Blood重磅｜CAR-NK再度出世，竟比CAR-T细胞免疫疗法更有效？

导读：自然杀伤细胞（Natural killer cell，NK细胞）是机体重要的免疫效应细胞。在被IL-12、IL-15和IL-18激活后，NK细胞可分化为细胞因子诱导的记忆性（Cytokine-induced memory-like，ML）NK细胞，同时也将表现出更强的抗肿瘤活性。在该研究中，研究人员将CAR基因工程与NK细胞协同结合，从而增加了NK细胞对耐药白血病/淋巴瘤的反应，同时结果表明，CAR-ML NK细胞治疗可能比CAR-T细胞更安全！

目前的肿瘤免疫疗法，如免疫阻断剂疗法（Anti PD-1、PD-L1）、细胞免疫疗法多数聚焦于，激活患者自身的免疫系统（T细胞活性）以攻击肿瘤细胞。然而，并非所有的癌症患者都对这类免疫治疗存在应答，因此，多年来科学家一直在寻找可提高免疫治疗有效性的、新的肿瘤免疫治疗策略。

图1: https://doi.org/10.1182/blood.2020006619

2020年7月2日，Blood杂志发在线发表的一篇新研究“CAR-modified memory-like NK cells exhibit potent responses to NK-resistant lymphomas”，来自华盛顿大学医学院的研究团队将免疫疗法的两种策略CAR（嵌合抗原受体）工程化和ML NK细胞组合成为一种新疗法，即CAR-ML NK细胞疗法。在治疗诸如白血病等血液癌方面，人体细胞和小鼠的研究结果显示这一疗法比单独使用CAR或记忆样NK细胞都更为有效，而且这种新疗法可能比CAR-T疗法更加安全[1]。

CAR-NK细胞疗法有许多优势

首先与CAR-T细胞不同，CAR-NK细胞保留了通过其天然受体识别和靶向肿瘤细胞的内在能力，从而通过CAR靶向治疗时，肿瘤细胞能够逃脱杀伤的可能性降低。

其次，CAR-NK细胞疗法，在多个临床试验中，均显示数天至数周内不会发生免疫排斥反应。因此，与许多CAR-T细胞疗法的临床试验相比，CAR-NK细胞疗法均未表现出类似的安全问题，例如不存在细胞因子释放综合征的困扰。

最后，NK细胞不需要严格的HLA匹配，因此不会引起移植物抗宿主病，这是CAR-NK细胞疗法的巨大优势，同时也是CAR-T细胞免疫治疗的重大风险。

图2: CAR-NK制作流程[2]

新型治疗策略：CAR-ML NK细胞或可用于治疗实体瘤

在这项研究中，研究人员将CAR基因工程修饰赋予ML NK细胞，最终产生的免疫疗法结合了CAR和NK的优势。并且，研究发现，CAR-ML NK细胞疗法发生毒副作用反应（如细胞因子风暴、神经毒性等）的可能性更小，由此认为CAR-ML NK细胞疗法的安全性更佳。

该文通讯作者Todd A. Fehniger博士说：“免疫疗法在癌症治疗方面显示出巨大的希望，但我们需要更有效、更安全的免疫疗法。在利用NK细胞为白血病患者所开发的治疗策略的基础上，我们建立了这种结合方法。这一组合可以使NK细胞攻击癌细胞的能力增强，同时也可以使用CAR细胞疗法的基因工程方法将NK细胞导向通常被其忽略的肿瘤靶点，这从根本上改变了NK细胞可治疗的癌症类型，包括其它血液癌以及一些实体瘤。”

ML NK细胞源自患者自体NK细胞

ML NK细胞抗肿瘤活性的发现，源自该团队先前的研究。Fehniger团队收集了患者自身的NK细胞，使用特定的细胞因子诱导其分化，发现分化后NK细胞可主动攻击肿瘤。然后研究人员将这些处理后的NK细胞注射回患者体内进行治疗。结果显示这种诱导可使NK细胞在抗肿瘤时形成记忆，当这些细胞回输回人体时，将更有效地靶向肿瘤细胞，因此研究人员将这种细胞称为记忆样（ML）NK细胞。

在Barnes-Jewish医院进行的小型临床试验中，ML NK细胞能够使某些白血病患者达到持续缓解，然而并不是每个人都有效，仍有一些肿瘤细胞逃避了ML NK细胞的杀伤。之后，研究人员使用基因工程技术定制了CAR-ML NK细胞，赋予ML NK细胞识别肿瘤细胞的能力。

在动物实验中，使用这种CAR-记忆样（CAR-ML）NK细胞治疗白血病小鼠比单独使用记忆样NK细胞更有效，经过治疗的小鼠的存活期更长。此外，给予相对剂量更低的CAR-ML NK细胞治疗，仍然存在可喜的疗效。

图3: CD19 CAR-ML NK细胞治疗白血病小鼠

CAR-ML NK细胞的应用前景

该文的共同通讯作者Melissa Berrien-Elliott博士认为，异种异体来源的NK细胞可以在重症免疫缺陷小鼠中扩增，以达到有效的抗肿瘤活性，这本身就是一个很大的突破，打破了传统CAR-NK在体内无法达到有效扩增倍数这一瓶颈。同时，较小的剂量的CAR-ML NK细胞就能有效地控制肿瘤的生长，这或许能使CAR-ML NK细胞更快向临床应用转化。

另一方面，由于CAR-NK细胞免疫疗法极少产生严重的毒性反应，因此，鉴于CAR-ML NK细胞的强有力抗肿瘤活性，可在癌症早期即应用CAR-ML NK细胞免疫疗法。尽管，也有其他研究团队已开发出了CAR-NK细胞，但这些NK细胞多数来源自来自NK-92细胞或由干细胞诱导合成，而不是来自成年供体或患者本身的NK细胞，这也是与本项研究中所展示疗法的最大区别与优势所在。

作者寄语

“其他将干细胞人工分化为类似NK细胞的细胞疗法，无法保证这些分化后的细胞具有成熟NK细胞的所有特性。而我们的方案使用的就是成熟的NK细胞，研究已经证明成熟的NK细胞，对某些类型的癌症患者（特别是白血病患者）有效，诱导的记忆特性增加了这些细胞对多种癌症的持久性和有效性，”Fehniger博士说道，“在接下来的几年中，我们希望能够将CAR-ML NK细胞的培养过程模式化，以生产出足够量的细胞用于临床试验，同时也将致力于探讨，CAR-ML NK细胞在不同类型的人血液肿瘤的有效性。”

图4：Fehniger团队

资讯来源：

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200723143649.htm

参考文献：

1. Gang, M., et al., CAR-modified memory-like NK cells exhibit potent responses to NK-resistant lymphomas. Blood, 2020.

2. Pfefferle, A. and N.D. Huntington, You Have Got a Fast CAR: Chimeric Antigen Receptor NK Cells in Cancer Therapy. Cancers (Basel), 2020. 12(3).