自然杀伤细胞 (Natural Killer Cell)是人体固有的一类免疫细胞，大家都简称其为NK细胞，它具有强大的免疫杀伤功能和免疫记忆能力。随着嵌合抗原受体T细胞( CAR-T) 技术的兴起，科学家将目光转移到同为免疫细胞的NK细胞，对其CAR修饰潜力进行挖掘。CAR-NK细胞的研发沿袭了经典的CAR-T细胞研发思路，却又不同于他的“前辈”，今天我们就来好好了解一下这颗免疫治疗领域冉冉升起的新星。
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CAR-NK细胞
CAR-NK细胞脱胎于CAR-T细胞，因此他们就不免被一直拿来做比较，相比与CAR-T细胞，CAR-NK细胞拥有几个明显的优势。首先是细胞来源方面，NK 细胞可以从预先存在的细胞系或主要组织相容性复合体 (MHC) 的同种异体 NK 细胞中获得。另一方面CAR-NK细胞可以通过 CAR 依赖性和 CAR 非依赖性两个途径杀死癌细胞，细胞因子释放综合征和神经毒性也较小【1】。二者具体的对比见下表
CAR-NK细胞疗法的优势是明显的，但是我们不能否认他自身也存在许多亟待解决的问题。例如NK-92 是第一个获得FDA临床试验批准的基于NK细胞的免疫疗法，这是一种均质的NK淋巴瘤细胞系，可以实现离体扩增。NK-92 细胞缺乏KIR蛋白的表达，因此不太可能受到抑制作用的影响。然而，在对患者给药前需要对 NK-92 衍生细胞产品进行辐照处理，这反过来又会对它们的长期体内持久性和整体治疗潜力产生负面影响。另一个缺点是，由于缺乏 CD16 表达，NK-92 细胞缺乏通过 ADCC 介导细胞杀伤的能力【2】。CAR-NK细胞的免疫疗法有重要的问题仍未解决，科学家还未阐明决定 NK 细胞效力和持久性的关键参数，这对于后续科学家将其应用于临床上具体的疾病来说具有很大的影响，限制大规模推广相关临床研究。供体间的差异可能会影响 NK 细胞谱，从而影响临床结果，因此我们必须透彻了解具有更高效力和持久性的生物标志物。为了解决这些问题，国内外相关研究都在如火如荼的进行中。
CAR-NK设计的原则和策略
科学家为了在最大程度上保证CAR-NK细胞疗法的治疗效果，他们将体内工程技术应用于NK细胞，例如增强内源性NK细胞的功能和持久性，或增加肿瘤对 NK 细胞介导的细胞毒性的敏感性。使用共刺激信号、细胞因子装甲以及与其他治疗方式相结合的相关决策将最大限度地延长过继转移的NK细胞寿命。与单独的CAR相比，使用IL-15 装甲的 CAR-NK 细胞在体内表现出更好的持久性【3】。在这一产业的另一端开发和实施细胞扩增技术，冷冻保存技术也为持续保持产品质量方面提供了支持。
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国际研发管线布局
对于这一免疫疗法的 “新战场”，国内外的顶尖药企纷纷布局，依托研发能力和创新技术增强自己的核心竞争力。赛诺菲就斥资超10亿美元引进CRISPR基因组编辑技术用以开发公司旗下的CAR-NK细胞疗法，用于治疗肿瘤。
目前国际公司研发管线：
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国内研发管线布局
我国的相关企业虽然起步略晚，但是也如雨后春笋般的涌现，展开激烈的竞争，iPSC-CAR NK细胞领域就有星奕昂、博生吉医药、昕传生物、河洛新图和普米斯生物多家药企布局。疫情的影响已经完全消失，相信蛰伏了三年的国内企业将大展身手，走出一条适合我国临床需求的发展道路，下图介绍了我国的领军企业和研发方向。
从表中我们可以发现iPSC-CAR NK细胞似乎成为一个新的 “子热点”，这是因为较外周血来源、脐带血来源、NK-92细胞系来源相比，iPSC可以克服其他来源衍生的 NK 细胞常见的缺陷。多能干细胞可在未分化状态下无限增殖，因而iPSC可以稳定提供均质化的足量NK细胞产品。iPSC也可以很好的利用基因工程技术，IL-15/IL-15R 融合蛋白的异位表达、CISH缺失和CD38等技术已成功引入iPSC-NK细胞，增强了扩增能力和长效的细胞毒性。目前虽然使用外周血来源NK或脐带血来源NK的临床试验取得了令人满意的疗效，但这些来源的NK细胞会受血液采集分离、供体个体差异等影响带来NK细胞产量的不稳定性以及需要对具有低增殖能力的分化细胞进行通用操作的重重挑战。另外NK-92细胞系来源NK具有致癌隐患，出于安全性考虑，在其使用前必须经过辐照，这也大大限制了NK-92在体内的增值活性与持久性，其临床疗效有限不宜推广。而iPSC来源的CAR-NK不但可平台化制备，还具有无限增殖、免疫排异小、细胞一致性高、可降低成本等优点，能够更好的保证CAR-NK疗法的质量，具有众多应用优势。综合考虑，iPSC来源的CAR-NK是更优异的选择。
在这个领域我们也不得不提到Fate Therapeutics，这是一家致力于开发程序性细胞免疫疗法的生物制药公司，拥有专利的iPSC平台生产具有无限扩增及分化潜力的CAR-NK细胞，将CAR-NK的开发成本降至3000美元；同时公司也布局使用具有高亲和力、不可切割的 CD16a (hnCD16) 的对iPSC-NK 细胞进行改造，进一步挖掘潜力。对比我国的企业，大部分公司的研发管线还处于临床前阶段，但是大部分都获得了资本方的巨额融资。例如星奕昂在2022年9月就获得5000万美元的A1轮融资，在国内创新性的将CRISPR-Cas9技术导入CAR并优化，获得了工艺生产起始细胞库为后续发展铺平了道路。大家都知道，细胞疗法的核心是解决临床需求和成本问题，CAR-NK细胞在继承了CAR-T细胞的衣钵后，深度挖掘了NK细胞的特点和功能，为免疫治疗领域开辟了一片新天地。相信在我们不断完善的研发和生产体系下，CAR-NK细胞将在未来取得更多的突破。
参考文献：
【1】 Pan K, Farrukh H, Chittepu VCSR, Xu H, Pan CX, Zhu Z. CAR race to cancer immunotherapy: from CAR T, CAR NK to CAR macrophage therapy. J Exp Clin Cancer Res. 2022 Mar 31;41(1):119.
【2】 Laskowski TJ, Biederst?dt A, Rezvani K. Natural killer cells in antitumour adoptive cell immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2022 Oct;22(10):557-575.
【3】 Liu E, Tong Y, Dotti G, Shaim H, Savoldo B, Mukherjee M, Orange J, Wan X, Lu X, Reynolds A, Gagea M, Banerjee P, Cai R, Bdaiwi MH, Basar R, Muftuoglu M, Li L, Marin D, Wierda W, Keating M, Champlin R, Shpall E, Rezvani K. Cord blood NK cells engineered to express IL-15 and a CD19-targeted CAR show long-term persistence and potent antitumor activity. Leukemia. 2018 Feb;32(2):520-531.
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