2022-07-18
近年來，大量新興生物技術紛紛涌現，免疫療法、細胞療法、基因療法等療法以強勢且亮眼的試驗數據進入到人們的視野。作為一種新興的免疫細胞，NK細胞也逐漸受到關注。
NK細胞療法，全稱為自然殺傷細胞療法，是腫瘤免疫治療手段當中的一個重要分類，屬于過繼性細胞治療的一種方式。NK細胞療法是通過分離自體或者異體免疫效應細胞，經過體外激活并回輸到到患者體內，直接殺傷腫瘤，或者激發機體抗腫瘤免疫反應。
圖1：NK細胞的殺傷機制
NK細胞發現于20世紀70年代，1975年，美國國立衛生研究院國立癌癥研究所的 Herberman 教授和瑞典的 Kiessling 教授，分別發表了論文。發現了NK細胞。
但是歷史上對這個發現依舊存在爭議。比如加拿大的 Greenberg 曾寫過一篇短文，出具證據顯示在1973年他就發現了NK細胞，非常可惜的是，這位科學家已經逝世了。
為什么大家現在對NK細胞的發現先后順序有極大的興趣呢？因為很多學者預言NK細胞的發現者一定會獲得諾貝爾獎，因此NK細胞的實際發現年份是一個關鍵時間節點。
NK細胞從被發現開始就引起國際高度關注，1982年第一次NK細胞國際研討會在美國佛羅里達以圓桌會議的形式召開，沒有主題演講，所有學者互相交流心得。直至今日，這仍是每隔一年半就定期舉辦的國際研討會。
NK細胞被發現之后，當年只有七篇文章發表，之后每一年發表論文的數量也在逐漸地上升。
圖2：NK細胞論文發表數量
NK細胞形態上屬于大顆粒淋巴細胞，來源于骨髓，占白細胞數量的15%。而NK細胞作為正常人體外周血淋巴細胞也可以天然殺傷某些癌細胞，它不需要接受免疫系統的特殊指令，也不需要其他細胞的配合，自己單獨就能識別并清除腫瘤或病毒感染的細胞，實現“通吃”。
而且可非特異性直接殺傷腫瘤細胞，這種天然殺傷活性既不需要抗原致敏，也不需要抗體參與，且無MHC限制。除了具有強大的殺傷功能外，還具有很強的免疫調節功能，與機體其他多種免疫細胞相互作用，調節機體的免疫狀態和免疫功能。因此在醫學上被稱作是人體抵抗癌細胞和病毒感染細胞的第一道防線。
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。
NK細胞表面受體可以識別被病毒感染的細胞表面表達的多糖分子。其殺傷效應是由其活化后釋放出的毒性分子介導，如穿孔素、顆粒酶和TNFa（腫瘤壞死因子）等。NK細胞殺傷的靶細胞主要是腫瘤細胞、病毒感染細胞、較大的病原體（如真菌和寄生蟲）、同種異體移植器官、組織等。它具有廣譜抗瘤作用，特別是對淋巴瘤和白血病細胞作用更為明顯。
NK細胞療法的治療關鍵，在于產生數量足夠能夠識別并殺傷腫瘤的免疫細胞，以及效應細胞能夠到達腫瘤所在的部位，并在腫瘤周圍被激活，而且能夠發揮抗腫瘤的作用。除了能夠殺傷腫瘤細胞外，還可以替代修補或者改善化療所引起的免疫功能受損。
除了腫瘤免疫治療，因NK細胞具有短期內大量增殖、調節機體免疫力、抗菌、抗病毒、抗衰老等特點受到普遍關注，臨床反應用也顯示出巨大潛力和廣闊前景。
但同時NK細胞仍舊存在諸多問題，需要不斷地去探索。
在缺乏細胞因子支持的情況下，輸注細胞缺乏體內持久性是過繼NK細胞治療的主要缺點之一。雖然它可能更安全的，但它也會限制NK細胞免疫治療的效果。外源性細胞因子已被證明能增加過繼性NK細胞的增殖和耐久性；然而，它們也可能導致不希望的副作用，包括抑制性免疫亞群的生長，如Tregs。
TME包括免疫抑制分子、免疫抑制細胞和妨礙免疫細胞功能的不利環境，是CAR-NK細胞治療的主要障礙。研究人員正致力于開發能夠防止某些免疫抑制作用的CAR-NK細胞。例如，通過使用CRISPR/Cas9技術敲除TGF-βR2基因或者阻斷NK細胞上的高親和力A2A腺苷受體。TME導致NK細胞耗竭的另一個重要方法是免疫檢查點分子。為了克服這個問題，基因組編輯被用來消除NK細胞的檢查點成分，以改善其功能。
為使有序方案落到實處，實現治療效果，基因組編輯很有效，可最大限度地滿足社會經濟發展和人民生活的需求
基于慢病毒的轉導系統是細胞內基因修飾和傳遞的最常用的方法之一。然而，由于自然特性，NK細胞對慢病毒具有抗性，這使得基于慢病毒的轉導成為一個挑戰。
在NK細胞“艱難”前行的過程中，國家的政策也在不斷更新。目前同其他細胞治療模式相同，NK細胞療法也是采用“雙軌制”模式。
1、作為藥品申報。按照藥品的申報模式，申請IND，經過I、II、III期臨床試驗，申報NDA，成功作為藥品申報上市，但目前NK細胞治療產品多處在I期，極少數進入到II期，并未有相關產品上市。
2、作為醫療技術管理，由國家衛生健康委員會及其下屬部門進行監管審批，準予在醫療機構實現臨床技術應用。
這兩種方式中，細胞藥物為CDE管轄，主要針對申請臨床試驗的企業方，是以“藥物上市”為目的；而細胞治療技術為衛生部管轄，屬于研究者個人發起(IIT)。
此外，國家對于細胞療法的支持與規定，也進一步促進了細胞治療產品的規范化和產業化的發展。
CDE在2021年2月10日發布了《免疫細胞治療產品臨床試驗技術指導原則（試行）》，2021年12月3日發布了《基因修飾細胞治療產品非臨床研究技術指導原則（試行）》。這兩項技術指導原則，分別對免疫細胞治療產品和基因修飾細胞治療產品的開發做了規范。
圖3：CDE相關指導原則
圖4：CDE相關指導原則
2021年2月，衛健委官網上發布了《對十三屆全國人大三次會議第4371號建議的答復》，答復函中明確提出：“我委一直鼓勵和支持干細胞、免疫細胞等研究、轉化和產業發展。干細胞、免疫細胞等細胞制劑具有明顯的藥品屬性。國家藥品監管部門已經為相關制劑通過藥品審批制定配套政策，審批后可以迅速廣泛應用，既有利于保障醫療質量安全，又有利于產業化、高質量發展。”
2022年1月，工業和信息化部、國家發展和改革委員會等九部門聯合印發《“十四五”醫藥工業發展規劃》。其中規劃明確提出在生物藥方面，“重點發展……多功能抗體、G蛋白偶聯受體(GPCR)抗體、抗體偶聯藥物(ADC)，發展抗體與其它藥物的聯用療法。”和“重點發展針對新靶點、新適應癥的嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)、嵌合抗原受體NK 細胞(CAR-NK)等免疫細胞治療、干細胞治療、基因治療產品和特異性免疫球蛋白等"。
作為一類無需抗原預先致敏即可非特異性殺傷腫瘤細胞的先天淋巴細胞，不少研究者和藥企已躬身入局推進基于NK細胞的創新療法，據Market Research Guru咨詢機構的調研，全球NK細胞療法市場規模2021年達到3.40億美元，預計2028年將增長至10.09億美元，年均復合增長率將達16.8%。
2021年1月28日，Artiva Biotherapeutics 宣布與默沙東簽訂全球獨家合作和許可協議，利用其現貨型同種異體 NK 細胞制造平臺及專有的 CAR-NK 技術，開發針對實體瘤相關抗原的新型 CAR-NK 細胞療法。根據協議條款，合作最初包括兩個 CAR-NK 項目，第三個項目待選。Artiva 將獲得前兩個項目的 3000 萬美元預付款，如果默沙東行使第三個項目的選擇權，Artiva 還將獲得 1500 萬美元的額外付款。Artiva 也有資格獲得每個項目高達 6.12 億美元的開發和商業里程碑付款。
2021年6月17日，吉利德科學子公司 Kite 與 Shoreline 宣布了一項戰略合作，為一系列血液系統惡性腫瘤開發新的同種異體候選產品。合作將首先集中在 CAR-NK 靶點上，根據協議條款，Shoreline 將獲得預付款，并有資格獲得總額超過 23 億美元的額外付款，以及基于實現某些開發和商業里程碑的特許權使用費。
2021年6月9日，百濟神州宣布與 Shoreline 達成合作協議，利用 Shoreline 的 iPSCNK 細胞技術和百濟神州針對不同惡性腫瘤的研究和臨床開發能力，開發并商業化一系列基于 NK 的細胞療法。根據協議條款，Shoreline 將從百濟神州獲得 4500 萬美元的預付現金，并有資格根據某些開發、監管和商業里程碑的成就獲得額外的研發資金、里程碑付款和特許權使用費。
2022年1月，Century 與百時美施貴寶（BMS）達成一項總額超 30 億美元的研究合作和許可協議，以聯合開發和商業化 iPSC 衍生的同種異體細胞療法，計劃用于治療血液系統惡性腫瘤和實體瘤。
雖然有多家國際大型藥企下場NK細胞療法，但目前來說，NK細胞療法依舊處于起步階段，而NK細胞療法還在進行中的臨床試驗，大部分為研究者發起的臨床試驗（IIT）。截止至2022年6月2日，國內申報IND通過臨床默示的NK細胞療法產品僅有1個，針對晚期上皮性卵巢癌。
圖5：NK細胞療法產品申報IND信息
此外，大部分NK細胞產品為研究者發起的臨床試驗（IIT），也只是處于臨床I期、II期階段。
圖6：國內NK細胞療法相關臨床試驗
不僅，在國內，在國外仍有大量正在進行的NK細胞療法的相關臨床試驗，仍多處于I、II期。
圖7：美國NK細胞療法相關臨床試驗
時至今日，提起細胞療法，仍舊會有很多人想起“魏則西事件”。作為曾引起另一樁“事故”的NK細胞療法，也曾一度被國內醫學界“拋棄”與懷疑。但隨著技術的發展和政策的支持，NK細胞療法重回人們視線，但一個醫療事故的發生，除了藥物本身的問題，不規范的治療與灰色產業的出現，才是造成悲劇發生的根源。
雖然目前國內正在逐步將細胞治療規范化，但類似像NK免疫療法這類仍處于前期研究階段的新型療法及藥物，一般不會直接由企業作為新藥去發起申請注冊，而是先從IIT做起。這種模式可以避免資源與資金的浪費，但另一方面，也滋生了一些“灰色產業”。
某些醫療機構會混淆研究與治療的概念，將一些尚處于研究階段的產品和技術張冠李戴，對患者收取費用，而這不僅會使患者花費巨額費用，更因為這種類型藥物，并未得到國家審批，甚至可能未經過安全性的試驗，對人體的傷害更是無法預估。
此外，NK細胞的“分支”CAR-NK 與 CAR-T 類似，是經過體外基因改造后表達 CAR 結構的 NK 細胞。但不同的是，CAR-NK 療法的安全性要更高，并且能夠有效地殺死長期治療后可能改變其表型的殘留腫瘤細胞。
當然相較于 CAR-T 等細胞療法，CAR-NK 具有多重優勢，首先是具有更廣泛的腫瘤殺傷途徑，如執行細胞脫粒、激活凋亡途徑和介導抗體依賴性細胞毒性作用；其次是 CAR-NK 不分泌 IL-1、IL-6 等炎癥型細胞因子，不會誘發細胞因子風暴效應；此外，CAR-NK 對實體瘤治療具有明顯優勢，目前對于 CAR-NK 的研究也主要聚焦在實體瘤領域。
臨床研究表明，在血液瘤和實體瘤的治療上，CAR-NK均有望實現新突破，但仍面臨著一些挑戰，例如擴增倍數比較低、細胞來源困難、細胞毒力不高等包括細胞增殖的改善以及尋找重建 NK 細胞的最佳方法等。不可否認，CAR-NK 極有可能在未來實現CAR結構療法的新突破。但是目前 CAR-NK 仍有存活時間短、殺傷效果不足等多重問題，此外 CAR-NK 領域內的臨床試驗大多聚集在臨床 I/II 期，需要更多的臨床療效結果來驗證 CAR-NK 的有效性。
作為一種獨特的天然免疫中的抗腫瘤、抗感染效應細胞，NK細胞療法目前主要是處在一期或者二期臨床試驗階段，隨著NK細胞純化技術以及擴增技術的不斷改進，國家監管力度的不斷加強，相信NK細胞療法會逐漸走向“正軌”，為更多患者帶來新的希望。
參考文獻：
[1]Song-Yang Wu , Tong Fu , Yi-Zhou Jiang .《Molecular Cancer》.2020 .Natural killer cells in cancer biology and therapy
[2]王志華.NK細胞抗腫瘤臨床轉化研究進展. 中國腫瘤生物治療雜志.DOI:10.3872/j.issn.1007-385X.2016.03.023
[3]CAR-NK Cells: From Natural Basis to Design for Kill. Front Immunol. 2021; 12: 707542.
[4]//mp.weixin.qq.com/s/LD4d-LAH8cNxgiOPTitJ1w
[5]NK細胞療法的生物機制、臨床進展和展望
[6]《免疫細胞治療產品臨床試驗技術指導原則（試行）》
[7]《基因修飾細胞治療產品非臨床研究技術指導原則（試行）》
[8《對十三屆全國人大三次會議第4371號建議的答復》
[9]《“十四五”醫藥工業發展規劃》
想了解更多，請關注夸克醫藥微信公眾號
地址：北京豐臺區麗澤商務區平安幸福中心
