在人体这座精妙绝伦的“细胞王国”中，免疫系统时刻守护着机体的健康。正如NK细胞的发现者之一罗尔夫·基斯林所说：“免疫系统的智慧远超我们的设计。”。在这支庞大的免疫防御部队里，自然杀伤细胞（Natural Killer Cell，简称NK细胞）无需复杂的指令，就能迅速识别并歼灭“叛变”的癌细胞以及入侵的病毒，构成了机体抵御突发威胁的第一道坚实防线。
NK细胞疗法作为近年来备受瞩目的免疫治疗手段，为攻克癌症带来了新的希望。但它如何突破实体瘤复杂的免疫抑制微环境？科研人员又怎样通过先进技术将其改造成无抗癌“超级战士”？带着这些疑问，让我们一同深入探索NK细胞疗法的奥秘。
上世纪70年代，科学家们在探索免疫系统的过程中，首次发现了NK细胞的踪迹。当时，研究人员注意到，在人体的免疫细胞大军里，存在一类特殊的淋巴细胞，它们无需像T细胞那样，经过漫长而复杂的抗原致敏过程，就能对某些肿瘤细胞和被病毒感染的细胞发动攻击，展现出强大的杀伤能力。
1975年，美国国立癌症研究所的罗尔夫·基斯林（Rolf Kiessling）、埃贡·克莱因（Egon Klein）和休·普罗沃斯特（Hugh Pross）等科学家在研究小鼠淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤作用时，首次明确描述了NK细胞的活性。他们发现，即使小鼠未曾接触过特定的肿瘤抗原，其体内的某些淋巴细胞仍能对某些肿瘤细胞系产生细胞毒性，这种无需预先致敏的杀伤活性正是NK细胞的独特标志。随后，在1982年，科学家成功从人外周血中分离出NK细胞，并对其表面标志物进行了鉴定，这使得人们对NK细胞的认识从模糊走向清晰。
1983 年，人类NK细胞功能不同的亚群首次被鉴定出来。不久之后，人们认识到未成熟和成熟的人类 NK 细胞均表达 CD56（NCAM1），并且外周血中 NK 细胞的主要亚群可通过表型 CD56brigt、CD16−和 CD56dim、CD16+来区分，这些不同表型在细胞溶解活性和细胞因子产生方面存在差异 。
在健康个体的外周血中，通过单细胞转录组分析还辨别出三种主要的 NK 细胞亚群 ——NK1、NK2 和 NK3 。比伦（Biron）及其同事发现了第一例完全缺乏 NK 细胞，但拥有 B 和 T 淋巴细胞并能产生抗体的人，而这名患者患有严重的疱疹病毒感染，这一发现为研究 NK 细胞识别疱疹病毒的机制指明了方向。在小鼠 6 号染色体上，一组包括 Ly49（Klra）和 NKR-P1（Klrb1）的基因被发现，它们被称为 “NK 细胞基因复合体”（NKC） 。令人惊讶的是，研究还发现人类 NK 细胞表达 CD3ζ，而 CD3ζ 是 T 细胞中 T 细胞受体复合物的关键组成部分 。此外，莫雷塔（Moretta）团队发现了 “天然细胞毒性受体”—NKp30（NCR3）、NKp44（NCR2）和 NKp46（NCR1），并证实它们参与 NK 细胞对肿瘤的识别 。
随着研究的不断深入，科学家们逐渐揭示了NK细胞的杀伤机制。NK细胞表面存在着多种受体，犹如精密的“识别雷达”，可分为激活性受体和抑制性受体。正常情况下，机体细胞表面会表达主要组织相容性复合体I类分子（MHC-I），NK细胞的抑制性受体能够识别并结合这些MHC-I分子，从而传递抑制信号，避免NK细胞对自身正常细胞发动攻击。然而，当细胞发生癌变或被病毒感染时，其表面的MHC-I分子表达往往会减少或缺失，同时还可能表达出一些应激相关的配体分子。此时，NK细胞的激活性受体便会识别这些异常信号，迅速启动杀伤程序。NK细胞会通过释放穿孔素和颗粒酶等毒性物质，在靶细胞表面打孔并注入酶类，诱导靶细胞凋亡；也可以通过表达FasL等死亡受体，与靶细胞表面的相应受体结合，触发靶细胞的程序性死亡；此外，NK细胞还能分泌多种细胞因子，如干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等，调节和激活其他免疫细胞，共同投入战斗。
从最初的偶然发现到逐渐明晰其工作原理，NK细胞一步步成为科研人员手中精准打击癌细胞的有力武器。
自NK细胞被发现后，科研人员就开始探索将其应用于临床治疗的可能性，NK细胞疗法的发展经历了多个重要阶段。
（1990-2010年）：自体NK输注
在NK细胞疗法发展的早期，科研人员首先尝试的是自体NK细胞输注，即从患者自身血液中分离出NK细胞，在体外进行扩增和激活后，再回输到患者体内，期望这些经过“强化训练”的NK细胞能够更有效地识别和杀伤癌细胞。这一时期的临床试验主要集中在血液系统肿瘤和部分实体瘤的治疗上。
在血液系统肿瘤方面，如急性髓系白血病（AML），部分临床试验取得了一定成效，客观缓解率约达到30%。然而，在实体瘤治疗中，自体NK细胞输注的疗效却不尽如人意。肿瘤微环境成为了NK细胞发挥作用的巨大阻碍，肿瘤细胞会分泌多种免疫抑制因子，改变肿瘤微环境的理化性质，使得NK细胞的活性受到抑制，难以有效发挥杀伤功能。此外，NK细胞在患者体内的存活周期较短，通常小于2周，这也限制了其持续抗肿瘤的效果。这些早期探索为后续NK细胞疗法的改进提供了宝贵经验，让科研人员认识到优化NK细胞功能和克服肿瘤微环境抑制的重要性。
（2010年后）：异体NK与CAR-NK
随着技术的不断进步，2010 年后，NK 细胞疗法迎来了新的突破。异体 NK 细胞疗法的出现为解决自体 NK 细胞的局限性提供了新思路。异体 NK 细胞来源于健康供体，相比自体 NK 细胞，它们具有更强的活性和增殖能力，并且在一定程度上能够避免患者自身免疫系统功能低下对 NK 细胞质量的影响。
一些公司在异体NK 细胞疗法的研发上取得了显著进展。例如，Wugen 公司开发的 WU-NK-101，是一种针对 AML 的 “记忆型 NK 细胞” 疗法。2023 年 8 月 15 日，Wugen 公司宣布，在研同种异体细胞疗法 WU-NK-101 在治疗复发或难治性急性髓系白血病（AML）患者的首个人体临床试验中完成第一例患者给药 。该公司同时宣布美国 FDA 已授予 WU-NK-101 用于治疗 AML 的孤儿药资格。截止目前，WU-NK-101 的研究已经在多种肿瘤模型中显示出令人满意的体内活性，保留了在肿瘤微环境中的抗癌活性，对免疫抑制的抵抗力，以及与检查点抑制剂联用后的增强活性。
另一家公司Celularity 开发的 CYNK-101，是一种靶向人表皮生长因子受体（HER2）的脐带血 NK 细胞疗法。2022 年 7 月 27 日，Celularity 生物技术公司宣布，其研发的 NK 细胞疗法 CYNK-101 的 1/2a 期临床试验已经完成了首例患者给药，该试验针对晚期 HER2 阳性胃或胃食管交界处（G/GEJ）癌症的一线治疗 。据悉，大约 22% 的晚期胃癌患者存在人表皮生长因子受体 2（HER2）过度表达或扩增。CYNK-101 是由特定类型的免疫细胞 NK 细胞制成的一种同种异体、现成的 NK 细胞产品，来源于人胎盘造血干细胞，经过基因修饰以表达高亲和力和抗切割的 CD16 (FCGRIIIA) 抗体来增加 NK 细胞杀伤活性。2022 年 1 月，FDA 授予全新的细胞疗法 - 基因修饰、冻存人胎盘造血干细胞衍生自然杀伤（NK）细胞 CYNK-101 疗法快速通道资格。2022 年 2 月 15 日，FDA 再次授予 CYNK-101 疗法孤儿药资格，与标准化疗、抗 HER2 抗体曲妥珠单抗（trastuzumab）和 PD-1 抑制剂 Keytruda 联用，一线治疗局部晚期不可切除或转移性晚期 HER2 阳性胃癌或胃食管结合部腺癌患者 ！
与此同时，嵌合抗原受体NK 细胞（CAR-NK）技术的出现更是为 NK 细胞疗法注入了强大动力。CAR-NK 技术通过基因工程手段，将能够识别肿瘤相关抗原的单链抗体片段与 NK 细胞的激活信号结构域连接，构建成嵌合抗原受体（CAR），并导入 NK 细胞中。这样改造后的 NK 细胞能够特异性地识别并结合肿瘤细胞表面的抗原，极大地增强了其靶向杀伤能力。
Fate Therapeutics 公司的 FT596 是一种由诱导多能干细胞（iPSC）来源的 CD19 靶向 CAR-NK 疗法。在治疗淋巴瘤的临床试验中，该疗法取得了令人瞩目的成绩，客观缓解率达到 60%，并且未出现严重的副作用 。iPSC 技术的应用为 CAR-NK 细胞的制备提供了无限的细胞来源，通过对 iPSC 进行基因编辑和定向分化，可以获得大量均一、高效的 CAR-NK 细胞，克服了传统 NK 细胞来源有限和个体差异大的问题。（相关临床试验数据可参考 Fate Therapeutics 公司公布的 FT596 临床试验报告及相关学术报道）
Nkarta 公司的 NKX019 同样是一款靶向 CD19 的异体 CAR-NK 疗法，在复发 B 细胞癌患者的治疗中，完全缓解率高达 50%，进一步证明了 CAR-NK 技术在血液系统肿瘤治疗中的巨大潜力 。（相关研究成果可查阅 Nkarta 公司发布的临床研究资料以及相关学术期刊对该疗法的报道）
（2023-2025年）：国内研发成果（实体瘤）
长期以来，实体瘤一直是NK细胞疗法面临的巨大挑战，但近年来，在2023 - 2025年间，相关研究取得了令人鼓舞的里程碑式进展。河北美欧赛奥金公司开发的ZMPB-NK006，作为国内首个现货型NK疗法，为实体瘤治疗带来了新的曙光。该疗法覆盖肺癌、肝癌等多种实体瘤，在临床前模型中显示出显著的抗肿瘤效果，可使肿瘤体积缩小40%。现货型NK疗法的优势在于能够提前制备并储存，一旦有患者需要，可迅速投入使用，大大缩短了治疗等待时间，提高了治疗的及时性。
英百瑞公司的IBR854则是全球首个非基因修饰的抗体-NK偶联疗法，靶向5T4抗原。该疗法创新性地将抗体与NK细胞结合，利用抗体的靶向性引导NK细胞精准地识别肿瘤细胞，同时发挥NK细胞的杀伤功能。目前，IBR854已获批开展II期临床试验，用于肾癌的联合治疗，这标志着NK细胞疗法在实体瘤治疗领域迈出了重要一步，为更多实体瘤患者带来了治愈的希望。
在实际临床案例中，《Medicine》杂志曾刊登过一则胃混合印戒细胞癌患者采用 NK 细胞辅助治疗的病例报告 。该案例中的患者为 41 岁，患有胃混合印戒细胞癌，在 2015 年 12 月 - 2016 年 5 月接受根治性胃切除术后，进行了奥沙利铂 + 替加氟联合化疗 6 个周期。治疗后相关肿瘤标志物 CA72 - 4 水平显著下降，但 3 个月后该指标又迅速上升。2016 年 11 月，患者开始接受每年 3 次的 NK 细胞治疗。后续肿瘤标志物检测和腹部 CT 扫描显示，情况逐渐好转，直到 2020 年 9 月最后一次随访时，患者在输注 NK 细胞后 46 个月（将近 4 年）保持无病状态 ！这一案例充分展示了 NK 细胞辅助治疗联合手术治疗和化疗，在预防胃混合印戒细胞癌复发和延长生存期方面的巨大潜力。
还有一项发表在《Journal of Modern Oncology（现代肿瘤医学）》杂志上的前瞻性研究，对 2016 年 2 月 - 2017 年 9 月收治的 17 例肝癌患者进行了 NK 细胞免疫治疗 。研究人员向患者体内注射了在体外增殖的高活性 NK 细胞，并对患者病情进行追踪观察和检测。结果显示，经 NK 细胞免疫治疗后，所有患者的客观缓解率为 14.3%，疾病控制率为 71.4% ；从短期临床疗效上看，接受疗程数多的患者疗效稍好于接受疗程数少的患者；且治疗前后，患者均无不良反应出现，充分说明了 NK 细胞免疫疗法在肝癌治疗中的安全性、有效性 。（文献可参考《Journal of Modern Oncology》杂志上相关研究论文）
从早期的自体NK 输注到如今多样化、精准化的异体 NK 和 CAR-NK 疗法，以及在实体瘤治疗方面取得的突破，NK 细胞疗法的临床研究历程充满了挑战与创新，每一次的进步都为癌症治疗带来了新的希望。
“即用型”潜力与iPSC革命
NK细胞疗法之所以备受关注，源于其独特的优势。首先，它具有“即用型”的巨大潜力。与T细胞疗法不同，异体NK细胞疗法在很大程度上无需进行严格的人类白细胞抗原（HLA）配型。这是因为NK细胞具有相对较低的免疫原性，在异体移植过程中引发严重移植物抗宿主病（GVHD）的风险较低。例如，脐带血来源的NK细胞在体内的存活期可达28天左右，为其发挥抗肿瘤作用提供了一定的时间保障。这一特性使得NK细胞疗法能够像“现货”一样，快速应用于不同患者，大大缩短了治疗准备时间，提高了治疗的可及性。
其次，诱导多能干细胞（iPSC）技术的发展为NK细胞疗法带来了革命性的变化。通过iPSC技术，可以将人体的体细胞（如皮肤细胞）重编程为具有多向分化潜能的干细胞，再定向分化为NK细胞。这种iPSC来源的NK细胞（iPSC-NK）具有无限扩增的潜力，能够解决传统NK细胞来源有限的难题。而且，利用基因编辑技术，可以对iPSC进行精准修饰，增强NK细胞的功能。例如，浙江大学的研究团队开发的CD70-CAR-iNK细胞，在小鼠模型中展现出了强大的抗肿瘤能力，肿瘤抑制率超过80%。通过敲入特定的CAR基因，使NK细胞能够特异性地识别肿瘤细胞表面的CD70抗原，显著增强了其靶向杀伤活性。
培养工艺创新
传统的NK细胞培养往往面临效率低、成本高、质量不稳定等问题。而近年来发展起来的3D无饲养层体系为NK细胞的大规模培养提供了新途径。该体系使用DLL4蛋白包被培养板，结合特定的细胞因子组合（如IL-15 + IL-21），能够模拟体内微环境，实现iPSC高效分化为NK细胞。与传统的2D培养体系相比，3D无饲养层体系能够显著提高NK细胞的产量和质量，为临床应用提供充足的细胞来源。
封闭式生产工艺也是NK细胞培养技术的重要发展方向。赛默飞的CTS™工艺平台实现了NK细胞分离、扩增、电转染等全流程的自动化和封闭式操作。在这种封闭的环境中，能够有效减少外界污染的风险，提高细胞培养的稳定性和一致性。通过该平台，NK细胞的扩增倍数可达1500倍，大大提高了生产效率，降低了生产成本，为NK细胞疗法的大规模临床应用奠定了坚实基础。
现存挑战：实体瘤渗透与持久性
尽管NK细胞疗法前景广阔，但目前仍面临一些严峻的挑战。在实体瘤治疗中，肿瘤基质屏障成为了NK细胞发挥作用的“拦路虎”。实体瘤组织具有复杂的结构，肿瘤细胞被包裹在致密的细胞外基质中，形成了一道物理屏障，使得NK细胞难以有效浸润到肿瘤内部。研究表明，NK细胞在实体瘤中的浸润率通常不足5%，这极大地限制了其对肿瘤细胞的杀伤效果。即使部分NK细胞能够进入肿瘤组织，肿瘤微环境中的免疫抑制因子，如转化生长因子-β（TGF-β）、白细胞介素-10（IL-10）等，也会抑制NK细胞的活性，使其功能大打折扣。
NK细胞在体内的持久性也是一个亟待解决的问题。即使在使用IL-15等细胞因子增强其存活的情况下，NK细胞在体内的存活周期大多仍小于1个月。这意味着它们在体内发挥作用的时间有限，难以对肿瘤细胞进行持续有效的打击。此外，不同来源（如外周血、iPSC）的NK细胞在活性和功能上存在显著差异，这给NK细胞疗法的工艺标准化带来了困难。目前，行业内缺乏统一的质量控制标准，如何准确评估和保证NK细胞产品的活性、纯度和安全性，成为了制约NK细胞疗法广泛应用的关键因素之一。
智能化设计：AI与基因编辑的强强联合
人工智能（AI）技术有望在NK细胞疗法的设计中发挥重要作用。通过对大量肿瘤基因组数据、免疫细胞功能数据以及临床治疗数据的分析，AI可以预测出针对不同肿瘤类型的最佳靶点组合。例如，开发双CAR-NK细胞，使其能够同时识别肿瘤细胞表面的两种不同抗原，提高NK细胞对肿瘤细胞的识别准确性和杀伤效率。同时，利用CRISPR基因编辑技术，可以对NK细胞进行精准改造。通过敲除抑制性受体（如NKG2A），解除肿瘤微环境对NK细胞的抑制，增强其抗肿瘤活性。科研人员还可以通过基因编辑技术引入新的功能基因，赋予NK细胞更多样化的杀伤机制。
体内重编程：mRNA纳米颗粒
传统的NK细胞疗法通常需要在体外对NK细胞进行分离、扩增和修饰，操作复杂且成本较高。而mRNA纳米颗粒技术的出现，为实现NK细胞的体内重编程提供了可能。通过设计特定的mRNA序列，编码具有激活NK细胞功能的蛋白质，然后将这些mRNA包裹在纳米颗粒中。当纳米颗粒进入患者体内后，能够被NK细胞摄取，mRNA在细胞内翻译表达出相应的蛋白质，从而直接激活患者自身的NK细胞，使其具备更强的抗肿瘤能力。这种方法避免了体外培养NK细胞的繁琐过程，降低了治疗成本，同时也减少了细胞在体外操作过程中可能受到的损伤。
NK细胞疗法作为免疫治疗领域的新兴力量，正在逐步改写抗癌战局。它不仅是一系列技术的升级与革新，更重要的是，揭示了人类利用先天免疫系统原始力量对抗癌症的无限可能性。正如NK细胞的发现者之一罗尔夫·基斯林所说：“免疫系统的智慧远超我们的设计。”NK细胞疗法正是我们探索和利用这种智慧的一次伟大尝试。
从最初的发现到如今在临床试验中展现出的巨大潜力，NK细胞疗法经历了无数科研人员的不懈努力和探索。随着iPSC技术、基因编辑技术、AI技术以及体内重编程技术等前沿领域的突破，NK细胞疗法将在未来的癌症治疗中发挥更加重要的作用，为更多患者带来治愈的希望。
