的N1中性粒細(xì)胞表型，通過產(chǎn)生TNF-α、CCL3和表達(dá)ICAM-1誘導(dǎo)直接或間接細(xì)胞毒性。

N2中性粒細(xì)胞具有抗腫瘤作用，促進(jìn)免疫抑制、血管生成并產(chǎn)生各種細(xì)胞因子：VEGF、MMP9 CXCL1、2、8、16和CCL2、3、4、8、12和17。研究人員利用MCA205-Luc小鼠模型證明NK細(xì)胞可控制腫瘤生長(zhǎng)。

NK細(xì)胞和中性粒細(xì)胞相互作用：中性粒細(xì)胞能夠直接或間接地通過 slanDCsIL-12p70產(chǎn)生增加NK細(xì)胞IFNγ的產(chǎn)生。另一方面，中性粒細(xì)胞可以降低NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性和腫瘤中的募集（圖5）。

NK細(xì)胞與適應(yīng)性免疫細(xì)胞的合作

粘膜相關(guān)不變T細(xì)胞

粘膜相關(guān)不變T細(xì)胞（MAITs）是一種非常規(guī)T淋巴細(xì)胞，擁有一種不變的TCR，能專門識(shí)別由MCHI類（MHC-I）呈現(xiàn)的MR1蛋白。

最近的一項(xiàng)研究表明，MAITs在NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤效應(yīng)中發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用。事實(shí)上，研究初步表明，缺乏MAIT會(huì)增強(qiáng)NK細(xì)胞的抗腫瘤作用。但這一作用似乎存在爭(zhēng)議，因?yàn)檠芯窟€表明，活化的MAIT細(xì)胞通過分泌IFNγ增加了NK細(xì)胞的抗腫瘤功能。

CD4+T細(xì)胞：CD4+T淋巴細(xì)胞 (CD4+T細(xì)胞) 是適應(yīng)性免疫細(xì)胞，可識(shí)別與MHC-II相關(guān)的抗原肽。通常，表達(dá)MHC-II的細(xì)胞是抗原呈遞細(xì)胞：樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞。當(dāng)T細(xì)胞被激活時(shí)，它們會(huì)增殖，并根據(jù)細(xì)胞因子環(huán)境分化為亞群：Th1、Th2、Th17、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 (Treg)、濾泡輔助性T細(xì)胞 (Tfh)。這些亞群將通過產(chǎn)生細(xì)胞因子來協(xié)調(diào)免疫反應(yīng)。

NK細(xì)胞和T細(xì)胞相互作用：NK能夠抑制DC誘導(dǎo)的CD4+T細(xì)胞反應(yīng)，阻止Treg分化，通過iDC相互作用直接或間接促進(jìn)CD8+T細(xì)胞募集，并限制TEMCD8+T細(xì)胞的生成。另一方面，適應(yīng)性免疫細(xì)胞能夠維持 NK活力，促進(jìn)NK成熟，并改善NK細(xì)胞ADCC。

CD8+T細(xì)胞

如上所述，NK細(xì)胞可通過與DC相互作用來影響CD8+T細(xì)胞的反應(yīng)。此外，在某些條件下，IL-18激發(fā)的NK細(xì)胞會(huì)通過產(chǎn)生趨化因子（如CCL3和CCL4）吸引iDC。在與iDC共培養(yǎng)時(shí)，NK細(xì)胞會(huì)誘導(dǎo)iDC產(chǎn)生T細(xì)胞招募趨化因子，如CXCL9、CXCL10和CCL5。不過，NK細(xì)胞也可以通過PD-1/PD-L1與DC的相互作用間接限制TEM CD8+T細(xì)胞的生成。

NK細(xì)胞可以通過產(chǎn)生細(xì)胞因子來募集T細(xì)胞，從而形成抗腫瘤免疫反應(yīng)。早在1994年，就有研究證明NK細(xì)胞在T細(xì)胞募集過程中發(fā)揮作用。

最近，研究發(fā)現(xiàn)，在B16F10肺轉(zhuǎn)移性黑色素瘤模型中，NK細(xì)胞可誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞募集到轉(zhuǎn)移部位，盡管其潛在機(jī)制尚不清楚。最后，T細(xì)胞也被證實(shí)可以幫助NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)（圖6）。

05結(jié)論

自首次報(bào)道“天然殺傷淋巴細(xì)胞”以來，NK細(xì)胞就得到了科學(xué)界的廣泛研究。它們天生具有識(shí)別異常細(xì)胞的能力，以及廣泛的細(xì)胞毒性武器庫，使它們成為抗擊腫瘤的重要主角。

研究NK細(xì)胞如何、何時(shí)以及為何靶向和摧毀腫瘤細(xì)胞是設(shè)計(jì)創(chuàng)新藥物以提高NK細(xì)胞活性的關(guān)鍵。在腫瘤中，NK細(xì)胞通過細(xì)胞間接觸或細(xì)胞因子分泌與其他免疫細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)有益或有害的反應(yīng)。通過靶向新的激活或抑制途徑來維持或補(bǔ)充NK細(xì)胞活性，可以帶來新的治療選擇。

隨著基于NK細(xì)胞的療法（無論是否經(jīng)過CAR修飾）的興起，NK細(xì)胞越來越受到關(guān)注。事實(shí)上，與CAR-T細(xì)胞療法相比，NK細(xì)胞在臨床上的安全性和在異源環(huán)境中使用的可能性是兩大優(yōu)勢(shì)。然而，它們?cè)趩我化煼ㄖ械呐R床療效具有欺騙性，因此需要開發(fā)新的聯(lián)合療法。

本文總結(jié)的知識(shí)可能有助于提高NK細(xì)胞的細(xì)胞毒活性，并預(yù)測(cè)輸注到患者體內(nèi)的體外擴(kuò)增NK細(xì)胞在腫瘤床中的表現(xiàn)。

參考資料：Co?non, L., Geindreau, M., Ghiringhelli, F. et al. Natural Killer cells at the frontline in the fight against cancer. Cell Death Dis 15, 614 (2024). https://doi.org/10.1038/s41419-024-06976-0

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