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Nature综述:NK细胞抗癌 这些发展方向值得关注
发布时间: 2022-04-11 10:42:35

自然杀伤(NK)细胞是一种先天性淋巴细胞,能够发现并迅速杀死感染、癌变、外来或应激细胞。NK近年来,细胞受到广泛关注。它不仅能直接杀死肿瘤细胞,还能迅速表达多种细胞因子和趋化因子,募集其他免疫细胞,促进其发展T细胞和B细胞的适应性免疫反应。NK细胞可以被IgG抗体激活产生抗体依赖细胞介导的细胞毒性(ADCC)。此外,它很少刺激自身免疫反应,反而能促进免疫平衡,对抗自身免疫性疾病。NK细胞的各种有益特征使它们成为免疫疗法的理想目标。Nature Reviews Drug Discovery上一篇综述用于利用NK对抗癌免疫抗癌免疫疗法的多种策略进行了盘点。

人体NK细胞生物学

NK细胞属于1型先天性淋巴细胞,其主要特征之一是生成1型细胞因子,包括1型细胞因子。IFNγ肿瘤坏死因子(TNF)。NK细胞的活性受到细胞表面表达的各种激活性和抑制性受体的调节。大多数健康细胞表达I主要组织相容性复合体(MHC-I),它们刺激强抑制信号来抑制NK细胞的活性。肿瘤细胞通常通过减少来减少MHC-I逃避表达CD8阳性细胞毒性T细胞识别,MHC-I配体的丢失和/或激活受体配体表达的增加会改变NK细胞内信号通路的平衡导致细胞内信号通路的平衡NK激活和攻击与它们接触的靶细胞。

▲NK细胞的作用机制(图片来源:参考资料[2])

外周血,NK细胞很容易接触到血液肿瘤细胞,实体瘤相对难以接触和浸润,具有免疫抑制能力的肿瘤微环境可以驱动NK细胞进入耗尽状态。目前,R&D人员正在使用多种手段加强。NK细胞的功能。

增强NK细胞功能策略

刺激NK细胞的细胞因子

临床试验中评估了多种激活性细胞因子或抑制性细胞因子的拮抗剂。IL-2可直接刺激T细胞和NK细胞的增生和激活。IL-2常用于体外激活NK但其在体内的使用受到毒副作用,激活免疫抑制性调节性T细胞(Treg)限制。许多公司正在开发选择性激活T细胞和NK细胞的IL-2类似的东西。比如赛诺菲的。SAR444245,Alkermes公司开发的nemvaleukin alfa(ALKS 4230),Anaveon公司发展的选择性IL-2R激动剂ANV419等等。

IL-15是有望替代IL-2能刺激功能的细胞因子之一NK和CD8阳性T细胞,但不会激活Treg细胞。目前,很多IL-15临床试验中正在检测重组蛋白。ImmunityBio公司的IL-15超级激动剂Anktiva(N-803)在膀胱癌、惰性非霍奇金淋巴瘤等疾病的临床试验中取得了积极的成果。

▲Anktiva作用机制(图片来源:ImmunityBio公司官网)

其它激活NK细胞的细胞因子包括IL-12、IL-18、IL-21,以及TGFβ抑制剂。

激发ADCC反应的抗体

NK细胞的典型效应功能之一是通过CD16受体介导的ADCC,杀死IgG1或IgG3抗体靶向细胞。NK细胞表面CD16不同的形式会受到影响CD16与抗体Fc端的亲和力。具体来说,CD16第158位的氨基酸是苯丙氨酸(158F)时,与Fc亲和力低,这个位置的氨基酸是缬氨酸(158V)时,与Fc亲和力高。新一代单克隆抗体疗法有很多。Fc端部进行了修改,改进了它们和它们CD16结合,促进ADCC产生。同时,许多抗体在合成过程中使用预防抗体Fc端岩藻糖基化哺乳动物培养系统增强了它们和它们。CD16的结合。

特异性或特异性抗体

可同时激活双特异性或三特异性抗体NK细胞受体与肿瘤抗原相结合,促进更有效、更持久NK介导细胞毒性。与普通单抗不同,这些融合蛋白可以设计成不同的肿瘤抗原和各种肿瘤抗原NK受体结合,抗体可变区片段可采用(Fv)与CD16结合起来,确保它们可以与之结合158V C16和158F C16有效结合。类似的蛋白质设计已经在双特异性中T细胞衔接器(BiTE)应用程序。

目前,临床进展最快CD16双特异性抗体之一是Affimed公司开发的AFM13。这是一个靶向CD30双特异性抗体。在治疗霍奇金和非霍奇金淋巴瘤患者的一期临床试验中,它与脐带血有关。NK在12名接受推荐剂量治疗的患者中,细胞联用达到100%的客观缓解率。

三特异性NK细胞连接器不仅能与肿瘤抗原和CD16受体结合也可以包括IL-15,从而通过与NK细胞表面的IL-15受体结合,增强NK细胞活性。三特异性抗体具有同时和不同的特异性抗体NK因此,细胞受体结合的潜力正在成为NK细胞免疫疗法的前沿令人兴奋。然而,哪些激活受体组合可以最大限度地增强NK细胞的抗癌活性仍需要更多的研究。

▲增强NK双特异性和三特异性抗体(图片来源:参考资料[1])

过继性NK细胞疗法

大多数过继性NK通过不同渠道收集细胞疗法NK细胞,在体外增强其功能,然后将其输注到癌症患者体内。自体和同类异体NK细胞可以用作过继性NK细胞疗法的来源。目前同一异体的来源。NK细胞来源多样,包括外周血NK脐带血或胎盘的细胞,NK以及诱导多能干细胞的细胞(iPSC)分化生成的NK细胞。一些研究表明,脐带血的来源NK细胞更容易培养和激活,但从成人外周血中获得的细胞更容易培养和激活NK细胞具有更自然的细胞裂解能力。NK细胞系(如NK92)和iPSC细胞系可能提供可重复再生的细胞系NK细胞来源。

▲NK细胞的不同来源(图片来源:参考资料[3])

在增强NK在细胞功能方面,一种直接的方法是在体外使用细胞因子进行刺激。历史上常用的细胞因子是IL-2。近年来,IL-12,IL-15,IL-18,IL-21其他刺激因子也用于体外刺激NK细胞,并能产生长期生存,具有记忆能力NK细胞。

Affimed公司发展的目标CD16/CD30双特异性抗体AFM13也可用于体外预先和体外预先NK细胞结合,促进NK细胞对CD30阳性淋巴瘤的反应。Affimed公司在AACR会议公布AFM13最新临床试验结果。详见今日推送次条。

在NK细胞表面表达靶向肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR)可以赋予NK细胞靶向特定肿瘤的能力。CAR-NK细胞与CAR-T包括细胞因子释放综合征在内的细胞可以提供多种优势。即使是细胞因子释放综合征。CAR-NK细胞失去了CAR,肿瘤细胞仍然可以通过内在表达的激活受体来识别和杀死。

在引入CAR此外,R&D人员正在探索利用其他基因工程进行改造,以加强NK细胞功能策略。包括通过表达趋化因子受体来促进肿瘤浸润。基于此。ADCC疗法可在NK细胞表达高亲和力138V CD16受体,和刺激ADCC抗体联用构成组合疗法。最后,使用。CRISPR-Cas9基因编辑系统可以从NK细胞中的副调节因子被敲除。这些方法是为了建立更好的方法。NK细胞疗法提供了多种可能性。

▲部分处于临床开发阶段的过继NK细胞疗法(资料来源:参考资料[1],药明康德内容团队制图)

总结和未来方向

综述作者指出,虽然开发人员指出,虽然开发人员指出,NK细胞作为抗癌免疫疗法近年来发展迅速,该领域仍处于起步阶段,新方法的开发进一步增强NK细胞免疫疗法平台的未来充满光明。需要解决的重要目标包括改进NK细胞对实体瘤的靶向特异性,以及当NK如何增强细胞在达到免疫抑制性肿瘤微环境后的激活、裂解和生存能力。

CARs,为了优化先进的抗体工程学和多种受体结合技术,NK细胞激活提供了广泛的机会。专注于它。NK细胞组合疗法将提供下一波临床进展。

参考资料:

[1] Maskalenko et al.,(2022). Harnessing natural killer cells for cancer immunotherapy: dispatching the first responders. Nature Reviews Drug Discovery,https://doi.org/10.1038/s41573-022-00413-7

[2] Le Saux and Schvartzman (2019). Advanced Materials and Devices for the Regulation and Study of NK Cells. Int. J. Mol. Sci.,https://doi.org/10.3390/ijms20030646

[3] Zhang et al.,(2022). CAR-NK cells for cancer immunotherapy: from bench to bedside. Biomarker Research,https://doi.org/10.1186/s40364-022-00364-6