自然殺傷細胞治療急性髓系白血病的研究進展*

王薇雅 盧緒章 綜述 陳濤 審校

自然殺傷細胞（natural killer cell，NK）為人體免疫系統的第一道防線，其不同于T 細胞和B 細胞，無需經過抗原刺激，能夠迅速殺死腫瘤或病毒感染的細胞［1］。NK細胞的殺傷活性受到抑制或激活性表面受體的嚴格調控。其不僅為重要的對外自然防御細胞，而且在機體過繼免疫治療中發揮重要作用。NK細胞具備天然的細胞毒性，為潛在的治療惡性腫瘤和病毒感染性疾病等臨床應用的候選者。本文將就NK細胞的生物學特征以及基于NK細胞治療急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）的基礎和臨床研究進行綜述。

1 NK細胞的生物學特征

自然殺傷細胞為先天性淋巴細胞，是人類先天免疫系統的一個組成部分，其占外周血淋巴細胞的10%～15%，具有細胞毒性和免疫調節雙重功能。NK細胞特異性表達CD56和CD16，而不表達CD3，根據表達分子表面強度的差異又將NK細胞分為CD56dim CDl6bright和CD56bright CDl6dim 兩種亞型，其中CD56dim CDl6bright亞型主要分布于外周血，表達免疫球蛋白樣受體（killer cell inhibitory receptor，KIR），具有高殺傷活性；而CD56bright CDl6dim亞型主要分布于周圍淋巴器官，以分泌細胞因子為主，起到免疫調節作用［2］。NK細胞的殺傷功能主要為通過表面活化性和抑制性受體與其相應的特異性配體相互作用所介導的抑制性和活化性信號間的平衡來實現。其中，活化性受體主要包括各種天然毒細胞受體（natural cytotoxicity receptors，NCRs）NKp46、NKp30、NKp44、免疫球蛋白樣殺傷受體（KIRS）和C型凝集素（NKG2D）等，抑制性受體主要包括免疫球蛋白樣殺傷受體家族（KIR-L）、C型凝集素樣受體（NKG2A）等［3］。

2 NK細胞抗白血病的機制

NK細胞無需重新編碼抗原識別受體基因，主要借助一系列特有的細胞表面受體識別主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC），通過受體和配體相互作用，從而激活或抑制NK細胞發揮相應的生物學功能。在正常組織細胞中，抑制性受體KIR與MHC-Ⅰ類分子結合產生的抑制信號占主導地位，使NK細胞不被激活，自身細胞組織不被破壞［4］。當細胞表面MHC-Ⅰ類分子發生改變（減少或缺失）時，影響與KIR結合產生的抑制信號，活化性信號占主導地位，使NK細胞活化產生殺傷效應，即NK細胞的“自我缺失”識別模式［5］。因此，當白血病靶細胞上MHC-Ⅰ表達降低或活化性配體表達增高時，NK細胞的活化性信號超過抑制性信號，NK細胞的殺傷功能就被激活，從而起到抗白血病的效應。NK細胞通過直接殺傷作用、分泌細胞因子等機制發揮殺傷作用。其中，直接殺傷作用主要包括穿孔素/顆粒酶途徑和細胞凋亡途徑［6］。除此之外，NK細胞還可以通過抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytoxicity，ADCC）發揮抗白血病效應［7］。

3 NK細胞抗白血病的臨床應用

3.1 自體NK細胞擴增治療AML

20 世紀80年代早期，研究發現白介素-2（interleukin-2，IL-2）能在體外顯著增強NK 細胞的功能，并且通過體外培養后回輸至腫瘤患者體內取得一定的抗腫瘤作用，但同時大劑量IL-2 也產生不可耐受的毒性［8-9］。雖然有臨床前研究表明，低劑量IL-2能通過恢復NK細胞受體的表達和提高NK細胞的細胞毒性來達到治療AML 的效果［10］，但是臨床效果評估卻不佳［11-12］。可能是由于IL-2 在誘導自體NK 細胞擴增的同時還能引起調節性T細胞的擴增，而后者可抑制NK 細胞的增值和功能［13-14］。由于上述限制，使用同種異體NK細胞為研究者探索的方向。

3.2 異基因NK細胞輸注治療AML

3.2.1 造血干細胞移植聯合異基因NK細胞輸注治療AML 在T細胞耗盡的移植后早期，NK細胞為最先恢復的免疫細胞，發揮獨特的抗白血病作用［15-16］。雖然自體NK細胞殺傷活性在腫瘤患者中受到抑制，但研究證明來自健康供體的同種異體NK細胞具有重要的效應功能。有研究發現，異基因NK細胞在造血干細胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）中介導了強大的移植物抗白血病效應（graft-versus-leukemia，GVL），并能夠降低移植物抗宿主病（graft-versus-hostdisease，GVHD）的發生率［17-18］。該研究分析了112例接受移植后的高風險AML患者，其中51例供者有NK細胞同種異體反應性，61例無NK細胞同種異體反應性。前者較后者有更低的移植后排斥反應（6%，10%）、GVHD發生率（10%，11%）、復發率（3%，47%）以及更高的無事件生存率（34%，6%）。這為將來移植供體的選擇、增強移植后GVL效應以及GVHD的預防提供了新方向。

在臨床前的初步研究表明，在預先植入人類AML細胞的NOD/SCID小鼠中輸注人同種異體NK細胞，能夠清除小鼠白血病細胞并提高存活率。關于供體NK細胞的GVL效應在接受異基因HSCT的AML患者中得到證實［19-20］。

3.2.2 非移植環境中異體NK細胞輸注治療AML 有研究認為單獨應用輸注同種異體NK細胞治療白血病同樣有效。21世紀初，有研究首先證實了單獨使用同種異體NK細胞治療白血病的療效和安全性［21］。該研究表明，體內輸注擴增的NK細胞為可行并且有效的，在預后不良的19例AML患者中有5例完全緩解，而當KIR錯配時，緩解率提高至80%。該研究小組又報道了受體免疫反應的某些成分對輸注后NK細胞的抗白血病活性有重要影響，包括NK細胞擴增與化療后血清細胞因子的濃度相關，以及調節性T細胞的數量嚴重影響輸注的NK細胞的擴增以及殺傷作用［22］。上述研究結果均為臨床工作提供了更為有效的幫助。

一項回顧性研究顯示，化療聯合異基因NK細胞鞏固治療AML具有明顯優勢。該研究分析2014年1月至2019年6月北京大學人民醫院經化療達血液學完全緩解的23例AML患者，且鞏固治療3個療程后，使用鞏固化療聯合異基因NK細胞回輸治療，結果表明鞏固化療聯合異基因NK 細胞輸注可能有助于患者達到更深層次的緩解，減少遠期復發［23］。這為臨床治療AML患者帶來新的希望。

3.3 CAR-NK細胞治療AML

隨著科學家在免疫效應細胞工程方面取得的較大進步，并且已被證明是提高免疫效應細胞用于過繼治療的有效方法。細胞工程化日漸成為癌癥的治療新手段，尤其是嵌合抗原受體T細胞（chimeric antigen receptor T cells，CAR-T）在急性淋巴細胞白血病中安全應用［24］。盡管缺乏白血病特異性靶抗原使用于治療AML中CART細胞變得復雜，但體內研究證明了CD123 CAR-T細胞在AML異種模型中的抗白血病作用［25］。作為天然免疫細胞-NK細胞，憑借無需預先致敏的自發毒性、MHC的非限制性和獨特的ADCC作用等特點［26］，為CAR修飾的細胞免疫治療研究提供了新的方向［27］。目前，已有靶向AML的CAR-NK在體外實驗和動物模型中均取得顯著效果［28-30］。研究發現，CD4 CAR-NK細胞在體外與AML患者細胞共培養時發揮明顯的殺傷作用，在效靶比為5：1時殺傷率達80%～100%。為進一步檢測CD4 CAR-NK細胞在體內的活性，該研究建立AML小鼠模型，分別對小鼠輸注CD4 CAR-NK細胞和GFP對照NK細胞，結果發現在輸注后的第7天，實驗組小鼠腫瘤負荷縮減90%，并在第9天達到98%。上述研究表明，CD4 CAR-NK 細胞治療能明顯延長AML 小鼠的存活時間。CAR-NK細胞作為一種新型針對AML的免疫療法具有較好的前景。

3.4 基于NK細胞的其他免疫治療

3.4.1 聯合小分子藥物治療AML 近年來，小分子藥物日漸成為抗腫瘤治療的新手段。研究發現，地西他濱能通過抗CD33單克隆抗體誘導NKG2D的上調增強NK細胞對AML細胞的殺傷［31］。另外，在異種移植的AML小鼠模型中，地西他濱還可通過NKp44的上調增強NK細胞介導的AML細胞殺傷［32］，這表明地西他濱可以通過多種機制增強NK 細胞的活性，達到抗腫瘤作用。另一種可改善NK細胞功能的藥物來那度胺，在AML患者中可通過下調AML細胞上的HLA-Ⅰ類分子達到抗白血病作用［33］。

3.4.2 聯合單克隆抗體治療AML 隨著對AML的了解，目前已鑒定多種與AML相關的抗原，包括CD33、CD123等［34-35］。而單克隆抗體能選擇性地靶向AML特異性抗原，以破壞腫瘤的增殖途徑或傳遞藥物毒性，并且不會激活或增強宿主對白血病的免疫系統。基于NK細胞獨特的ADCC作用，研究發現Fc優化的抗體將AML相關抗原與NK細胞靶向結合起來，有效地增強ADCC作用［36-37］。AML相關抗原的多樣性，為各種Fc工程化炕頭帶來多種可能性。

3.4.3 PD-1/PD-L1阻斷劑治療AML 程序性死亡受體-1（programmed death-1，PD-1）/程序性死亡受體1的配體（programmed death ligand 1，PD-L1）免疫療法為患者帶來新的希望，通過阻斷PD-1/PD-L1信號通路使腫瘤細胞死亡，具有治療多種類型腫瘤的潛力，實質性改善患者總生存期［38-39］。有研究發現，除T細胞外，NK細胞也介導了PD-1/PD-L1免疫療法。該研究表明，活化的NK細胞表達PD-1，而當腫瘤細胞表達PD-L時，兩者的相互作用導致NK細胞反應降低，從而使腫瘤發生免疫逃逸。進一步研究結果證實，通過對PD-1/PD-L1的阻斷，有效恢復了NK細胞的殺傷功能［40］。因此，阻斷PD-1/PD-L1可通過激活NK細胞在AML中顯示出較好的治療效果［41］。一項單臂Ⅱ期臨床試驗納入70例復發或難治的AML患者，使用PD-1抑制劑，其客觀緩解率達到33%。70例患者中15例完全緩解、1例部分緩解、6例獲得疾病穩定。上述研究結果表明，該途徑值得進一步研究。

4 結語

近年來，AML 患者的個性化與替代治療等方面均取得一定進步，但依然不能滿足AML 患者的治療需求。因此，尋找復發率低、生存期長、不良反應輕的治療方案仍為治療AML 患者的熱點。其中，過繼性免疫細胞治療越來越受到關注和重視。盡管涉及過繼性NK細胞輸注的治療策略有望實現，但對于復發性或難治性AML 等晚期患者，上述研究結果僅為暫時性和非治愈性的。因此，獲得長期緩解且更自然的方法就是靶向內源性NK細胞，從而達到控制疾病的目的。為開發出靶向內源性NK 細胞的有效療法，需更好地了解腫瘤免疫逃逸NK細胞的因素。同樣，了解NK 細胞發育的過程以及其在疾病中的作用，對于能否轉化為新的治療機會至關重要。