科学家们开发了一种表达膜结合IL - 21 ( mbIL21 )的人工抗原呈递细胞( aAPC )，该细胞促进NK细胞端粒的延伸和NK细胞的强力扩张，而不会复制衰老。这些扩增的NK细胞在体外和体内对多种肿瘤类型具有高度活性，具有高CD16以实现抗体依赖性细胞毒性( ADCC )，并且可以生长到足够的数量，以高细胞剂量递送NK细胞的多次输注。
科学家们使用单细胞分析和细胞细胞计数来评估NK细胞功能，并鉴定AML白血病干细胞( AML-LSC )上的相关抗原表达。我们还产生了Fc突变单克隆抗体( mAb )，当与mbIL21扩增的NK细胞结合时，显示出抗AML的ADCC显著增强。
首先，科学家们假设mbIL21增殖的供体来源的NK细胞可以安全地以高细胞剂量多次输注，作为AML的过继免疫疗法。在为进一步提高NK细胞效力的下一代临床试验做准备时，我们假设NK细胞亚群或ADCC优化的单克隆抗体将通过靶向AML-LSC来提高抗肿瘤效果。
目的1 :证明单倍体供体NK细胞可以在治疗复发AML中以递增剂量安全扩增和输送。我们已经获得IRB和FDA的批准，进行一项I期试验，在FLAG化疗治疗复发/难治性AML后，输送mbIL21比例的NK细胞。我们将评估细胞溶解功能、免疫表型、KIR基因型和NK细胞的体内扩增。
目标2 :确定NK细胞直接靶向AML-LSC的机制，以及在体外扩增过程中，是否可以通过塑造或选择KIR系列来增强这一机制。使用单细胞分析和高参数质量细胞术，我们将识别负责AML细胞和AML-LSC亚群裂解的关键NK细胞群。然后，我们将确定NK细胞免疫疗法是否可以通过在扩增前预先选择AML-LSC活性NK细胞亚群，或者通过使用表达KIR -配体的aAPC选择性扩增和许可KIR库来改善。
目的3 :确定NK细胞对抗AML-LSC的效力是否可以通过LSC靶向嵌合抗原受体或ADCC增强的mB来增强。我们已经表明，NK细胞可以被非遗传修饰，利用胞吐作用来表达所需的受体。我们将通过靶向AML-LSC来比较胞核化的CAR和Fc修饰的mAb在体内的细胞毒性、动力学和突触形成，以及在体内的抗肿瘤效果。
免疫检查点抑制剂正在彻底改变癌症的治疗方法，医学界正在全力以赴研究其如何起作用的核心规律。这项研究发表在国际着名期刊JCI上，首次表明，经常被忽视的称为自然杀伤（NK）细胞的免疫细胞在对检查点抑制剂的反应中起着至关重要的作用这项研究于9月10日，发表在国际顶级医学期刊《Journal of Clinical Investigation》上。研究彻底刷新了我们对免疫检查点抑制剂的认知！
Michele Ardolino博士（如图）和David Raulet博士及其同事发现，NK细胞（自然杀伤细胞）可能在身体对癌症免疫治疗药物（称为检查点抑制剂）的反应中发挥重要作用。图片来源：渥太华医院
经常被忽视的自然杀伤细胞可能是癌症免疫治疗的关键！
检查点抑制剂的作用是唤醒身体自身的免疫系统，释放对癌细胞的免疫攻击，多年来，每个人都认为检查点抑制剂靶向被称为T细胞的免疫细胞。但我们的研究表明它们也针对自然杀伤细胞（NK细胞），这些细胞在PD-1免疫疗法中起着关键作用。
NK细胞与免疫检查点抑制剂作用机制
Raulet博士说：“在癌症免疫治疗领域，人们一直专注于动员抗肿瘤T细胞。我们相信NK细胞也占有重要地位。检查点治疗与其他NK指导的免疫治疗相结合，可以使我们针对目前对现有疗法无反应的多种类型的肿瘤。“
T细胞和NK细胞都能识别并杀死癌细胞，但它们以非常不同的方式进行。NK细胞识别癌细胞变化的模式，是免疫系统的第一道防线。另一方面，T细胞识别癌细胞上的单个异常分子并引发更集中的攻击。
绿色显示的自然杀伤细胞攻击小鼠肿瘤。NK细胞可能是癌症免疫治疗的关键。蓝色显示血管。图片来源：Michele Ardolino博士和Brian Weist博士
在目前的研究中，Ardolino博士和Raulet博士及其同事研究了检查点抑制剂在各种小鼠癌症模型中的作用。他们发现即使在没有抗癌T细胞的小鼠中，检查点抑制剂也可能使肿瘤缩小，这意味着其他一些细胞也对检查点抑制剂作出了反应。当小鼠耗尽NK细胞时，它大大降低或消除了检查点抑制剂的抗癌作用。研究还表明NK细胞产生与T细胞相同的检查点受体分子，这意味着它们可以直接对检查点抑制剂作出反应。
NK细胞对PD-1/PD-L1抗体的治疗影响
NK细胞如何发挥作用？
在上个世纪70年代，日本和美国的科学家同时发现了血液当中的一类免疫细胞--NK细胞，又叫自然杀伤细胞。NK细胞存在于人的血液当中，是“第一反应者”，它就像是一直在体内执勤的巡警，随着血液到处跑，一旦发现体内出现异常细胞，马上稳、准、狠等一时间处理掉。他们在T细胞部署之前攻击并在靶细胞膜上戳孔，然后注入引发细胞自我毁灭的酶。它们还可以消除体内循环的癌症干细胞，有助于预防转移。
NK细胞（黄色）识别并杀死癌细胞（粉红色）或病毒感染的细胞
它们被命名为“自然杀手”细胞，因为与T细胞不同，它们直接检测并摧毁受感染和恶性细胞，而不必被激活或“训练”以对癌细胞作出反应。T细胞需要将其靶细胞的一些部分“呈现”给其他免疫细胞，以将它们识别为外来细胞，并使T细胞聚集成攻击模式。然而，现在已经知道NK细胞通过暴露于称为细胞因子的免疫系统物质而被激活时表现更好。
尽管他们可以迅速进行防御并直接攻击肿瘤细胞，但NK细胞只是免疫系统的一小部分，仅占白细胞的10％。癌症患者自身的NK细胞数量减少，并且在移除时不能非常有效地发挥作用并作为细胞疗法的形式回输给患者。这就是为什么研究人员现在专注于同种异体“过继性”NK细胞疗法 - 从密切相关的供体收集NK细胞并将其注入患者体内。这已被证明是安全的，并且与T细胞疗法不同，NK细胞不会对受体组织造成移植物抗宿主病。
NK细胞作为机体固有免疫系统中重要的组成部分，在肿瘤免疫方面发挥重要作用。NK细胞表面活化受体和抑制受体的表达决定其抗肿瘤能力的强弱。然而，它在人体内存在的量很少，人类到了25岁以后，免疫力下降，NK细胞数量变得更少，肿瘤患者及肿瘤术后患者体内NK细胞的数量及活性都发生了一定的改变。因此，如何提高体内NK细胞的数量成为激活自己免疫战胜癌症的关键。
研究人员正在研究增强NK细胞杀癌能力的方法！
这项发现，为癌症患者的免疫治疗提供了一个全新的选择。未来，临床医师或许可以通过免疫检查点抑制剂，联合靶向NK细胞的免疫疗法，对当前许多束手无策的肿瘤类型进行治疗！
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参考资料：
Contribution of NK cells to immunotherapy mediated by PD-1/PD-L1 blockade
DOI: 10.1172/JCI99317
https://medicalxpress.com/news/2018-09-checkpoint-targeting-immunotherapies-natural-killer-cells.html
https://www.jci.org/articles/view/99317
