NK細(xì)胞相關(guān)免疫檢查位點(diǎn)的研究進(jìn)展

唐家優(yōu)綜述，彭 艷審校

0 引 言

自然殺傷(natural killer，NK)細(xì)胞是機(jī)體固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分，具有細(xì)胞毒性和免疫調(diào)節(jié)雙重功能，在機(jī)體對抗腫瘤的免疫反應(yīng)中起著重要作用。免疫檢查位點(diǎn)抑制劑通過解除免疫細(xì)胞的免疫抑制實(shí)現(xiàn)腫瘤的免疫治療一直是研究熱點(diǎn)。研究表明免疫檢查位點(diǎn)除了存在于T淋巴細(xì)胞之外，還存在于B淋巴細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞和NK細(xì)胞[1-3]。本文主要對NK細(xì)胞的免疫檢查位點(diǎn)及其抑制劑的研究進(jìn)展作一綜述。

1 NK細(xì)胞參與免疫治療

NK細(xì)胞在機(jī)體抗腫瘤免疫監(jiān)視過程中發(fā)揮重要作用；NK細(xì)胞具有細(xì)胞毒作用(antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC)和免疫調(diào)節(jié)功能，是腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移的第一道防線，是免疫系統(tǒng)的重要組成部分[4-5]。NK形態(tài)上屬于大顆粒淋巴細(xì)胞，來源于骨髓，是除T細(xì)胞、B細(xì)胞外的第三大類淋巴細(xì)胞，占人外周血淋巴細(xì)胞的5%～15%[6]。

NK細(xì)胞可通過多種途徑參與免疫治療。目前，NK細(xì)胞參與腫瘤免疫治療的途徑主要有：①過繼轉(zhuǎn)移自體或異體NK細(xì)胞治療[7-10]；通過提取健康人體或患者自體對腫瘤有免疫效應(yīng)的NK細(xì)胞，經(jīng)體外活化、增殖后再轉(zhuǎn)輸給腫瘤患者，以修復(fù)或擴(kuò)大免疫細(xì)胞的生物學(xué)功能，使其在患者體內(nèi)發(fā)揮抗腫瘤作用[7,11]。②NK細(xì)胞聯(lián)合單克隆抗體藥物(如免疫檢查點(diǎn)抑制劑)誘導(dǎo)抗體特異的細(xì)胞毒性[1, 12-13]；使用免疫檢查位點(diǎn)抑制劑抑制腫瘤發(fā)展，同時(shí)恢復(fù)或增強(qiáng)NK細(xì)胞以及其他免疫細(xì)胞的免疫活性，從而殺傷腫瘤細(xì)胞。③構(gòu)建CAR-NK細(xì)胞免疫療法[14-16]；與CAR-T類似，通過CAR-NK能增強(qiáng)NK細(xì)胞毒性、特異性和靶向性，能夠更有效地直接發(fā)揮ADCC來對抗對于CAR-T難治的腫瘤。④針對NK細(xì)胞的殺傷細(xì)胞激活受體(killer activation receptors，KARs)和殺傷細(xì)胞免疫球蛋白樣受體(killer immunoglobulin-like receptors, KIRs)，開發(fā)NK細(xì)胞免疫檢查位點(diǎn)抑制劑[17-20]；在NK細(xì)胞的受體中有多種受體可作為抗腫瘤的免疫檢查位點(diǎn)，通過對這些位點(diǎn)進(jìn)行激活或抑制，可使免疫系統(tǒng)正常發(fā)揮免疫功能，殺傷腫瘤。

2 NK細(xì)胞免疫機(jī)制

NK細(xì)胞表面有多種受體，可分為激活性受體KARs和抑制性受體KIRs兩類，這些受體通過與相應(yīng)的配體結(jié)合傳遞激活信號(hào)或抑制信號(hào)，調(diào)控NK細(xì)胞的免疫殺傷功能[21]。KARs是激活NK細(xì)胞的主要因子，主要有NKG2D、NKp30、NKp44和NKp46等，其中NKG2D對NK細(xì)胞的激活處于優(yōu)勢地位；KIRs主要是由殺傷免疫球蛋白樣受體構(gòu)成，如NKG2A、TIM-3、TIGIT、LILRB1等，這些受體主要識(shí)別主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)，使NK細(xì)胞能識(shí)別自身細(xì)胞，避免誤傷健康細(xì)胞。

腫瘤細(xì)胞為逃逸免疫殺傷而下調(diào)MHC消除抑制信號(hào)，這導(dǎo)致T細(xì)胞不能正常識(shí)別腫瘤細(xì)胞而產(chǎn)生腫瘤免疫逃逸[22]。與T細(xì)胞相反，NK細(xì)胞可識(shí)別正常細(xì)胞和MHC表達(dá)水平低的細(xì)胞[23]；對于腫瘤以及異常細(xì)胞，NK細(xì)胞可直接識(shí)別和殺傷，而無需抗原的預(yù)先刺激[24]；彌補(bǔ)了T細(xì)胞對腫瘤殺傷的MHC限制性。在MHC下調(diào)的情況下，NK細(xì)胞通過激活信號(hào)，分泌細(xì)胞因子并發(fā)揮抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的ADCC殺傷靶細(xì)胞；在抑制信號(hào)存在的情況下，NK細(xì)胞也可通過啟動(dòng)強(qiáng)激活信號(hào)通路來激活NK細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞[25]。

3 NK細(xì)胞免疫檢查位點(diǎn)研究現(xiàn)狀

研究表明，NK細(xì)胞表面能夠產(chǎn)生多種受體，其中一些受體可能成為NK細(xì)胞發(fā)揮免疫殺傷作用的免疫檢查位點(diǎn)，通過開發(fā)單克隆抗體藥物或免疫檢查點(diǎn)抑制劑對這些免疫檢查位點(diǎn)進(jìn)行干預(yù)，進(jìn)而恢復(fù)或增強(qiáng)NK細(xì)胞的免疫殺傷能力，這為腫瘤免疫治療提供了新的方向。目前已針對PD-1，NKG2A，NKG2D，TIGIT，TIM-3等免疫檢查位點(diǎn)進(jìn)行了臨床前研究。

3.1程序性死亡受體-1和程序性死亡受體-配體1(programmed death-1/ programmed cell death-Ligand 1, PD-1/PD-L1)近年來PD-1/PD-L1一直是抗腫瘤免疫檢查位點(diǎn)的研究熱點(diǎn)，并已開發(fā)出多種PD-1/PD-L1免疫檢查位點(diǎn)抑制劑，在血液腫瘤和實(shí)體瘤的治療中均展現(xiàn)了較常規(guī)治療更好的治療效果[3, 26-27]。Hsu等[13]在幾種腫瘤小鼠模型中發(fā)現(xiàn)活化的NK細(xì)胞可表達(dá)PD-1，但PD-1+NK細(xì)胞表現(xiàn)出較差的抗腫瘤活性和細(xì)胞因子增殖。NK細(xì)胞表面PD-1與腫瘤細(xì)胞表面PD-L1結(jié)合會(huì)抑制NK細(xì)胞的腫瘤免疫活性，導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸。

有研究表明，靶向PD-1/PD-L1的抑制劑可增強(qiáng)PD-1+NK細(xì)胞的抗腫瘤功能，尤其是對HLA-I類缺陷腫瘤細(xì)胞[28-29]。其作用機(jī)制可能是通過其他免疫細(xì)胞間接增強(qiáng)NK細(xì)胞的活性，PD-1抑制劑可通過誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ等多種細(xì)胞因子，間接促進(jìn)NK細(xì)胞增殖，從而激活NK細(xì)胞對腫瘤的免疫殺傷作用[24,30]。PD-1/PD-L1抑制劑可解除PD-1+NK的腫瘤免疫功能，但PD-1如何抑制NK細(xì)胞對腫瘤的免疫殺傷作用，以及PD-1/PD-L1抑制劑是否能調(diào)動(dòng)NK細(xì)胞的免疫殺傷作用等體內(nèi)機(jī)制研究仍不明確。

3.2NKG2A/CD94NKG2A是NKG2家族中的“抑制性”成員，能在T細(xì)胞和NK細(xì)胞上表達(dá)的抑制性受體，NKG2A能在IL-15的刺激下在NK細(xì)胞表達(dá)上調(diào)[20]。NKG2A以CD94異源二聚體的形式在細(xì)胞表面表達(dá)，能識(shí)別并結(jié)合人白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)-E和小鼠Qa-1bMHC分子，從而抑制T和NK細(xì)胞的免疫殺傷作用[31]。研究表明，使用NKG2A抑制劑能增強(qiáng)NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫[18,20,32]。目前已經(jīng)開發(fā)的人源化抗NKG2A免疫球蛋白G4(IgG4)單克隆抗體(monalizumab)[33-34]，能有效地釋放抑制受體NKG2A對NK細(xì)胞的免疫抑制；針對NKG2A，目前正在與其他癌癥治療方法聯(lián)合進(jìn)行幾項(xiàng)臨床試驗(yàn)[32]。最近的臨床數(shù)據(jù)表明，NKG2A抑制劑聯(lián)合西妥昔單抗可提高單抗對頭頸癌患者的緩解率，同時(shí)增強(qiáng)NK細(xì)胞介導(dǎo)的ADCC[35]；此外，在部分轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者中，NKG2A抑制劑聯(lián)合其他抗體也表現(xiàn)出了令人鼓舞的結(jié)果[36]。不過，目前對NKG2A抑制劑響應(yīng)的生物標(biāo)志物研究還不明確，此外，對于NKG2A抑制劑能否成為癌癥免疫療法的新生力量還需要更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證。

3.3TIGITTIGIT在NK細(xì)胞和T細(xì)胞表面表達(dá)，是NK細(xì)胞和T細(xì)胞表面的一種免疫抑制性受體[37]，通過與其配體CD155與抗原呈遞細(xì)胞或靶細(xì)胞結(jié)合，抑制NK細(xì)胞和T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[38, 39]，而阻斷TIGIT可增強(qiáng)腫瘤免疫，抑制腫瘤生長。研究表明，通過TIGIT抑制劑可恢復(fù)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)介導(dǎo)的抗腫瘤免疫活性，抑制腫瘤生長[40]。同時(shí)，近期的研究發(fā)現(xiàn)缺乏TIGIT的NK細(xì)胞可延緩體內(nèi)腫瘤的生長，而通過單克隆抗體阻斷TIGIT，在腫瘤浸潤的NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞表面CD107a，TNF，IFN-γ，CD226均表達(dá)上調(diào)，NK細(xì)胞和CTL的免疫活性恢復(fù)，抑制腫瘤生長[19]。TIGIT抑制劑抑制腫瘤生長其作用機(jī)制可能是通過抑制TIGIT來增強(qiáng)NK細(xì)胞功能，而正常的NK細(xì)胞除發(fā)揮免疫殺傷作用外可促使CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的初級免疫增強(qiáng)，從而抑制腫瘤生長[41-42]。此外正常NK細(xì)胞也可能激發(fā)T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的免疫記憶反應(yīng)，而NK細(xì)胞在阻斷TIGIT后誘導(dǎo)免疫記憶的機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

阻斷TIGIT是一種很有前景的治療方案，不僅對MHC I型的腫瘤起作用，而且對低表達(dá)MHC I腫瘤也有良好效果，均能釋放CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的抗腫瘤活性[43]。因此，通過阻斷TIGIT所產(chǎn)生的這種雙重作用模式(T細(xì)胞和NK細(xì)胞共同參與)，可能會(huì)在臨床中擴(kuò)大可適應(yīng)的癌癥類型，為下一代免疫檢查點(diǎn)抑制劑療法鋪平道路。目前針對TIGIT作為癌癥治療的檢查位點(diǎn)抑制劑的抗體正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)[44]。

3.4NKG2DNKG2D在NK細(xì)胞和細(xì)胞毒T細(xì)胞上表達(dá)，是一種免疫激活受體。這種受體識(shí)別的MHC I型結(jié)構(gòu)類似物，如MICA，MICB，ULBP1-3，RAE-1β等[45]。其中，MICA和MICB在人的腫瘤和應(yīng)激細(xì)胞中上調(diào)，而RAE-1、MULT-1和H-60在小鼠的腫瘤細(xì)胞中上調(diào)[46]。此外，NKG2D(KLRK1-/-)表達(dá)缺陷的小鼠更容易發(fā)生腫瘤[47]。因此，NKG2D在腫瘤免疫監(jiān)視過程中具有重要作用。

NKG2D配體(NKG2DL)在健康組織中不表達(dá)或低水平表達(dá)，但在病毒感染的細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中表達(dá)。腫瘤細(xì)胞上表達(dá)的NKG2DL可誘導(dǎo)NK細(xì)胞活化，并能克服MHC I類受體傳遞的抑制信號(hào)，從而使NK細(xì)胞消除MHC I表達(dá)正常的腫瘤[48]。而腫瘤細(xì)胞為逃避NK細(xì)胞的免疫監(jiān)視作用，可分泌免疫調(diào)節(jié)分子，如PGE2、IDO、腺苷、TGF-β、IL-10等，產(chǎn)生可在腫瘤細(xì)胞表面脫落并水解的NKG2DLs[49]。腫瘤細(xì)胞分泌的免疫抑制分子或NKG2DLs的表達(dá)可下調(diào)NK細(xì)胞上的NKG2D受體，導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸。為了維持NKG2DLs表達(dá)在腫瘤上的，避免脫落、水解，目前針對配體MICA和MICB蛋白上的蛋白水解裂解位點(diǎn)開發(fā)了單克隆抗體[50]，通過預(yù)先消除脫落，使其易受NK細(xì)胞攻擊。然而，最近在小鼠模型中的研究表明，脫落的可溶性NKG2D配體MULT-1可使NK細(xì)胞上的NKG2D穩(wěn)定表達(dá)，使NK細(xì)胞正常發(fā)揮抗腫瘤活性[49]，這為NKG2DLs參與腫瘤免疫治療提供了新的研究方向。

3.5T細(xì)胞免疫球蛋白和粘蛋白結(jié)構(gòu)域-3(T cell immunoglobulin and mucin domain-3, TIM-3)TIM-3是TIM家族的一種I型跨膜蛋白，在免疫調(diào)節(jié)過程中能激活和抑制免疫反應(yīng)，與galectin-9的相互作用能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[51]。TIM-3在CD4+T細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞，單核細(xì)胞，CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞均有表達(dá)[52]。TIM-3表達(dá)的水平與NK細(xì)胞抗腫瘤功能的抑制以及腫瘤預(yù)后不良有關(guān)[53]。

TIM-3在NK細(xì)胞表面高水平表達(dá)。臨床前研究表明，使用TIM-3抑制劑可以恢復(fù)黑色素瘤中NK細(xì)胞的免疫活性[54]。而TIM-3/PD-1途徑共阻斷在控制腫瘤生長方面具有顯著的協(xié)同作用，在恢復(fù)荷瘤小鼠CD8+T細(xì)胞中腫瘤抗原特異性IFN-γ產(chǎn)生方面，TIM-3/PD-1途徑共阻斷較單獨(dú)的TIM-3或PD-1途徑阻斷更有效[55]。此外，與單獨(dú)的PD-1途徑阻斷相比，TIM-3/PD-1途徑的雙重阻斷延長了急性髓性白血病小鼠的生存期[56]。但TIM-3/PD-1途徑共阻斷的分子作用機(jī)制尚不清楚。

4 結(jié)語與展望

NK細(xì)胞作為一種天然免疫細(xì)胞，在針對腫瘤發(fā)展的免疫監(jiān)視中具有至關(guān)重要的作用。NK細(xì)胞表面的多種受體可作為腫瘤的免疫檢查位點(diǎn)，在腫瘤的靶向治療方面具有很大的潛力。相對于T細(xì)胞，NK細(xì)胞可以識(shí)別正常細(xì)胞和低表達(dá)MHC的異常細(xì)胞；對于異常細(xì)胞NK無需抗原刺激可以直接發(fā)揮免疫調(diào)控作用，這彌補(bǔ)了T細(xì)胞受MHC抑制的免疫缺陷；當(dāng)先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)均失效時(shí)，NK細(xì)胞及其檢查位點(diǎn)仍可作為免疫治療的潛在靶點(diǎn)，通過靶向NK細(xì)胞及其免疫檢查位點(diǎn)殺傷腫瘤細(xì)胞。

以NK細(xì)胞為基礎(chǔ)開發(fā)出來的多個(gè)免疫檢查位點(diǎn)為抗腫瘤免疫治療提供了新的治療方法，且許多檢查位點(diǎn)正在進(jìn)行臨床前和臨床試驗(yàn)中；但這些免疫檢查位點(diǎn)抑制劑在腫瘤微環(huán)境中的作用機(jī)理仍不明確；此外，NK細(xì)胞及其受體在腫瘤微環(huán)境中的活化、成熟機(jī)制等還需要進(jìn)行深入研究，以提高檢查位點(diǎn)抑制劑的作用效果以及開發(fā)新的抑制劑。NK細(xì)胞在白介素等外界因子刺激下被激活；IFNs和IL-2、IL-12、IL-15、IL-18等能激活NK細(xì)胞的細(xì)胞因子在有病毒感染時(shí)大量分泌，但這些炎性細(xì)胞因子在腫瘤微環(huán)境中很少出現(xiàn)；被激活的NK細(xì)胞需要依靠其他造血細(xì)胞和非造血細(xì)胞為其增殖和生存提供所需的因子。因此，要使NK細(xì)胞充分參與癌癥免疫治療，不僅需要將NK細(xì)胞靶向于腫瘤，還需要提供這些因子的來源，以增強(qiáng)其效應(yīng)功能和增殖。因此，基于NK的免疫檢查位點(diǎn)仍需繼續(xù)深入研究。