细胞免疫治疗又有新突破，令人期待的CAR-NK疗法
2018年6月底，又一位免疫细胞成员加入到了CAR这个小团体中——CAR-NK细胞。这是继CAR-T、CAR-巨噬后的第三位CAR成员。
来自加利福尼亚大学圣地亚哥医学院(UCSD)和明尼苏达大学的研究人员研究出的这种NK-CAR-iPSC-NK 细胞，既便宜又好用，不仅能有效的击败卵巢癌，还不会产生与CAR-T类似的毒副作用。同期的报告发表在了《Cell Stem Cell》上。
在癌症免疫治疗领域中，CAR-T细胞疗法和PD-1抑制剂可谓是炙手可热的两位明星成员。而这两者疗法都集中在T细胞身上。
但事实上，在我们人体内，抗击肿瘤的头号种子选手并不是T细胞，而是NK细胞。
NK细胞天赋异禀，天生自带识别肿瘤细胞等异常细胞的功能，不需要通过提前接触或激活就能发挥肿瘤杀伤能力。因此，我们也把NK细胞称为人体抗击癌症的第一道防线。
近年来以NK细胞为核心的免疫细胞治疗不断进步：通过先进的生物医学功能技术，给NK细胞安装上侦察设备，让其攻击性具有一定的特异性，以NK细胞为核心的新型免疫细胞治疗屡建奇功。
令人期待的CAR-NK细胞疗法
CAR（嵌合抗原受体）技术简介
CAR（嵌合抗原受体）技术是基因工程与免疫疗法的完美融合，是当前肿瘤治疗领域最具前景的研究方向之一。
改造后的免疫细胞就像加装了红外制导功能的导弹，可以识别肿瘤细胞，实现精准杀灭。
CAR-T疗法已获得美国食品药品监督管理局的批准，但高昂的费用和较长的制备周期仍然是其广泛应用的障碍。因为CAR-T疗法需要在医院采集分离患者的T细胞，运输到实验室导入基因，再运回医院用于治疗。整个过程复杂耗时，而目前两款上市产品Kymriah和Yescarta售价分别高达47.5万美元和37.3万美元，也让大多数患者望而却步。
研发中的通用型CAR-T疗法能降低时间和经济成本，但仍有部分副作用风险——细胞因子风暴——是肿瘤治疗中致死的主要原因之一。
为了开发一种对所有患者都更有效、更便宜，更安全的疗法，科学家把目光放在了另一种免疫细胞：自然杀伤细胞（NK细胞）身上。
美国休斯敦得克萨斯大学MD安德森癌症中心血液学家和肿瘤学家Katy Rezvani博士说：“ NK 细胞是病毒感染细胞和肿瘤细胞的最佳杀手，它们能持续在体内巡逻并识别异常细胞。虽然它们不太可能取代CAR-T细胞，但这些癌症治疗替代物可能是细胞疗法的一个补充。”她领导了CAR-NK细胞在美国的首次试验，该试验于2017年开始。
NK细胞具有多个优势。其中最重要的一个优点是安全性，与T细胞不同，它们不会释放大量的炎症蛋白，导致细胞因子风暴。另一个优点是通用性，可以使用健康人或者脐带血中的NK细胞，从而减少患者的等待时间和治疗费用。
什么是CAR-NK细胞
CAR-NK细胞是模仿CAR-T细胞的设计，将人工合成的特异性识别癌细胞的CAR结构，通过转基因工程的方式，转录NK细胞，从而变成一种具有特异性识别能力的抗癌NK细胞。
CAR-NK主要的优势：
1、无需激活NK细胞内源性的细胞毒性受体
2、选择性地识别肿瘤相关抗原
3、有道抗原特异性的靶细胞裂解
4、对实体肿瘤治疗具有明显优势
CAR-NK的细胞来源
NK细胞的群体具有异质性，选择其中一种合适的效应细胞不仅能够最大程度地发挥CAR修饰的潜能，同时也有助于控制治疗成本，提高临床转化的可能性。目前大部分有关 CAR-NK 的临床应用使用的是 NK92 细胞系。
CAR-NK的细胞来源主要有三种：脐带血、外周血和诱导多能干细胞（IPSC）。
l 脐带血来源的NK细胞
脐带血淋巴细胞中有15%～30%是 NK细胞，细胞毒性低；但具有较高的增值能力，且容易被细胞因子激活。然而其最大的缺陷在于，由于脐带血获得的体积较小，导致需要分离得到大量高质量的NK细胞才能达到输注所需的细胞数量。
l 外周血来源的NK细胞
外周血NK细胞中约90%为细胞毒性CD56dim NK细胞，表达大量的抑制性和激活性受体。与CB NK细胞相比，PB NK细胞更加成熟，细胞毒性增加，但增殖能力降低。
l 诱导多能干细胞（iPSC）衍生的NK细胞
除此之外，iPSC衍生的NK细胞（iNK）也是目前CAR-NK的一个重要来源，他们具有无限增殖的潜力。iPSC产生的iNK细胞具有不成熟的表型，CD16表达低，NKG2A表达高，KIR表达低。但与分化的NK细胞相比，iPSC可以更稳定的表达CAR，且仅需一个带有CAR修饰的iPSC就足够分化成大量同质化的CAR-NK细胞。
CAR-NK的应用
目前全球仅有14项涉及到CAR-NK的临床实验，其中有6个项目正在招募中（表1）。其中大部分试验集中在淋巴瘤和白血病，其它一些则针对实体瘤，包括卵巢癌、前列腺癌、脑癌、肝癌、肺癌和胰腺癌。
今年2月，德克萨斯大学M.D.安德森癌症中心的研究人员公布了美国首个CAR-NK细胞临床试验结果：用脐带血来源的 CAR-NK 疗法治疗非霍奇金淋巴瘤（NHL）和慢性淋巴细胞白血病（CLL）后，大多数患者产生了临床响应且未出现严重的副作用。
表1. 目前CAR-NK细胞相关的临床试验
数据来源于clinicaltrials.gov.
近期，全球最顶尖医学杂志《新英格兰医学》正式认可了这样一种治疗手段。
来自美国安德森癌症中心的Katayoun Rezvani教授开展了一项小规模2期临床试验，利用靶向CD19的CAR-NK细胞治疗复发难治的B细胞淋巴瘤，这些病人多数已经接受过新型靶向药、造血干细胞移植治疗，依然出现了疾病复发转移，属于难治性病人。
下图展示了入组患者的基本资料：
入组接受了CAR-NK细胞治疗后，没有出现细胞因子释放综合征、没有出现神经毒性、也没有检测到IL-6升高，安全性似乎比CAR-T细胞更高。
疗效方面：11例患者接受治疗，8例肿瘤明显缓解（7例肿瘤完全缓解，1例部分缓解），出现疾病缓解的患者都是在1个月内就起效（快速起效）；而回输进去的CAR-NK细胞，在外周血中维持的时间超过1年（疗效持久）。
除了淋巴瘤这类血癌，实体瘤中也有成功的经验。
近期，《临床肿瘤研究》杂志发布了一项针对肺癌的2期临床试验。热休克蛋白70（Hsp70）在70%左右的中晚期肺癌中高表达，NK细胞在体外先用Hsp70激活，相当于在体外先让NK细胞与未来的敌人先遭遇、先“结仇”，然后回输给病人，让NK细胞在体内正式与癌细胞殊死搏斗——这样一种在体外先用抗原肽刺激、赋予NK细胞一定特异性的做法，是近年来研究的热点。
这项临床试验一共入组了16例III期非小细胞肺癌患者，一组接受传统的放化疗综合治疗，一组接受放化疗联合Hsp70预激的NK细胞回输治疗。
结果显示：Hsp70预激的NK细胞回输治疗，配合传统的放化疗，可以将1年的生存率从33%翻倍到67%，初步结果振奋人心。
下图展示了联合疗法中一个典型的成功案例，治疗1-2个月后复查，肺部肿瘤完全消失，并且疗效已经保持了18个月。
患有非霍奇金淋巴瘤的J.C. Cox接受了长达12年的化疗，他回忆说：“那是漫长，艰难和可怕的过程。” 因此，当听说一种新形式的免疫疗法临床试验时，他毫不犹豫的选择了加入。结果也远远超出Cox的想象：完全缓解。他不禁喜极而泣。
66岁的J.C. Cox（左）
这项研究由美国MD安德森癌症中心Katayoun Rezvani课题组开展，使用的是经基因编辑的脐带血NK细胞，结果发表在New England Journal of Medicine上。
受试者都是癌症晚期，如果是在十年前，他们根本没有治愈的希望。但这次有64%的患者完全缓解，Cox是其中之一。
宾夕法尼亚大学的David Porter博士评价说，这项新研究是靶向细胞治疗领域的重大进步。
这也再次提示人们，在最为瞩目的肿瘤免疫治疗领域，CAR-NK细胞疗法潜力巨大；而脐带血除了有丰富的干细胞资源，同时也是免疫治疗的优质细胞来源。
除了血液肿瘤，CAR-NK细胞还可以用于实体肿瘤、病毒感染、细菌感染等疾病的治疗。作为一种相对安全且即用型的产品，CAR-NK为肿瘤免疫疗法带来了新的希望。但其还需经过进一步的优化，无论是通过基因工程构建更适合NK细胞的结构，或者与其他疗法相结合等，进一步提高靶向精准度，延长细胞的体内存活时间，如果能解决CAR-NK目前面对的挑战，CAR-NK疗法将成为癌症治疗一大强有力的工具。