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长征医院、上海免疫学研究所、原能细胞共同发布自体NK细胞输注影响衰老的研究数据

2022-10-27 13:06 • 行业动态 • 阅读 64339

在抗衰领域，大多人的关注焦点可能倾向于干细胞的应用。事实上，因免疫系统失衡造成的器官、功能老化加速，才是衰老这个恶性循环中最关键的一环，也是科学家们对延缓衰老，甚至阻断衰老进程的探索中一个重要研究方向。

长征医院、上海免疫学研究所、原能细胞三家机构近期在《Frontiers in Immunology》杂志上共同发布了关于自体NK细胞输注对年龄相关免疫特征表征影响的研究数据，进一步佐证了通过自体NK细胞延缓衰老这一方法的可行性和有效性。

衰老的特征是生理功能的逐渐丧失，是世界上几种最常见疾病的风险因素。根据世界卫生组织的数据，到2050年，中国、美国和几个欧洲国家的60岁及以上人口将有超过30%，并且包括癌症、2型糖尿病、神经退行性疾病和心血管疾病的发病率将随着年龄的增长而增加。

通常，衰老与免疫系统功能的逐渐下降有关，其中自然杀伤细胞（NK）和T细胞分别是先天性免疫和适应性免疫的关键成分。NK细胞，其特征在于表达CD16和CD56，作为抵御病毒感染和癌细胞的第一道防线发挥关键作用。

然而，NK细胞相关活性随着年龄的增长而下降，导致发生病毒感染和严重程度的风险增加。抗原反复刺激引起T细胞衰老和衰竭的发生而引起T细胞介导免疫反应受损，往往与老年人对于感染的易感性增加、疫苗接种的有效性降低，以及包括癌症在内的疾病发病率上升有关。

研究表明，NK细胞在识别并清除组织中老化的细胞起重要作用。那么它们是否可以识别并清除外周中衰老或衰竭的T细胞目前仍然未知。

长征医院、上海免疫学研究所、原能细胞联合开展的这项研究通过将NK细胞在体外扩增后再静脉回输给受试者来分别考察自体NK细胞输注的安全性、及其改善外周T细胞衰老和衰竭指标的有效性。

研究人员入组37例符合条件的中年健康受试者，其中32例静脉注射NK细胞，5例静脉注射生理盐水。使用流式细胞术检测输注后4周内外周血衰老和衰竭T细胞比例的变化，以及血清中衰老相关分泌表型相关因子(SASP)的水平。体外共培养实验研究了NK细胞介导对衰老或衰竭T细胞的细胞毒活性。最后对NK细胞扩增前后的功能和表型变化进行了表征。

自体NK细胞输注的安全性

研究人员在细胞输注后1个月，对受试者进行了常规血液检查，血液学检查以及尿液和病毒学检查。根据ALT，AST，尿素和肌酐的正常血清水平，未观察到肝毒性和肾毒性。此外，未观察到异常的C反应蛋白（CRP），抗甲状腺球蛋白抗体（TGAb）和抗甲状腺过氧化物酶自身抗体（TPOAb）活性，表明未发生免疫应答和自身免疫效应。此外，1个月后没有观察到甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）的血浆水平升高，这有力证实了自体NK细胞输注在致瘤性方面是安全的。

NK细胞输注后衰老T细胞减少

目前相关领域的大量研究结果已证明，衰老细胞的积累加速了与衰老相关的疾病。而p16阳性细胞的清除延缓了这种现象。NK细胞在先天免疫中起重要作用，用于清除衰老细胞和防御癌症。其中，CD8⁺T细胞是主要的肿瘤杀伤细胞群。CD8⁺细胞毒性T细胞可以通过表达FasL和分泌颗粒酶B和IFN-γ来抑制肿瘤生长。然而，衰老T细胞的积累会损害T细胞介导的反应。

研究结果显示，NK细胞输注后1周和4周，表现为CD28^-、KLRG1⁺的CD4⁺ T细胞和CD8⁺ T细胞显著减少。这代表T细胞衰老指标显著得到改善。

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NK细胞输注后1周和4周，流式细胞术分析得到的CD28^-、KLRG1⁺的CD4⁺ T细胞和CD8⁺T细胞的百分比

图1 细胞输注后，衰老T细胞减少

NK细胞输注后衰竭T细胞减少

在慢性感染和癌症期间，记忆T细胞随着持续的抗原暴露和炎症而分化。据报道，在人体中T细胞衰竭发生在病毒感染期间，如HIV和丙型肝炎病毒（HCV），和癌症发展。重要的是，衰竭T细胞的特征是PD-1、TIM-3、CTLA-4的表达升高，以及它们相关信号通路的激活。近期，抗PD-1/PD-L1抗体在癌症免疫治疗中的成功应用证明了针对T细胞衰竭治疗的重要性和有效性。

研究结果表明，NK细胞输注可以通过缓解T细胞的衰竭状态来改善T细胞的功能。

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在NK细胞输注后1周和4周，流式细胞术分析得到的PD-1和TIM-3 T细胞的百分比

图2 NK细胞输注后，衰竭T细胞减少

NK细胞输注后关键SASP相关因子减少

衰老细胞随着年龄的增长而积累并导致 SASP 相关因子的释放，包括促炎细胞因子（IL-1α、IL-17 和 IL-6）、趋化因子（IL-8）和蛋白酶（MMP-1、MMP-1α 和 MMP-1β）。这些SASP相关因素在与衰老相关的炎症，疾病和发病率中起着关键作用。

研究结果表明，NK细胞输注显著降低了包括IL-6、IL-8、IL-1α、IL-17、MIP-1α、MMP-1β以及MMP1在内的SASP相关因子，进一步提示NK细胞输注能够有效改善衰老指标。

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图3 关键衰老相关分泌表型（SASP）成分在NK细胞输注后减少

进一步的共培养试验结果表明，NK细胞能够特异性地识别并杀伤衰老T细胞，而对于CD28+CD4+ T细胞并没有影响。重要的是，在与肿瘤细胞K562细胞进行共培养时，体外扩增后NK细胞能够分泌更多的穿孔素而具有更优的细胞毒性。

细胞类型影响NK细胞输注诱导的效果

为了探索使用冷冻保存后复苏的NK细胞输注是否会对诱导效果产生影响，研究人员为32名参与者中的14名志愿者输注冷冻保存后复苏的PBMC扩增的NK细胞，18名志愿者输注新鲜PBMCs扩增的NK细胞。

结果表明，冻存PBMC或新鲜PBMC扩增NK有类似改善T细胞衰竭和衰老的效果。

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在NK细胞输注后1周和4周，流式细胞仪分析得到的新鲜组和冷冻组PD-1⁺,CD28^-，CD57⁺T细胞百分比

图4 细胞类型影响NK细胞输注的效果

有充分证据表明，免疫系统随着年龄的增长而逐渐下降和恶化，这反过来又导致感染的发生率和严重程度增加，对疫苗的反应受损，并加速癌症的发展。因此，制定有效的措施消除或至少减轻免疫功能障碍现象，可能在理论上和实践中恢复或提高免疫系统的保护功能。

长征医院、上海免疫学研究所、原能细胞共同发布的这项研究结果，首次从数据层面证实了自体NK细胞输注是显著缓解T细胞衰老、衰竭，抑制关键成分SASP的有效方法。至少对于免疫系统来说，衰老可以通过自体NK细胞的转移来操纵向更年轻的方向发展。进一步的研究应集中在自体NK细胞影响T细胞衰老和衰竭的分子机制上。此外，进一步研究这些衰老和衰竭的T细胞群，它们的起源，以及它们在免疫病理学条件下的功能将极大地促进NK免疫疗法的临床应用。

注：《Frontiers in Immunology》于2010年在瑞士创刊，是国际免疫学会联合会的官方期刊。

临床试验注册:ClinicalTrials.gov,
ChiCTR-OOh-17011878。本研究获得长征医院伦理委员会批准。

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