殺病毒、調(diào)節(jié)免疫、抑制纖維化，全面透視NK細(xì)胞在新冠肺炎的應(yīng)用

12月來(lái)，已經(jīng)有12位共和國(guó)兩院院士離開(kāi)了我們，特別是上海藥物所原所長(zhǎng)蔣華良院士，才57歲，這讓我們不得不對(duì)新冠再次提高認(rèn)識(shí)和警惕。

但是我們面臨的窘境是，一方面我們沒(méi)有有效阻斷新冠傳播的辦法，另外一方面如何防止新型冠狀病毒破壞宿主免疫穩(wěn)態(tài)，刺激過(guò)度活躍的促炎反應(yīng)，最終導(dǎo)致重癥的方法依然欠缺。

那么即便奧密克戎的低致病性，我們也要面對(duì)絕對(duì)數(shù)量上大量的死亡病例。

在針對(duì)過(guò)度活躍的促炎反應(yīng)中，科學(xué)家提出的一個(gè)模型表明，新型冠狀病毒可以有效地避開(kāi)免疫系統(tǒng)，這種免疫逃逸導(dǎo)致無(wú)限制的新型冠狀病毒復(fù)制，最終導(dǎo)致過(guò)度激活的促炎反應(yīng)。

NK細(xì)胞作為病毒感染的重要前線應(yīng)答者，在先天免疫反應(yīng)中至關(guān)重要。NK細(xì)胞受體影響新型冠狀病毒的清除和新冠肺炎級(jí)數(shù)，此外，高NK細(xì)胞計(jì)數(shù)與病毒載量下降相關(guān)，新型冠狀病毒病毒RNA脫落持續(xù)時(shí)間短，抗體反應(yīng)更強(qiáng)，新冠肺炎患者存活率更高。

2022年4月26日，日本生物治療研究所在國(guó)際期刊《Biopharmaceuticals》上發(fā)布了一篇《探索 NK 細(xì)胞在 COVID-19 中的效用》的研究結(jié)果。

因此，增加功能性NK細(xì)胞的數(shù)量可能有助于通過(guò)在早期階段消除新型冠狀病毒感染的細(xì)胞和抑制疾病進(jìn)展來(lái)控制新冠肺炎。

NK細(xì)胞

NK細(xì)胞是先天免疫細(xì)胞，在針對(duì)病毒病原體和癌癥的免疫監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要作用，同時(shí)也調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。

NK細(xì)胞通過(guò)各種機(jī)制殺死受到病毒侵?jǐn)_的靶細(xì)胞：

• 穿孔素和顆粒酶或死亡受體通過(guò)細(xì)胞毒性脫顆粒作用直接裂解靶細(xì)胞；
• 產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子，如干擾素-γ (IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α (TNF-α)，導(dǎo)致靶細(xì)胞的間接消除；
• CD16的表達(dá)，其允許檢測(cè)抗體包被的靶細(xì)胞，從而導(dǎo)致NK細(xì)胞引導(dǎo)的抗體依賴性細(xì)胞毒性(ADCC)；
• 通過(guò)與其它免疫細(xì)胞如單核細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)IFN-γ產(chǎn)生并增強(qiáng)細(xì)胞毒性。

新冠肺炎患者NK細(xì)胞失調(diào)

急性新型冠狀病毒感染影響循環(huán)NK細(xì)胞的數(shù)量及其表型。

由于局部和全身炎癥，新冠肺炎患者中的NK細(xì)胞的特征在于歸因于細(xì)胞活化和炎癥以及細(xì)胞衰竭和低反應(yīng)性的信號(hào)。NK細(xì)胞表型的這些改變決定了在IFN-γ和TNF-α產(chǎn)生、脫粒溶細(xì)胞潛力和控制病毒復(fù)制能力方面NK細(xì)胞效應(yīng)子功能的損傷。

機(jī)體對(duì)新型冠狀病毒的免疫反應(yīng)是新冠肺炎嚴(yán)重程度和結(jié)果的關(guān)鍵決定因素。

NK細(xì)胞的失調(diào)與新冠肺炎的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。

• 外周血中NK細(xì)胞的減少可能是由于新型冠狀病毒對(duì)NK細(xì)胞的直接感染和/或感染過(guò)程中活化誘導(dǎo)的NK細(xì)胞死亡，以及NK細(xì)胞向受影響組織的動(dòng)員/歸巢。新型冠狀病毒感染可通過(guò)例如病毒刺突蛋白上調(diào)抑制性受體NKG2A的表達(dá)來(lái)?yè)p害NK細(xì)胞功能。
• NK細(xì)胞的I型干擾素應(yīng)答受損已在新型冠狀病毒感染中得到證實(shí)。
• 過(guò)度炎癥反應(yīng)，如升高的IL-6水平和TGF-β的過(guò)早產(chǎn)生或其他未知的可溶性血漿成分，也可能導(dǎo)致NK細(xì)胞的損傷。
• 對(duì)宿主對(duì)病毒感染反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集的分析揭示了IL-15/IL-15RA軸在免疫失調(diào)中起作用，其中新冠肺炎患者的NK細(xì)胞長(zhǎng)期暴露于高循環(huán)IL-15水平會(huì)引發(fā)NK細(xì)胞功能障礙。

NK細(xì)胞是病毒感染的第一反應(yīng)者。新型冠狀病毒感染后，局部先天免疫細(xì)胞如組織常駐的NK細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞，在新型冠狀病毒感染的組織中迅速反應(yīng)，啟動(dòng)免疫反應(yīng)以消除病毒。

在識(shí)別新型冠狀病毒感染的細(xì)胞后，功能性NK細(xì)胞表現(xiàn)出平衡的活化，其中活化受體的表達(dá)水平高，而抑制性受體的表達(dá)水平低。

因此，足夠數(shù)量的活化功能性NK細(xì)胞發(fā)揮增強(qiáng)的脫粒和細(xì)胞因子分泌，并啟動(dòng)先天細(xì)胞毒性功能，以在早期階段消除新型冠狀病毒感染的細(xì)胞。

新冠肺炎患者NK細(xì)胞的失調(diào)不僅導(dǎo)致不能直接清除新型冠狀病毒感染的細(xì)胞，還間接損害了調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)的NK細(xì)胞與DCs的串?dāng)_。因此，未能提供足夠的CTL-和抗體-介導(dǎo)的新型冠狀病毒清除使病毒持續(xù)復(fù)制和傳播，導(dǎo)致單核細(xì)胞和粒細(xì)胞的進(jìn)一步募集。結(jié)果，隨著新型冠狀病毒感染的細(xì)胞和炎性髓樣細(xì)胞在病毒感染部位的逐漸積累，出現(xiàn)了對(duì)免疫系統(tǒng)的過(guò)度和長(zhǎng)期刺激，這又導(dǎo)致細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，并導(dǎo)致炎性髓細(xì)胞的進(jìn)一步募集。這些過(guò)程中促炎細(xì)胞因子釋放失調(diào)，水平升高，導(dǎo)致過(guò)度炎癥和組織損傷（下圖），在嚴(yán)重和危急的新冠肺炎患者中出現(xiàn)了免疫反應(yīng)失調(diào)的情況。

事實(shí)上，重癥新冠肺炎患者的肺部被異常激活的巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞高度浸潤(rùn)，而T細(xì)胞和NK細(xì)胞的數(shù)量沒(méi)有顯著增加。相比之下，在輕度新冠肺炎患者中，更多的NK細(xì)胞和T細(xì)胞積聚，而中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞較少，這表明NK細(xì)胞不參與ARDS中觀察到的過(guò)度炎癥反應(yīng)，但可能促進(jìn)免疫-免疫細(xì)胞相互作用，以防止過(guò)度炎癥和組織損傷。

因此，在新冠肺炎，NK細(xì)胞在從有效免疫反應(yīng)向有害免疫反應(yīng)的轉(zhuǎn)變中起著關(guān)鍵作用。足夠數(shù)量的功能性NK細(xì)胞可以加強(qiáng)對(duì)新型冠狀病毒感染的免疫監(jiān)測(cè)。較高數(shù)量的NK細(xì)胞與病毒載量下降較快相關(guān)，病毒RNA脫落持續(xù)時(shí)間更短，抗體反應(yīng)更好，新冠肺炎患者存活率更高。

基于NK細(xì)胞的新冠肺炎療法

NK細(xì)胞不僅在直接對(duì)抗新型冠狀病毒感染中是重要的效應(yīng)物，也間接通過(guò)調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)來(lái)減少與樹(shù)突狀細(xì)胞的交叉感染，并抑制纖維化進(jìn)程。

已經(jīng)在新冠肺炎患者中觀察到NK細(xì)胞的失調(diào)，這些細(xì)胞表現(xiàn)出衰竭和功能障礙，NK細(xì)胞功能障礙與新型冠狀病毒易感性增加有關(guān)，表明NK細(xì)胞的失調(diào)可能導(dǎo)致新冠肺炎的惡化。

因此，基于功能性NK細(xì)胞的治療可能提供對(duì)抗新冠肺炎疫情的潛在治療策略。

事實(shí)上，已經(jīng)有多個(gè)針對(duì)新冠肺炎患者的NK細(xì)胞療法臨床試驗(yàn)在進(jìn)行(下表) 。

NK細(xì)胞(CYNK-001)治療新冠肺炎患者的I/II期臨床試驗(yàn)的早期結(jié)果(NCT04365101)最近有報(bào)道。CYNK-001是一種冷凍保存的同種異體現(xiàn)成NK細(xì)胞產(chǎn)品，來(lái)源于胎盤(pán)CD34+細(xì)胞。在關(guān)注給藥安全性的I期試驗(yàn)中，患者接受多達(dá)三次CYNK-001輸注。到目前為止接受治療的6名患者中有4名在報(bào)告時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了評(píng)估。在4名患者中，所有輸注都具有良好的耐受性，并表現(xiàn)在首次輸注CYNK-001后氧合作用有所改善，影像學(xué)有改善，3名患者在首次輸注后平均隨訪16天出院?！睹庖邔W(xué)前沿》和《人類疫苗與免疫治療》系列研究：NK細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)移增強(qiáng)內(nèi)源性免疫，通過(guò)抑制病毒而提供臨床益處

正在進(jìn)行的新冠肺炎NK細(xì)胞療法臨床試驗(yàn)

基于NK細(xì)胞的療法可能有助于通過(guò)在疫苗接種或先前感染后由NK細(xì)胞介導(dǎo)的保存的ADCC來(lái)快速控制和清除病毒感染，從而減輕疾病的嚴(yán)重性。

盡管疫苗和抗病毒藥物在減輕感染和加速新型冠狀病毒病毒清除，以及降低死亡率方面具有不可估量的價(jià)值。然而，患有免疫缺陷疾病的個(gè)體(例如，器官移植和免疫缺陷患者)可能無(wú)法產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)。基于NK細(xì)胞的療法，可能為對(duì)當(dāng)前保護(hù)策略無(wú)反應(yīng)的患者提供替代策略，為未來(lái)的大流行做準(zhǔn)備。

此外，新冠肺炎感染后NK細(xì)胞的失調(diào)可能是由于I型IFN應(yīng)答受損，如I型干擾素缺乏，或升高水平的促炎細(xì)胞因子，如IL-6和/或TGF-β。因此，針對(duì)對(duì)免疫調(diào)節(jié)劑有反應(yīng)的人群，如用INF-α或INF-β或Tocilizumab治療，結(jié)合基于NK細(xì)胞的療法，是有吸引力的。

基于NK細(xì)胞的新冠肺炎治療的基本原理必須基于治療干預(yù)的時(shí)機(jī)和疾病的嚴(yán)重程度，這是由有益的抗病毒作用和潛在的有害病理作用之間的平衡決定的。

基于NK細(xì)胞的療法在感染早期會(huì)更有效，以便啟動(dòng)有效的免疫反應(yīng)來(lái)防止疾病的發(fā)展。通過(guò)與髓樣細(xì)胞的相互作用，對(duì)NK細(xì)胞的調(diào)節(jié)功能進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，特別是對(duì)抗病毒感染的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞(它們產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子和趨化因子，導(dǎo)致局部炎癥和危險(xiǎn)的全身性炎癥反應(yīng))，可用作進(jìn)行性新冠肺炎的輔助治療，從而減輕疾病的嚴(yán)重程度。

未來(lái)方向和結(jié)束語(yǔ)

新型冠狀病毒的迅速傳播和新冠肺炎的前所未有的性質(zhì)要求全世界采取緊急應(yīng)對(duì)措施。

預(yù)防感染、疫苗和抗病毒藥物對(duì)結(jié)束這種新冠肺炎疫情很重要。

迄今為止積累的大量數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)了這樣一個(gè)事實(shí)，即對(duì)新型冠狀病毒感染的免疫反應(yīng)在形成新冠肺炎的臨床過(guò)程中起決定性作用，NK細(xì)胞在控制病毒感染中很重要。

值得注意的是，新型冠狀病毒清除率、抗體反應(yīng)和新冠肺炎進(jìn)展與NK細(xì)胞狀態(tài)相關(guān)，而NK細(xì)胞功能障礙與新型冠狀病毒易感性增加有關(guān)。

因此，基于NK細(xì)胞的療法具有足夠的抗病毒能力和很強(qiáng)的安全性，可以通過(guò)抑制病毒、促進(jìn)精細(xì)調(diào)節(jié)的免疫反應(yīng)和抑制纖維化進(jìn)程，促進(jìn)這些細(xì)胞在改善新冠肺炎病治療中的快速應(yīng)用。