综述：工程化自然杀伤细胞用于癌症免疫治疗

这篇综述系统总结了自然杀伤细胞（NK细胞）在癌症免疫治疗中的工程化策略，重点探讨了细胞因子调控、基因工程（CAR-NK）、生物正交化学修饰、物理表面修饰等技术如何克服肿瘤微环境（TME）的抑制，增强NK细胞的靶向性、细胞毒性和持久性。文章详细解析了NK细胞的抗癌机制（如ADCC、穿孔素/颗粒酶途径）及临床转化挑战，为开发下一代免疫疗法提供了理论支持。

　　

工程化自然杀伤细胞：癌症免疫治疗的新前沿

综述背景

自然杀伤细胞（NK细胞）作为先天免疫系统的核心效应细胞，具有无需抗原预刺激即可杀伤肿瘤细胞的独特优势。近年来，随着对NK细胞生物学特性的深入理解，工程化改造NK细胞已成为癌症免疫治疗领域的热点方向。

NK细胞的抗癌机制

NK细胞通过多种途径发挥抗肿瘤作用：

1. 直接细胞毒性：通过释放穿孔素和颗粒酶B（GzmB）诱导肿瘤细胞凋亡，或表达TNF相关凋亡诱导配体（TRAIL）激活死亡受体通路。
2. 抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）：表面受体CD16（FcγRIII）识别结合肿瘤细胞的IgG抗体，触发杀伤效应。
3. 细胞因子分泌：分泌IFN-γ、TNF-α等调节免疫微环境，抑制血管生成和肿瘤转移。

肿瘤微环境（TME）中的缺氧、酸性条件及免疫抑制因子（如TGF-β、IL-10）会显著削弱NK细胞功能。例如，缺氧通过抑制STAT3磷酸化降低NK细胞活性，而TGF-β可下调激活受体NKG2D的表达。

临床应用的工程化策略

1. 细胞因子调控：

   • IL-15是维持NK细胞存活的关键因子，通过JAK/STAT5通路促进细胞增殖。
   • IL-12/IL-15/IL-18联合刺激可诱导记忆样NK细胞（ML NK），显著增强对急性髓系白血病（AML）的持续杀伤。

2. 基因工程改造：

   • CAR-NK技术：通过电穿孔或慢病毒载体将靶向CD19、HER2等肿瘤抗原的嵌合抗原受体（CAR）导入NK细胞。临床研究显示，CD19-CAR-NK治疗B细胞恶性肿瘤的完全缓解率达64%，且无细胞因子释放综合征（CRS）风险。
   • 受体编辑：敲除抑制性受体（如CD94/NKG2A）或过表达激活受体（如NKG2D），可突破肿瘤的免疫逃逸机制。

3. 生物正交化学修饰：

   • 利用代谢糖工程技术在NK细胞表面引入叠氮基团，通过点击化学连接靶向EGFR或GD2的纳米抗体，显著提升肿瘤归巢能力。

4. 物理表面修饰：

   • 脂质锚定技术将PD-1阻断性适体（PDGC21-T）嵌入NK细胞膜，增强对三阴性乳腺癌（TNBC）的靶向性，修饰后细胞活性维持72小时以上。

5. 机械刺激与磁调控：

   • 纳米线机械刺激可使NK细胞脱颗粒效率提高4倍；超顺磁性氧化铁纳米颗粒（IONPs）标记的NK细胞在外磁场引导下，肿瘤浸润率提升3倍。

挑战与展望

尽管工程化NK细胞展现出良好安全性（如异体输注无GVHD风险），但仍面临体内持久性不足、实体瘤渗透困难等瓶颈。未来方向包括：

• 开发可分泌IL-15的自维持型CAR-NK；
• 构建3D水凝胶递送系统延长局部驻留时间；
• 联合免疫检查点抑制剂（如抗PD-1）克服TME抑制。

通过多学科交叉创新，工程化NK细胞有望成为下一代"现货型"抗癌利器，为血液肿瘤和实体瘤治疗提供更优解决方案。