综述：TGF-β介导的NK细胞功能抑制及其在肿瘤免疫治疗中的靶向策略

《Critical Reviews in Oncology/Hematology》：TGF-β-mediated suppression of NK cell function and targeting strategies in tumor immunotherapy

TGF-β通过抑制NK细胞激活、增殖及诱导ILC1s转化削弱其抗肿瘤作用，靶向该通路的小分子抑制剂和CAR-NK细胞疗法在临床前及初步试验中展现潜力，但存在精准性和可控性不足等问题，需开发更高效策略。

　　

王波|毕家成

南方科技大学生物医学工程系，中国深圳518055

摘要

自然杀伤（NK）细胞是先天免疫系统中具有细胞毒性的淋巴细胞，能够直接杀死肿瘤细胞或协调其他免疫细胞发挥抗肿瘤作用。转化生长因子-β（TGF-β）是肿瘤微环境（TME）中一种强效的抑制性细胞因子，其对NK细胞功能的抑制是肿瘤免疫逃逸的重要因素。TGF-β可以抑制NK细胞的激活和效应功能，损害NK细胞的增殖和迁移，并诱导NK细胞向1型先天淋巴细胞（ILC1s）转化。因此，阻断或“劫持”TGF-β信号通路是提高基于NK细胞的免疫疗法疗效的有希望的策略。在临床前模型以及有限程度的早期临床试验中，逆转TGF-β介导的抑制作用的策略主要包括递送针对TGF-β及其信号通路的小分子抑制剂和重组蛋白药物，以及对NK细胞的基因工程改造。本文综述了TGF-β的信号转导机制、NK细胞的抗肿瘤生物学功能、TGF-β在TME中对NK细胞的多种抑制作用，以及针对TGF-β的基于NK细胞的肿瘤免疫疗法方法。同时，我们也指出了现有策略的局限性，并指出了未来发展方向，以实现更精确和可控的干预措施。

引言

转化生长因子-β（TGF-β）是哺乳动物组织中表达最广泛且功能最多样化的细胞因子之一。在生理条件下，TGF-β信号通路对于胚胎发育、伤口愈合、组织修复以及组织和免疫稳态等多种生物过程至关重要。然而，异常的TGF-β信号通路与多种病理状态有关，包括发育异常、愈合异常、瘢痕形成、纤维化、炎症性疾病和肿瘤（Deng等人，2024年；Massagué和Sheppard，2023年；David和Massagué，2018年；Massagué，2012年）。它的三种高度同源的亚型（TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3）以潜伏复合物的形式分泌，并通过整合素、蛋白酶或活性氧物种进行环境依赖性的激活（Robertson和Rifkin，2016年）。在经典信号通路中，信号传导依赖于I型和II型受体的异四聚体复合物对Smad2/3的磷酸化，随后形成Smad2/3-Smad4复合物来调节基因转录。在非经典信号通路中，TGF-β激活MAPK、PI3K/AKT、Rho GTP酶、NF-κB等信号级联（Derynck和Zhang，2003年）。在肿瘤发生和进展过程中，TGF-β表现出明显的“双刃剑”特性：在癌前病变和早期癌症中，它通过诱导细胞周期停滞和凋亡起到肿瘤抑制作用；但在后期则转变为强效的肿瘤促进因子，驱动上皮-间质转化（EMT）、基质重塑、血管生成和显著的免疫抑制（Bierie和Moses，2006年；Colak和Ten Dijke，2017年）。鉴于这些关键作用，多种针对TGF-β信号通路的治疗策略已进入临床评估阶段。例如，新型I型受体抑制剂Vactosertib（TEW-7197）目前正在与免疫检查点抑制剂（NCT03724851；NCT03732274）或化疗（NCT04258072）联合使用，用于治疗晚期实体瘤。此外，新型双功能融合蛋白如Bintrafusp alfa（M7824）被广泛研究，旨在同时捕获TGF-β并阻断PD-L1，以克服转移性或局部晚期实体瘤对免疫检查点抑制剂的耐药性（NCT02517398）（Strauss等人，2020年；Cho等人，2020年；Strauss等人，2018年；Tan等人，2021年）。

自然杀伤（NK）细胞是先天淋巴系统中的关键细胞毒性效应细胞。它们无需经典的MHC限制性抗原识别即可发挥细胞毒性作用，并由激活受体和抑制受体之间的动态平衡进行调控（Vivier等人，2008年）。除了通过穿孔素/颗粒酶和死亡受体途径直接裂解肿瘤细胞外，NK细胞还通过分泌IFN-γ、招募和成熟树突状细胞（DCs）、使巨噬细胞向M1表型极化以及启动适应性免疫反应来重塑抗肿瘤免疫（Shimasaki等人，2020年；Biron，2012年；Chen等人，2024年；Zhou等人，2023年）。由于这些特性，加上HLA独立识别和良好的安全性，NK细胞过继转移产品已成为肿瘤学中具有吸引力的“现成”疗法（Gong等人，2021年；Xie等人，2020年）。最近使用嵌合抗原受体（CAR）工程化的NK细胞的试验有力证明了NK细胞的临床疗效。一项使用脐带血来源的抗CD19 CAR-NK细胞的研究显示，在复发性或难治性CD19阳性淋巴瘤患者中，响应率为73%，且未出现严重毒性（NCT03056339）（Liu等人，2020年）。此外，阻断PD-1、TIGIT和NKG2A等免疫检查点已被证明至少部分逆转或缓解肿瘤诱导的NK细胞功能障碍（Vivier等人，2024年；Laskowski等人，2022年）。此外，正在进行的试验正在积极评估“现成”的iPSC来源的NK细胞产品的安全性和疗效，无论是单独使用还是与免疫检查点抑制剂联合使用，均用于晚期实体瘤患者（NCT03841110）。这代表了一种极具前景的策略，旨在克服当前细胞疗法在制造成本和临床可及性方面的限制。

尽管NK细胞具有内在的抗肿瘤潜力，但在TME中它们受到严重抑制，因为TGF-β是主要的抑制因子（Regis等人，2020年）。TGF-β损害了NK细胞生物学中的多个关键方面，而这些方面对肿瘤控制至关重要。因此，以NK细胞为中心的针对TGF-β的策略已在临床前和临床研究中得到广泛探索。这些策略包括使用小分子抑制剂或重组蛋白药物来阻断TGF-β介导的抑制作用，以及对NK细胞进行基因改造，使其能够“逃避”TGF-β驱动的免疫抑制或将抑制信号转化为激活信号。然而，现有策略仍存在显著局限性，仍需开发更安全、更精确和更可控的方法来调节TGF-β-NK轴。

TGF-β的一般特征

TGF-β是TGF-β超家族的典型成员，该家族还包括激活素、骨形态发生蛋白（BMPs）、生长和分化因子（GDFs）以及30多种相关配体（Chen等人，1998年；Kuburich等人，2023年；Peng等人，2022年；de Gramont等人，2017年）。作为一种多功能细胞因子，TGF-β在大多数哺乳动物组织和细胞类型中都有表达（Deng等人，2024年；Peng等人，2022年；Shi等人，2022年）。三种TGF-β配体TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3

NK细胞的识别机制

NK细胞的效应功能由激活受体和抑制受体之间的平衡决定，这些受体共同决定了NK细胞对目标细胞的识别和杀伤结果（Abel等人，2018年；Bald等人，2020年）。抑制受体，包括杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）如KIR2DL和KIR3DL，以及NKG2A/CD94异二聚体，能够识别健康细胞上恒定表达的自身MHC I类分子，从而维持NK细胞的静息状态。

TGF-β对肿瘤相关NK细胞的影响

尽管NK细胞具有强大的内在抗肿瘤活性，但在TME中的免疫抑制是肿瘤进展的关键驱动因素（Zhou等人，2023年）。在各种抑制介质中，TGF-β尤为突出。它通过多种方式影响NK细胞，包括抑制其激活和效应功能、抑制增殖和迁移，以及诱导其向ILC1样细胞表型转化（图2）。

针对TGF-β受体或下游信号通路的小分子抑制剂

Galunisertib是一种选择性的TGF-β受体I型激酶抑制剂，已在临床试验中得到评估，并在直肠癌、肝细胞癌、胰腺癌和其他几种实体瘤中显示出良好的抗肿瘤活性（Melisi等人，2018年；Yamazaki等人，2022年；Melisi等人，2021年；Brandes等人，2016年）（图3；表2）。在临床前模型中，galunisertib抑制神经母细胞瘤细胞和活化NK（aNK）细胞中的SMAD2激活

展望

TGF-β于20世纪70年代末和80年代初被发现（de Larco和Todaro，1978年；Roberts等人，1981年），其作为正常和恶性细胞多效调节因子的作用很快得到了认可（Shipley等人，1985年）。NK细胞被认为是先天免疫系统中的细胞毒性淋巴细胞，能够杀死病毒感染的细胞和恶性细胞（Myers和Miller，2021年）。在肿瘤免疫微环境中，TGF-β信号通路在多个层面上抑制NK细胞功能

作者贡献声明

王波：撰写——原始草稿。毕家成：撰写——审阅与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号8257210）的支持。

王波，生物学与医学硕士。具有免疫学基础研究经验的研究人员。主要研究项目涉及肝纤维化机制的探索。