随着生物科技的发展,细胞治疗在全球范围内规模日益扩增,前有已经发展比较成熟的干细胞和T细胞市场,而现在这股火爆之风已经刮到了NK细胞领域。
最近几年,NK细胞在全球引发了大量关注,不管是大型药企还是新兴企业都持续性在这个赛道上布局,而且关于NK细胞治疗的临床试验项目大幅度增加,平均每年达到47项。此外,根据Insights机构的数据,2022年NK细胞疗法的全球市场为347.8百万美金,并预测以16.2%的复合年均增长率在2028年达到1006.7百万美金。
我们不禁要问,为何是NK细胞呢?为何NK细胞市场如此火热呢?本篇文章为大家详细分析NK细胞的优势。 一、为何火的是NK? 免疫细胞家族中成员众多,目前研究比较多的有T细胞、CIK细胞、NK细胞、DC细胞等,那么为何NK细胞能脱颖而出呢?
在实际的临床应用中免疫细胞治疗主要包括CAR-T、NK 、LAK、DC、CIK、CTL、TIL、CAR-M、TCR-T等几大类。
CAR-T是目前临床研究最热门的细胞肿瘤方法之一,适应症大部分集中在血液瘤领域,目前全球已获批上市的均为自体CAR-T,存在制备成本高、周期长的局限性,而且T细胞疗法虽然给血液肿瘤患者带来了痊愈的希望,但是脱靶效应、细胞因子风暴、对实体瘤效果有限、治疗费用十分昂贵等缺陷,也制约了T细胞疗法的应用。
此外,其他几类细胞疗法的应用也存在一定局限性。LAK针对肿瘤细胞杀伤作用不具备特异性,临床现在比较少用;DC的研究主要集中在肿瘤疫苗,主要针对肿瘤术后患者;CIK虽然杀瘤活性更高、杀瘤谱更广,但属于非特异性杀瘤,不能起到彻底杀瘤效果,因此临床应用较少;CTL、TIL、CAR-M、TCR-T的研究目前还在一个比较初步的阶段,有待进一步探索。
二、NK细胞疗法的优势
相对目前最火爆、发展较为成熟的T细胞疗法,为实现通用化、量产化、实体瘤治疗三大突破目标,研发人员逐渐将目光投到NK细胞上,这多亏NK细胞疗法具有以下几个优势:
1、NK细胞的来源更广泛 与T细胞疗法不同的是,NK细胞疗法不需要依赖患者自体细胞,它可以采用多种不同来源的NK细胞。截至目前,进入临床阶段的NK细胞疗法的细胞来源主要包括外周血、脐带血、NK-92细胞系、iPSC和hESC。 2、NK细胞的适应症更多元 不同于T细胞仅在血液肿瘤领域有出色性能,NK细胞疗法被广泛用于各种癌症治疗,包括血液肿瘤和实体瘤,其中CAR-NK疗法有望突破CAR-T疗法难以治疗实体瘤的瓶颈。 3、NK细胞的杀伤途径更多样 NK细胞疗法具有更多的肿瘤杀伤途径,包括分泌穿孔素、颗粒酶,激活凋亡途径以及介导ADCC。NK细胞主要通过三种途径杀伤靶细胞:第一,NK细胞的细胞毒性,其可释放杀伤活性介质,比如穿孔素和颗粒酶,直接杀伤细胞;第二,NK细胞同时还可以分泌一些细胞因子和趋化因子,如IFN-γ等,从而唤起其他的免疫学反应;第三,NK细胞还能够与肿瘤细胞表面的抗体相结合,建立适应性免疫系统。 4、NK细胞的安全性更高 异体NK细胞不会引起移植物抗宿主病,供者NK细胞KIR受体与受者人白细胞抗原不匹配而诱导的异体反应,亦可改善肿瘤治疗或干细胞移植的治疗效果。对于CAR-NK细胞疗法而言,其安全性主要体现在CAR-NK细胞不分泌炎症因子,一般不诱发细胞因子风暴;同时体内存活周期短,不易产生长期毒性。 5、NK细胞可作为现货型成药 基于NK细胞的高安全性,NK细胞疗法的一个巨大价值在于可作为现货型成药,适用于不同个体、可长期冻存,能为危重患者提供及时的治疗,同时还能有效降低生产成本和终端售价,进而降低患者自费以及医保支付压力。
三、NK细胞的杀伤机制
1、NK细胞的功能
NK细胞具有调节免疫细胞和清除异常细胞的功能,它能产生含有大量分子(人类中的穿孔素、颗粒酶、颗粒溶素)的裂解颗粒,诱导应激细胞死亡。NK细胞还能表达几种肿瘤坏死因子(TNF)超家族成员,如FASL和TRAIL,这些因子分别通过与相应受体FAS或TRALR结合诱导靶细胞凋亡。此外,NK细胞产生一系列细胞因子(INF-γ、TNF-α、IL-10)、生长因子(粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子[GM-CSF])和趋化因子(CCL3、CCL4、CCL5、XCL1)来和其他细胞发生互动反应。
NK细胞功能的调控依赖于表面杀伤活化受体和杀伤抑制受体,两者结合靶细胞相应的表面配体后分别起到激活NK细胞杀伤与抑制NK细胞杀伤的作用。在正常生理情况下,NK细胞处于静息状态,不杀伤正常细胞;在感染或肿瘤的病理情况下,MHC-I缺失或下调,非MHC-I异常表达或上调,此时抑制信号缺失,活化信号占主导,从而激活NK细胞杀伤靶细胞。
2、NK细胞肿瘤杀伤效果:对K562的杀伤
使用培养14天的NK细胞与CFSE染色的K562共孵育4h,后检测K562凋亡率。 实验结论:通过友康体系培养的NK细胞具备正常且有效的对K562细胞杀伤效果。 NK细胞在肿瘤治疗方面的出色性能决定了它未来会成为一种通用即用型的产品,有希望实现人类克服癌症的理想。但是理想很遥远,现实就摆在眼前,着眼当下我们目之所及看到的却是NK细胞培养的难点仍未解决、目前培养方法的局限性……下一篇文章为大家分析目前NK培养的难点,我们如何突破现状?