新型冠狀病毒肺炎在各地快速蔓延,對人體最大的危害是攻擊人的免疫系統(tǒng),導致淋巴細胞下降,肺功能受損,危重病人甚至因為呼吸衰竭而死。同時也有很多病人因為免疫力下降,導致并發(fā)癥,多器官衰竭而亡。目前無特效藥可治愈新冠肺炎,在多方開發(fā)新藥、新疫苗或臨床試驗老藥新用的同時,開展NK細胞治療提升患者免疫力是目前極為可行的治療和預防策略。
NK細胞治療有別于藥物或疫苗等傳統(tǒng)治療方法,主要是利用NK細胞的天然免疫殺傷能力,調(diào)動免疫系統(tǒng)主動殺傷侵入病毒及其感染的細胞,形成機體抵抗危險感染的首道防線。在早期一些研究中,NK細胞療法即顯示了抗病毒的有效潛力。而現(xiàn)今疫情緊急, 已有多項NK細胞治療臨床試驗項目同時開展。
1. 美國Celularity和Sorrento Therapeutics制藥公司:“應用CYNK-001治療和預防新型冠狀病毒的臨床試驗”;CYNK-001是一種臍帶血來源的NK細胞產(chǎn)品,目前正進行臨床試驗NK細胞異體移植治療急性骨髓性白血病與多發(fā)性骨髓瘤。
2. 河南省新鄉(xiāng)醫(yī)學院朱武凌教授: “臍帶血NK細胞治療冠狀病毒感染重癥患者的臨床研究(201100311100)”;針對應急救治新型冠狀病毒感染發(fā)病的患者和高危人群感染開展臨床研究。
3. 廣東省臍帶血造血干細胞庫: “臍血NK細胞聯(lián)合臍血間充質(zhì)干細胞用于治療新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的臨床研究 (ChiCTR2000029817) ”;評估聯(lián)合臍血分離出的NK細胞與間充質(zhì)干細胞治療新冠肺炎的安全性與有效性。
自然殺傷細胞(natural killer cell,NK細胞),是除T細胞、B細胞之外的第三大類淋巴細胞,屬于我們?nèi)梭w免疫第一道防線;不僅與抗腫瘤、抗病毒感染和免疫調(diào)解有關,甚至參與超敏反應和自身免疫性疾病的發(fā)生。
NK細胞有助于對病毒的早期免疫反應;不遞呈抗原,但通過促炎細胞因子受體和生殖系編碼激活受體感知環(huán)境中的危險/病原體信號。在與同源病毒配體結合后,這些受體參與了特定NK細胞亞群的特異性激活和群體擴張,部分地也再現(xiàn)了適應性淋巴細胞的某些特征。NK細胞的活化狀態(tài),執(zhí)行細胞的脫粒、細胞因子釋放和細胞殺傷功能均是抑制信號和活化信號綜合的結果。
在病毒感染期間,NK細胞使用各種策略來感知炎癥信號。
a. 細胞因子IFN-α、IL-12、IL-15和IL-182在感染后早期大量表現(xiàn),同時經(jīng)由促炎細胞因子受體激活NK細胞與促使IFN-γ持續(xù)表現(xiàn),介導抗病毒保護作用。
b. NK 細胞的一重要特性 “抗體依賴性細胞毒性 (antibody-dependent cellular cytotoxicity, ADCC)” :經(jīng)由受體FcγRIII(CD16)結合被抗體包被的靶細胞(病毒感染細胞),從而激活NK細胞毒殺被感染細胞。通過這種識別模式,NK細胞對幾乎所有病毒感染細胞都具有特異性。研究報告也指出特異性NK細胞亞群對流感病毒、單純皰疹病毒1型(HSV-1) 和巨大病毒(CMV) 起到抗體依賴性細胞毒殺作用。
c. 當機體感染病毒時,NK細胞表達多種激活受體,如NKG2D、DNAM-1、NKp46和NKp3024。當NK細胞激活受體NKG2D的表達開始上調(diào),可廣泛監(jiān)測應激細胞,使得NK細胞能夠?qū)iT清除有害或不健康的宿主細胞。
d. 通過識別病毒顆粒片段或與病毒配體結合,激活特異性NK細胞受體,如KIRs與 NKG2C。如丙型肝炎病毒(HCV)NS3螺旋酶勝肽片段可激活NK細胞KIR2DS2受體。
NK細胞辨認病毒感染模式
Adapted from Natural killer cell specificity for viral infections. Hammer Q et al. Nat Immunol. (2018)
NK細胞作為重要的抗病毒細胞,之前研究表明NK細胞參與CMV、HSV、HCV、HIV病毒感染的免疫反應,甚至近期對人體危害大的SARS、ZIKA、登革熱病毒都可發(fā)現(xiàn)NK細胞起到抗病毒作用。利用NK細胞免疫療法可在免疫防御和免疫監(jiān)控下,識別被感染的細胞,能快速分泌顆粒酶和穿孔素裂解細胞,并分泌促進炎癥因子引起更廣發(fā)的免疫應答,幫助患者改善機體平衡,達到快速有效抗病毒的效果。
為了遏止新冠肺炎疫情及獲得有效治療法,目前在中國臨床試驗注冊中心(Chinese Clinical Trial Registry, ChiCTR)登記的臨床試驗高達116項;其中使用臍帶血分離免疫細胞或間充質(zhì)干細胞治療新冠肺炎的臨床研究就有以下五項:
以往臍帶血被當做醫(yī)療廢棄物;自1988年法國施行第一例臍血造血干細胞移植后,臍帶血逐漸成為以造血干細胞進行骨髓重建的來源之一。此外,也可自臍帶血分離單個核細胞、間充質(zhì)干細胞與NK細胞應用于再生醫(yī)學與免疫治療中。
在不同NK細胞來源中,臍帶血使用安全、便利。即使長期冷凍保存也不會影響分離出的NK細胞擴增能力與免疫功能。且臍帶血來源的NK細胞更加年輕,增殖能力更強,靶向殺傷癌細胞的效率也更高,收集和冷凍保存更加便捷。目前有多項臨床研究與試驗正進行中,如加拿大McMaster University用于乳腺癌治療,美國UCSF用于多發(fā)性骨髓瘤臨床試驗。美國MD Anderson癌癥中心甚至利用臍帶血開展CAR-NK臨床研究。NK細胞用途強大,治療前景可期。
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