NK細(xì)胞受體群譜偏移與腫瘤免疫逃逸及逆轉(zhuǎn)①

張　彩　田志剛

(山東大學(xué)藥學(xué)院免疫藥物學(xué)研究所,濟(jì)南250012)

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·專家述評(píng)·

NK細(xì)胞受體群譜偏移與腫瘤免疫逃逸及逆轉(zhuǎn)①

張彩田志剛②

(山東大學(xué)藥學(xué)院免疫藥物學(xué)研究所,濟(jì)南250012)

[摘要]NK細(xì)胞功能的發(fā)揮取決于其表面活化受體和抑制性受體識(shí)別靶細(xì)胞表面相應(yīng)配體后所傳遞信號(hào)的平衡狀態(tài)。腫瘤在發(fā)生發(fā)展的過(guò)程中進(jìn)化出許多機(jī)制，調(diào)控NK細(xì)胞活化受體和抑制性受體的表達(dá)及腫瘤細(xì)胞NK細(xì)胞識(shí)別的配體表達(dá)的平衡狀態(tài)，通常表現(xiàn)為活化受體/配體表達(dá)受到抑制而抑制性受體/配體表達(dá)增強(qiáng)的群譜偏移現(xiàn)象，成為腫瘤細(xì)胞削弱腫瘤微環(huán)境中NK細(xì)胞功能、誘導(dǎo)NK細(xì)胞免疫耐受甚至功能耗竭，最終導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸的重要機(jī)制。本文就腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中NK細(xì)胞受體/配體表達(dá)的失衡與腫瘤免疫逃逸的關(guān)系及基于逆轉(zhuǎn)NK受體及其配體失衡的免疫治療策略(尤其是抑制性受體的Checkpoint阻斷療法和CAR修飾的NK細(xì)胞治療)等方面的研究進(jìn)展做一綜述。

[關(guān)鍵詞]NK細(xì)胞；NK細(xì)胞受體；腫瘤免疫逃逸；免疫治療；Checkpoint阻斷療法；CAR-NK

張彩(1965年-)，山東大學(xué)藥學(xué)院免疫藥物學(xué)研究所教授，博士生導(dǎo)師。中國(guó)免疫學(xué)會(huì)腫瘤免疫與生物治療分會(huì)委員，山東免疫學(xué)會(huì)常務(wù)理事，山東免疫學(xué)會(huì)基礎(chǔ)免疫專業(yè)委員會(huì)副主任委員；國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)審專家。《中國(guó)免疫學(xué)雜志》和《Cytokine》編委。主要從事腫瘤免疫學(xué)和肝臟免疫學(xué)研究。為首承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，作為學(xué)術(shù)骨干參與國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目二項(xiàng)。為首或作為通訊作者在Hepatology、Mol Cancer Ther等雜志發(fā)表SCI收錄論文20余篇。

田志剛(1956年- ),中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師,現(xiàn)任中國(guó)科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院免疫學(xué)研究所所長(zhǎng)、中國(guó)免疫學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)免疫學(xué)會(huì)英文會(huì)刊(Cell Mol Immunol)執(zhí)行主編、中文會(huì)刊《中國(guó)免疫學(xué)雜志》主編。2001 年國(guó)家杰出青年獲得者、2007 年教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、2008 和2011 年國(guó)家基金委《天然免疫與重大疾病發(fā)生發(fā)展》創(chuàng)新群體負(fù)責(zé)人、2008 年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(首位)、2011 年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(第二位)。主要從事天然免疫和肝臟免疫學(xué)研究,以通訊作者在Cell、Nat Immunol、Immunity、J Clin Invest、J Exp Med、PNAS、Nature Commun、Gastroenterology、Hepatology、J Allergy Clin Immunol、PloS Pathogen、J Hepatol等SCI 收錄的國(guó)外雜志發(fā)表論文220篇。

NK細(xì)胞是機(jī)體重要的天然免疫細(xì)胞，不需要預(yù)先刺激即可識(shí)別并殺傷腫瘤和病毒感染的細(xì)胞，同時(shí)又能通過(guò)早期分泌多種細(xì)胞因子和趨化因子來(lái)調(diào)節(jié)獲得性免疫應(yīng)答，位于抗腫瘤和抗病毒感染的第一道防線。近年的研究發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞亦具有獲得性免疫細(xì)胞的特點(diǎn)，如針對(duì)某些病毒感染的記憶性二次應(yīng)答。NK細(xì)胞在腫瘤免疫監(jiān)視過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，許多腫瘤病人存在NK細(xì)胞功能低下的現(xiàn)象，而NK細(xì)胞活性低下的人群具有較高的罹患癌癥的危險(xiǎn)，各種癌癥的發(fā)病率較高。NK細(xì)胞功能的發(fā)揮取決于其表面所表達(dá)的活化受體和抑制性受體識(shí)別靶細(xì)胞表面相應(yīng)配體后所傳遞信號(hào)的平衡狀態(tài)。通過(guò)活化受體和抑制性受體對(duì)靶細(xì)胞上相應(yīng)配體的識(shí)別，NK細(xì)胞得以感受危險(xiǎn)信號(hào)，區(qū)分正常和異常(受到感染或發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化)的細(xì)胞，發(fā)揮其免疫監(jiān)視作用。抑制性受體能特異性識(shí)別靶細(xì)胞表面的MHC I類分子并保護(hù)正常細(xì)胞不被殺傷，由于抑制性受體與其配體結(jié)合的親和力大于活化受體，因此通常以抑制性信號(hào)占優(yōu)勢(shì)。當(dāng)細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化或病毒感染時(shí)，細(xì)胞表面MHC I類分子表達(dá)降低、丟失或發(fā)生變異，或高表達(dá)能夠克服抑制性信號(hào)的NK細(xì)胞活化受體的配體(如NKG2D配體)時(shí)，NK細(xì)胞通過(guò)受體識(shí)別，啟動(dòng)活化信號(hào)、增殖，介導(dǎo)對(duì)靶細(xì)胞的殺傷、分泌IFN-γ等細(xì)胞因子而發(fā)揮效應(yīng)功能。但是，在腫瘤從惡性轉(zhuǎn)化至發(fā)生發(fā)展的過(guò)程中，腫瘤細(xì)胞與NK細(xì)胞間的長(zhǎng)期相互作用使腫瘤細(xì)胞進(jìn)化出多種機(jī)制來(lái)逃避NK細(xì)胞的識(shí)別和攻擊。本文就腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中NK細(xì)胞受體/配體表達(dá)的失衡與腫瘤免疫逃逸的關(guān)系及基于逆轉(zhuǎn)NK受體及其配體失衡的免疫治療策略等方面的研究進(jìn)展做一綜述。

1NK受體在抗腫瘤免疫應(yīng)答中的作用

NK細(xì)胞表達(dá)多種活化受體和抑制性受體，活化受體包括NKG2D、NKG2C、CD226 (DNAM-1)、2B4、CD16和天然細(xì)胞毒受體(NCR)家族的NKp46、NKp30及NKp44等，抑制性受體主要有殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(KIRs)、CD94/NKG2A、TIGIT和CD96等。NK細(xì)胞通過(guò)抑制性受體識(shí)別自我與非我而防止對(duì)自身正常細(xì)胞的殺傷，更需要強(qiáng)大的活化信號(hào)來(lái)啟動(dòng)對(duì)感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答。NKG2D、NCR、CD226和CD16是目前公認(rèn)的在抗腫瘤免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵作用的活化受體。NKG2D表達(dá)于所有的NK細(xì)胞，在CD8+T細(xì)胞、γδT細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表面亦有表達(dá)，是分布最為廣泛的NK細(xì)胞受體，其識(shí)別多種由感染、應(yīng)急、惡性轉(zhuǎn)化或DNA損傷等誘導(dǎo)的配體，包括MICA、MICB及ULBP1-ULBP4等。尤為重要的是，NKG2D與其配體的結(jié)合能夠克服MHC I類分子介導(dǎo)的抑制性信號(hào)對(duì)NK活化的抑制作用。因此，NKG2D介導(dǎo)的NK細(xì)胞活化能夠清除正常表達(dá)MHC I類分子的腫瘤細(xì)胞[1]。NKG2D缺失小鼠或經(jīng)NKG2D中和抗體處理后的小鼠極易自發(fā)上皮和淋巴系腫瘤，顯示了NKG2D在腫瘤免疫監(jiān)視中的重要作用[2]。

NCR是NK細(xì)胞防御和抵抗腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要NK細(xì)胞受體，NCR選擇性表達(dá)于NK細(xì)胞，是NK細(xì)胞可靠的標(biāo)志，靜止和活化的NK細(xì)胞均表達(dá)NKp46和NKp30，而NKp44僅表達(dá)于活化的NK細(xì)胞。NCR在NK細(xì)胞的表達(dá)水平與NK細(xì)胞的殺傷強(qiáng)度呈正相關(guān)，NCR相應(yīng)的抗體阻斷可明顯削弱NK細(xì)胞的殺傷能力。盡管NCR識(shí)別的配體尚未完全闡明，已有足夠的證據(jù)表明NCR配體表達(dá)于發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化或受到病毒感染的多種細(xì)胞類型[3]。目前已明確B7-H6和BAT3是NKp30識(shí)別的配體，B7-H6在正常細(xì)胞不表達(dá)，特異表達(dá)于腫瘤細(xì)胞，包括白血病、淋巴瘤、黑色素瘤等；BAT3亦表達(dá)于未成熟DC，介導(dǎo)NK細(xì)胞對(duì)未成熟DC的殺傷[3,4]。盡管腫瘤細(xì)胞表達(dá)的NKp46配體尚未鑒定出來(lái)，但NKp46缺失的小鼠抵抗淋巴瘤、黑色素瘤、肺癌生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的能力受到明顯削弱[5]。

CD226(DNAM-1)表達(dá)于多數(shù)NK細(xì)胞、αβT細(xì)胞、γδT細(xì)胞和單核細(xì)胞表面，作為NK細(xì)胞的活化受體，啟動(dòng)NK細(xì)胞的活化和對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷，且可作為T(mén)細(xì)胞的共刺激分子促進(jìn)T細(xì)胞的活化[6]。CD226的配體為PVR和nectin-2，在多種腫瘤細(xì)胞中(包括卵巢癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌、血液系統(tǒng)腫瘤和肉瘤等)高表達(dá)，且卵巢癌、急性髓樣白血病等腫瘤細(xì)胞高表達(dá)的PVR可下調(diào)NK細(xì)胞CD226的表達(dá)，為其逃避NK細(xì)胞攻擊的機(jī)制之一[6]。CD226介導(dǎo)的NK細(xì)胞活化可以被抑制性受體TIGIT和CD96(與CD226識(shí)別相同的配體)所拮抗。

2NK受體/配體群譜的偏移促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸

盡管NK細(xì)胞能夠早期迅速識(shí)別惡性轉(zhuǎn)化的腫瘤細(xì)胞，具有強(qiáng)大的殺傷腫瘤細(xì)胞的能力，但是腫瘤細(xì)胞及其微環(huán)境在其發(fā)生發(fā)展的過(guò)程中逐漸進(jìn)化出許多機(jī)制來(lái)抑制NK細(xì)胞的活化和功能，削弱NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤作用。越來(lái)越多的證據(jù)表明，腫瘤細(xì)胞能夠通過(guò)改變NK細(xì)胞受體或配體的表達(dá)，抑制活化受體的表達(dá)，促進(jìn)抑制性受體的表達(dá)，影響NK細(xì)胞受體或配體表達(dá)的平衡狀態(tài)，而抑制NK細(xì)胞的活化和殺傷功能[7,8]。肝癌、乳腺癌、肺癌、結(jié)直腸癌、宮頸癌、胰腺癌和胃癌等病人NK細(xì)胞均存在NKG2D表達(dá)下調(diào)的現(xiàn)象。而且，隨病情的進(jìn)展，NKG2D水平的下降與NK細(xì)胞殺傷功能的降低呈正相關(guān)，與腫瘤的發(fā)生率和進(jìn)展程度密切相關(guān)[8]。腫瘤細(xì)胞表面NKG2D配體與NKG2D的長(zhǎng)期接觸或慢性刺激，腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體(exosome)表面的NKG2D配體或TGF-β及膜型NKG2D配體剪切成可溶性NKG2D配體的釋放均可下調(diào)NKG2D的表達(dá)水平，使NK細(xì)胞處于無(wú)功能狀態(tài)，削弱NKG2D介導(dǎo)的NK細(xì)胞免疫監(jiān)視作用[9,10]。腫瘤細(xì)胞或微環(huán)境中的免疫負(fù)調(diào)細(xì)胞Treg或MDSC分泌的TGF-β、PGE2和IDO均可抑制NKG2D的表達(dá)[11]。NKp30和NKp46表達(dá)的下調(diào)也是削弱NK細(xì)胞活性，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的免疫逃逸機(jī)制之一。多種實(shí)體瘤和血液系統(tǒng)腫瘤(包括乳腺癌、肝癌、胰腺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、肺癌、宮頸癌、卵巢癌、急性髓樣白血病、慢性淋巴細(xì)胞性白血病)等均可見(jiàn)NKp30和NKp46表達(dá)的下調(diào)和NK細(xì)胞功能的降低，并與疾病的進(jìn)展相關(guān)[8]。其他NK細(xì)胞活化受體，如NKG2C、CD226、CD244及NKp44等的下調(diào)亦見(jiàn)于多種腫瘤[8]。腫瘤微環(huán)境不僅影響NK細(xì)胞活化受體的表達(dá)，NK細(xì)胞功能的喪失還與抑制性受體表達(dá)的上調(diào)有關(guān)。許多腫瘤微環(huán)境中的NK細(xì)胞表現(xiàn)為抑制性受體(如NKG2A、KIR)表達(dá)增加，用KIR或NKG2A阻斷性抗體處理可明顯恢復(fù)NK細(xì)胞的活化和功能[8]。

另一方面，腫瘤細(xì)胞亦通過(guò)調(diào)節(jié)自身NK細(xì)胞受體配體的表達(dá)(如下調(diào)活化受體的配體、上調(diào)抑制性受體的配體)來(lái)逃逸NK細(xì)胞的識(shí)別與攻擊。主要表現(xiàn)為活化受體NKG2D配體MICA、MICB及ULBPs和NKp30的配體(B7-H6,BAG6)在基質(zhì)金屬蛋白酶的剪切下釋放出可溶性配體形式，一方面降低了腫瘤細(xì)胞膜表面NK細(xì)胞配體的表達(dá)，削弱了NK細(xì)胞活化信號(hào)的傳遞；另一方面，可溶性的NKG2D或NKp30配體進(jìn)一步遮蔽或抑制NK細(xì)胞表面NKG2D和NKp30活化受體的表達(dá)，降低NK細(xì)胞的活性和功能[9,12]。多種腫瘤病人血清可溶NKG2D配體的水平與病程進(jìn)展相關(guān)，可作為病情診斷和預(yù)測(cè)預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志[8,13]。抑制性受體的配體(如CD94/NKG2A的配體HLA-E和ILT2/4及KIR2DL4的配體HLA-G)在多種腫瘤(包括骨髓瘤、白血病、黑色素瘤、膠質(zhì)瘤、乳腺癌、結(jié)直腸癌、肺癌和腎癌等)呈現(xiàn)高表達(dá)，且與不良預(yù)后密切相關(guān)[14]。高表達(dá)的HLA-G和HLA-E抑制NK細(xì)胞的殺傷活性，且可誘導(dǎo)腫瘤微環(huán)境MDSC的擴(kuò)增；可溶性HLA-G(sHLA-G)作為腫瘤微環(huán)境的抑制因子削弱腫瘤浸潤(rùn)的NK細(xì)胞和T細(xì)胞的效應(yīng)功能，促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸，且與腫瘤的進(jìn)程及腫瘤大小成正相關(guān)[14]。

總之，腫瘤微環(huán)境的多種因素促使NK細(xì)胞受體/配體譜發(fā)生偏移，活化受體/配體表達(dá)降低，抑制性受體/配體表達(dá)增強(qiáng)，使NK細(xì)胞識(shí)別信號(hào)平衡向抑制方向傾斜，抑制NK細(xì)胞的活化和殺傷功能，甚至導(dǎo)致NK細(xì)胞失功能或功能耗竭，促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸。

3基于糾正NK受體/配體群譜偏移的免疫治療策略

鑒于NK細(xì)胞在抗腫瘤免疫中的重要作用，基于NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫治療在血液系統(tǒng)腫瘤已取得了較好的治療效果，在黑色素瘤、腎癌、肺癌、肝癌等實(shí)體瘤的治療中亦顯示出良好的治療前景。這些治療策略主要是基于NK細(xì)胞發(fā)揮作用的功能特點(diǎn)，以糾正腫瘤微環(huán)境中NK受體/配體群譜偏移、逆轉(zhuǎn)NK細(xì)胞的功能失調(diào)狀態(tài)、恢復(fù)或加強(qiáng)NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫應(yīng)答能力為目的(圖1)。

3.1免疫檢查點(diǎn)阻斷療法(Checkpoint Blockade)靶向抑制T細(xì)胞表面抑制性受體的免疫檢查節(jié)點(diǎn)阻斷療法已成為近年抗腫瘤免疫治療的熱點(diǎn)，尤其是抗CTLA-4和PD-1或PD-L1單克隆抗體用于黑色素瘤等實(shí)體瘤的治療取得了引人注目的效果[15,16]。其能夠通過(guò)阻斷抑制T細(xì)胞活化的抑制性信號(hào)，激活腫瘤微環(huán)境中受到抑制的T細(xì)胞應(yīng)答，糾正免疫耐受狀態(tài)，開(kāi)辟了腫瘤免疫治療的新時(shí)代，被Science雜志評(píng)為2013年十大科技突破的榜首。

圖1　NK細(xì)胞受體群譜偏移與腫瘤免疫逃逸及逆轉(zhuǎn)策略Fig.1　Imbalance of NK cell receptors and tumor escape as well as reversal therapeutic strategies

由于抑制性受體在調(diào)控NK細(xì)胞活化中發(fā)揮關(guān)鍵的免疫checkpoint作用，且腫瘤微環(huán)境存在NK細(xì)胞抑制性受體表達(dá)占優(yōu)勢(shì)的免疫耐受狀態(tài)，這種checkpoint阻斷療法亦適用于基于激活NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫治療，通過(guò)阻斷NK細(xì)胞抑制性信號(hào)糾正NK受體失衡的免疫失功能狀態(tài)增強(qiáng)NK細(xì)胞抗腫瘤免疫應(yīng)答，從而展示出很好的應(yīng)用前景。已發(fā)現(xiàn)多發(fā)性骨髓瘤病人NK細(xì)胞高表達(dá)PD-1，用抗PD-1單抗治療可恢復(fù)NK細(xì)胞的抗腫瘤活性[17]。而靶向NK細(xì)胞抑制性受體KIR的單抗(IPH2102)作為直接的NK 細(xì)胞 checkpoint blockade已被應(yīng)用于血液系統(tǒng)腫瘤(如白血病、淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤)的Ⅰ期和Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)性治療，并顯示出安全性和有效性[11]。抗KIR單抗與抗CTLA-4單抗(Ipilimumab)聯(lián)合應(yīng)用亦已完成針對(duì)非小細(xì)胞肺癌、前列腺癌、黑色素瘤等進(jìn)展期實(shí)體瘤病人的I期臨床實(shí)驗(yàn)性治療(NCT01750580)，與抗PD-1單抗聯(lián)合治療進(jìn)展期實(shí)體瘤病人正在進(jìn)行I期臨床實(shí)驗(yàn)性治療(NCT01714739)。靶向另一重要的NK細(xì)胞抑制性受體NKG2A的單抗藥物 IPH2201正在進(jìn)行復(fù)發(fā)或難治性慢性淋巴細(xì)胞白血病的Ⅰ期和Ⅱ期實(shí)驗(yàn)治療(NCT02557516)。NK細(xì)胞表達(dá)TIM-3和LAG-3抑制性checkpoint受體，此二者在腫瘤患者NK細(xì)胞高表達(dá)，促進(jìn)腫瘤微環(huán)境NK細(xì)胞的免疫抑制狀態(tài)，目前，抗TIM-3單抗藥物MBG453正開(kāi)始招募參與者單獨(dú)或與抗PD-1單抗聯(lián)合用于肺癌、腎癌等惡性腫瘤的Ⅰ期和Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)性治療(NCT 02608268)；抗LAG-3單抗正在進(jìn)行難治性或復(fù)發(fā)性白血病、淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤的I期臨床實(shí)驗(yàn)性治療(NCT 02061761)或與抗PD-1單抗聯(lián)合用于肝癌、宮頸癌、卵巢癌、膀胱癌、腎癌和非小細(xì)胞肺癌等進(jìn)展期實(shí)體瘤的實(shí)驗(yàn)性治療(NCT 01968109)。我們實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)免疫抑制性受體TIGIT表達(dá)于NK細(xì)胞，且在小鼠急性病毒性肝炎和肝再生模型中觀察到其對(duì)NK細(xì)胞活化的負(fù)調(diào)節(jié)作用，阻斷TIGIT信號(hào)可增強(qiáng)NK細(xì)胞的活化和IFN-γ產(chǎn)生[18,19]。我們亦觀察到TIGIT在不同小鼠荷瘤模型NK細(xì)胞高表達(dá)，且腫瘤微環(huán)境TIGIT+NK細(xì)胞呈現(xiàn)功能耗竭狀態(tài)，用抗體阻斷TIGIT信號(hào)可恢復(fù)NK細(xì)胞的抗腫瘤功能(未發(fā)表資料)。這些結(jié)果提示，TIGIT有望作為一個(gè)免疫checkpoint阻斷靶點(diǎn)以激活NK細(xì)胞的抗腫瘤免疫應(yīng)答能力并用于腫瘤的治療。

3.2NK細(xì)胞過(guò)繼免疫治療自體或同種異體NK細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)輸用于抗腫瘤免疫治療已應(yīng)用于臨床，對(duì)于血液系統(tǒng)腫瘤顯示出良好的治療效果。由于能夠消除KIR識(shí)別MHCⅠ類分子傳遞的抑制性信號(hào)，體外活化擴(kuò)增的KIR不匹配的異基因NK細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)輸，較自體或KIR類型相同來(lái)源的NK細(xì)胞具有更好的抗白血病治療效果，降低白血病的復(fù)發(fā)率，且不會(huì)引起GVHD反應(yīng)。IL-12、IL-15、Ⅰ型干擾素等細(xì)胞因子不僅能夠促進(jìn)NK細(xì)胞活化、維持NK細(xì)胞的存活，且可增強(qiáng)NK細(xì)胞活化受體的表達(dá)、下調(diào)抑制性受體的表達(dá)，從而增強(qiáng)NK細(xì)胞的抗腫瘤功能[20,21]。因此利用細(xì)胞因子體外活化的NK細(xì)胞進(jìn)行腫瘤的過(guò)繼細(xì)胞免疫治療顯示出一定的優(yōu)勢(shì)，已在體內(nèi)觀察到IL-12、IL-15與IL-18聯(lián)合激活的NK細(xì)胞輸入體內(nèi)后具有更長(zhǎng)的生存期和更高的分泌IFN-γ的能力[22]，并可在低劑量IL-2作用下大量擴(kuò)增。重要的是其具有記憶性的特點(diǎn)，再次刺激可明顯增強(qiáng)其細(xì)胞毒活性和IFN-γ分泌能力[23]。此細(xì)胞因子聯(lián)合誘導(dǎo)的記憶樣NK細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)輸療法正在進(jìn)行復(fù)發(fā)或難治性急性髓樣白血病的臨床實(shí)驗(yàn)性治療(NCT01898793)。而IL-15、IFN-α等基因修飾的NK細(xì)胞可避免細(xì)胞因子直接應(yīng)用的毒性作用而顯示出更好的優(yōu)勢(shì)[24,25]。

嵌合抗原受體修飾的免疫細(xì)胞主要是對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行修飾改造(即CAR-T技術(shù))，將能夠特異性識(shí)別腫瘤抗原的單鏈抗體與T細(xì)胞的胞內(nèi)信號(hào)CD3ζ或共刺激信號(hào)分子相連，使T細(xì)胞能特異性結(jié)合腫瘤細(xì)胞表面抗原的受體而將T細(xì)胞靶向“錨定”在腫瘤細(xì)胞上，且無(wú)MHC限制性，可避免因腫瘤細(xì)胞MHC下調(diào)或丟失導(dǎo)致的免疫逃逸。因此，被重新編碼的T細(xì)胞能獲得特異性識(shí)別和攻擊殺傷腫瘤細(xì)胞的能力，尤其對(duì)白血病等血液系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞有很強(qiáng)的識(shí)別能力。該技術(shù)在血液系統(tǒng)腫瘤及進(jìn)展期黑色素瘤取得了明顯的臨床治療效果。尤其是CD19-CAR T細(xì)胞能夠明顯減低B細(xì)胞淋巴瘤病人的長(zhǎng)期復(fù)發(fā)[26]。目前該技術(shù)亦開(kāi)始探討應(yīng)用于其他免疫細(xì)胞，即擴(kuò)展為CAR-NK、CAR-NKT和CAR-γδT技術(shù)等。鑒于NK細(xì)胞在抗腫瘤免疫應(yīng)答中的重要作用及其具有非腫瘤抗原限制性迅速殺傷腫瘤和ADCC效應(yīng)等特點(diǎn)，CAR修飾的NK細(xì)胞治療具有與CAR-T細(xì)胞治療相媲美甚至優(yōu)于CAR-T細(xì)胞的應(yīng)用前景，近年的研究亦取得了特別可喜的進(jìn)展。特異性靶向B細(xì)胞淋巴瘤的CD19和CD20、靶向上皮來(lái)源腫瘤的HER2、EPCAM及黑色素瘤相關(guān)抗原gp100、前列腺癌干細(xì)胞相關(guān)抗原PSCA、多發(fā)性骨髓瘤CD138等CAR修飾的NK細(xì)胞技術(shù)已相繼建立，并轉(zhuǎn)染入NK細(xì)胞系NK-92或原代NK細(xì)胞，正在進(jìn)行臨床前研究，表現(xiàn)出明顯增強(qiáng)的抗腫瘤活性，并在異基因移植瘤模型中顯示出明顯的抑制腫瘤生長(zhǎng)的效應(yīng)[27,28]。靶向CD19的CAR修飾的半相合NK細(xì)胞用于B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病的臨床實(shí)驗(yàn)性治療一項(xiàng)已完成I期治療(美國(guó)St.Jude兒童研究醫(yī)院，NCT00995137)，另一項(xiàng)正在進(jìn)行II期臨床實(shí)驗(yàn)性治療(新加坡國(guó)立大學(xué)，NCT01974479)。而基于NK細(xì)胞識(shí)別和功能特點(diǎn)，構(gòu)建胞外表達(dá)NK細(xì)胞活化受體的CAR-NK技術(shù)展示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，目前已有表達(dá)NKG2D的CAR-NK細(xì)胞成功建立，并表現(xiàn)出對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血病、骨肉瘤、前列腺癌等多種腫瘤明顯增強(qiáng)的殺傷效果[29]。這種嵌合表達(dá)的NK活化受體能夠特異性地靶向識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面相應(yīng)的配體，并激發(fā)胞內(nèi)活化信號(hào)。由于不會(huì)因與其配體的長(zhǎng)期接觸而內(nèi)化表達(dá)下降，從而能夠保持其活化受體的優(yōu)勢(shì)表達(dá)，而且由于其胞內(nèi)表達(dá)一個(gè)或多個(gè)共刺激信號(hào)區(qū)，使CAR-NK細(xì)胞具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒活性、細(xì)胞增殖和分泌細(xì)胞因子的能力。其他NK細(xì)胞活化受體(如NKp30、NKp46、CD226等)亦有望成為CAR-NK細(xì)胞技術(shù)的候選靶標(biāo)。尤為重要的是，CAR-NK細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)在于由于其體內(nèi)較短的存活期，不需要引入自殺基因來(lái)限制其擴(kuò)增，不會(huì)產(chǎn)生CAR-T細(xì)胞治療易造成的細(xì)胞因子風(fēng)暴等副作用[27,28]。

3.3增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞表面NK受體配體的表達(dá)提高腫瘤對(duì)NK細(xì)胞殺傷的敏感性鑒于NK細(xì)胞受體配體的表達(dá)水平在調(diào)控NK細(xì)胞受體表達(dá)和功能方面的關(guān)鍵作用，許多腫瘤通過(guò)下調(diào)NK細(xì)胞活化受體配體的表達(dá)而上調(diào)抑制性配體的表達(dá)來(lái)逃逸NK細(xì)胞介導(dǎo)的殺傷，某些治療策略旨在通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞表面NK受體配體的表達(dá)水平、糾正NK受體配體表達(dá)的偏移或失衡來(lái)增強(qiáng)NK細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)，關(guān)注最多的是NKG2D配體MICA/B或ULBPs。Ⅰ型干擾素和TLR激動(dòng)劑可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞或DC/mφ表面NKG2D配體的表達(dá)而增強(qiáng)NK細(xì)胞的殺傷活性[30-32]，此為其促進(jìn)NK細(xì)胞抗腫瘤免疫應(yīng)答的機(jī)制之一。近年的研究發(fā)現(xiàn)，某些化療藥物不僅具有直接的抑制腫瘤增殖、促進(jìn)腫瘤凋亡的作用，還能調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞NK受體配體的表達(dá)，增加腫瘤細(xì)胞對(duì)免疫細(xì)胞殺傷的敏感性。索拉菲尼是一種新型的多靶向抗腫瘤藥物，既可阻斷RAF/MEK/ERK介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路，直接抑制腫瘤細(xì)胞的增殖；又可抑制新生血管的形成，抑制腫瘤生長(zhǎng)。近年發(fā)現(xiàn)，索拉菲尼還可促進(jìn)肝癌細(xì)胞膜型MICA的表達(dá)，降低可溶性MICA的釋放從而增強(qiáng)NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤活性[33]。低劑量蛋白酶抑制劑硼替佐米(bortezomib)亦因促進(jìn)肝癌細(xì)胞表面MICA/B的表達(dá)而具有抑制肝癌細(xì)胞增殖和增強(qiáng)NK細(xì)胞抗腫瘤效應(yīng)的雙重作用[34]。組蛋白去乙酰化酶抑制劑(HDACi)亦可促進(jìn)多種腫瘤細(xì)胞MICA/B的表達(dá)，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)NK殺傷的敏感性。其不僅可直接通過(guò)促進(jìn)組蛋白的乙酰化增強(qiáng)MICA/B的轉(zhuǎn)錄，而且可表觀抑制靶向調(diào)控MICA/B相關(guān)miRNA(如miR-20a、miR-93、miR-106b及miR-17-92)的轉(zhuǎn)錄[35]。放射治療由于DNA損傷和電離輻射等細(xì)胞應(yīng)激效應(yīng)可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表面NKG2D配體的表達(dá)，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞殺傷的敏感性[36,37]。除NKG2D配體之外，我們實(shí)驗(yàn)室最近發(fā)現(xiàn)，化療(如順鉑、5-氟尿嘧啶)或放療及熱休克、細(xì)胞因子治療均可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞表面NKp30配體B7-H6表達(dá)的增加，從而增強(qiáng)對(duì)NK細(xì)胞殺傷的敏感性[38]。因此，將化療或化療與免疫治療聯(lián)合應(yīng)用具有協(xié)同增強(qiáng)的抗腫瘤治療效果。

4展望

由于NK細(xì)胞在抗腫瘤免疫應(yīng)答中的關(guān)鍵作用，且NK細(xì)胞具有不需預(yù)先刺激即可識(shí)別和殺傷惡性轉(zhuǎn)化的腫瘤細(xì)胞、NK細(xì)胞易于分離和大量體外擴(kuò)增及體內(nèi)生存期相對(duì)較短等特點(diǎn)，基于NK細(xì)胞的免疫治療已成為具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的抗腫瘤免疫治療手段。目前已有外周血、臍血、胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞(iPS)來(lái)源的NK細(xì)胞正在進(jìn)行各種腫瘤的實(shí)驗(yàn)研究或臨床實(shí)驗(yàn)性治療。基于糾正NK受體/配體群譜偏移的免疫治療策略(尤其是抑制性受體的checkpoint阻斷療法和CAR修飾的NK細(xì)胞治療)更有利于糾正腫瘤微環(huán)境中NK細(xì)胞的功能失調(diào)狀態(tài)、增強(qiáng)NK細(xì)胞的活性和抗腫瘤免疫應(yīng)答能力，具有誘人的應(yīng)用前景。但是其成功地應(yīng)用于臨床仍存在著許多亟待解決的問(wèn)題，例如，CAR修飾的NK細(xì)胞治療中病毒性載體的安全性及非病毒載體的研發(fā)；需要加強(qiáng)NK細(xì)胞遷移、浸潤(rùn)入實(shí)體瘤內(nèi)部并維持活性的能力，如改變NK細(xì)胞趨化因子受體的表達(dá)或增強(qiáng)腫瘤微環(huán)境趨化因子的豐度等，此為增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)實(shí)體瘤治療效果的關(guān)鍵；根據(jù)不同腫瘤類型、不同病人的個(gè)體化特點(diǎn)，合理地將不同的免疫治療方法或與放療/化療聯(lián)合應(yīng)用，既提高NK細(xì)胞的抗腫瘤活性又增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)免疫治療的敏感性，將會(huì)取得更理想的治療效果。

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[收稿2016-01-20]

(編輯許四平)

Imbalance of NK cell receptors and tumor immune escape as well as reversal strategies

ZHANGCai,TIANZhi-Gang.

InstituteofImmunopharmacologyandImmunotherapy,SchoolofPharmaceuticalSciences,ShandongUniversity,Ji′nan250012,China

[Abstract]The effector functions of NK cells are regulated by integrated signals across the array of stimulatory and inhibitory receptors engaged upon interaction with target cell surface ligands.Tumor cells and tumor microenvironment have evolved several mechanisms to regulate the expression of activating/inhibitory receptors on NK cells or ligands for NK cell receptors on tumor cells,leading to imbalance of NK cell receptors or ligands and negatively influence the activity and function of NK cells,thus finally leading to NK cell tolerance or exhaustion as well as tumor escape.In this review,we focus on the association of imbalance expression of NK cell receptors or ligands and tumor immune escape.We discuss specifically on the development of novel mono- and combinatorial strategies (particularly the inhibitory receptor checkpoint blockade and CAR-NK therapy) to rescue the imbalance of NK cell receptors and dysfunction of NK cells for successful and effective tumor therapy.

[Key words]Natural killer cell；NK cell receptor；Tumor immune escape；Immunotherapy；Checkpoint blockade；CAR-NK

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.05.001

中圖分類號(hào)R392.12

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1000-484X(2016)05-0609-06

①本文受國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2013CB944901)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81273220, 81472646, 91442114)資助。

②中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)免疫學(xué)研究所，合肥230026。