抗肿瘤第一道防线——NK 细胞疗法

在这个“谈癌色变”的年代，不少人听到癌症都会觉得很无奈。据统计，我国每天有超过 1 万人确诊癌症，也就是说，每分钟就有 7 人确诊癌症。较之十年前，这个数字持续地上涨着。

由于我们有免疫系统的保护，通常我们不会得癌症。正常的免疫系统能及时清除掉一看就不是好人的“癌细胞”。但有时，癌细胞携带像面具一样的蛋白，这使得免疫系统常常因为分不清敌我，而放过了本应该被杀伤的癌细胞。

NK 细胞

自然杀伤细胞（natural killer cell，NK）是机体重要的免疫细胞，不仅与抗肿瘤、 抗病毒感染和免疫调节有关，而且在某些情况下参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生，能够识别靶细胞、杀伤介质。

NK 细胞确切的来源还不十分清楚，一般认为直接从骨髓中衍生，其发育成熟依赖于骨髓的微环境。

• NK细胞歼灭癌细胞的现场

△ 先头部队进场，尝试性攻击

△ 找到了突破口癌细胞瞬间瓦解，群起而攻之

△ 癌细胞已经毫无抵抗之力，逐渐被消灭

NK 细胞的生物学功能

作为人体抗击癌症的第一道防线，NK细胞大多数具有抗肿瘤细胞毒性。NK细胞在防线中的作用主要包括：

• NK 细胞分泌穿孔素、颗粒酶、颗粒溶素等具有细胞毒性的溶解性颗粒，诱导靶细胞凋亡。

• NK 细胞表达 TNF 超家族成员结合相应受体诱导靶细胞凋亡，例如 FAS 结合 FAS 配体，肿瘤坏死因子相关凋亡诱导受体（TRAIL）结合 TRAIL 受体（TRAILR）。

• NK 细胞分泌大量细胞因子（如IFN-γ、TNF-α、TNF-β、IL-10），生长因子（如GM-CSF）和趋化因子（如CCL3、CCL4、CCL5、XCL1），招募巨噬细胞、DC 细胞、T 细胞等友军协同抗战。

• 表达 Fc 受体（CD16），介导 ADCC 效应。

NK 细胞防癌抗癌

NK 细胞等免疫细胞的作用就是与攻击我们身体的病毒、细菌、癌细胞等“敌人”进行战斗。当发现异常细胞时，NK 细胞首先判断它是“敌军”还是“友军”，它们会探测目标的蛋白质结构。如果异常细胞的蛋白质结构与自身吻合就判断为“友军”；如果蛋白质结构与自身不同，就会被断定为“敌军”，并立即“亮剑”——首先它会小心地接近癌细胞，在其细胞膜上钻孔，并使破坏其结构，使其破裂死亡，这种行动相当于现实战斗中的炸弹攻击。结果癌细胞被破坏了，NK 细胞又重新开始搜索新的敌人。

医学上，NK细胞在对抗癌症的第一道防线中扮演关键角色。NK细胞有两方面抗癌作用，一是对肿瘤细胞的直接杀伤，通过释放后穿孔素和颗粒酶或通过死亡受体杀死肿瘤细胞；二是它通过分泌细胞因子和趋化因子扮演免疫系统的调节细胞角色，激活T细胞等的杀伤作用。

这些特点使NK细胞能在肿瘤免疫治疗中大有可为。目前用于肿瘤免疫治疗的NK细胞策略有：体外活化的自体或异体NK细胞治疗；联合NK细胞和单抗药（如免疫检查点抑制剂）来诱导抗体特异的细胞毒性；构建CAR-NK细胞免疫疗法。

△ 肿瘤细胞与NK细胞的相互作用

NK 细胞存在于人的血液当中，它就像是一直在体内执勤的巡警，随着血液到处跑，在巡逻时，一旦发现体内出现异常细胞，马上稳、准、狠第一时间处理掉。他们在 T 细胞部署之前攻击并在靶细胞膜上释放含有穿孔素和颗粒酶的细胞毒性颗粒，引发癌细胞自我毁灭。它们还可以消除体内循环的癌症干细胞，有助于预防转移。

NK 细胞疗法：抗肿瘤之光

细胞免疫疗法中，目前只有 CAR-T 细胞疗法较为成熟，FDA 已经批准了七款，而 NK 细胞疗法还属于研究试验阶段。尽管国内外都在积极的开展研究，但目前不论是中国还是美国，NK细胞疗法仍然处于临床研究阶段，均未正式获批上市进入临床应用。

NK 细胞疗法是将体外诱导培养的 NK 细胞向肿瘤患者回输，发挥直接或间接杀伤肿瘤细胞的作用，从而达到治疗肿瘤的目的。NK细胞疗法有两类治疗方式。一类是自体或是异体 NK 细胞疗法；另一类是 CAR-NK 疗法。

自体或是异体 NK 细胞疗法，是将外周血来源、干细胞来源以及 iPS 诱导来源 NK 细胞转输到患者体内，增加患者体内 NK 细胞数量和活性。依据统计结果，目前开展 NK 细胞疗法的临床试验多以自体或异体细胞输注的方式为主。

据统计，大部分 NK 细胞产品处于临床 I 期、II 期阶段，但抗肿瘤活性及安全性使其临床应用备受期待。

由于免疫排斥，T 细胞治疗多采用自体细胞。而在 NK 细胞的早期临床研究结果中，未观测到异体细胞疗法常见的非可控移植物排斥宿主反应，未发生 T 细胞常见的细胞因子风暴副作用，GVHD 风险降低，大大拓宽了免疫细胞来源，显示出初步的治疗优势。

未来的新焦点可能聚集在 CAR-NK 细胞疗法上，在临床应用中，CAR-NK 细胞免疫疗法比 CAR-T 细胞免疫疗法更安全，而且 NK 细胞的安全性已在一些临床领域得到验证。在一些 I/II 期试验中，同种异体 NK 细胞输注耐受性良好，不会引起免疫和明显的毒性，因此，NK 细胞是一种适应性更强的 CAR 载体。且 CAR-NK 细胞的寿命很短，几乎不会产生靶向效应而引起毒副作用。

监管模式初定，国家政策连发

在NK细胞“艰难”前行的过程中，国家的政策也在不断更新。目前同其他细胞治疗模式相同，NK细胞疗法也是采用“双轨制”模式。

• 作为药品申报。按照药品的申报模式，申请 IND，经过 I、II、III 期临床试验，申报 NDA，成功作为药品申报上市，但目前 NK 细胞治疗产品多处在 I 期，极少数进入到 II 期，并未有相关产品上市。

• 作为医疗技术管理，由国家卫生健康委员会及其下属部门进行监管审批，准予在医疗机构实现临床技术应用。

这两种方式中，细胞药物为 CDE 管辖，主要针对申请临床试验的企业方，是以“药物上市”为目的；而细胞治疗技术为卫生部管辖，属于研究者个人发起（IIT）。

此外，国家对于细胞疗法的支持与规定，也进一步促进了细胞治疗产品的规范化和产业化的发展。

CDE 在 2021 年 2 月 10 日发布了《免疫细胞治疗产品临床试验技术指导原则（试行）》，2021 年 12 月 3 日发布了《基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则（试行）》。这两项技术指导原则，分别对免疫细胞治疗产品和基因修饰细胞治疗产品的开发做了规范。

2021 年 2 月，卫健委官网上发布了《对十三届全国人大三次会议第 4371 号建议的答复》，答复函中明确提出：“我委一直鼓励和支持干细胞、免疫细胞等研究、转化和产业发展。干细胞、免疫细胞等细胞制剂具有明显的药品属性。国家药品监管部门已经为相关制剂通过药品审批制定配套政策，审批后可以迅速广泛应用，既有利于保障医疗质量安全，又有利于产业化、高质量发展。”

2022 年 1 月，工业和信息化部、国家发展和改革委员会等九部门联合印发《“十四五”医药工业发展规划》。其中规划明确提出在生物药方面，“重点发展……多功能抗体、G 蛋白偶联受体（GPCR）抗体、抗体偶联药物（ADC），发展抗体与其它药物的联用疗法。”和“重点发展针对新靶点、新适应症的嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）、嵌合抗原受体 NK 细胞（CAR-NK）等免疫细胞治疗、干细胞治疗、基因治疗产品和特异性免疫球蛋白等"。

国际药企入场，发展仍需观望

作为一类无需抗原预先致敏即可非特异性杀伤肿瘤细胞的先天淋巴细胞，不少研究者和药企已躬身入局推进基于 NK 细胞的创新疗法，据 Market Research Guru 咨询机构的调研，全球 NK 细胞疗法市场规模 2021 年达到 3.40 亿美元，预计 2028 年将增长至 10.09 亿美元，年均复合增长率将达 16.8%。

2021 年 1 月 28 日，Artiva Biotherapeutics 宣布与默沙东签订全球独家合作和许可协议，利用其现货型同种异体 NK 细胞制造平台及专有的 CAR-NK 技术，开发针对实体瘤相关抗原的新型 CAR-NK 细胞疗法。根据协议条款，合作最初包括两个 CAR-NK 项目，第三个项目待选。Artiva 将获得前两个项目的 3000 万美元预付款，如果默沙东行使第三个项目的选择权，Artiva 还将获得 1500 万美元的额外付款。Artiva 也有资格获得每个项目高达 6.12 亿美元的开发和商业里程碑付款。

2021 年 6 月 17 日，吉利德科学子公司 Kite 与 Shoreline 宣布了一项战略合作，为一系列血液系统恶性肿瘤开发新的同种异体候选产品。合作将首先集中在 CAR-NK 靶点上，根据协议条款，Shoreline 将获得预付款，并有资格获得总额超过 23 亿美元的额外付款，以及基于实现某些开发和商业里程碑的特许权使用费。

2021 年 6 月 9 日，百济神州宣布与 Shoreline 达成合作协议，利用 Shoreline 的 iPSCNK 细胞技术和百济神州针对不同恶性肿瘤的研究和临床开发能力，开发并商业化一系列基于 NK 的细胞疗法。根据协议条款，Shoreline 将从百济神州获得 4500 万美元的预付现金，并有资格根据某些开发、监管和商业里程碑的成就获得额外的研发资金、里程碑付款和特许权使用费。

2022 年 1 月，Century 与百时美施贵宝（BMS）达成一项总额超 30 亿美元的研究合作和许可协议，以联合开发和商业化 iPSC 衍生的同种异体细胞疗法，计划用于治疗血液系统恶性肿瘤和实体瘤。

截止至 2022 年 6 月 2 日，国内申报 IND 通过临床默示的 NK 细胞疗法产品仅有 1 个，针对晚期上皮性卵巢癌。

NK 细胞临床试验

虽然有多家国际大型药企下场 NK 细胞疗法，但目前来说，NK 细胞疗法依旧处于起步阶段，而 NK 细胞疗法还在进行中的临床试验，大部分为研究者发起的临床试验（IIT），也只是处于临床 I 期、II 期阶段。

不仅国内，国外也有大量正在进行的 NK 细胞疗法的相关临床试验，但多处于 I、II 期。 

国内首个NK细胞联合PD-1治疗非小细胞肺癌成绩斐然

一项由广东省蛋白质组学重点实验室姜勇教授团队带领开展的研究，证实了派姆单抗加同种异体 NK 细胞在先前接受过治疗的晚期 NSCLC 患者中安全有效。

这项研究的结果振奋人心，输注扩增的 NK 细胞后，患者的 NK 细胞显著增加，抗癌效果倍增。

1、派姆单抗联合 NK 细胞疗法的治疗效果是单纯采用派姆单抗治疗组近 1 倍（客观缓解率：36.5% vs18.5%），并且肿瘤显著缩小。

2、血液中的循环肿瘤细胞显著减少，肿瘤生物标记物下降，这说明 NK 细胞能够通过靶向血液中的肿瘤细胞清除体内残余的肿瘤细胞，来防止癌症的复发转移，这对于所有的肿瘤患者都是意义重大的。

3、总生存期和无进展生存期显著延长。

此外，公认的循环肿瘤细胞（CTC）减少能够反映 NK 细胞通过靶向血液中的 CTC 来防止转移并减轻残余肿瘤负荷，此研究是目前所知的第一个研究派姆单抗和 NK 细胞输注联合使用的安全性和有效性试验，派姆单抗联合 NK 细胞在先前接受过治疗的 PD-L1+ 晚期非小细胞肺癌患者中提高了生存率。

研究结果表明，将抗 PD-1 或者抗 PD-L1 抗体与 NK 细胞联合使用可增强抗肿瘤作用，并为先前接受过 PD-L1+ 晚期治疗的非小细胞肺癌患者提供潜在的治疗策略。

采用靶向NKG2D的CAR-NK细胞治疗直肠癌，安全且可行

CAR-NK 是利用基因工程给NK细胞加入一个能识别肿瘤细胞，并且同时激活 NK 细胞杀死肿瘤细胞的嵌合抗体。相比 CAR-T 细胞，CAR-NK 疗法在实体瘤治疗方面更具优势。

2020 年一篇广州医科大学的硕士学位论文中，我国研究学者采用靶向 NKG2D 的 CAR-NK 细胞治疗结直肠癌患者，其初步疗效值得肯定，且具有安全性。

研究中，采用局部输注 NKG2Dp CAR-NKD 的方式治疗了 3 例转移性结直肠癌患者。前两例患者腹腔输注低剂量 CAR-NK 细胞后，可观察看腹水生成量减慢以及腹水样本中肿瘤细胞的数量急剧减少。第三例肝转移瘤患者采用超声引导下瘤内经皮注射和腹腔内灌注方式输注 CAR-NK 细胞后，多普勒超声可见肝部肿瘤快速缩小，正电子发射断层扫描（PET-CT)提示经治疗的肝病灶为完全代谢反应。3 例患者在治疗过程中均无出现 3 级或以上的不良事件。

△ CAR-NK细胞治疗后肝转移病灶PEC-CT结果对比图

生存期超4年，NK疗法让肝癌患者胸腹水完全消失，肿瘤显著缩小

曾有一个 NK 疗法治疗晚期肝细胞癌的案例刊登在《Oncotarget and Therapy》国外知名杂志上，此案例是一名男性患者，于 2016 年 6 月被诊断为晚期弥漫性肝细胞癌，T3N1M1[即根据肿瘤-淋巴结-转移（TNM）分期系统的 IV 期]。

从 2017 年 3 月-2018 年 7 月，他完成了 17 个疗程的 NK 细胞治疗，每个疗程每月进行一次，连续两天输注。（患者在 NK 细胞治疗期间未接受其他治疗）

6 个疗程后，患者的胸水和腹水明显减少。自治疗结束以来，患者一直保持这种状态。此外，在 NK 细胞治疗 17 个疗程后，右肝叶中的多个肿瘤体积减少。

值得一提的是，迄今为止，该名患者的生存时间＞48 个月，超过 4 年！

图A1-A5：CT扫描显示，6个疗程后胸腔积液完全消失

图B1-B5：CT扫描显示，6个疗程后腹水几乎完全消失

随着科学的进步及医疗的发展，对 NK 细胞的研究也更加深入，NK 细胞的应用范围越来越广泛。在国外，NK 细胞回输被作为肿瘤治疗和抗衰保健的有效手段，有关 NK 细胞研究也在如火如荼的进行；在国内，NK 细胞也已走上临床研究之路。

随着 NK 细胞研究的进行，未来，NK 细胞必将在防癌抗癌等领域得到更广泛的应用。

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