免疫学权威杂志:NK细胞功能障碍是肿瘤复发和转移的关键因素!

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NK细胞是免疫系统的第一反应者,被视为对抗癌症的哨兵。然而,最新研究报导,患者由于癌症的微环境、常规治疗手段(手术、放化疗),导致体内NK细胞数量骤减,NK细胞功能障碍,是肿瘤复发转移的原因。研究还发现,NK细胞可清除术后、放化疗后残留肿瘤干细胞。因此,过继性NK细胞疗法是患者迅速补充体内NK细胞的治疗策略,有效抑制肿瘤复发转移。


NK细胞:对抗癌症的哨兵


 

自然杀伤 (NK) 细胞是淋巴细胞的一个小亚群,是先天免疫反应的一部分,是免疫监视和免疫调节的关键效应物NK细胞是免疫系统的第一反应者,具有识别和裂解病毒感染、应激或癌细胞的内在能力,而无需事先致敏或抗原呈递。


NK细胞不像T细胞那样在靶细胞上寻找一种独特的抗原,而是识别恶性细胞的表达模式,这种广泛的认识使NK细胞能够优先杀死肿瘤细胞而不是健康组织。

免疫学权威杂志:NK细胞功能障碍是肿瘤复发和转移的关键因素!(图1)


NK 细胞是抗肿瘤反应的关键效应器


NK细胞是抗肿瘤反应的关键效应器,主要通过以下途径发挥抗肿瘤反应:


1)NK细胞是免疫系统的第一反应者,可以直接识别和裂解肿瘤细胞

2) NK细胞表达CD16,该受体结合抗体并触发抗体依赖性细胞毒性(ADCC)。这种反应有助于许多基于抗体的癌症治疗的功效。

3) NK细胞还分泌趋化因子和细胞因子募集和协调其他免疫细胞(如T细胞和树突细胞(DC))在肿瘤微环境或感染部位的反应,并引发适应性免疫对更好的病毒或肿瘤控制的反应。


患者NK细胞活性大不如前


NK细胞是对抗癌症的哨兵,能第一时间查杀恶化细胞。但在患者体内,实际情况并非如此,我们都得知,肿瘤患者的免疫力往往都偏低下。在《Frontiers in Immunology》杂志上发表一篇NK综述,文章指出,在癌症患者体内,NK细胞功能已经被大大削弱;在癌症和癌症治疗期间发生的许多因素都会导致NK细胞功能障碍。

免疫学权威杂志:NK细胞功能障碍是肿瘤复发和转移的关键因素!(图2)

肿瘤微环境


肿瘤微环境:肿瘤微环境本身创造了一个充满NK细胞抑制机制的环境。受损的细胞代谢增加了炎症刺激、缺氧和局部免疫抑制细胞都可以促进NK细胞失活并削弱NK细胞毒性。此外,肿瘤环境中分泌的分子也会促进NK细胞下调、衰竭和凋亡。


手术切除


手术切除原发性肿瘤通常是癌症的一线治疗,虽然手术切除肿瘤具有立即明显的益处,然而,也存在着术后应激反应。在患有潜在恶性肿瘤的患者中,免疫系统已经受到损害。术后应激反应进一步削弱了NK细胞主导的免疫,打开了有助于免疫逃避、转移发展和加速残留肿瘤生长的免疫机会窗口。


放化疗


化疗和放疗也是常规的肿瘤干预措施。在第一轮化疗后,与基线人群相比,总淋巴细胞群显著减少。与观察到的化疗对淋巴细胞的影响一致,化学疗法和放射疗法可减少NK细胞数量并削弱NK细胞细胞毒性和IFN-γ水平。


抑郁症


抑郁症在肿瘤患者中很常见,是肿瘤患者重要的合并症。有研究显示,癌症患者患抑郁症的几率高出五倍,癌症患者抑郁的平均患病率范围为8—24%。抑郁症也会影响NK细胞功能,压力源可以通过下丘脑-垂体-肾上腺轴激活糖皮质激素的产生,从而诱导NK细胞上的PD-1表达并削弱NK细胞细胞毒性细胞因子的释放。

免疫学权威杂志:NK细胞功能障碍是肿瘤复发和转移的关键因素!(图3)

癌症期间驱动 NK 细胞功能障碍的机制


研究表明,NK细胞活性与患者预后的改善息息相关。结直肠癌手术切除后的局部复发率与较低的NK细胞水平相关。在头颈部癌和咽癌研究中也发现NK细胞毒性降低与转移发生率之间的相关性。在胃肠道肉瘤中,NK细胞浸润与转移呈负相关。此外,存活率的提高与肾细胞癌患者肺转移灶中的NK浸润相关。


种种迹象表明,NK细胞在传统癌症治疗中发挥着重要作用,需要通过恢复NK细胞活性与数量以改善其在化疗/放疗以及手术后的疗效


过继性NK细胞疗法


众所周知,肿瘤,尤其是实体瘤,在遗传程序和突变负荷方面存在细胞间的差异,导致了明显的肿瘤异质性。由于肿瘤异质性的存在,在手术、放化疗以及靶向治疗之后,往往存活着一些残留的肿瘤干细胞肿瘤干细胞具备细胞分裂能力,是在常规治疗后肿瘤复发和转移的罪魁祸首!


最近的研究表明,同种异体和自体NK细胞在体外和体内天生就能够识别和杀死这些肿瘤干细胞手术、放化疗后,通过活化的NK细胞回输的方式联用,可协同清除体内的肿瘤干细胞,有效降低患者的复发率。

免疫学权威杂志:NK细胞功能障碍是肿瘤复发和转移的关键因素!(图4)

放化疗后癌症干细胞自然杀伤细胞靶向示意图


NK细胞启动了免疫反应的第一阶段,但缺乏强大NK细胞群的患者无法对恶性细胞进行强力杀伤,也是常规治疗手段(手术切除、放疗、化疗等)预后效果不佳的原因。作者在最后提出,在常规治疗之后,使用过继性NK细胞可重建NK细胞群,可实现后续效应群体的最佳活性和最大化治疗效果。



参考文献:

1.Leveraging natural killer cells for cancer immunotherapy.Immunotherapy.2017

2.Natural Killer Cells: The Linchpin for Successful Cancer Immunotherapy.Frontiers in Immunology.2021


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