近年来，大量新兴生物技术纷纷涌现，免疫疗法、细胞疗法、基因疗法等疗法以强势且亮眼的试验数据进入到人们的视野。作为一种新兴的免疫细胞，NK细胞也逐渐受到关注。

NK细胞疗法，全称为自然杀伤细胞疗法，是肿瘤免疫治疗手段当中的一个重要分类，属于过继性细胞治疗的一种方式。NK细胞疗法是通过分离自体或者异体免疫效应细胞，经过体外激活并回输到到患者体内，直接杀伤肿瘤，或者激发机体抗肿瘤免疫反应。

图1：NK细胞的杀伤机制

 

 

发现NK细胞，促进医学研究

 

NK细胞发现于20世纪70年代，1975年，美国国立卫生研究院国立癌症研究所的 Herberman 教授和瑞典的 Kiessling 教授，分别发表了论文。发现了NK细胞。

但是历史上对这个发现依旧存在争议。比如加拿大的 Greenberg 曾写过一篇短文，出具证据显示在1973年他就发现了NK细胞，非常可惜的是，这位科学家已经逝世了。

为什么大家现在对NK细胞的发现先后顺序有极大的兴趣呢？因为很多学者预言NK细胞的发现者一定会获得诺贝尔奖，因此NK细胞的实际发现年份是一个关键时间节点。 

NK细胞从被发现开始就引起国际高度关注，1982年第一次NK细胞国际研讨会在美国佛罗里达以圆桌会议的形式召开，没有主题演讲，所有学者互相交流心得。直至今日，这仍是每隔一年半就定期举办的国际研讨会。

NK细胞被发现之后，当年只有七篇文章发表，之后每一年发表论文的数量也在逐渐地上升。

图2：NK细胞论文发表数量

 

NK细胞形态上属于大颗粒淋巴细胞，来源于骨髓，占白细胞数量的15%。而NK细胞作为正常人体外周血淋巴细胞也可以天然杀伤某些癌细胞，它不需要接受免疫系统的特殊指令，也不需要其他细胞的配合，自己单独就能识别并清除肿瘤或病毒感染的细胞，实现“通吃”。

而且可非特异性直接杀伤肿瘤细胞，这种天然杀伤活性既不需要抗原致敏，也不需要抗体参与，且无MHC限制。除了具有强大的杀伤功能外，还具有很强的免疫调节功能，与机体其他多种免疫细胞相互作用，调节机体的免疫状态和免疫功能。因此在医学上被称作是人体抵抗癌细胞和病毒感染细胞的第一道防线。

 

人体第一道防线，黑暗与光明并存

近年来，NK细胞在肿瘤的免疫治疗中备受关注。NK细胞能通过癌细胞表达的趋化因子，定位到这些癌变部位上发挥作用。NK细胞还显示出对某些癌症具有靶向性，包括白血病、淋巴瘤、皮肤癌、肾细胞癌、乳腺癌和卵巢癌。

NK细胞表面受体可以识别被病毒感染的细胞表面表达的多糖分子。其杀伤效应是由其活化后释放出的毒性分子介导，如穿孔素、颗粒酶和TNFa（肿瘤坏死因子）等。NK细胞杀伤的靶细胞主要是肿瘤细胞、病毒感染细胞、较大的病原体（如真菌和寄生虫）、同种异体移植器官、组织等。它具有广谱抗瘤作用，特别是对淋巴瘤和白血病细胞作用更为明显。

NK细胞疗法的治疗关键，在于产生数量足够能够识别并杀伤肿瘤的免疫细胞，以及效应细胞能够到达肿瘤所在的部位，并在肿瘤周围被激活，而且能够发挥抗肿瘤的作用。除了能够杀伤肿瘤细胞外，还可以替代修补或者改善化疗所引起的免疫功能受损。

除了肿瘤免疫治疗，因NK细胞具有短期内大量增殖、调节机体免疫力、抗菌、抗病毒、抗衰老等特点受到普遍关注，临床反应用也显示出巨大潜力和广阔前景。

但同时NK细胞仍旧存在诸多问题，需要不断地去探索。

01

低持久性

在缺乏细胞因子支持的情况下，输注细胞缺乏体内持久性是过继NK细胞治疗的主要缺点之一。虽然它可能更安全的，但它也会限制NK细胞免疫治疗的效果。外源性细胞因子已被证明能增加过继性NK细胞的增殖和耐久性；然而，它们也可能导致不希望的副作用，包括抑制性免疫亚群的生长，如Tregs。

02

运送到所需的肿瘤部位

TME包括免疫抑制分子、免疫抑制细胞和妨碍免疫细胞功能的不利环境，是CAR-NK细胞治疗的主要障碍。研究人员正致力于开发能够防止某些免疫抑制作用的CAR-NK细胞。例如，通过使用CRISPR/Cas9技术敲除TGF-βR2基因或者阻断NK细胞上的高亲和力A2A腺苷受体。TME导致NK细胞耗竭的另一个重要方法是免疫检查点分子。为了克服这个问题，基因组编辑被用来消除NK细胞的检查点成分，以改善其功能。

03

免疫抑制肿瘤微环境

为使有序方案落到实处，实现治疗效果，基因组编辑很有效，可最大限度地满足社会经济发展和人民生活的需求

04

慢病毒低转导效率

基于慢病毒的转导系统是细胞内基因修饰和传递的最常用的方法之一。然而，由于自然特性，NK细胞对慢病毒具有抗性，这使得基于慢病毒的转导成为一个挑战。

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。

1、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。

2、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。

 

图3：CDE相关指导原则

图4：CDE相关指导原则

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。

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）。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。

图5：NK细胞疗法产品申报IND信息

此外，大部分NK细胞产品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。

图6：国内NK细胞疗法相关临床试验

 

不仅，在国内，在国外仍有大量正在进行的NK细胞疗法的相关临床试验，仍多处于I、II期。 

图7：美国NK细胞疗法相关临床试验

道行险阻，仍需努力

时至今日，提起细胞疗法，仍旧会有很多人想起“魏则西事件”。作为曾引起另一桩“事故”的NK细胞疗法，也曾一度被国内医学界“抛弃”与怀疑。但随着技术的发展和政策的支持，NK细胞疗法重回人们视线，但一个医疗事故的发生，除了药物本身的问题，不规范的治疗与灰色产业的出现，才是造成悲剧发生的根源。

虽然目前国内正在逐步将细胞治疗规范化，但类似像NK免疫疗法这类仍处于前期研究阶段的新型疗法及药物，一般不会直接由企业作为新药去发起申请注册，而是先从IIT做起。这种模式可以避免资源与资金的浪费，但另一方面，也滋生了一些“灰色产业”。

某些医疗机构会混淆研究与治疗的概念，将一些尚处于研究阶段的产品和技术张冠李戴，对患者收取费用，而这不仅会使患者花费巨额费用，更因为这种类型药物，并未得到国家审批，甚至可能未经过安全性的试验，对人体的伤害更是无法预估。

此外，NK细胞的“分支”CAR-NK 与 CAR-T 类似，是经过体外基因改造后表达 CAR 结构的 NK 细胞。但不同的是，CAR-NK 疗法的安全性要更高，并且能够有效地杀死长期治疗后可能改变其表型的残留肿瘤细胞。

当然相较于 CAR-T 等细胞疗法，CAR-NK 具有多重优势，首先是具有更广泛的肿瘤杀伤途径，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；其次是 CAR-NK 不分泌 IL-1、IL-6 等炎症型细胞因子，不会诱发细胞因子风暴效应；此外，CAR-NK 对实体瘤治疗具有明显优势，目前对于 CAR-NK 的研究也主要聚焦在实体瘤领域。

临床研究表明，在血液瘤和实体瘤的治疗上，CAR-NK均有望实现新突破，但仍面临着一些挑战，例如扩增倍数比较低、细胞来源困难、细胞毒力不高等包括细胞增殖的改善以及寻找重建 NK 细胞的最佳方法等。不可否认，CAR-NK 极有可能在未来实现CAR结构疗法的新突破。但是目前 CAR-NK 仍有存活时间短、杀伤效果不足等多重问题，此外 CAR-NK 领域内的临床试验大多聚集在临床 I/II 期，需要更多的临床疗效结果来验证 CAR-NK 的有效性。

作为一种独特的天然免疫中的抗肿瘤、抗感染效应细胞，NK细胞疗法目前主要是处在一期或者二期临床试验阶段，随着NK细胞纯化技术以及扩增技术的不断改进，国家监管力度的不断加强，相信NK细胞疗法会逐渐走向“正轨”，为更多患者带来新的希望。

参考文献：

[1]Song-Yang Wu , Tong Fu , Yi-Zhou Jiang .《Molecular Cancer》.2020 .Natural killer cells in cancer biology and therapy

[2]王志华.NK细胞抗肿瘤临床转化研究进展. 中国肿瘤生物治疗杂志.DOI:10.3872/j.issn.1007-385X.2016.03.023

[3]CAR-NK Cells: From Natural Basis to Design for Kill. Front Immunol. 2021; 12: 707542.

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/LD4d-LAH8cNxgiOPTitJ1w

[5]NK细胞疗法的生物机制、临床进展和展望

[6]《免疫细胞治疗产品临床试验技术指导原则（试行）》

[7]《基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则（试行）》

[8《对十三届全国人大三次会议第4371号建议的答复》

[9]《“十四五”医药工业发展规划》

 

 

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