综述:基于自然杀伤(NK)细胞的肝癌免疫治疗

《Immunology》:Natural Killer Cell-Based Immunotherapy in HCC

【字体: 时间:2026年04月29日 来源:Immunology 5

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  这篇综述系统梳理了NK细胞在肝细胞癌(HCC)中的功能障碍机制及相应的免疫治疗策略。文章围绕过继性NK细胞输注、基因工程改造(如CAR-NK)、受体靶向治疗、肿瘤微环境(TME)重编程、细胞因子功能增强、中医药(TCM)增效及联合疗法这七大方向,深入探讨了如何克服PD-1/TIGIT/NKG2A等抑制性受体、TGF-β/MDSCs介导的免疫抑制及抗原异质性等挑战,为开发更有效的HCC免疫联合方案提供了全面的路线图。

  
1 引言
肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一,其治疗因肿瘤的高度异质性、诊断晚和化疗耐药而面临严峻挑战。自然杀伤(NK)细胞是先天免疫淋巴细胞,是抵御感染和恶性肿瘤的第一道防线。在HCC患者中,肿瘤浸润NK细胞不仅数量减少,其细胞毒性和细胞因子产生功能也受损,这种功能失调状态与患者不良预后显著相关。肿瘤微环境(TME)通过多种机制破坏NK细胞功能,包括上调抑制性受体(如PD-1、TIGIT、NKG2A)、下调激活受体(如NKG2D)、导致代谢功能障碍以及通过免疫抑制细胞(如Tregs、MDSCs)和物理屏障限制其浸润。因此,恢复NK细胞的抗肿瘤功能成为HCC治疗的一个有前景的策略。
2 过继性NK细胞免疫治疗
过继性NK细胞免疫治疗涉及从供体(如肝移植灌注液或外周血单核细胞)分离NK细胞,并在体外用白细胞介素-2(IL-2)等细胞因子刺激扩增,然后回输给患者。临床前研究表明,扩增的NK细胞能显著抑制小鼠HCC模型中的肿瘤生长并提高生存率。早期的临床实验也显示,输注KIR配体错配的高活性NK细胞(HANK细胞)或供体肝源性NK细胞是安全的,并能提高患者体内的NK细胞数量和细胞因子水平,部分患者在输注后两年内无复发迹象。目前,多个基于NK细胞的治疗平台(如PBMC-NK、INK010)已进入I期临床试验。在晚期HCC中,局部大剂量自体NK细胞联合肝动脉灌注化疗已成为一种安全有效的策略,值得进一步研究。尽管如此,其疗效常受到免疫抑制性TME和NK细胞自身功能限制的影响,这推动了对NK细胞进行基因工程改造以增强其效力的研究。
3 基因工程改造的NK细胞免疫治疗
通过基因编辑技术增强NK细胞的抗肿瘤效力是当前的研究热点。其中,嵌合抗原受体NK(CAR-NK)细胞疗法备受关注。与CAR-T细胞相比,CAR-NK细胞寿命较短,降低了自身免疫和恶性转化的风险,且其分泌的细胞因子(如IFN-γ)与细胞因子释放综合征(CRS)的风险较低。针对HCC相关抗原如磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(GPC3)的CAR-NK细胞已在临床前模型中显示出显著的抗肿瘤活性。为了克服肿瘤抗原异质性,研究者正在开发针对多个抗原(如MICA/B、EGFR、HER2)的多靶点CAR-NK细胞。此外,利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术敲除NK细胞中的抑制性检查点(如PD-1、TIGIT)或细胞因子诱导SH2结构域蛋白(CISH),可以增强其功能和在体内的持久性。然而,CAR-NK疗法在HCC中的临床转化仍面临挑战,包括实体瘤致密间质带来的物理屏障、TME中的代谢抑制(如乳酸积累、精氨酸耗竭)以及缺氧环境。下一代策略结合了多靶点CAR、基质重塑和代谢工程(例如敲除CISH以增强IL-15信号传导),旨在克服这些限制。
4 NK细胞受体靶向免疫治疗
靶向NK细胞表面的受体是另一种重要策略,旨在“松开刹车”(阻断抑制性信号)或“踩下油门”(增强激活信号)。
  • 抑制性受体阻断:在HCC中,NK细胞上程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)、T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域(TIGIT)、NK细胞2族成员A(NKG2A)等抑制性受体表达上调。阻断PD-1/PD-L1轴可直接增强NK细胞功能,且其疗效在一定程度上独立于T细胞。靶向NKG2A的单抗(如Monalizumab)与PD-L1抑制剂联合在非小细胞肺癌(NSCLC)等肿瘤中显示出前景。针对杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIRs)和白细胞免疫球蛋白样受体1(LIR-1/ILT2)的抗体也在探索中。
  • 激活受体增强:另一方面,通过组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)诱导肿瘤细胞表达MICA/B,或使用金属蛋白酶9/10(ADAM9/10)抑制剂减少MICA/B的脱落,可以增强NK细胞通过自然杀伤细胞2族成员D(NKG2D)受体对肿瘤的识别和杀伤。双特异性或三特异性杀伤细胞衔接器(BiKEs/TriKEs)能同时结合NK细胞的CD16和肿瘤相关抗原,有效引导NK细胞杀伤肿瘤。
5 重编程免疫抑制性TME以增强NK细胞毒性
HCC的TME通过多种因子抑制NK细胞功能。转化生长因子-β(TGF-β)是关键的免疫抑制因子,使用TGF-β受体激酶抑制剂(如Galunisertib)或中和抗体阻断其信号,可恢复NK细胞功能。髓源性抑制细胞(MDSCs)和M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)也显著抑制NK细胞,使用集落刺激因子1受体(CSF1R)抑制剂耗竭这些细胞可改善NK细胞浸润和功能。此外,TME中的缺氧通过稳定缺氧诱导因子1-α(HIF-1α)损害NK细胞代谢,使用HIF-1α抑制剂或工程化具有更强代谢适应性的NK细胞(如hiPSC来源的NK细胞)是对策之一。肠道菌群代谢产物(如iso-LCA)可通过磷酸化cAMP反应元件结合蛋白1(p-CREB1)通路抑制NK细胞,靶向该通路的药物(如螺内酯)能增强抗PD-1疗效。这些策略旨在改善TME,为NK细胞发挥功能创造有利条件。
6 细胞因子介导的NK细胞功能增强
细胞因子如IL-2、IL-12、IL-15、IL-21和干扰素-α(IFN-α)可用于刺激和增强NK细胞的抗肿瘤活性。IL-15能在体外有效扩增和激活NK细胞,甚至可恢复HCC患者肿瘤浸润NK细胞的功能。IL-21则能显著增强抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)。然而,细胞因子的临床转化受限于安全性问题,如高剂量IL-2可能导致血管渗漏综合征(VLS)并扩增调节性T细胞(Tregs),而IL-15半衰期短且有CRS风险。下一代策略包括开发工程化细胞因子突变体(如“非-α”IL-2,选择性激活NK细胞)、长效融合蛋白(如ALT-803)以及利用肿瘤特异性抗体靶向递送细胞因子,以提高治疗窗口。
7 中医药增强的NK细胞活性
多项临床前研究表明,一些中药(TCM)成分能够增强NK细胞抗HCC的活性。蟾酥灵(Bufalin)可通过抑制MICA脱落和依赖NKG2D的机制激活NK细胞。甘遂半夏汤可通过下调AKT/信号转导和转录激活因子3(STAT3)/细胞外信号调节激酶(ERK)通路,减少MDSCs和M2型巨噬细胞,同时增加NK细胞比例。人参多糖、人参皂苷20(R)-Rg3、姜黄素、附子水提物以及金龙胶囊等,也通过不同机制(如激活MAPK/ERK通路、增加NK细胞数量、促进肿瘤浸润等)显示出增强NK细胞功能的潜力。尽管前景鼓舞人心,但将TCM与NK细胞免疫疗法结合仍面临活性成分复杂、标准化困难、临床证据有限以及潜在毒性和相互作用等挑战。系统药理学、高质量标准化和逐步的临床试验是未来的发展方向。
8 增强NK细胞毒性的联合疗法
鉴于单一疗法的局限性,合理的联合策略被认为是实现持久临床反应的最可行途径。例如,PD-1与TIGIT双重阻断可协同激活NK细胞和CD8+T细胞。TGF-β阻断剂可恢复NK功能,并与过继性NK疗法协同。局部消融治疗(如冷冻消融、不可逆电穿孔)联合NK细胞输注可改善晚期HCC患者的生存。溶瘤病毒(OVs)可通过裂解肿瘤细胞、表达免疫刺激因子来激活和招募NK细胞。BiKEs/TriKEs能精准连接NK细胞与肿瘤细胞。代谢调节剂(如谷氨酰胺酶抑制剂、精氨酸酶抑制剂)可改善TME代谢环境,保护NK细胞功能。其他如表观遗传调节剂、放疗与NK细胞疗法的结合也显示出协同潜力。多项相关临床试验正在进行中,旨在评估这些联合策略的安全性和有效性。
9 结论与未来展望
基于NK细胞的HCC免疫治疗正在从传统的细胞输注向更精准的模式快速发展,包括CAR-NK细胞和多功能抗体衔接器。然而,其疗效常受到免疫抑制性TME和肿瘤异质性的限制。鉴于NK细胞功能障碍的多因素性质,合理设计的联合策略——整合基因工程、TME重编程和检查点阻断——代表了实现HCC持久临床反应的最可行路径。未来的方向包括:从非特异性扩增转向精准基因修饰;从单一细胞疗法转向与TME调节剂的协同;从经验性组合转向机制指导的设计,并辅以生物标志物驱动的患者选择。尽管面临如何定义和测量NK细胞“适应度”、克服实体瘤物理屏障、确定最佳NK细胞来源以及增强其持久性等关键问题,但通过基础免疫学家、转化研究人员和临床研究者的紧密合作,基于NK细胞的免疫疗法有望为HCC患者带来新的希望。
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