打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
基于NK细胞生物学特征开发肿瘤免疫疗法的策略

NK细胞亚群有不同的生物学特征,包括受体,我之前对此进行了综述。而基于NK细胞的免疫治疗策略的发展一直是一个非常活跃的领域。不同类型的治疗方法,都是基于我们对NK细胞所传递信号的理解,而抑制性受体和激活受体,在NK细胞治疗发展中的平衡主要集中在三种策略上:增强NK细胞活化、阻断NK细胞抑制信号和探讨NK细胞过继转移和造血干细胞移植(HSCT)策略中的细胞毒性效应和特性。


NK细胞激活策略

最简单的NK细胞活化策略是利用NK细胞表面表达的广泛的激活受体和共刺激受体。体内实验研究了通过其fc区结合NK细胞上CD 16的抗体,以触发ADCC。

目前临床上使用的几种抗肿瘤单克隆抗体(MAb),包括Transtuzumab(抗HER-2,曲妥珠单抗)、cetuximab(抗EGFR,西妥昔单抗)和rituximab(抗CD20,利妥昔单抗),被证明涉及NK细胞ADCC,因此mAb的Fab片段在肿瘤细胞表面结合受体并促进直接凋亡,而Fc部分则招募免疫效应细胞,包括触发NK细胞的ADCC。

虽然NK细胞不是临床阳性的唯一重要因素,但也很明显,高NK细胞活性对于使mAb治疗的益处最大化至关重要。事实上,在评估利妥昔单抗和注射IL2联合用药的I期临床试验中,在外周血中NK细胞计数和ADCC活性增加的患者中观察到最佳反应。

这些研究成功地显示了CD16介导的NK细胞信号和功能在乳腺癌、Burkitt淋巴瘤和外阴癌细胞系中的增加和持续。其他方法包括操纵肿瘤特异性mAb的Fc部分,以增强NK细胞对CD16的亲和力,以及构建一种由与mAb连接的IL-2组成的重组蛋白。

还曾尝试将mAb与已知的NK细胞激活疗法结合,例如乳腺癌模型中的细胞因子(IL-2和IL-5)、B细胞淋巴瘤的Toll样受体(TLRs)、PD-1阻断抗体以及免疫调节药物。

例如,来那度胺和硼替佐米被证明能显著增强NK细胞介导的细胞毒性,包括骨髓增生异常综合征、多发性骨髓瘤、地幔细胞淋巴瘤、白血病、乳腺癌、黑色素瘤和肝细胞癌。

最后,还有更多最近,被称为杀伤细胞接合器 (BiKES 和 TriKES) 的双特异性和三特异性抗体已经被设计出来有效地参与 CD16 并诱导 ADCC 反应。

它们是通过识别肿瘤细胞抗原的FV结构域与结合CD 16的FV结构域的融合而设计的,最终目的是将NK细胞与肿瘤细胞连接起来。双特异性单克隆抗体已在霍奇金淋巴瘤、原发性淋巴瘤和MM模型中成功测试。虽然这些策略中有许多在体外和体内的临床前模型上表现出了有希望的成功,但其中一些目前正在临床试验中得到评估。

阻断抑制通路

NK细胞通过抑制性受体和免疫检查点受到信号传递的限制。因此,旨在释放这种抑制作用以释放NK细胞抗肿瘤潜能的策略主要集中在阻断这些信号途径。早期的研究表明,mAb可直接阻断NK细胞的抑制受体:IPH 2101(Innate Pharma)是一种与KIR2DL-1、L2和L3受体高度亲和的人IgG4单抗,并阻断MHC-I介导的抑制性KIR(IKIR)信号通路。虽然在涉及急性髓系白血病(AML)和MM患者的Phase I段试验中取得了成功,但PhaseII的试验并没有显示IPH 2101作为一种单一疗法的临床疗效。然而,这为进一步探讨IPH2101与免疫调节剂(利那度胺)和其他抗体(利妥昔单抗)联合使用开辟了道路。

其他抑制性受体也引起了人们的兴趣,如NKG2A-CD94,有几项试验研究了单用单抗(IPH2201)或与其他药物联合治疗各种癌症。最近,针对KIR2D的IPH2102(Lirilumab)在第一阶段的试验中进行了测试,显示了维持完全封锁KIR所需的令人满意的安全状况。

由于T细胞衰竭的逆转,检查点阻断已被批准和广泛应用于不同的肿瘤类型,但对检查点抑制剂对NK细胞的抑制作用的研究却很少有人关注:检查点抑制剂改变了TME,促进了NK细胞的浸润和活性。与PD-1阻断抗体孵育的IL-2激活的NK细胞转移实验显示,胶质瘤小鼠模型的存活率有所提高。同样,阻断CTLA-4可增加DC刺激小鼠NK细胞产生IFN-γ。最后,利妥昔单抗与伊匹单抗联合治疗复发滤泡性淋巴瘤,在第二阶段试验中显示出令人鼓舞的结果。

NK细胞过继转移疗法和CAR-NK细胞治疗

NK细胞可从患者(自体)/健康献血者(异基因)、骨髓和脐带血[63]的外周血中提取。随后利用T细胞的耗竭和(或)CD 56细胞的选择来纯化它们,然后在有或没有饲养细胞的情况下,在IL-2存在的情况下进行扩增。我们对iKIR-HLA配体相互作用的深入了解,以及目前已有的NK细胞分离和富集方法,在改善HSCT和发展过继性NK细胞单药治疗方面取得了成功。

在这种情况下,来自KIR-错配供者的异基因NK细胞的转移在AML患者中显示了令人印象深刻的结果。该策略的基本原理很简单,并与之前文章讨论的“许可”概念联系在一起:肿瘤细胞表达MHC-I配体,这些配体与宿主的iKIR结合,但缺乏与供体iKIR兼容的配体,使异基因NK细胞异种反应,从而有效地消除肿瘤细胞。一项主要研究发现KIR-配体不相容性是预测HLA-错配供者AML后HSCT患者预后的主要因素,而其他研究报告了预后差的患者的完全缓解(CR)和儿童研究队列中在18个月内100%的无事件生存率。来自转移性和难治性实体肿瘤儿童的半相合干细胞移植的初步数据表明,与NK细胞供者-受体错配相关的临床有益的同种异体移植-肿瘤效应,3/6的患者达到CR,1/6的患者有部分反应(PR),2/6的患者有中位14个月的稳定疾病(SD)。最后,同种反应性NK细胞由于具有识别和消除宿主抗原递呈细胞的能力,被认为可以预防移植物抗宿主病(Gvhd)。

反过来,我们对激活NK细胞受体的认识,以及大量未修饰的、具有充分抗肿瘤功能的自体NK细胞的扩展和激活能力,构成了过继NK细胞治疗的基础。此外,这些细胞数量少且幼稚,在宿主外周血中的细胞毒性活动有限。在这一主要途径中,未经修饰的自体NK细胞在体外扩增和激活,然后再注入宿主。几项研究和目前的试验已经证明了在成人、儿童和老年癌症患者中注入丰富的自体或半相合NK细胞的安全性和有效性。在此,基于我们目前对“许可”过程的理解,曾经可以构想出新的策略来增强自体NK转移的效力,方法是通过修饰自体NK细胞来阻断基于免疫受体酪氨酸的抑制模体依赖性自我耐受性,最终增加自然NK细胞的细胞毒性。使用单倍型和异基因供体,而不是自体细胞也意味着基于iKIR-MHC-I配体错配的iKIR中和。此外,在接受自体造血干细胞移植的患者中,血液NK细胞数量是移植后恢复的第一个亚群,大量NK细胞与移植后的阳性结果相关。这些观察进一步加强了进一步发展过继性NK细胞治疗的重要性。

在结合抗特定肿瘤抗原的能力扩展和选择性激活和重新定向NK细胞的策略中,正在开发重组的CAR-NK细胞。CAR-NK细胞主要停留在临床前和临床早期阶段,有几次尝试通过修饰NK细胞来表达识别多种肿瘤抗原的CARS。这一方法,将在稍后讨论,为NK细胞为基础的癌症治疗提供了坚实和有希望的前景。下表总结了目前NK细胞疗法最有前途的策略。

NK细胞治疗实体肿瘤

现有技术使我们能够分离、富集和扩增NK细胞,为克服NK细胞计数低、外周血毒性差等问题提供了一条有效的途径。然而,当应用于实体肿瘤时,转移性黑色素瘤、肾细胞癌或晚期胃肠道肿瘤患者自体NK细胞的扩增转移并没有转化为临床反应。这些细胞对肿瘤细胞的溶解作用不明显,当从输注患者外周血中采集细胞后,体外再刺激可重新建立其溶细胞活性。这些观察表明,NK细胞可能受实体肿瘤分泌的因素的影响,但不受血液学肿瘤的影响,或者不能在肿瘤床内有效地积累和发挥作用,或者两者兼而有之。转移后NK细胞功能障碍的其他可能解释包括NK细胞的‘衰竭’,这已被证明限制了过继转移的小鼠NK细胞的抗肿瘤活性。同样,也有研究表明,过继转移的小鼠NK细胞后,活化受体NKG2D的表达水平不能在循环中持续,导致NK细胞功能失调。这些结果提高了“细胞因子戒断”效应的可能性,因为生理环境与提供最佳体外细胞因子支持的培养和扩增条件之间存在显著差异,不幸的是,这些条件不能在体内复制。最后,在试图解释在体内与体外环境相比,NK细胞活性受到抑制时,还应记住与患者先前接受的癌症治疗相关的潜在残留效应,即先前化疗方案的潜在免疫抑制效应。HSCT后IL-15刺激的NK细胞输注治疗儿童难治性实体瘤的I/II期研究表明,在治疗高度预处理的难治性实体肿瘤时,过继性NK细胞转移的安全性和可行性,但报告了疗效上的局限性,这可能与先前的治疗和毒性有关。

在小鼠实体瘤和癌症患者中检测大量NK细胞与预后改善相关。例如,在胃癌中,它与肿瘤浸润深度的降低、淋巴结转移的减少和临床结果的改善有关。然而,在实践中,大多数病例显示NK细胞在肿瘤浸润性免疫细胞中的频率较低,NK细胞与肿瘤细胞的比例较低。即使在浸润充分的肿瘤中,NK细胞往往不与肿瘤细胞直接接触,而是靠近基质内的血管。例如,与小鼠模型显示NK细胞优先积聚在易裂解肿瘤,结直肠癌患者的研究表明,大多数NK细胞位于肿瘤间质。因此,适当的肿瘤浸润是实体肿瘤特有的主要挑战之一。除了依赖于足够数量的NK细胞(可通过浓缩和扩张过程获得)外,肿瘤部位的适当浸润取决于CCL与趋化因子受体之间的相互作用。正如前面所讨论的,CCL在建立一个引导NK细胞到达肿瘤部位的化学梯度中起着至关重要的作用。对于NK细胞来说,这一过程依赖于CXCR 3和CXCR 1,因此表达这些受体的NK细胞优先在肿瘤中积累。

NK细胞蓄积/浸润增加是否与肿瘤细胞溶解增加有关,目前尚不清楚。事实上,从肿瘤组织中分离出来的免疫细胞往往受到损害,但当体外刺激时,它们可以恢复功能[125]。如前所述,NK细胞在肿瘤部位的杀伤活性受损,是TME免疫抑制作用的直接结果。这包括低氧、低pH、NG2GF配体(MICA和MICB)脱落、Pd-1/Pd-L1信号轴的激活以及Treg、MDSC和CAFs的激活。

尽管面临这些挑战,但NK细胞生物学、表面受体和分子信号传递等方面的知识积累,以及我们掌握的技术平台,为开发NK细胞的抗肿瘤能力提供了良好的机会,使NK细胞更接近临床。目前的工作重点是优化NK细胞在体内和体内扩展。此外,为了最大限度地发挥NK细胞的潜在抗肿瘤活性,人们提出了将过继转移与NK细胞受体信号调节相结合的策略。其中一个例子是Veluchamy等人的工作,证明活化的NK细胞与西妥昔单抗联合在体内对结直肠癌(包括ras突变的肿瘤)表现出更强的细胞毒性。另一种方法涉及调节NK细胞受体,最终目的是增强活化受体,同时抑制抑制性受体。为此目的,NK92细胞已被开发:这种CD 56/CD3-细胞系来自淋巴瘤患者,缺乏所有主要的iKIR,并已证明对广泛的恶性细胞具有细胞毒性的证据,具有可复制的扩展过程,从而使他们成为一个有吸引力的‘现成的’NK细胞为基础的治疗选择。相反,CAR-NK细胞的开发提供了一个平台来交付NK细胞,这些NK细胞具有无限的构造插入的可能性。例如,人们可以设想一种表达活化NK受体的CAR-NK,以及IL-2和CXCR3,同时也缺乏iKIR。下表总结了一些实体瘤的NK细胞临床研究。

主要参考文献

Khalil Choucair,Future Oncol. (2019)
Westin JR,. Lancet Oncol. 15(1), 69–77 (2014).
Ruggeri L, Science 295(5562), 2097–2100 (2002).
Benson DM Jr, . Clin. Cancer Res. 21(18), 4055–4061 (2015).
Gill S, . Blood 119(24), 5758–5768 (2012).

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
【897】Nature Review:肿瘤免疫治疗新靶点——NK细胞
NK细胞——照亮癌症免疫疗法(附临床试验、相关公司进展一览)
NK细胞治疗对比CAR
NK细胞的三重武功:自身受体、ADCC、CAR-NK
Cancer Discovery综述|详解肿瘤浸润性NK细胞
非小细胞肺癌的免疫治疗
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服