作为一种独特的抗肿瘤、抗感染效应细胞，自然杀伤（NK）细胞具有不受主要组织相容性复合体限制的广谱细胞毒性、产生细胞因子和免疫记忆等功能，其在先天性和适应性免疫反应系统中扮演重要角色。
文/高基民
肿瘤的革命性疗法——以CAR-T为代表的免疫疗法
嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）是一种结合分子生物学和细胞疗法实现精准治疗的独特的平台技术，为目前新兴的细胞免疫疗法。该疗法的基本原理主要是通过基因工程技术在T细胞表面装上定位导航装置CAR，将T细胞这个普通“战士”改造成“超级战士”。CAR-T利用导航装置CAR特异识别体内肿瘤细胞，并通过免疫作用释放多种效应因子，从而杀灭肿瘤细胞。CAR-T经历了不断改造完善的历程：第一代CAR-T含有特异性T细胞激活信号（第一信号）；第二代CAR-T含有1个共刺激分子（第二信号），提高T细胞的杀伤活性、增殖能力和持久性；第三代CAR-T含有2个共刺激分子；第四代CAR-T又称ArmouredCAR-T，整合了免疫调节因子等第三信号。
目前，CAR-T疗法在急性淋巴细胞白血病（ALL）、非霍奇金淋巴瘤（NHL）、多发性骨髓瘤（MM）等血液系统肿瘤中显示出巨大的潜力。比较典型的是两款靶向CD19的CAR-T（诺华的Kymriah、吉利德旗下凯特制药的Yescarta）被美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于治疗B系急性淋巴细胞白血病（B-ALL）和弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）。截至目前，全球有5款CAR-T产品获得FDA批准上市，用于治疗血液系统肿瘤。中国国家药品监督管理局也批准了2款CAR-T产品上市治疗B细胞恶性肿瘤。然而，CAR-T产品在临床应用中面临生产周期长、细胞因子风暴和神经毒性等问题，限制了它们的广泛应用。此外，因CAR-T进入实体瘤内部困难，加之实体瘤抗原异质性和局部肿瘤免疫抑制微环境等因素，CAR-T对实体瘤的治疗尚未取得突破。
在中国，目前有50余款CAR-T产品的新药临床试验申请（IND）获国家药品监督管理局药品审评中心受理，其中41个靶向CD19、8个靶向B细胞成熟抗原（BCMA），靶向CD20、CD22（与CD19组成双靶点）、CD30、GPC3、Glaudin18.2各1个，以上均为第二代CAR-T。
我们在治疗血液系统肿瘤方面也取得重大突破：靶向CD19的第二代CAR-T治疗难治/复发性非霍奇金淋巴瘤的临床疗效比肩国际先进水平；靶向CD19的第四代CAR-T（分泌IL-7和CCL19）临床试验取得突破性进展：针对难治/复发性非霍奇金淋巴瘤的疗效（入组39例，安全缓解率为56.41%，无进展生存期尚未达到，随访个月）有望处于国际领先水平。
NK细胞的加强版——安全高效的CAR-NK
自然杀伤（NK）细胞来源于骨髓淋巴样干细胞，是人体先天性免疫系统的一部分，它可以对身体内遇到的各种病原体迅速做出反应，是抵御危险感染或异常细胞的第一道防线，是身体对抗癌症的正常储备。
不同于T细胞、B细胞，NK细胞是一类无须预先致敏就能非特异性杀伤肿瘤细胞和病原体感染细胞的淋巴细胞。NK细胞是先天性淋巴细胞，具有细胞毒性效应，参与启动适应性免疫应答。NK细胞一旦被激活，会分泌促炎细胞因子，并触发穿孔素/颗粒酶诱导的靶细胞裂解。它们能够精准地攻击和清除异常的细胞，同时可调节机体的免疫状态和免疫功能，表明NK细胞具有作为“抗癌卫士”的潜力。
NK细胞与获得性免疫系统中的细胞毒性T细胞扮演着相近的角色，但它们之间也存在不同。通常情况下，细胞毒性T细胞需要检测到靶细胞表面的主要组织相容性复合体（MHC）才会引起细胞因子的释放，进而导致靶细胞裂解或凋亡。NK细胞则不依赖MHC就可以识别这些细胞并进行快速的免疫响应，而这些细胞通常是有害且不能被其他免疫细胞发现并消灭的。
CAR-NK是通过基因工程手段修饰使其表达CAR，将识别靶细胞（如病毒感染的细胞、癌细胞）表面抗原的抗体（或受体）与激活免疫细胞所需要的信号分子连接，可以突破抑制性受体的限制而激活NK细胞，以此增强NK细胞对靶细胞的特异性杀伤。
CAR-T和CAR-NK之间有很明显的区别：NK细胞活化不需要抗原递呈细胞（APCs）的帮助，而是直接侦测癌细胞表面MHC-I分子数目，或是利用自然细胞毒性受体（NCRs）与靶细胞的配体结合而活化自身，所以效果比T细胞更为快速直接。
●CAR-NK疗法在抗肿瘤中彰显优势
相较于CAR-T，CAR-NK具有很多优势：CAR-NK具备更多的肿瘤杀伤途径，如执行细胞脱粒、激活凋亡途径和介导抗体依赖性细胞毒性作用(ADCC)；异体CAR-NK不会引起移植物抗宿主病；CAR-NK因不分泌IL-1、IL-6等炎症因子，不会诱发细胞因子风暴效应；CAR-NK在体内存活周期短，不易产生长期的不良反应；CAR-NK对细菌、真菌以及其他病毒等病原体也有防御作用，有助于防治并发和继发感染；CAR-NK对适应性免疫具有调节作用，如通过高表达CD16等膜受体和分泌细胞因子（如IL-15），调节B细胞、NKT和CD8+T的功能。CAR-NK对实体瘤治疗具有明显优势，因为实体瘤对未修饰的NK细胞会表现出不同程度的耐受性，但对抗原依赖型CAR-NK较敏感。虽然CAR-NK识别的某种（些）特异靶点丢失，但因其还表达其他活化型受体（如NCRs、NKG2C、NKG2D、DNAM-1等），所以仍可杀灭肿瘤。总之，CAR-NK抗肿瘤活性好，安全性高，可规模化生产，为通用、即用型产品。
美国MD安德森癌症中心凯蒂·雷兹瓦尼（KatyRezvani）教授主导的将CAR-NK用于治疗复发/难治的B细胞恶性肿瘤I/II期的临床试验研究，制备过程为15天，用3个剂量治疗11名患者，客观缓解率为73%（8/11），其中7名患者完全缓解，仅输注治疗后第一个月内有反应。11名患者未发现细胞因子释放综合征、神经毒性和移植物抗宿主病等。这项临床试验的结果令人满意。研究人员希望开展进一步的临床研究，探索同种异体脐带血来源的CAR-NK疗法的安全性和有效性。相关临床研究结果于年2月发表在《新英格兰医学》（NEJM）上。
美国临床试验注册中心网站公示信息显示，目前已有许多CAR-NK产品的临床试验正在开展中，大部分处于I/II期临床试验阶段。从靶点来看，与CAR-T产品类似，多数CAR-NK产品靶向的是常见的恶性血液肿瘤靶点，如CD19、CD22、BCMA、CD33等。还有一些CAR-NK产品靶向的是实体瘤相关抗原，如PSMA、MSLN、ROBO1、NKG2D等。年11月11日，中国国家药品监督管理局药品审评中心审批通过由国健呈诺生物科技（北京）有限公司研发的针对“晚期上皮性卵巢癌治疗的靶向间皮素嵌合抗原受体NK细胞注射液”的临床试验申请。这是国内首例获批新药临床研究批件的CAR-NK产品。
●CAR-NK疗法防治新冠肺炎初见成效
既然T细胞、B细胞和NK细胞都是组成淋巴细胞的重要部分，为何此次在治疗新冠肺炎过程中，选择了NK细胞呢？针对新冠肺炎，补充异体的T细胞或B细胞的疗法行不通，因为会诱发严重的排斥反应，而补充异体的NK细胞在目前临床上已证实非常安全，在输注机体后能立即发挥作用。
在重庆市新冠肺炎疫情应急科技攻关专项第二批项目计划资助下，我们研发团队与重庆市公共卫生医疗救治中心陈耀凯教授领导的临床团队利用自行合作研制的、源于脐带血的NKG2D-ACE2CAR-NK在防治新冠肺炎上取得了积极的疗效。NKG2D-ACE2CAR-NK（分泌超级IL-15和GM-CSF中和单链抗体）疗法分别靶向感染细胞表面的NKG2DL（NKG2D配体）、新冠病毒刺突糖蛋白，借助超级IL-15的强力增效作用，以及GM-CSF中和单链抗体预防或延缓细胞因子风暴的特效作用，特异地清除新冠病毒颗粒及其感染的细胞，从而安全有效地防治新冠肺炎。同时，NKG2D-ACE2CAR-NK还可通过ACE2竞争性抑制新冠病毒感染II型肺泡上皮细胞等，并使进入CAR-NK内的新冠病毒发生顿挫性感染即不能产生感染性病毒颗粒。
我们在重庆市公共卫生医疗救治中心共治疗了5名新冠肺炎患者（2名为危重型、3名为普通型），现已全部治愈出院。在治疗过程中，原有的发热、肺炎等临床症状能更快地缓解，同时继发感染也能得到较好控制。未来，我们拟申报NKG2D-ACE2CAR-NK的新药证书和生产批文，实现产业化。此外，NKG2D-ACE2CAR-NK还适合于其他急性传染病的应急救治，因具有广谱的抗感染和抗肿瘤作用，可作为战略产品储备。
CAR-NK疗法面临的临床应用障碍
CAR-NK是一个很有前途的临床研究领域，对某些癌症患者具有良好的安全性和初步疗效，但仍面临一些重要挑战。一是如何选择合适的转导CAR方法是CAR-NK疗法的关键。虽然逆转录病毒载体的转染效率很高，但它可能会引起插入突变进而引发癌变和其他不良反应。尽管慢病毒载体显示出较低的插入突变发生率，但其对外周血NK细胞的转染效率低至10%。二是如何在体外扩增到更多的CAR-NK，这对NK细胞的有效激活以及杀伤作用尤为重要。综上所述，基于NK细胞优秀的抗肿瘤特性，CAR-NK有望为肿瘤治疗带来新的突破。
高基民，温州医科大学教授，浙江省领军人才、钱江特聘教授，浙江省模式生物技术与应用重点实验室主任，曾获浙江省科学技术奖一等奖、军队科技进步二等奖、广东省科技进步二等奖各一项，作为主要负责人研制成功“重组人粒细胞集落刺激因子（G-CSF）注射液”（98卫药证字S-09号），已实现利税超亿元。