细胞免疫疗法新武器---探索NKT的“双重天赋”
细胞免疫疗法新武器---探索NKT的“双重天赋”
随着生命科学技术的不断创新发展,人类对肿瘤疾病治疗策略也日益更新。随着近几年细胞治疗的发展,大量的免疫细胞治疗方法开始走进人们的视野。NK细胞、CIK 细胞、NKT细胞等诸多免疫细胞也受到研究者的广泛关注,其中,NKT细胞是继T细胞、B细胞、NK细胞后备受关注的淋巴细胞。它具备NK细胞和T细胞的共同特征,它不仅可以直接攻击癌细胞,有增强体内免疫细胞活性的作用,同时具备良好的抗癌效果,这一特性让NKT细胞拥有巨大潜力。
什么是NKT细胞?
NKT(Natural killer T cell)细胞是一群特殊的T细胞亚群,一种非MHC限制性T细胞系,与T细胞和NK细胞具有相似的形态学和功能特征——既表达T细胞表面受体TCR,同时又具备NK细胞受体。NKT细胞表达的是“半恒定的”TCRαβ肽链,意思是指TCRα链相对恒定,而TCRβ链具有多样性,因此称“NK样T细胞”。NKT细胞可以大量产生细胞因子,可以发挥与NK细胞相似的细胞毒性作用,因此NKT细胞被认为是先天免疫系统和适应性免疫系统之间的桥梁。由于NKT细胞在免疫监测和抗肿瘤免疫中的重要作用,基于NKT细胞的免疫治疗已成为一个重要的研究领域。
NKT细胞分布及类型
NKT细胞主要分布在肝脏(约30%50%)、骨髓(约20%30%)、胸腺(约10%-20%)、肺(约7%)、血液(4%)等部位,约占外周血T细胞的0.1%。根据TCR类型和发育是否依赖CD1d分子,NKT细胞分为三个亚型:
- I型(iNKT):被称为经典NKT细胞,以表达特定的TCRα受体为特点,只在CD1d分子存在的情况下才可识别抗原,识别糖脂抗原α-GalCer为NKT细胞的主要类型,占比较高,是研究最多的NKT,尤其是针对其抗肿瘤功能。
- Ⅱ型:被称为非经典NKT细胞或变异NKT细胞,常存在于人体骨髓和肝脏,与表达不变TCR的 I型NKT不同,Ⅱ型NKT表达更广泛的TCR,其识别的抗原主要为硫脂和溶血磷脂酰胆碱(LPC)等激活的Ⅱ型NKT可引起一系列的免疫调节反应,在自身免疫性疾病,肝相关炎症和肿瘤中起到免疫抑制的作用。
- Ⅲ型:NKT细胞也称为NKT样细胞,是一类CD1d非限制性NKT细胞亚群,表达不同种类的TCR和NK标记分子;是一系列高度异质性的细胞,大部分为 CD8 阳性,在Ⅲ型NKT里面,有一部分CD3+CD56+细胞,是CIK细胞群中的主要效应细胞。
NK细胞、CIK细胞及NKT细胞的区别
NK细胞(Natural Killer cell)即自然杀伤细胞是一种先天性免疫细胞,是一种具有多种功能的细胞群,是人体抵抗癌细胞和病毒感染的第一道防线,也是体内负责杀伤老化、受病毒感染、肿瘤等异常细胞的最重要的“战士”。
CIK细胞(Cytokine Induced Killer cell)即细胞因子诱导的杀伤细胞,将人的外周血单个核细胞在体外用抗CD3单抗、白细胞介素-2(IL-2)、干扰素-γ (IFN -γ)和IL—1α等共同培养一段时间后获得的一群异质细胞,也被称为细胞因子激活杀伤细胞,被称为“人体免疫突击兵”。
NKT是表面存在NK细胞受体和T细胞受体,兼具NK与T细胞的功能与特征,是一种介于先天免疫和适应性免疫的T细胞,被成功激活后会不断分泌穿孔素、肿瘤坏死因子等物质,直接或间接参与机体的免疫应答,是人体免疫系统中的“特种兵”。
NKT细胞的作用机制
近年来NKT细胞在肿瘤免疫中的基础研究和临床应用都有了长足的进展,对iNKT 细胞功能发挥的作用机制也有了深入了解,其在肿瘤免疫治疗中的应用前景可观。
裂解肿瘤细胞
NKT细胞具备远高于NK细胞和T细胞的杀伤性细胞因子,可以直接或间接靶向肿瘤细胞,通过穿孔素、颗粒酶B和TNF相关凋亡诱导配体(TRAIL)途径介导针对CD1d阳性肿瘤细胞的直接细胞溶解活性。当NKT细胞受到刺激,便能够快速地释放细胞因子,如IL-4、IL-10、IFN-γ等杀伤肿瘤细胞。活化后的NKT细胞能够通过自身辐射其他免疫细胞,共同进行免疫应答,杀伤体内肿瘤细胞。影响免疫抑制
NKT 细胞活化后可同时分泌 Th1 和 Th2 型细胞因子,能够各自利用其特性活化或抑制机体的免疫效应。其中,NKT 细胞的激活能够抑制 CD1d+ 自身反应性 B 淋巴细胞,减少II型NKT细胞的数量,减少肿瘤的发展和转移。TAM(肿瘤相关巨噬细胞)有助于肿瘤进展,NKT细胞可以通过CD1d依赖机制共定位和裂解TAM。此外,NKT细胞可以将M2极化TAM重新编程为炎性M1巨噬细胞,减少TAM介导的免疫抑制。活化免疫细胞及抗原递呈细胞
NKT细胞具备的NK细胞及T细胞双重特性,使其可分泌大量促炎细胞因子,对其他抗原提呈细胞及免疫细胞进行活化,加快机体免疫反应的进程。NKT细胞在自身发挥免疫作用的同时,能够影响周围免疫细胞,招募及诱导替他细胞的活化。NKT细胞能被CD1d+APC激活,在抗肿瘤免疫中发挥重要的作用。激活后,可分泌大量促炎细胞因子(包括IL-2、IL-4、IL-17、IFN-γ和TNF等),广泛影响免疫细胞(包括DC、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞以及T和B细胞)。此外,活化的iNKT细胞可以积极招募和诱导DC成熟。
NKT细胞的临床应用
由于NKT细胞在免疫监测和抗肿瘤免疫中的重要作用,基于NKT细胞的免疫治疗已成为一个重要的研究领域,目前已经使用多种策略靶向癌症。此外,NKT细胞对实体瘤、全身性硬皮病、系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、Ⅰ型糖尿病、移植物抗宿主病、移植排斥等疾病治疗过程中也能发挥一定作用。
肿瘤免疫
α-GalCer 是NKT细胞经典配体之一,NKT细胞体外经 α-GalCer刺激后会迅速增殖,这类体外增殖的 NKT 细胞同样具备良好的细胞毒效应,能够对癌症细胞进行有效杀伤。临床选择性注射体外活化的NKT 细胞到癌症病人体内产生了大量的 Th1 型细胞因子, 从而达到了良好的抗肿瘤效果。移植物抗宿主疾病
NKT 细胞能够产生 IL-4 、IL-10 等免疫抑制性细胞因子,在移植中发挥重要的免疫耐受作用。NKT 细胞能抑制同种异体造血干细胞移植过程中出现的移植物抗宿主疾病( GVHD)。临床通过脐带血移植到高危急性髓细胞样白血病患者体内, 达到快速恢复记忆性 NKT 细胞的数量和功能,这表明了NKT细胞在细胞免疫治疗中的潜力。疫苗佐剂
NKT细胞识别CD1d呈递脂质作用及协调抗肿瘤免疫反应的能力,使其成为癌症疫苗的关注热门。NKT细胞的配体与肿瘤抗原共同使用,发挥佐剂作用,能够增强对肿瘤的适应性免疫反应,进一步提升肿瘤细胞识别及杀伤作用。自身免疫性疾病
NKT 细胞能够通过调节 Th1/Th2 型细胞因子的表达参与机体自身免疫应答。NKT 细胞的激活也会导致下游其他细胞的活化, 包括 NK细胞和 DC细胞。系统性红斑狼疮患者 NKT 细胞的异常减少及多蛋白表达缺陷,这将增加 NKT细胞凋亡可能。因此, 调控NKT细胞的活化和增殖将成为治疗这些自身免疫性疾病的有效手段。
NKT培养方法
NKT细胞的免疫治疗在临床前研究中展现出富有前景的治疗效果,然而临床治疗效果差异较大。问题在于目前NKT细胞仍然无法实现体外大规模培养,NKT细胞的扩增数量不足及高纯度的问题如何解决?这直接掣肘了NKT细胞临床应用。
为了解决上述问题,近日,某公司自主设计研发的NKT培养试剂及技术方法《一种高效培养NKT细胞的试剂及其应用和NKT细胞的培养方法》获得专利授权。特异性地针对NKT细胞诱导、活化、扩增过程而设计,减少了不必要因素的相互干扰,高效协同和有机结合NKT培养过程,从而获得的高增殖量和高纯度的NKT细胞。
该专利转化的NKT culture reagent试剂盒,由NKT-A Reagent、NKT-B Reagent 两支试剂组成,含有优质级细胞因子及医疗级重组蛋白,不含动物源成分,不含滋养层细胞,可高效诱导人外周血PBMC 培养NKT 细胞。本试剂盒需配套BC-705无血清培养基使用,可提高细胞增殖倍数、NKT 细胞纯度和杀瘤活性,同时使NKT 细胞培养操作标准化和简易化。
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