自然杀伤(NK)细胞是先天免疫的效应细胞,与T细胞一样具有识别并杀死癌细胞的能力。ClinicalTrials.gov网站显示,NK及CAR-T相关的研究达到免疫细胞疗法的60%。CAR-T细胞疗法是第一个进入临床转化和商业化的疗法。然而,CAR-T要求患者以自体细胞为原材料并延长了“静脉到静脉的时间”,因此对于疾病快速进展、迫切需要治疗的患者来说是一个障碍。此外,在临床上,CAR-T引起的细胞因子释放综合征(cytokine release syndrome, CRS)和神经毒性更是不可忽视的问题。鉴于这些限制,科学家们将目光放在了能克服CAR-T疗法局限性的CAR-NK细胞上面。图1. 免疫细胞疗法及CAR-NK相关临床实验统计图A. 截止 2022年11月11日,ClinicalTrials.gov 网站上显示与免疫细胞疗法相关的研究 B. CAR-NK相关临床实验全球分布统计图极具前途的CAR-NK细胞疗法CAR-NK细胞疗法越来越多地被用于评估和治疗多种恶性肿瘤,NK细胞具有显著的肿瘤清除和招募其他免疫亚群的能力,且无需像T细胞或B细胞那样预先呈递抗原。循环中CAR-NK细胞的寿命有限,靶向非肿瘤或正常组织的风险相对较低。同种异体CAR-NK细胞输注可降低移植物抗宿主病(graft versus host disease, GVHD)的风险,CRS和神经毒性也极少发生。由于这些潜在的优势,脐带血、外周血细胞、NK-92细胞系和诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs) 来源的NK细胞都极具临床价值,以便用于CAR工程。由iPSC产生的NK细胞已成为一种极具潜力的策略,可以生产具有抗肿瘤活性的标准化现货型NK细胞。图2. CAR-NK细胞的来源 [1]iPSC :“现货”NK细胞供应商目前大多数CAR-NK细胞的临床试验都使用NK-92细胞系,因其在体外具有无限的增殖能力、对重复冻融的敏感性较低并能根据GMP规范扩增大量临床用细胞。这些特性在制造临床的“现货”CAR-NK产品时,占据了明显的优势。然而,NK-92细胞作为肿瘤细胞系具有潜在的致瘤性风险,且输注前的辐照会导致体内扩增潜力丧失。iPSC-NK为CAR-NK细胞治疗提供了另一种途径, 它为“现货”的CAR-NK细胞产品提供了可再生资源。此外,来源于血液的具有自然异质性,使得过继转移前NK细胞功能和扩增潜力的验证更加复杂。与PB-NK或UB-NK相比,iPSC-NK细胞具有克隆生长、高扩增及体外分化的能力,能生产出大量均质NK细胞。iPSC-NK细胞结合了原代NK细胞和NK-92细胞系最具吸引力的优势,即高细胞毒性且冷冻保存后也能在体内持续扩增。图3. iPSC-NK细胞疗法制造示意图[1]尽管iPSC-NK还没有获得FDA批准临床转化的疗法,但临床研究的数量逐年增加。一些正在进行的临床实验显示,iPSC-NK细胞疗法有强烈的抗肿瘤反应。例如,iPSC-NK细胞在体外对多种血液和实体瘤细胞系(包括卵巢癌、髓系白血病和黑色素瘤)表现出效应细胞毒性反应(表1)。表1. 研究iPSC-NK细胞治疗产品的临床研究[2, 3]iPSC-NK的发展蓝图在原代NK细胞中,病毒整合是一个效率低下的工程,其中涉及许多细胞的死亡。然而,iPSC细胞非常适合这些病毒整合方法,允许直接敲入或敲除基因,iPSC-NK细胞更容易以可靠和有效的方式进行基因工程改造。iPSC-NK细胞经过基因工程改造,可克服与NK疗法相关的各种限制。可尝试的iPSC-NK修饰包括:1)CD16受体的突变版本以抑制ADAM17蛋白酶的切割,从而增强ADCC和抗肿瘤能力;2) IL15/IL15r融合受体以改善体内持久性;3) CARs用于改善抗肿瘤细胞毒性;4) CD38受体敲除以防止组合抗体治疗的相互干扰;5) 重组CD4/CD3 ζ受体增加NK细胞毒性;6) 删除CISH基因来靶向检查点抑制剂。iPSC经过基因修饰大大提高了抗肿瘤活性及持久性。寻找一种方法使CAR-NK细胞更安全有效,这对于下一代细胞疗法至关重要。iPSC-CAR-NK技术可能是未来更加优于CAR-T的免疫细胞疗法。图4. 基因修饰iPSC-NK疗法[1]看过文章的小伙伴们,有没有对iPSC-NK细胞疗法产生浓厚的兴趣?Bio-Techne能为您提供iPSC-NK细胞研究完整的解决方案。图5. iPSC-NK细胞产品解决方案iPSC培养请点击:干细胞和类器官培养,谁是 BME 中的佼佼者?类器官技术、细胞治疗的关键来源 iPSC,应该如何培养?干细胞的干性维持和分化,你知道多少?iPSC诱导分化常用蛋白或小分子:NK细胞marker请点击“免疫细胞之固有淋巴细胞标志物篇”了解;NK细胞受体,请点击“NK 细胞受体大盘点,「信使」功能大不同”了解。功能评价及试剂残留检测试剂尽在Bio-Techne,快来呼朋唤友逛逛Bio-Techne官网吧~文末福利为了更好地满足您的使用需求,Bio-Techne 邀请您参与iPSC衍生细胞疗法问卷调研。网红泰迪熊玩偶、追剧必备B站视频卡、生活必需晴雨伞、小米电动牙刷……200份好礼大放送!扫描下方二维码,动动手指,抽取精美好礼!参考文献[1] X Shankar K, Capitini CM, Saha K. Genome engineering of induced pluripotent stem cells to manufacture natural killer cell therapies. Stem Cell Res Ther. 2020 Jun 16;11(1):234. doi: 10.1186/s13287-020-01741-4. PMID: 32546200; PMCID: PMC7298853.[2] Zhang L, Meng Y, Feng X, Han Z. CAR-NK cells for cancer immunotherapy: from bench to bedside. Biomark Res. 2022 Mar 18;10(1):12. doi: 10.1186/s40364-022-00364-6. PMID: 35303962; PMCID: PMC8932134.[3] Laskowski TJ, Biederstädt A, Rezvani K. Natural killer cells in antitumour adoptive cell immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2022 Oct;22(10):557-575. doi: 10.1038/s41568-022-00491-0. Epub 2022 Jul 25. PMID: 35879429; PMCID: PMC9309992.