综述:NK细胞在调节肿瘤免疫中的作用:现状、挑战与未来策略

《Cancer Cell International》:The role of NK cells in regulating tumorimmunity: current state, challenges and future strategies

【字体: 时间:2025年10月19日 来源:Cancer Cell International 6

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  本综述系统阐述了自然杀伤(NK)细胞在肿瘤免疫中的核心作用,重点探讨了其生物学特性、与肿瘤微环境(TME)中其他细胞(如CAFs、TAMs、DCs、T细胞等)的相互作用,以及基于NK细胞的免疫治疗策略(如CAR-NK疗法)的现状、优势与挑战。文章强调了NK细胞作为先天免疫关键效应器,在肿瘤免疫监视中的独特优势(如MHC非限制性杀伤、低CRS风险),并指出了其在实体瘤治疗中面临的困境(如浸润不足、存活时间短),为开发新一代抗癌免疫疗法提供了重要参考。

  
自然杀伤(NK)细胞:肿瘤免疫治疗的新星
自然杀伤(NK)细胞是先天免疫系统中的淋巴细胞,以其无需预先致敏即可快速识别并清除异常细胞、病毒感染细胞和肿瘤细胞的能力而著称。与T细胞和B细胞不同,NK细胞的激活由其受体与靶细胞之间的相互作用所主导,独立于抗原加工或呈递过程。这使得NK细胞在肿瘤免疫治疗领域展现出独特的潜力,尤其是在克服CAR-T细胞疗法面临的细胞因子释放综合征(CRS)和神经毒性等挑战方面。
NK细胞的异质性及其功能
人类外周血NK细胞可根据CD56和CD16的表达水平分为不同亚群。CD56brightCD16low/- NK细胞是未成熟亚群,主要发挥免疫调节和细胞因子产生功能,细胞毒性较弱。而CD56dimCD16+ NK细胞则具有强大的细胞毒性,并能介导抗体依赖性细胞毒性(ADCC)。单细胞测序技术的进步进一步揭示了NK细胞更精细的亚群划分,例如基于CD57表达的分类,以及在不同组织(如血液、脾脏、淋巴结、胃肠道)中分布的差异。这种异质性与NK细胞的组织定位和功能特异性密切相关,例如,肺组织中的CD56dimCD16+ NK细胞高表达颗粒酶B(GZMB),显示出更强的细胞毒潜力。
肿瘤微环境(TME)中的细胞对话
在肿瘤微环境中,NK细胞的功能受到其与其他细胞相互作用的深刻影响。这些相互作用既可能激活NK细胞,也可能抑制其活性。
  • 与癌症相关成纤维细胞(CAFs)的相互作用:CAFs通过产生TGF-β1、前列腺素E2(PGE2)和吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)等因子,抑制NK细胞激活受体(如NKG2D、NKp30)的表达,或促进NKG2D配体MICA/B的脱落,从而削弱NK细胞的肿瘤杀伤能力。
  • 与血小板的相互作用:血小板通过物理屏蔽肿瘤细胞、释放TGF-β以及将其MHC I类分子转移至肿瘤细胞等方式,帮助循环肿瘤细胞(CTCs)逃逸NK细胞的免疫监视。
  • 与调节性T细胞(Tregs)的相互作用:Tregs通过STAT3通路和TGF-β1分泌等机制,抑制NK细胞的功能。靶向Tregs或其中介的免疫抑制信号(如IL-1R8/IL-37轴)有望恢复NK细胞的抗肿瘤活性。
  • 与树突状细胞(DCs)的相互作用:这是一条重要的抗肿瘤轴線。NK细胞通过分泌XCL1/XCL2和CCL5等趋化因子,招募传统的1型树突状细胞(cDC1)至肿瘤部位。cDC1能够交叉呈递肿瘤抗原,从而启动和激活肿瘤特异性的CD8+ T细胞反应,形成先天免疫与适应性免疫的协同抗肿瘤效应。
  • 与中性粒细胞的相互作用:中性粒细胞在肿瘤中的作用具有双重性,其功能受宿主NK细胞状态的调控。它们可以通过释放中性粒细胞胞外陷阱(NETs)或活性氧(ROS)等机制抑制NK细胞的活性。
  • 与巨噬细胞的相互作用:某些亚群的肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),如TREM2+或MARCO+巨噬细胞,能够抑制NK细胞和T细胞的功能。靶向这些巨噬细胞有望重塑免疫抑制性的TME。
靶向T细胞和NK细胞的联合免疫治疗策略
由于T细胞和NK细胞在识别和杀伤肿瘤细胞上具有互补机制(T细胞依赖MHC-I,而NK细胞在MHC-I缺失时更有效),同时靶向这两类细胞的免疫检查点或信号通路已成为研究热点。
  • 共享检查点受体:CD161-CLEC2D、NKG2A/CD94-HLA-E、TIGIT/CD96/PVRIG-CD155/CD112以及NKG2D-MICA/B等轴線在T细胞和NK细胞上均有表达,是联合免疫治疗的潜在靶点。例如,靶向MICA/B α3结构域的单克隆抗体能够抑制其蛋白水解脱落,增加肿瘤细胞表面NKG2D配体的密度,从而增强NK细胞和T细胞介导的免疫反应。
  • 细胞因子与趋化因子:TGF-β是关键的免疫抑制因子,能同时抑制T细胞和NK细胞。靶向其激活途径(如整合素αvβ6/αvβ8)可改善肿瘤免疫微环境。此外,增强I型干扰素(IFN-I)反应或利用CXCR3、CCR7等趋化因子受体可促进NK细胞向肿瘤部位的浸润。
CAR-NK细胞疗法的现状与展望
CAR-NK细胞疗法是当前肿瘤免疫治疗的前沿领域。
  • 血液肿瘤治疗:在急性髓系白血病(AML)、多发性骨髓瘤(MM)等血液肿瘤中,CAR-NK疗法(如靶向CD19、CD33、BCMA、GPRC5D等)已显示出良好的安全性和初步疗效,且CRS和神经毒性风险较低。
  • 实体瘤挑战:CAR-NK疗法在实体瘤中的应用仍面临诸多挑战,包括NK细胞向肿瘤部位的归巢和浸润不足、在体内的持久性较短、以及免疫抑制性TME的影响。
  • 优势与局限:与CAR-T相比,CAR-NK的优势在于其安全性更高(低CRS风险)、可通过多种机制(包括CAR依赖和CAR非依赖,如ADCC)识别肿瘤、以及可供“现货型”应用的潜力。其主要局限在于体内持久性差和病毒转导效率低等技术瓶颈。
未来方向
未来的研究将致力于通过基因工程手段优化CAR-NK的设计(如引入细胞因子基因如IL-15、靶向免疫抑制信号)、开发非病毒转导系统、联合其他疗法(如免疫检查点抑制剂、化疗、放疗)以及探索局部给药策略等,以克服现有瓶颈,充分发挥NK细胞在肿瘤免疫治疗中的巨大潜力。对NK细胞亚群、其与TME中其他细胞相互作用的深入理解,将继续推动新一代抗癌策略的发展。
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