NK細(xì)胞的核心生物學(xué)功能及在疾病治療研究中的應(yīng)用
瀏覽次數(shù):180 發(fā)布日期:2025-11-20
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NK 細(xì)胞
自然殺傷細(xì)胞(Natural killer cell,簡稱 NK 細(xì)胞)是人體免疫系統(tǒng)中除 T 細(xì)胞、B 細(xì)胞之外的第三大類淋巴細(xì)胞,隸屬于先天免疫系統(tǒng)的核心組成部分。它無需預(yù)先致敏即可啟動免疫應(yīng)答,反應(yīng)速度快且作用直接,其典型的細(xì)胞表型特征為 CD3−CD56 + 淋巴細(xì)胞群,在機體抵御腫瘤細(xì)胞、清除病毒感染細(xì)胞、調(diào)控免疫平衡等多個關(guān)鍵生理過程中,均發(fā)揮著不可替代的重要作用。
一、NK 細(xì)胞的發(fā)育與分布
NK 細(xì)胞起源于骨髓 CD34 + 造血祖細(xì)胞,發(fā)育是連續(xù)分化過程。人類中,接近共同淋巴細(xì)胞祖細(xì)胞(CLPs)的多能祖細(xì)胞會先分化為 ILC 限制的共同 ILC 前體(CILCP),再形成 NK 限制的前體細(xì)胞(NKP),通過表達 CD122、丟失 CD34 和 CD127,且在 T-bet 和 Eomes 調(diào)控下分化為功能性 NK 細(xì)胞。
根據(jù) CD56 表達水平,NK 細(xì)胞可分為 CD56dim 和 CD56bright 兩個亞群。CD56dim NK 細(xì)胞具有抗腫瘤細(xì)胞毒性,CD56bright NK 細(xì)胞可通過獲得 CD16、PEN5 和 CD57 表達分化為 CD56dim 亞群,兩個亞群均能產(chǎn)生細(xì)胞因子,且均表達 NKp46 和 NKp80 活化表面受體。
NK 細(xì)胞分布廣泛,主要存在于外周血、肝臟、脾臟、骨髓、肺、淋巴結(jié)等器官,在腸、皮膚、膀胱、扁桃體、子宮、胸腺、腎臟、胰腺、脂肪組織中也有發(fā)現(xiàn),部分研究在小鼠大腦中也檢測到其存在。
二、NK 細(xì)胞的核心生物學(xué)功能
1. 抗腫瘤與抗病毒作用
NK 細(xì)胞可通過釋放穿孔素、顆粒酶、人體顆粒溶素等溶解顆粒,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞、病毒感染細(xì)胞等應(yīng)激細(xì)胞死亡。同時表達 FASL、TRAIL 等腫瘤壞死因子超家族成員,通過與靶細(xì)胞表面相應(yīng)受體結(jié)合啟動凋亡程序。
2. 免疫調(diào)節(jié)與細(xì)胞因子分泌
NK 細(xì)胞能產(chǎn)生 IFN-γ、TNFα、IL-10 等細(xì)胞因子,GM-CSF 等生長因子,以及 CCL3、CCL4、CCL5、XCL1 等趨化因子,通過與 DC 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T 細(xì)胞相互作用調(diào)控免疫反應(yīng)。
3. 獨特激活調(diào)控機制
NK 細(xì)胞活性受表面抑制性受體與激活受體的動態(tài)平衡調(diào)控。抑制性受體可識別靶細(xì)胞表面的主要組織相容性復(fù)合體 I 類(MHC-I)分子,當(dāng)靶細(xì)胞 MHC-I 分子減少或缺失時,抑制信號減弱,NK 細(xì)胞被激活。此外,激活性受體和天然細(xì)胞毒性受體的參與也會啟動 NK 細(xì)胞激活。
4. 抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)
NK 細(xì)胞可通過 ADCC 機制發(fā)揮作用,這也是部分熱門抗體藥物的重要作用機制,能特異性識別并殺傷被抗體標(biāo)記的靶細(xì)胞。
5. 清除衰老細(xì)胞
NK 細(xì)胞是清除體內(nèi) “僵尸細(xì)胞”(停止生長且積累的衰老細(xì)胞)的核心力量。2016 年《Nature》雜志刊登的研究顯示,以 NK 細(xì)胞為主的免疫細(xì)胞清除衰老細(xì)胞,可使動物壽命延長 20%-30%,同時能延遲腫瘤形成、維持組織器官功能。
三、NK 細(xì)胞相關(guān)的治療研究方向
基于 NK 細(xì)胞的生物學(xué)特性,目前已開發(fā)多種治療策略并處于不同研究階段:
1. 細(xì)胞因子療法
使用 IL-2 和 IL-15 等細(xì)胞因子提高體內(nèi) NK 細(xì)胞活性,需關(guān)注潛在的免疫反應(yīng)惡化風(fēng)險。
2. 活化 NK 細(xì)胞輸注
將健康捐贈者的 NK 細(xì)胞在體外經(jīng) IL-2 和 IL-15 刺激活化后,回輸至癌癥患者體內(nèi)發(fā)揮治療作用。
3. 基因工程化 NK 細(xì)胞
通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建 CAR-NK 細(xì)胞,表達抗 CD19、抗 CD20 等特異性受體,或通過 IL-2、IL-15 增強細(xì)胞存活,或優(yōu)化 NKG2D 提高腫瘤識別與溶解能力,相關(guān)臨床試驗正在推進中。
4. 單克隆抗體與銜接器技術(shù)
治療性單克隆抗體可通過 NK 細(xì)胞誘導(dǎo) ADCC,針對 NKG2A 等抑制分子的抗體能增強 NK 細(xì)胞反應(yīng);NK 細(xì)胞銜接器可同時靶向腫瘤抗原(如 CD19、CD20、EGFR)與 NK 細(xì)胞表面 NKp46、CD16,促進兩者結(jié)合并觸發(fā)腫瘤殺傷機制。
四、NK 細(xì)胞常見問題解答
1. 人體 NK 細(xì)胞數(shù)量或活性會隨年齡變化嗎?
會。隨著年齡增長,體內(nèi) NK 細(xì)胞數(shù)量可能減少,活性也會逐漸下降,這也是衰老相關(guān)疾病和腫瘤發(fā)病風(fēng)險增加的原因之一。
2. NK 細(xì)胞療法目前適用于哪些疾?
主要聚焦于惡性腫瘤治療,包括血液系統(tǒng)腫瘤和實體瘤,同時在抗病毒感染相關(guān)治療研究中也有探索。目前多數(shù)療法仍處于臨床試驗階段,需嚴(yán)格遵循醫(yī)學(xué)指南使用。
3. 研究 NK 細(xì)胞時,如何準(zhǔn)確鑒定和分離 NK 細(xì)胞?
人類 NK 細(xì)胞核心表型為 CD3−CD56+,小鼠 NK 細(xì)胞可通過 CD3ε、CD49b、NK1.1 等標(biāo)志物鑒定。實際研究中可使用特異性抗體和專用分離試劑盒,優(yōu)寧維提供人源和鼠源 NK 細(xì)胞相關(guān)抗體,如 CD3、CD56、CD16、CD3ε、CD49b、NK1.1、NKp46 抗體等,以及 NK 細(xì)胞分離試劑盒,滿足細(xì)胞鑒定與分離需求。
4. NK 細(xì)胞療法有哪些潛在風(fēng)險?
可能存在感染風(fēng)險,治療后部分患者可能出現(xiàn)發(fā)熱、乏力等癥狀;過度激活可能引發(fā)細(xì)胞因子釋放綜合征;細(xì)胞培養(yǎng)過程中使用的細(xì)胞因子可能加重肝腎代謝負(fù)擔(dān),少數(shù)患者可能出現(xiàn)過敏反應(yīng),需在正規(guī)醫(yī)療機構(gòu)監(jiān)測下進行治療。
5. CAR-NK 細(xì)胞療法與傳統(tǒng) CAR-T 細(xì)胞療法相比有何優(yōu)勢?
CAR-NK 細(xì)胞保留了自然殺傷活性,且低毒性特點顯著,不易引發(fā)移植物抗宿主。℅vHD),在實體瘤治療中具有滲透能力強的潛在優(yōu)勢,目前相關(guān)臨床前研究和臨床試驗已取得積極進展。