NK细胞相关免疫检查位点的研究进展

唐家优综述，彭 艳审校

0 引 言

自然杀伤(natural killer，NK)细胞是机体固有免疫系统的重要组成部分，具有细胞毒性和免疫调节双重功能，在机体对抗肿瘤的免疫反应中起着重要作用。免疫检查位点抑制剂通过解除免疫细胞的免疫抑制实现肿瘤的免疫治疗一直是研究热点。研究表明免疫检查位点除了存在于T淋巴细胞之外，还存在于B淋巴细胞，树突状细胞和NK细胞[1-3]。本文主要对NK细胞的免疫检查位点及其抑制剂的研究进展作一综述。

1 NK细胞参与免疫治疗

NK细胞在机体抗肿瘤免疫监视过程中发挥重要作用；NK细胞具有细胞毒作用(antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC)和免疫调节功能，是肿瘤发生和转移的第一道防线，是免疫系统的重要组成部分[4-5]。NK形态上属于大颗粒淋巴细胞，来源于骨髓，是除T细胞、B细胞外的第三大类淋巴细胞，占人外周血淋巴细胞的5%～15%[6]。

NK细胞可通过多种途径参与免疫治疗。目前，NK细胞参与肿瘤免疫治疗的途径主要有：①过继转移自体或异体NK细胞治疗[7-10]；通过提取健康人体或患者自体对肿瘤有免疫效应的NK细胞，经体外活化、增殖后再转输给肿瘤患者，以修复或扩大免疫细胞的生物学功能，使其在患者体内发挥抗肿瘤作用[7,11]。②NK细胞联合单克隆抗体药物(如免疫检查点抑制剂)诱导抗体特异的细胞毒性[1, 12-13]；使用免疫检查位点抑制剂抑制肿瘤发展，同时恢复或增强NK细胞以及其他免疫细胞的免疫活性，从而杀伤肿瘤细胞。③构建CAR-NK细胞免疫疗法[14-16]；与CAR-T类似，通过CAR-NK能增强NK细胞毒性、特异性和靶向性，能够更有效地直接发挥ADCC来对抗对于CAR-T难治的肿瘤。④针对NK细胞的杀伤细胞激活受体(killer activation receptors，KARs)和杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer immunoglobulin-like receptors, KIRs)，开发NK细胞免疫检查位点抑制剂[17-20]；在NK细胞的受体中有多种受体可作为抗肿瘤的免疫检查位点，通过对这些位点进行激活或抑制，可使免疫系统正常发挥免疫功能，杀伤肿瘤。

2 NK细胞免疫机制

NK细胞表面有多种受体，可分为激活性受体KARs和抑制性受体KIRs两类，这些受体通过与相应的配体结合传递激活信号或抑制信号，调控NK细胞的免疫杀伤功能[21]。KARs是激活NK细胞的主要因子，主要有NKG2D、NKp30、NKp44和NKp46等，其中NKG2D对NK细胞的激活处于优势地位；KIRs主要是由杀伤免疫球蛋白样受体构成，如NKG2A、TIM-3、TIGIT、LILRB1等，这些受体主要识别主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)，使NK细胞能识别自身细胞，避免误伤健康细胞。

肿瘤细胞为逃逸免疫杀伤而下调MHC消除抑制信号，这导致T细胞不能正常识别肿瘤细胞而产生肿瘤免疫逃逸[22]。与T细胞相反，NK细胞可识别正常细胞和MHC表达水平低的细胞[23]；对于肿瘤以及异常细胞，NK细胞可直接识别和杀伤，而无需抗原的预先刺激[24]；弥补了T细胞对肿瘤杀伤的MHC限制性。在MHC下调的情况下，NK细胞通过激活信号，分泌细胞因子并发挥抗体依赖性细胞介导的ADCC杀伤靶细胞；在抑制信号存在的情况下，NK细胞也可通过启动强激活信号通路来激活NK细胞杀伤靶细胞[25]。

3 NK细胞免疫检查位点研究现状

研究表明，NK细胞表面能够产生多种受体，其中一些受体可能成为NK细胞发挥免疫杀伤作用的免疫检查位点，通过开发单克隆抗体药物或免疫检查点抑制剂对这些免疫检查位点进行干预，进而恢复或增强NK细胞的免疫杀伤能力，这为肿瘤免疫治疗提供了新的方向。目前已针对PD-1，NKG2A，NKG2D，TIGIT，TIM-3等免疫检查位点进行了临床前研究。

3.1程序性死亡受体-1和程序性死亡受体-配体1(programmed death-1/ programmed cell death-Ligand 1, PD-1/PD-L1)近年来PD-1/PD-L1一直是抗肿瘤免疫检查位点的研究热点，并已开发出多种PD-1/PD-L1免疫检查位点抑制剂，在血液肿瘤和实体瘤的治疗中均展现了较常规治疗更好的治疗效果[3, 26-27]。Hsu等[13]在几种肿瘤小鼠模型中发现活化的NK细胞可表达PD-1，但PD-1+NK细胞表现出较差的抗肿瘤活性和细胞因子增殖。NK细胞表面PD-1与肿瘤细胞表面PD-L1结合会抑制NK细胞的肿瘤免疫活性，导致肿瘤免疫逃逸。

有研究表明，靶向PD-1/PD-L1的抑制剂可增强PD-1+NK细胞的抗肿瘤功能，尤其是对HLA-I类缺陷肿瘤细胞[28-29]。其作用机制可能是通过其他免疫细胞间接增强NK细胞的活性，PD-1抑制剂可通过诱导T细胞产生IFN-γ等多种细胞因子，间接促进NK细胞增殖，从而激活NK细胞对肿瘤的免疫杀伤作用[24,30]。PD-1/PD-L1抑制剂可解除PD-1+NK的肿瘤免疫功能，但PD-1如何抑制NK细胞对肿瘤的免疫杀伤作用，以及PD-1/PD-L1抑制剂是否能调动NK细胞的免疫杀伤作用等体内机制研究仍不明确。

3.2NKG2A/CD94NKG2A是NKG2家族中的“抑制性”成员，能在T细胞和NK细胞上表达的抑制性受体，NKG2A能在IL-15的刺激下在NK细胞表达上调[20]。NKG2A以CD94异源二聚体的形式在细胞表面表达，能识别并结合人白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)-E和小鼠Qa-1bMHC分子，从而抑制T和NK细胞的免疫杀伤作用[31]。研究表明，使用NKG2A抑制剂能增强NK细胞和CD8+T细胞介导的抗肿瘤免疫[18,20,32]。目前已经开发的人源化抗NKG2A免疫球蛋白G4(IgG4)单克隆抗体(monalizumab)[33-34]，能有效地释放抑制受体NKG2A对NK细胞的免疫抑制；针对NKG2A，目前正在与其他癌症治疗方法联合进行几项临床试验[32]。最近的临床数据表明，NKG2A抑制剂联合西妥昔单抗可提高单抗对头颈癌患者的缓解率，同时增强NK细胞介导的ADCC[35]；此外，在部分转移性结直肠癌患者中，NKG2A抑制剂联合其他抗体也表现出了令人鼓舞的结果[36]。不过，目前对NKG2A抑制剂响应的生物标志物研究还不明确，此外，对于NKG2A抑制剂能否成为癌症免疫疗法的新生力量还需要更大规模的临床试验来验证。

3.3TIGITTIGIT在NK细胞和T细胞表面表达，是NK细胞和T细胞表面的一种免疫抑制性受体[37]，通过与其配体CD155与抗原呈递细胞或靶细胞结合，抑制NK细胞和T细胞介导的免疫反应[38, 39]，而阻断TIGIT可增强肿瘤免疫，抑制肿瘤生长。研究表明，通过TIGIT抑制剂可恢复细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)介导的抗肿瘤免疫活性，抑制肿瘤生长[40]。同时，近期的研究发现缺乏TIGIT的NK细胞可延缓体内肿瘤的生长，而通过单克隆抗体阻断TIGIT，在肿瘤浸润的NK细胞和CD8+T细胞表面CD107a，TNF，IFN-γ，CD226均表达上调，NK细胞和CTL的免疫活性恢复，抑制肿瘤生长[19]。TIGIT抑制剂抑制肿瘤生长其作用机制可能是通过抑制TIGIT来增强NK细胞功能，而正常的NK细胞除发挥免疫杀伤作用外可促使CD8+T细胞介导的初级免疫增强，从而抑制肿瘤生长[41-42]。此外正常NK细胞也可能激发T细胞对肿瘤细胞的免疫记忆反应，而NK细胞在阻断TIGIT后诱导免疫记忆的机制仍需进一步研究。

阻断TIGIT是一种很有前景的治疗方案，不仅对MHC I型的肿瘤起作用，而且对低表达MHC I肿瘤也有良好效果，均能释放CD8+T细胞和NK细胞的抗肿瘤活性[43]。因此，通过阻断TIGIT所产生的这种双重作用模式(T细胞和NK细胞共同参与)，可能会在临床中扩大可适应的癌症类型，为下一代免疫检查点抑制剂疗法铺平道路。目前针对TIGIT作为癌症治疗的检查位点抑制剂的抗体正在进行临床试验[44]。

3.4NKG2DNKG2D在NK细胞和细胞毒T细胞上表达，是一种免疫激活受体。这种受体识别的MHC I型结构类似物，如MICA，MICB，ULBP1-3，RAE-1β等[45]。其中，MICA和MICB在人的肿瘤和应激细胞中上调，而RAE-1、MULT-1和H-60在小鼠的肿瘤细胞中上调[46]。此外，NKG2D(KLRK1-/-)表达缺陷的小鼠更容易发生肿瘤[47]。因此，NKG2D在肿瘤免疫监视过程中具有重要作用。

NKG2D配体(NKG2DL)在健康组织中不表达或低水平表达，但在病毒感染的细胞和肿瘤细胞中表达。肿瘤细胞上表达的NKG2DL可诱导NK细胞活化，并能克服MHC I类受体传递的抑制信号，从而使NK细胞消除MHC I表达正常的肿瘤[48]。而肿瘤细胞为逃避NK细胞的免疫监视作用，可分泌免疫调节分子，如PGE2、IDO、腺苷、TGF-β、IL-10等，产生可在肿瘤细胞表面脱落并水解的NKG2DLs[49]。肿瘤细胞分泌的免疫抑制分子或NKG2DLs的表达可下调NK细胞上的NKG2D受体，导致肿瘤免疫逃逸。为了维持NKG2DLs表达在肿瘤上的，避免脱落、水解，目前针对配体MICA和MICB蛋白上的蛋白水解裂解位点开发了单克隆抗体[50]，通过预先消除脱落，使其易受NK细胞攻击。然而，最近在小鼠模型中的研究表明，脱落的可溶性NKG2D配体MULT-1可使NK细胞上的NKG2D稳定表达，使NK细胞正常发挥抗肿瘤活性[49]，这为NKG2DLs参与肿瘤免疫治疗提供了新的研究方向。

3.5T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域-3(T cell immunoglobulin and mucin domain-3, TIM-3)TIM-3是TIM家族的一种I型跨膜蛋白，在免疫调节过程中能激活和抑制免疫反应，与galectin-9的相互作用能诱导细胞凋亡[51]。TIM-3在CD4+T细胞，树突状细胞，单核细胞，CD8+T细胞和NK细胞均有表达[52]。TIM-3表达的水平与NK细胞抗肿瘤功能的抑制以及肿瘤预后不良有关[53]。

TIM-3在NK细胞表面高水平表达。临床前研究表明，使用TIM-3抑制剂可以恢复黑色素瘤中NK细胞的免疫活性[54]。而TIM-3/PD-1途径共阻断在控制肿瘤生长方面具有显着的协同作用，在恢复荷瘤小鼠CD8+T细胞中肿瘤抗原特异性IFN-γ产生方面，TIM-3/PD-1途径共阻断较单独的TIM-3或PD-1途径阻断更有效[55]。此外，与单独的PD-1途径阻断相比，TIM-3/PD-1途径的双重阻断延长了急性髓性白血病小鼠的生存期[56]。但TIM-3/PD-1途径共阻断的分子作用机制尚不清楚。

4 结语与展望

NK细胞作为一种天然免疫细胞，在针对肿瘤发展的免疫监视中具有至关重要的作用。NK细胞表面的多种受体可作为肿瘤的免疫检查位点，在肿瘤的靶向治疗方面具有很大的潜力。相对于T细胞，NK细胞可以识别正常细胞和低表达MHC的异常细胞；对于异常细胞NK无需抗原刺激可以直接发挥免疫调控作用，这弥补了T细胞受MHC抑制的免疫缺陷；当先天性和适应性免疫系统均失效时，NK细胞及其检查位点仍可作为免疫治疗的潜在靶点，通过靶向NK细胞及其免疫检查位点杀伤肿瘤细胞。

以NK细胞为基础开发出来的多个免疫检查位点为抗肿瘤免疫治疗提供了新的治疗方法，且许多检查位点正在进行临床前和临床试验中；但这些免疫检查位点抑制剂在肿瘤微环境中的作用机理仍不明确；此外，NK细胞及其受体在肿瘤微环境中的活化、成熟机制等还需要进行深入研究，以提高检查位点抑制剂的作用效果以及开发新的抑制剂。NK细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细胞的细胞因子在有病毒感染时大量分泌，但这些炎性细胞因子在肿瘤微环境中很少出现；被激活的NK细胞需要依靠其他造血细胞和非造血细胞为其增殖和生存提供所需的因子。因此，要使NK细胞充分参与癌症免疫治疗，不仅需要将NK细胞靶向于肿瘤，还需要提供这些因子的来源，以增强其效应功能和增殖。因此，基于NK的免疫检查位点仍需继续深入研究。