自然殺傷細(xì)胞治療急性髓系白血病的研究進(jìn)展*

王薇雅 盧緒章 綜述 陳濤 審校

自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK）為人體免疫系統(tǒng)的第一道防線，其不同于T 細(xì)胞和B 細(xì)胞，無需經(jīng)過抗原刺激，能夠迅速殺死腫瘤或病毒感染的細(xì)胞［1］。NK細(xì)胞的殺傷活性受到抑制或激活性表面受體的嚴(yán)格調(diào)控。其不僅為重要的對外自然防御細(xì)胞，而且在機(jī)體過繼免疫治療中發(fā)揮重要作用。NK細(xì)胞具備天然的細(xì)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(yīng)用的候選者。本文將就NK細(xì)胞的生物學(xué)特征以及基于NK細(xì)胞治療急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)行綜述。

1 NK細(xì)胞的生物學(xué)特征

自然殺傷細(xì)胞為先天性淋巴細(xì)胞，是人類先天免疫系統(tǒng)的一個組成部分，其占外周血淋巴細(xì)胞的10%～15%，具有細(xì)胞毒性和免疫調(diào)節(jié)雙重功能。NK細(xì)胞特異性表達(dá)CD56和CD16，而不表達(dá)CD3，根據(jù)表達(dá)分子表面強(qiáng)度的差異又將NK細(xì)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(dá)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(xì)胞因子為主，起到免疫調(diào)節(jié)作用［2］。NK細(xì)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(yīng)的特異性配體相互作用所介導(dǎo)的抑制性和活化性信號間的平衡來實現(xiàn)。其中，活化性受體主要包括各種天然毒細(xì)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(xì)胞抗白血病的機(jī)制

NK細(xì)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(xì)胞表面受體識別主要組織相容性復(fù)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(xì)胞發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)功能。在正常組織細(xì)胞中，抑制性受體KIR與MHC-Ⅰ類分子結(jié)合產(chǎn)生的抑制信號占主導(dǎo)地位，使NK細(xì)胞不被激活，自身細(xì)胞組織不被破壞［4］。當(dāng)細(xì)胞表面MHC-Ⅰ類分子發(fā)生改變（減少或缺失）時，影響與KIR結(jié)合產(chǎn)生的抑制信號，活化性信號占主導(dǎo)地位，使NK細(xì)胞活化產(chǎn)生殺傷效應(yīng)，即NK細(xì)胞的“自我缺失”識別模式［5］。因此，當(dāng)白血病靶細(xì)胞上MHC-Ⅰ表達(dá)降低或活化性配體表達(dá)增高時，NK細(xì)胞的活化性信號超過抑制性信號，NK細(xì)胞的殺傷功能就被激活，從而起到抗白血病的效應(yīng)。NK細(xì)胞通過直接殺傷作用、分泌細(xì)胞因子等機(jī)制發(fā)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(xì)胞凋亡途徑［6］。除此之外，NK細(xì)胞還可以通過抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytoxicity，ADCC）發(fā)揮抗白血病效應(yīng)［7］。

3 NK細(xì)胞抗白血病的臨床應(yīng)用

3.1 自體NK細(xì)胞擴(kuò)增治療AML

20 世紀(jì)80年代早期，研究發(fā)現(xiàn)白介素-2（interleukin-2，IL-2）能在體外顯著增強(qiáng)NK 細(xì)胞的功能，并且通過體外培養(yǎng)后回輸至腫瘤患者體內(nèi)取得一定的抗腫瘤作用，但同時大劑量IL-2 也產(chǎn)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(fù)NK細(xì)胞受體的表達(dá)和提高NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性來達(dá)到治療AML 的效果［10］，但是臨床效果評估卻不佳［11-12］?？赡苁怯捎贗L-2 在誘導(dǎo)自體NK 細(xì)胞擴(kuò)增的同時還能引起調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的擴(kuò)增，而后者可抑制NK 細(xì)胞的增值和功能［13-14］。由于上述限制，使用同種異體NK細(xì)胞為研究者探索的方向。

3.2 異基因NK細(xì)胞輸注治療AML

3.2.1 造血干細(xì)胞移植聯(lián)合異基因NK細(xì)胞輸注治療AML 在T細(xì)胞耗盡的移植后早期，NK細(xì)胞為最先恢復(fù)的免疫細(xì)胞，發(fā)揮獨(dú)特的抗白血病作用［15-16］。雖然自體NK細(xì)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(xì)胞具有重要的效應(yīng)功能。有研究發(fā)現(xiàn)，異基因NK細(xì)胞在造血干細(xì)胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）中介導(dǎo)了強(qiáng)大的移植物抗白血病效應(yīng)（graft-versus-leukemia，GVL），并能夠降低移植物抗宿主?。╣raft-versus-hostdisease，GVHD）的發(fā)生率［17-18］。該研究分析了112例接受移植后的高風(fēng)險AML患者，其中51例供者有NK細(xì)胞同種異體反應(yīng)性，61例無NK細(xì)胞同種異體反應(yīng)性。前者較后者有更低的移植后排斥反應(yīng)（6%，10%）、GVHD發(fā)生率（10%，11%）、復(fù)發(fā)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(qiáng)移植后GVL效應(yīng)以及GVHD的預(yù)防提供了新方向。

在臨床前的初步研究表明，在預(yù)先植入人類AML細(xì)胞的NOD/SCID小鼠中輸注人同種異體NK細(xì)胞，能夠清除小鼠白血病細(xì)胞并提高存活率。關(guān)于供體NK細(xì)胞的GVL效應(yīng)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(huán)境中異體NK細(xì)胞輸注治療AML 有研究認(rèn)為單獨(dú)應(yīng)用輸注同種異體NK細(xì)胞治療白血病同樣有效。21世紀(jì)初，有研究首先證實了單獨(dú)使用同種異體NK細(xì)胞治療白血病的療效和安全性［21］。該研究表明，體內(nèi)輸注擴(kuò)增的NK細(xì)胞為可行并且有效的，在預(yù)后不良的19例AML患者中有5例完全緩解，而當(dāng)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(yīng)的某些成分對輸注后NK細(xì)胞的抗白血病活性有重要影響，包括NK細(xì)胞擴(kuò)增與化療后血清細(xì)胞因子的濃度相關(guān)，以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的數(shù)量嚴(yán)重影響輸注的NK細(xì)胞的擴(kuò)增以及殺傷作用［22］。上述研究結(jié)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(lián)合異基因NK細(xì)胞鞏固治療AML具有明顯優(yōu)勢。該研究分析2014年1月至2019年6月北京大學(xué)人民醫(yī)院經(jīng)化療達(dá)血液學(xué)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(lián)合異基因NK細(xì)胞回輸治療，結(jié)果表明鞏固化療聯(lián)合異基因NK 細(xì)胞輸注可能有助于患者達(dá)到更深層次的緩解，減少遠(yuǎn)期復(fù)發(fā)［23］。這為臨床治療AML患者帶來新的希望。

3.3 CAR-NK細(xì)胞治療AML

隨著科學(xué)家在免疫效應(yīng)細(xì)胞工程方面取得的較大進(jìn)步，并且已被證明是提高免疫效應(yīng)細(xì)胞用于過繼治療的有效方法。細(xì)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(xì)胞（chimeric antigen receptor T cells，CAR-T）在急性淋巴細(xì)胞白血病中安全應(yīng)用［24］。盡管缺乏白血病特異性靶抗原使用于治療AML中CART細(xì)胞變得復(fù)雜，但體內(nèi)研究證明了CD123 CAR-T細(xì)胞在AML異種模型中的抗白血病作用［25］。作為天然免疫細(xì)胞-NK細(xì)胞，憑借無需預(yù)先致敏的自發(fā)毒性、MHC的非限制性和獨(dú)特的ADCC作用等特點(diǎn)［26］，為CAR修飾的細(xì)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(fā)現(xiàn)，CD4 CAR-NK細(xì)胞在體外與AML患者細(xì)胞共培養(yǎng)時發(fā)揮明顯的殺傷作用，在效靶比為5：1時殺傷率達(dá)80%～100%。為進(jìn)一步檢測CD4 CAR-NK細(xì)胞在體內(nèi)的活性，該研究建立AML小鼠模型，分別對小鼠輸注CD4 CAR-NK細(xì)胞和GFP對照NK細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在輸注后的第7天，實驗組小鼠腫瘤負(fù)荷縮減90%，并在第9天達(dá)到98%。上述研究表明，CD4 CAR-NK 細(xì)胞治療能明顯延長AML 小鼠的存活時間。CAR-NK細(xì)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(xì)胞的其他免疫治療

3.4.1 聯(lián)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(fā)現(xiàn)，地西他濱能通過抗CD33單克隆抗體誘導(dǎo)NKG2D的上調(diào)增強(qiáng)NK細(xì)胞對AML細(xì)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(diào)增強(qiáng)NK細(xì)胞介導(dǎo)的AML細(xì)胞殺傷［32］，這表明地西他濱可以通過多種機(jī)制增強(qiáng)NK 細(xì)胞的活性，達(dá)到抗腫瘤作用。另一種可改善NK細(xì)胞功能的藥物來那度胺，在AML患者中可通過下調(diào)AML細(xì)胞上的HLA-Ⅰ類分子達(dá)到抗白血病作用［33］。

3.4.2 聯(lián)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(guān)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(qiáng)宿主對白血病的免疫系統(tǒng)?；贜K細(xì)胞獨(dú)特的ADCC作用，研究發(fā)現(xiàn)Fc優(yōu)化的抗體將AML相關(guān)抗原與NK細(xì)胞靶向結(jié)合起來，有效地增強(qiáng)ADCC作用［36-37］。AML相關(guān)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(xì)胞死亡，具有治療多種類型腫瘤的潛力，實質(zhì)性改善患者總生存期［38-39］。有研究發(fā)現(xiàn)，除T細(xì)胞外，NK細(xì)胞也介導(dǎo)了PD-1/PD-L1免疫療法。該研究表明，活化的NK細(xì)胞表達(dá)PD-1，而當(dāng)腫瘤細(xì)胞表達(dá)PD-L時，兩者的相互作用導(dǎo)致NK細(xì)胞反應(yīng)降低，從而使腫瘤發(fā)生免疫逃逸。進(jìn)一步研究結(jié)果證實，通過對PD-1/PD-L1的阻斷，有效恢復(fù)了NK細(xì)胞的殺傷功能［40］。因此，阻斷PD-1/PD-L1可通過激活NK細(xì)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(fù)發(fā)或難治的AML患者，使用PD-1抑制劑，其客觀緩解率達(dá)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(wěn)定。上述研究結(jié)果表明，該途徑值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié)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(jìn)步，但依然不能滿足AML 患者的治療需求。因此，尋找復(fù)發(fā)率低、生存期長、不良反應(yīng)輕的治療方案仍為治療AML 患者的熱點(diǎn)。其中，過繼性免疫細(xì)胞治療越來越受到關(guān)注和重視。盡管涉及過繼性NK細(xì)胞輸注的治療策略有望實現(xiàn)，但對于復(fù)發(fā)性或難治性AML 等晚期患者，上述研究結(jié)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(nèi)源性NK細(xì)胞，從而達(dá)到控制疾病的目的。為開發(fā)出靶向內(nèi)源性NK 細(xì)胞的有效療法，需更好地了解腫瘤免疫逃逸NK細(xì)胞的因素。同樣，了解NK 細(xì)胞發(fā)育的過程以及其在疾病中的作用，對于能否轉(zhuǎn)化為新的治療機(jī)會至關(guān)重要。