在肿瘤免疫治疗的赛场上,CAR-T细胞疗法曾独领风骚。然而,其引发的细胞因子风暴、神经毒性以及高昂的制备成本,始终是难以忽视的痛点。近年来,一种基于自然杀伤细胞(NK细胞)的改良技术——CAR-NK细胞疗法,正以"双模态杀伤"的独特机制,为癌症治疗开辟新路径。
天然受体与CAR结构的"双保险"
NK细胞的抗癌能力源于其表面两类关键分子:天然激活受体(如NKG2D、DNAM-1)和抑制性受体(如KIR家族)。当肿瘤细胞因基因突变或病毒感染而表达异常蛋白时,这些激活受体便会识别并结合这些"危险信号",触发NK细胞的杀伤程序。
而CAR结构的加入,相当于为NK细胞装上了"导航系统"。通过基因工程改造,研究人员将单链抗体(scFv)与细胞内信号转导域(如CD3ζ、4-1BB)串联,形成人工受体。这种结构能特异性识别肿瘤细胞表面高表达的抗原(如CD19、HER2),并直接激活NK细胞的杀伤功能。
直接杀伤:CAR结构的"精准打击"
当CAR-NK细胞遇到目标肿瘤细胞时,其表面的CAR结构会像"钥匙"一样插入肿瘤细胞表面的"锁孔"(特异性抗原)。这一结合会立即激活NK细胞内的信号通路,促使细胞释放两种"致命武器":
穿孔素与颗粒酶:这些蛋白酶会直接破坏肿瘤细胞膜,引发细胞凋亡。
细胞因子风暴:NK细胞释放干扰素-γ(IFN-γ)等信号分子,招募更多免疫细胞形成"联合剿杀"。
临床前研究显示,针对CD19的CAR-NK细胞在治疗B细胞淋巴瘤时,单次输注后患者肿瘤负荷显著下降,且未出现CAR-T疗法中常见的严重细胞因子释放综合征(CRS)。
ADCC效应:天然受体的"广谱杀伤网"
除了CAR结构介导的直接杀伤,NK细胞还保留着其标志性的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)能力。当肿瘤细胞被单克隆抗体(如利妥昔单抗、曲妥珠单抗)标记后,NK细胞表面的CD16受体(FcγRIIIa)会识别抗体尾部的Fc段,从而被"激活"并攻击目标。
这种机制与CAR结构的"精准打击"形成互补:
覆盖抗原异质性:当肿瘤细胞通过下调CAR靶抗原(如CD19)逃避免疫攻击时,ADCC效应仍可通过识别其他表面抗原(如HER2)继续杀伤。
增强抗体疗效:在抗HER2乳腺癌治疗中,CAR-NK细胞与曲妥珠单抗联用时,ADCC效应使肿瘤细胞杀伤效率提升3-5倍。
双模态协同
CAR-NK的"双模态杀伤"并非简单叠加,而是通过以下机制实现协同增效:
信号互补:CAR结构提供快速、直接的激活信号,而天然受体(如NKG2D)在肿瘤微环境中持续识别应激配体,维持NK细胞的长期活性。
代谢优势:CAR改造的NK细胞在体外扩增时,可通过ADCC效应利用抗体提供的"第二信号",显著提升增殖效率。
肿瘤微环境突破:实体瘤中,CAR结构帮助NK细胞穿透基质屏障,而ADCC效应则通过招募巨噬细胞等免疫细胞,共同改造肿瘤微环境。
临床数据印证了这种协同效应:在针对复发/难治性非霍奇金淋巴瘤的试验中,CD19-CAR-NK细胞治疗组的客观缓解率(ORR)达73%,其中完全缓解(CR)率高达64%,且无患者出现严重神经毒性或移植物抗宿主病(GVHD)。
结语
CAR-NK细胞的"双模态杀伤"机制,完美融合了自然免疫的广谱性与人工设计的精准性。它不仅降低了细胞因子风暴等严重副作用的风险,还通过"现货型"细胞产品的潜力,大幅缩短制备时间并降低成本。随着基因编辑技术(如CRISPR)和iPSC诱导多能干细胞技术的进步,CAR-NK疗法有望在未来五年内成为肿瘤免疫治疗的主流选择,为更多患者带来治愈希望。
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