自然杀伤（NK）细胞是细胞免疫的重要组成部分，具有强大的杀伤肿瘤细胞的能力，且不受MHC限制。NK细胞治疗肿瘤策略主要包括NK细胞对肿瘤细胞的直接溶解作用、抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）作用、基因工程化NK细胞对靶细胞的特异性杀伤作用。
NK细胞与T细胞不同，不表达能特异性识别肿瘤抗原的受体，不能通过受体信号通路激活。为解决这一问题，美国明尼苏达大学的Miller团队构建了一个具备抗原特异性并能刺激NK细胞扩增的三臂抗体（TriKETM）[1,2]。
TriKE分子由三个臂组成：（1）特异性识别NK细胞活化受体CD16的单链可变片段（scFv），可激活NK细胞；（2）肿瘤表面抗原（此处为CD33）的单链抗体，可特异性识别肿瘤靶点；（3）IL-15，刺激NK细胞扩增。第一代TriKE由CD33单抗、CD16单抗和突变型mIL15组成，目前正在进行针对难治性AML、高危MDS和全身性肥大细胞增多症的I/II阶段临床试验。但是与游离rhIL15相比，第一代TriKE中IL-15的功能减少了25倍，可能是受到两个单链抗体错配产生的空间位阻的影响[3]。2020年7月该团队在Cancer Immunology Research公布了第二代TriKE的新设计[4]，抗CD16臂改用人源化骆驼类单域抗体（sdAb/VHH），可精确折叠并减少野生型（wt）IL-15的空间位阻，被命名为cam16-wt15-33TriKE。将第二代TriKE与NK细胞共培养可特异性刺激NK细胞增殖和活化。在杀伤实验中，第二代TriKE刺激的NK细胞表面CD107a表达和IFN-γ分泌水平显著增高，CD33阳性肿瘤细胞数量显著下降，证实第二代TriKE增强了NK细胞的抗肿瘤效果。静脉注射荧光素酶标记的AML细胞系（HL-60luc）到NSG小鼠体内。肿瘤接种后3天，静脉注射NK细胞，用不同浓度（90、30或10μg/次）的第一代/第二代TriKE对小鼠进行为期两周的治疗。在90和30μg剂量下，第二代 TriKE治疗比第一代TriKE诱导的肿瘤控制效果明显更好（分别是130倍和12倍）。以上结果证实第二代TriKE可刺激NK细胞扩增，增强NK细胞抗肿瘤效果，并且效果优于第一代TriKE。TriKE具有肿瘤、NK细胞双靶向性，一定程度上减少全身使用IL-15的副作用。但是，该技术目前只应用于血液系统肿瘤，可能与NK细胞难以浸润实体瘤有关[5]。
近年来，基因工程方法改造的T细胞在白血病治疗中产生了临床获益,为特定血液肿瘤患者带来了新的希望。有学者提出用相似的策略使NK细胞表达嵌合抗原受体（CAR），使其具备特异性识别肿瘤细胞的能力。目前有多项用CAR-NK治疗恶性血液病和难治性实体瘤的临床试验正在进行（ClinicalTrials编号：NCT00995137、NCT01974479、NCT02839954、NCT02892695、NCT02742727和NCT02944162）。与CAR-T疗法相比，CAR-NK的优势在于：1、NK细胞分泌的细胞因子主要是IFN-γ和GM-CSF，比CAR-T细胞释放的细胞因子如TNF-α和IL-6安全，引起细胞因子释放综合征（CRS）的危险较低[6] 2、NK细胞来源于志愿者外周血或FDA批准用于临床试验的NK92细胞系，制备成本较低[7]。然而，以上试验均沿用为T细胞设计的CARs，而并未针对NK细胞信号进行优化，因此CAR-NK攻击表达肿瘤相关抗原（TAA）的正常组织从而产生脱靶毒性的危险仍存在。另外，与CAR-T细胞相似，CAR-NK细胞也难以浸润肿瘤组织，细胞疗法治疗实体瘤的壁垒仍未完全攻克。
感想：作为非MHC限制的杀伤细胞，NK细胞在肿瘤生物细胞治疗中具有独特的优势，关键问题在于增强NK细胞杀伤肿瘤细胞的特异性。CAR-NK可直接特异性杀伤肿瘤细胞，但是CAR的设计仍沿用CAR-T策略，治疗实体瘤的有效性受到肿瘤微环境、肿瘤免疫逃逸等多方面掣肘；而CAR-NK的安全性虽在理论上优于CAR-T，但脱靶效应等毒副作用仍未安全解决。TriKETM三臂抗体策略将NK细胞、肿瘤细胞、肿瘤微环境三者连接在一起，通过ADCC作用使NK细胞特异性攻击肿瘤细胞，并且在一定程度可改善全身使用IL-15引起的副作用，进一步临床应用结果令人期待。
[1]SARHAN D, etal. Blood Adv, 2018, 2(12): 1459-1469.
[2]YUN H D, et al. Blood Adv, 2018, 2(13): 1580-1584.
[3]DIETRICH S, et al. Biochim Biophys Acta Proteins Proteom, 2020,1868(1): 140250.
[4]FELICES M, et al. Cancer Immunol Res, 2020, : .
[5]MELERO I, et al. Cancer Discov, 2014, 4(5): 522-526.
[6]KLINGEMANN H. Oncoimmunology, 2014, 3: e28147.
[7]KLINGEMANN H, BOISSEL L,TONEGUZZO F. Front Immunol, 2016, 7: 91.
撰写：王欣玥（南京大学医学院附属鼓楼医院肿瘤中心 博士研究生）
审校：刘宝瑞（南京大学医学院附属鼓楼医院肿瘤中心 主任医师 博导）
南京大学鼓楼医院肿瘤中心 主任医师 教授
专注于肿瘤个体化及靶向药物治疗
新抗原疫苗及靶向免疫治疗
精准放疗及中西医结合治疗
原文始发于微信公众号（刘宝瑞肿瘤医疗网络平台）：免疫治疗新策略：三臂抗体让NK细胞具有靶向杀伤肿瘤的特性
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