NKG2D及其配體治療胃癌的研究進展

李宗睿 劉為朋 胡寶光

濱州醫學院附屬醫院胃腸外科，濱州 256600

自然殺傷細胞2D（natural killer cell 2D，NKG2D）是一種由NK 和效應T 細胞表達的活化免疫受體。在致癌損傷期間誘導NKG2D 配體在腫瘤細胞表面的表達使癌細胞容易受到免疫破壞。在晚期胃癌中，腫瘤細胞脫落NKG2D 配體以產生免疫可溶性形式作為免疫逃避的手段。可溶性NKG2D 配體與癌癥患者的臨床預后不良有關。近年來，利用NKG2D 通路被認為是癌癥免疫治療的可行途徑。最近的研究還發現，NKG2D-CAR 細胞在殺死胃癌細胞方面非常有效，可有效避免脫靶效應，并遷移到局部和轉移部位以長期監測癌癥。在這篇綜述中，我們將討論NKG2D 及其配體治療胃癌的進展和前景。

NKG2D及其配體與癌癥

1.NKG2D的主要分子機制

當NK 細胞和T 細胞接收到細胞表面受體發出的各種信號后，可以啟動、增強或抑制淋巴細胞效應功能，從而應對侵入機體的病原菌和自身腫瘤，而NKG2D 便在免疫細胞上接收這些信號［1］。NKG2D 是NKG2 家族的一種受體，作為一種C 型凝集素樣受體，是檢測和消除受損、轉化和病原體感染細胞的主要識別受體［2］。NKG2D 作為NK 細胞的主要活化受體，還能向NKT 細胞提供共刺激信號［3］。在結構上NKG2D 在細胞膜上形成同源二聚體蛋白，與跨膜結構域的銜接蛋白結合為六聚體復合物結構，并能啟動信號級聯反應。在人體中，NKG2D 的跨膜結構域需要與10 kDa（DAP10）的DNAX 活化蛋白結合。配體結合后，DAP10 在細胞質內的Tyr-X-X-Meth（YXXM）基序能夠招募PI3K 和Grb2，進而激活NK 細胞的細胞毒性。小鼠中的NKG2D 可以與DAP10 和DAP12 兩種活化蛋白結合，而DAP12 主要通過免疫受體酪氨酸激活基序（ITAM 基序）發出信號招募ZAP70和脾臟Syk以觸發NK細胞的細胞毒性［4-6］。

另外，NKG2D 與白細胞介素-15 受體（IL-15R）的相互作用可以影響NK 細胞的增殖。有研究表明，IL-15R 對NK細胞的發育、穩態和存活方面均有作用，而NKG2D 受體缺乏的NK細胞更容易發生凋亡，并且這一現象不能通過補充外源性IL-15R 來逆轉，這表明兩種受體具有相同的信號通路［7］。NKG2D 表達在不同階段均受到調節，例如轉錄、mRNA 和蛋白質穩定，以及通過各種應激途徑從細胞表面切割［8］。此外，應激條件可以上調NKG2D 表達，從而誘導NK細胞介導的裂解。

2.NKG2D配體的主要分子機制

NKG2D 能夠與眾多高度多樣化的配體基因和等位基因結合［9-11］。它的配體屬于人類的主要組織相容性復合物I類鏈相關蛋白（MICA 和MICB）和UL16 結合蛋白（ULBP1-ULBP6）家族［1，12］。MICA有超過100個不同的等位基因，MICB 有40 個，ULBP 有20 個［9-10］。宿主免疫系統的“貓和老鼠”進化和病原體免疫逃避機制是機體進化出如此多樣化配體的主流觀點［11］。另外，在腫瘤的免疫逃避過程中，也有NKG2D 及其配體的影子［13-14］。在正常人體組織細胞上，通常不表達或者較少表達NKG2D 配體［15］，可在部分腫瘤細胞中卻高表達［14，16］。影響其表達的因素通常與細胞應激、增殖信號、感染、氧化應激、腫瘤轉化和致瘤性損傷有關，在分子水平上調節NKG2D 配體表達的重要機制主要包括轉錄和蛋白質合成的調節、翻譯后修飾和腫瘤微環境［8，17］。

有研究發現，腫瘤細胞不僅可以下調NKG2DL 的表達以阻止NK 細胞識別，還可以誘導NKG2DL 表達，進而負反饋抑制NK細胞上NKG2D受體的表達，進而降低NK細胞的反應性［18-20］。這種反應性降低是通過從細胞膜快速內化NKG2D 后送至溶酶體降解來實現的。除了能降低受體在細胞表面表達外，NKG2D 的內吞作用在NKG2D 的信號傳導中也同樣發揮作用。不同的配體在促進內體信號傳導的能力上是否不同目前尚不清楚。與ULBP2相比，MICA下調NKG2D 受體的速度更快，進而導致更強的溶酶體降解。盡管MICA 和ULBP2 均能引發NKG2D 介導的NK 細胞毒性作用，但只有MICA 誘導NKG2D 下調時，NK 細胞的細胞毒性才會隨之下降。

總之，不同的配體有可能激活選擇性信號通路，導致不同的受體內吞作用途徑［21-23］。NKG2D-NKG2DL 之間的相互作用可能是治療腫瘤的一種免疫治療策略。因此，NKG2D配體在研究腫瘤的免疫逃避上有著廣泛前景。

3.NKG2D及其配體與腫瘤

NKG2D 通過與細胞表面的NKG2D 配體接觸進而識別和激活NK細胞，從而調節各種分子對病原菌和腫瘤細胞進行識別和殺傷。越來越多的研究發現，腫瘤可以通過多種途徑阻止這一過程的發生。首先腫瘤可以通過分泌能夠切割這些配體的金屬蛋白的方式將NKG2D 配體從腫瘤細胞表面脫落［11，19，24］。MIC和ULBP分子都可以被基質金屬蛋白酶（MMP）、崩解蛋白和金屬蛋白酶（ADAM）水解［25-26］。同一家族中的不同配體之間對蛋白酶介導的敏感性也不盡相同。其中ULBP2 更容易被切割下來，而MICA 更穩定。在化療過程中，MICA*008 在腫瘤細胞表面似乎更穩定，因此有利于NK細胞的識別和殺傷［27］。

腫瘤通過外泌體介導的分泌物釋放可溶形式的NKG2D 配體，它們作為誘餌分子，通過控制NK 細胞介導的細胞毒性來產生免疫抑制和免疫逃避，它們也可以下調細胞表面NKG2D 受體的表達［19，24，28］。大量的臨床研究也發現循環sNKG2D-L與預后不良的腫瘤患者相關［29］。

4.NKG2D及其配體治療癌癥的進展

為了防止NK 細胞對自身正常組織造成傷害，NKG2D配體在人體中的表達受到嚴格調控，正常組織通常不表達NKG2D配體。在數量眾多的NKG2D配體中，MIC家族是人體腫瘤中表達最好、分布最普遍的配體。MIC 家族中又以MICA 的表達最好。ULBP 家族配體的表達較為局限，特異性也較差。有研究發現，體內高水平的循環可溶性MIC 常與多種癌癥的預后不良和轉移有關，例如乳腺癌、結直腸癌、卵巢癌、前列腺癌、肺癌等［30-32］。據報道，其他NKG2D配體家族（如ULBP2）脫落水平高的實體瘤和血液系統惡性腫瘤往往也預后不好［33］。總的來說，這些數據表明循環可溶性NKG2D配體可能有助于癌癥預后。

目前，NKG2D-CAR 重定向的T 細胞和NK 細胞是研究的熱點，大量的實驗都在評估靶向NKG2D 配體陽性腫瘤的安全性和有效性。研究顯示，NKG2D-CARs 可有效控制小鼠模型中多種腫瘤類型的生長［34-36］。所有NKG2D-CAR 均對腫瘤細胞具有細胞毒性。與具有內源性NKG2D 受體的NK 細胞相比，NKG2D-CAR 定向的NK 細胞總體上可大大提高NK 細胞的活性［37］。另一項研究表明，B10G5（sMIC 中和抗體）單藥治療或與ALT-803（免疫刺激性IL-15 激動劑復合物）聯合治療均可顯著增加小鼠體內NKG2D+ CD8+ T細胞水平，并使小鼠體內的腫瘤體積明顯減小［38］。此外，自我富集后再利用NKG2D-CAR T 細胞亞群誘導抗腫瘤細胞毒性對抗三陰性乳腺癌生長的研究發現NKG2D-CAR T 細胞具有明顯的細胞毒性［39］。還有研究發現，NKG2D 在急性髓系白血病發展過程中會被甲基化沉默，而患者在使用去甲基化因子（例如阿扎胞苷、地西他濱）后，NKG2D 配體明顯升高［40-41］，從而增強NK細胞的細胞毒性作用。

NKG2D及其配體與胃癌

1.胃癌免疫治療現狀

胃癌是世界第4大癌癥死亡原因，也是第5大常見惡性腫瘤［42］。胃癌較差的預后、細胞和分子異質性等使其成為全球的主要健康問題［43］。目前，我國胃癌治療的主要藥物包括化療、靶向治療和免疫檢查點抑制劑。在過去10 年中，包括抑制程序性細胞死亡蛋白1（PD-1）、PD-L1 和細胞毒性T 淋巴細胞抗原4（CTLA-4）的單克隆抗體等免疫檢查點阻斷的試驗在一系列惡性腫瘤上取得了突破性進展［42］。由于胃癌異質性、腫瘤微環境復雜、東西方胃癌患者流行病學特征不一致、臨床病理特征差異、藥物選擇廣泛等原因，單藥免疫治療的臨床效果并不令人滿意［44］。在我國最新的胃癌治療指南中對于PD-L1 CPS≥5 的患者，可以使用化療（FOLFOX/XELOX）聯合納武利尤單抗作為一線治療方案［44］。該治療在歐洲（CPS≥5）、美國和其他國家也納入了臨床指南［45］。一項2 期試驗表明，帕博利珠單抗可安全地與曲妥珠單抗聯合化療治療HER2 陽性轉移性胃食管腺癌［46］。免疫療法是胃癌治療中一個快速發展的研究領域。免疫檢查點抑制劑加入臨床指南不僅拓寬了目前的治療選擇，還能為患者制定可行的個性化治療。

2.NKG2D及其配體治療胃癌的進展

胃癌作為全球癌癥相關死亡的第3 大原因，我們迫切需要新的治療策略［47］。免疫療法仍然是標準療法失敗的癌癥的有前途的途徑。其中，嵌合抗原受體（CAR）T療法在血液系統惡性腫瘤中取得了前所未有的臨床成功，這一療法對胃癌等實體瘤的研究也一直沒有停止過［48］。CAR T 細胞在殺死胃癌細胞方面非常有效，可有效避免脫靶效應，并遷移到局部和轉移部位以長期監測癌癥［1，27，49-51］。

有研究發現，嵌合表達NKG2D 的T 細胞可作為腹膜轉移胃癌的潛在免疫療法。他們構建的chNKG2D CAR 在人外周血T 細胞中的表達可以識別和響應人胃癌細胞系和表達不同水平表面NKG2DLs 的原發性腹水來源的胃癌細胞［49］。還有研究構建出的NKG2D-CAR-T 細胞對胃癌的細胞毒性顯著增加，并能顯著抑制小鼠模型上胃癌異種移植物的生長。此外，他們還發現順鉑可以上調胃癌細胞中NKG2D 配體的表達，并增強對NKG2D-CAR T 細胞介導的細胞毒性的敏感性［52］。近期的一項研究將NKG2D 與PD-1 受體一同研究，構建了一種新型的雙靶向嵌合受體（DTCR）PD1-DAP10/NKG2D，其中包含與關鍵共刺激受體DAP10 融合的PD1 截短外域，隨后利用激活受體NKG2D，顯著增加了NK92 細胞對實體瘤細胞的細胞毒性潛力［53］。綜上所述，目前構建的各種CAR T 細胞治療晚期胃癌是一種可行的治療策略。

有研究發現，轉換生長因子-β1（TGF-β1）可以下調NKp46 在NK 細胞上的表達，進而使胃癌患者的NK 細胞發揮免疫抑制作用［54-56］。他們認為可能是TGF-β1 首先與TGF-β 受體Ⅱ（TGFβ R2）結合，誘導其自磷酸化和TGFβR1 的磷酸化，然后觸發SMAD2/3 依賴性典型信號傳導的激活和基因表達的下游調節［57］。該研究還發現，TGF-βR1 的小分子抑制劑能夠逆轉TGF-β1 誘導的NKp30、NKp46、NKG2D 和DNAM-1 受體表達在NK 細胞上的下調。因此，他們提出加侖塞替布可能是靶向TGF-β1的有效藥物［54］。

IL-15R 在NKG2D 對NK 細胞發育的影響中也起到了關鍵作用［7，51］。近期有研究構建的融合蛋白dsNKG 2D-IL-15 是由兩個相同的人NKG2D 細胞外結構域通過接頭偶聯到IL-15 組成。它能有效地與人腫瘤細胞的MICA結合；他們還發現，dsNKG2D-IL-15在抑制胃癌生長方面表現出比IL-15更高的效率，并發現外周血單核細胞在小鼠的腫瘤組織中顯著增加［58］。

胃癌與許多其他癌癥一樣，是一種復雜的多因素疾病。胃腫瘤在腫瘤內和腫瘤間水平上都是高度異質性的，在腫瘤內以及TME組成中具有不同的組織學和分子亞型以及細胞層次結構。NKG2D 作為腫瘤免疫監視相關的最典型的激活免疫受體，也是抗腫瘤免疫的重要參與者，因為它能夠識別腫瘤細胞并啟動抗腫瘤免疫反應。目前，關于胃癌的免疫治療仍以PD-1、PD-L1 和細胞毒性T 淋巴細胞抗原4（CTLA-4）為主要靶點。單藥免疫治療的臨床效果并不令人滿意。NKG2D-CAR重定向T細胞和NK細胞治療胃癌的研究目前仍在臨床中評估其安全性和有效性。因此，基于NKG2D的免疫治療還需要大量的臨床試驗數據的支撐。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明李宗睿：采集數據，分析/解釋數據，起草文章；劉為朋：對文章的知識性內容作批評性審閱；胡寶光：行政、技術或材料支持，指導，支持性貢獻