抗擊病毒！NK細胞：人體內的「逆行天使」
近日，新冠病毒肆虐，讓整個中國陷入一場“免疫戰爭”。
和人體一樣，面對病毒的進攻，我們的社會也啟動了“免疫反應”，內地31個省區市全部啟動重大突發公共衛生事件一級響應。成千上萬的逆行者從各地奔赴湖北對抗疫情，其中的主力軍是我們的醫護人員。
如果用一種免疫細胞來形容醫護人員，很容易想到人體內先天性免疫系統的自然殺傷細胞(natural killer cell，NK細胞)，他們都具備以下特點：
? 永遠是走在最前線的戰士，第一時間迎向肆虐的病毒；
? 具有廣譜“殺敵”作用，不需要特異性識別或者擴增，啟動時間最快；
? 反饋及時，發現“敵情”立即“上報”并啟動整個免疫系統。
其他免疫細胞也陸續加入戰斗，就像科研、物流、后勤等。只有在整個免疫系統的協同打擊下，我們才能取得這場“戰疫”的勝利。
科研人員像人體的適應性免疫系統，他們研究病毒特性，全力研發治療手段，如疫苗、抗體、血漿及抑制病毒的藥物。目前，全球科研人員已開展了大量針對新冠病毒的臨床試驗，給一線醫護人員提供了強有力的支撐。
在這些研究中，NK細胞也沒有缺席。
1月29日，Celularity公司和Sorrento公司聯合宣布，將開展一項應用CYNK-001治療和預防新型冠狀病毒的臨床試驗。
CYNK-001最初由Celgene公司研發，別名包括：胎盤來源NK細胞治療、臍血來源NK細胞-Celgene和PNK007。從這些別名可以看出，CYNK-001實際是一種臍帶血來源的NK細胞現貨產品。
而在國內，河南省科研項目《臍帶血NK細胞治療冠狀病毒感染重癥患者的臨床研究》也獲得了立項。
今天，我們就通過這篇文章，帶大家了解一下強大的NK細胞和臍血來源NK細胞。
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自然殺傷細胞：人體免疫力的第一道防線
人體有兩種免疫系統：先天免疫和適應性免疫。適應性免疫的“主力軍”包括B細胞和T細胞，能對“敵人”形成長期記憶，再次遇到則激發出強大殺傷力，而先天免疫主要依靠NK細胞。
NK細胞是人體免疫力的第一道防線，具備“廣譜”的細胞毒殺作用，參與機體對抗所有病原體的戰斗。NK細胞分布于骨髓、外周血、脾臟和肝臟等處，并在體內不斷循環以尋找感染灶或腫瘤細胞。
與T細胞、B細胞不同，NK細胞不需要抗原提呈，可在第一時間參與免疫反應。現認為NK細胞的主要特征是在活化后迅速分泌穿孔素和顆粒酶裂解感染細胞和“轉化”細胞，以及釋放促炎細胞因子如干擾素等進行免疫調節。
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腫瘤治療
近年來，NK細胞在腫瘤的免疫治療中備受關注。
NK細胞能通過癌細胞表達的趨化因子，定位到這些癌變部位上發揮作用。NK細胞還顯示出對某些癌癥具有靶向性，包括白血病、淋巴瘤、皮膚癌、腎細胞癌、乳腺癌和卵巢癌。
這些優點使其成為治療慢性或耐藥癌癥的新選擇。（下圖為NK細胞攻擊腫瘤細胞）
除此之外，NK細胞還有抑制腫瘤轉移的作用。東京女子醫科大學的丸義朗教授發現了一種NK細胞，通過減少附著于血管外壁的某種物質，可以有效防止癌細胞從血液中擴散至其他組織。
以色列希伯來大學醫學院的研究人員發現NK細胞表面的一個受體通過介導γ-干擾素產生，誘導腫瘤結構發生變化，進而抑制轉移灶的形成，該研究為開發新的癌癥治療方法提供了可能。
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病毒治療
目前對NK細胞抗腫瘤治療的研究不斷增多，相比之下其在感染領域的研究卻較少。
通常認為，T細胞和B細胞是抗病毒感染的主力軍。而近來研究發現，NK細胞在巨細胞病毒、乙肝和艾滋病等多種病毒感染中也發揮重要作用。
如妊娠蛻膜NK細胞與HIV感染的蛻膜巨噬細胞共培養，可明顯抑制HIV復制，其產生的可溶性分子也在抑制HIV中發揮重要作用。中國科學院微生物所方敏研究員實驗室的研究表明，NK細胞有助于小鼠的甲型流感病毒感染的清除。
NK細胞通過表面受體識別參與適應性免疫反應調節，在抗病毒過程中發揮作用。
直接作用NK細胞作為防御病毒的第一道防線， 首先通過識別被流感病毒感染的細胞表面分子和免疫復合物，被激活后分泌穿孔素殺死被病毒感染的細胞。
免疫調節
NK細胞可通過結合細胞表面受體并在細胞因子刺激下促進DC細胞、巨噬細胞和T細胞的成熟和活化，對觸發和促成T淋巴細胞抗病毒至關重要。同時，NK細胞還清除未成熟的DC細胞、活化的CD4+T細胞和過度活化的巨噬細胞以防止免疫病理損傷。
此外，NK細胞在機體對抗細菌、真菌和寄生蟲感染的過程中也扮演著重要角色。
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臍血NK細胞：免疫治療技術賦新能
一提到臍帶血，我們首先想到的是造血干細胞。但隨著免疫治療技術的發展，臍帶血中的免疫細胞賦予了其新的應用前景。
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臍血NK應用研究
McMaster 大學的研究人員發現，經過體外擴增的臍帶血NK細胞可用于乳腺癌的治療。同時，長時間的冷凍保存并不會影響臍帶血來源NK細胞的擴增能力和抗腫瘤活性。
2017年，美國加州大學舊金山分校研究團隊開展了一項體外擴增臍帶血來源的NK細胞治療多發性骨髓瘤的臨床試驗。在I期臨床試驗中，10名患者獲得了非常好的部分緩解，其中8名患者接近完全緩解或更好。在II期臨床試驗中，79%患者獲得了完全緩解或很好的部分緩解，3年無進展生存率可達52%。
2018年9月，《Human Gene Therapy》雜志上刊登了李太原、胡嘉萍等研究者的一篇文章。他們的研究發現，擴增后的臍帶血NK細胞具有較強的體內外抗腫瘤活性，可單獨應用或聯合貝伐單抗用于中晚期結直腸癌的治療。嵌合抗原受體（CAR）技術在CAR-T治療中已大顯身手，而CAR-NK的研究也方興未艾。CAR-NK具備顯著的抗腫瘤活性，安全性更高，還可批量生產，應用前景廣闊。
2017年6月，MD Anderson癌癥中心開展了一項臍帶血來源CAR-NK臨床研究。Katy Rezvani等科學家將臍帶血中的NK細胞轉導入三種基因，一種靶向癌細胞，一種改善細胞功能，一種是自殺基因，可避免治療失控。研究人員發現這三種基因對小鼠有“顯著的功效”。
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臍血NK優勢
在NK細胞的眾多來源中，臍血的優勢主要在于安全、便利。
自1988年第一例臍帶血移植以來，全球臍帶血已被應用超過50000份。臍血曾長期被作為醫學廢棄物，從中提取NK細胞也是對生物資源的再利用。
同時，臍血NK細胞的可擴增性保障了其在臨床應用時對細胞數量的需求。
有研究表明，cGMP級別的同種異體臍帶血無需飼養細胞刺激也能擴增達到臨床要求的數量，如此獲得的NK細胞產品無論在活性、細胞表型、純度、無菌等方面均能達到標準。
英國倫敦大學癌癥研究所發現，相對于外周血和新鮮分離的臍帶血，凍存過的臍帶血在體外可分化出更多的功能性NK細胞。
蒙特利爾HôpitalSaint-Justine免疫病毒學實驗室的研究人員發現一個單位的臍帶血可以產生足以治療5個病人的NK細胞。此外，臍帶血來源的NK細胞更加年輕，增殖能力更強，靶向殺傷癌細胞的效率也更高。
此外，臍帶血來源的NK細胞收集和冷凍保存更加便捷，因此它們在未來可以被廣泛應用于臨床。
我們相信，隨著免疫治療技術的發展，臍帶血中的NK細胞也將能進一步發揮其醫學價值，在抗腫瘤、抗感染等領域大展拳腳。
最后，筆者也就NK細胞在新冠病毒肺炎中的應用，請教了西部戰區總醫院造血干細胞移植中心劉芳主任，劉芳主任在臨床實踐對NK細胞、間充質干細胞的使用有豐富的經驗。
劉芳表示，在NK細胞的應用過程中需要關注安全性問題，如NK細胞的應用中可能加重肺損傷，加重細胞因子風暴，因此可能不適用于晚期重癥患者。
新冠肺炎幸存者與病故患者白細胞、中性粒細胞、淋巴細胞、D-二聚體差異
劉芳表示，鐘南山院士最新的一篇論文提示（上圖），幸存者淋巴細胞明顯高于病故患者。而且，多篇論文顯示，感染后一周左右淋巴細胞明顯減少，提示病毒消耗了免疫細胞導致免疫缺陷。此時如果免疫系統贏了，患者自愈；如果輸了，后期并發癥就來了。因此，在早期使用安全的免疫細胞過繼治療將可能會幫助免疫系統戰勝病毒。
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