NK细胞在白血病治疗中的应用

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室

在我国,随着癌症发病率和病死率的增加,癌症已成为国人死亡的主要原因。

世界卫生组织(WHO)统计,2020年中国新发癌症病例456.87万例,其中男性247.59万例,女性209.28万例;2020年中国癌症死亡病例300.28万例,其中男性182.00万例,女性118.28万例。

2020年中国癌症新发病例和死亡病例约占该年全球癌症发病和死亡总数的23.7%和30.2%,均高于该年中国人口占全球人口总数的比例(18.6%)。

2020年中国新发病例和死亡人数均为全球第一,中国已经成为了名副其实的“癌症大国”。

长期以来,肿瘤的免疫治疗备受人们关注,肿瘤免疫治疗的核心是激活人体免疫系统,依靠自身免疫功能的抗癌疗法,而其中自然杀伤(natural killer,NK)细胞的扩增作为免疫治疗手段,也开始受到人们的重视。NK细胞是机体抗肿瘤和抗感染的第一道防线,不需特异抗原的刺激,在免疫治疗领域有较好的前景。

NK细胞作为淋巴细胞家族的重要成员,其在体内的衰减程度与肿瘤的恶性进展密切相关。

由于NK细胞对异常细胞的杀伤能力不需要任何抗原的刺激,并且不受HLA分子的限制,因此在肿瘤免疫治疗领域显示出强大的活力与优势。

NK细胞通过启动“自我缺失识别”和“应激诱导识别”功能,依赖颗粒释放、 ADcc效应以及启动凋亡信号发挥抗肿瘤作用。

肿瘤的发生、发展与机体免疫功能的失调密切相关,肿瘤免疫治疗因其卓越的疗效已逐渐成为继手术、放疗和化疗后的第四类肿瘤治疗方法。NK细胞是一群大颗粒淋巴细胞,在抗肿瘤免疫中发挥重要作用。

NK细胞在白血病治疗中的应用

白血病(Leukemia),亦称作血癌,是一种造血系统的恶性肿瘤。病源是由于细胞内脱氧核糖核酸的变异形成的骨髓中造血组织的不正常工作。骨髓中的干细胞每天可以制造成千上万的红血球和白细胞。

白血病病人过分生产不成熟的白细胞,妨害骨髓的其他工作,这使得骨髓生产其它血细胞的功能降低。白血病可以扩散到淋巴结、脾、肝、中枢神经系统和其它器官。白血病居年轻人恶性疾病中的首位。

2022年9月24日,《柳叶刀》在线发表的一项研究揭示了中国儿童(0-14岁)和青少年(15-19岁)的患癌情况。  

研究表明,2018年1月至2020年12月,中国共有约121145名儿童和青少年被诊断出癌症。白血病是最常见的癌症,在1-4岁儿童中占到了所有确诊病例的近30%。

1.小儿白血病

德国法兰克福大学的科研团队在Blood Cells Mol Dis. 发表的题为IL-2 activated NK cell immunotherapy of three children after haploidentical stem cell transplantation(下图)的研究指出,将IL-2刺激的高浓缩半相合NK细胞输注入小儿白血病患者体内,共3例,结果无移植物抗宿主反应且NK细胞治疗后耐受性良好,所有患者1个月内达到完全缓解。

NK细胞在白血病治疗中的应用

该研究指出,自然杀伤(NK)细胞被认为在HLA错配的造血移植(H-SCT)中是有益的。因此,研究人员开发了一个高度富集和IL-2刺激的NK细胞的临床使用扩增方案。

通过两步T细胞耗竭和最后的CD56富集程序对未受刺激的白血球进行纯化,可获得平均纯度为95%的CD56(+)CD3-NK细胞,T细胞耗竭率为4-5log。

到目前为止,有三名多次复发的急性淋巴细胞白血病(ALL)或急性骨髓性白血病(AML)的小儿患者在H-SCT后接受了反复输血治疗。

所有三个病例都显示出定向杀伤性免疫球蛋白样受体(KIR)的错配。虽然所有患者在移植时都显示出细胞群持续存在,但他们在H-SCT后1个月内达到完全缓解和完全的供体嵌合。

这项初步试验显示了符合良好生产规范(GMP)的NK细胞分离和扩增在临床应用中的可行性。

2.急性髓细胞白血病(AML)

美国明尼苏达大学癌症中心医学和儿童血液肿瘤科在国际科技期刊Blood.上发表了题为Successful adoptive transfer and in vivo expansion of human haploidentical NK cells in patients with cancer(癌症患者中人单倍体NK细胞的成功采纳转移和体内扩增)的临床试验报告。

该临床研究进行了半相合NK细胞过继治疗急性髓性白血病(acute myelogenous leukemia,AML)患者的临床试验,包括儿童AML患者和老年AML患者,其中5例预后差的AML患者,达到了完全缓解。

NK细胞在白血病治疗中的应用

 

该研究结果显示,在预后不良的急性骨髓性白血病(AML)患者中测试了更高强度的高剂量环磷酰胺和氟达拉宾(Hi-Cy/Flu)的住院治疗方案。

所有患者在输液后都接受了皮下注射白细胞介素2(IL-2)。接受较低强度方案的患者显示出短暂的持续性,但没有供体细胞的体内扩增。

相反,在强度较高的Hi-Cy/Flu后输液,导致内源性IL-15明显上升,供体NK细胞扩增,并诱导19名预后不佳的AML患者中的5名完全血液学缓解。

这些发现表明,单倍体NK细胞可以在体内持续存在和扩增,并可能在单独使用或作为HCT的辅助治疗某些恶性肿瘤方面发挥作用。

3.老年急性髓性白血病

意大利博洛尼亚大学血液学研究所的研究团队在在国际科技期刊Blood.上发表了题为Successful transfer of alloreactive haploidentical KIR ligand-mismatched natural killer cells after infusion in elderly high risk acute myeloid leukemia patients(老年高危急性骨髓性白血病患者输液后成功转移同种异体KIR配体错配的自然杀伤细胞)的临床研究报告,报道了老年高危急性骨髓性白血病患者的临床研究,其中3例患者完全缓解,且分别在第32、34和18个月处于无病期。

NK细胞在白血病治疗中的应用

该报告指出,13名急性骨髓性白血病患者,5名活动性疾病,2名分子复发,6名形态学完全缓解(CR;中位年龄,62岁;范围,53-73岁),在氟达拉滨/环磷酰胺免疫抑制化疗后,接受来自单倍体杀伤性免疫球蛋白样受体-配体不匹配供体的高度纯化的CD56(+)CD3(-)自然杀伤(NK)细胞,然后用IL-2。

输注的NK细胞的中位数为2.74×10^6/Kg。T细胞

输液后,所有可评估的患者的外周血中都发现了供体NK细胞(第10天达到峰值)。在某些情况下,它们也能在BM中被检测到。捐赠者与接受者之间的同种异体NK细胞在体内通过检测捐赠者衍生的NK克隆杀死接受者的目标来显示。

移植的NK细胞对接受者的细胞(包括白血病)有异样反应。总之,输注纯化的NK细胞对高危急性骨髓性白血病的老年患者是可行的。这项试验在www.clinicaltrial.gov注册为NCT00799799。

4.高危急性髓性白血病

德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究团队在学术期刊Biol Blood Marrow Transplant.上发表了题为Haploidentical Natural Killer Cells Infused before Allogeneic Stem Cell Transplantation for Myeloid Malignancies: A Phase I Trial(异体干细胞移植前输注单倍体自然杀伤细胞治疗骨髓性恶性肿瘤试验)的临床试验报告。

该报告指出,对21例高危急性髓性白血病、骨髓异常综合征、难治性慢性粒细胞性白血病患者进行半相合NK细胞过继治疗,中位无复发、无移植物抗宿主反应,三者无复发生存时间分别为102、233和89 d;12例患者存活,5例死于移植相关并发症,4例死于复发。

NK细胞在白血病治疗中的应用

这项试验表明,第三方NK细胞输注与HLA兼容的异体移植相结合,缺乏主要毒性。

输注单倍体异体活性NK细胞的耐受性良好,不会干扰移植或增加异体造血移植后的GVHD比率。

在5名疾病复发的高风险患者中出现了持久的完全缓解。这种方法正在进一步发展,进行I/II期试验,用体内扩增的NK细胞来增加NK细胞的剂量,目的是减少复发和改善AML/MDS的异体造血移植的结果。

总之,NK细胞作为淋巴细胞家族的重要成员,其在体内的衰减程度与肿瘤的恶性进展密切相关。由于NK细胞对异常细胞的杀伤能力不需要任何抗原的刺激,并且不受HLA分子的限制,因此在肿瘤免疫治疗领域显示出强大的活力与优势

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