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CAR-T 细胞疗法存在局限性,为提升癌症免疫治疗效果,研究人员开展 CAR-NK 细胞研究。研究发现,CAR-NK 细胞安全性高、毒性低,治疗癌症效果可观。这为癌症治疗提供新方向,有望变革癌症治疗模式。
在癌症治疗的漫长探索之路上,传统治疗手段如手术、化疗和放疗,虽曾为无数患者带来希望,却也有着难以忽视的局限。手术无法彻底清除微小病灶,化疗和放疗在杀伤癌细胞的同时,也无情地伤害着正常细胞,让患者承受巨大痛苦。免疫治疗的出现,宛如一道曙光,为癌症治疗开辟了新方向。然而,作为免疫治疗明星的 CAR-T 细胞疗法,也并非十全十美。它在治疗过程中,面临着严重的毒性反应,像细胞因子释放综合征和神经毒性等,让医生和患者都颇为头疼。而且,CAR-T 细胞通常需要取自患者自身的 T 细胞,这不仅导致生产过程复杂、成本高昂,漫长的等待时间还可能让患者错过最佳治疗时机。
在这样的困境下,科学家们把目光投向了自然杀伤细胞(NK 细胞)。NK 细胞作为人体免疫系统的 “天然卫士”,是固有免疫系统的重要组成部分,无需预先致敏,就能迅速识别并清除被病毒感染或发生恶性转化的细胞。它就像一位训练有素的 “特警”,时刻在血液中巡逻,一旦发现 “异常分子”,便立即出击。基于 NK 细胞的这些特性,来自德国莱比锡弗劳恩霍夫细胞治疗和免疫学研究所(Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie)的研究人员,开展了关于 CAR-NK 细胞的研究,试图探索出一种更安全、有效的癌症免疫治疗方法。他们的研究成果发表在《BIOspektrum》上,为癌症治疗领域带来了新的希望。
研究人员在开展这项研究时,运用了多种关键技术方法。首先是基因编辑技术,如 CRISPR/Cas9 技术,通过该技术能够对 NK 细胞进行基因编辑,比如敲除抑制性受体 NKG2A,增强 NK 细胞的细胞毒性。其次是细胞培养与扩增技术,利用细胞因子刺激等手段,培养和扩增 NK 细胞,获得足够数量且功能良好的细胞用于研究和治疗。另外,在制备 CAR-NK 细胞时,采用了逆转录病毒转导以及非病毒方法,像 Sleeping Beauty 技术和 CRISPR/Cas9 技术,实现 CAR 基因稳定整合到 NK 细胞基因组中,保障 CAR 蛋白的长期表达 。
CAR-NK 细胞的作用机制
CAR-NK 细胞结合了 NK 细胞的天然细胞毒性和嵌合抗原受体(CAR)的靶向作用。CAR 通常由细胞外抗原识别结构域、跨膜结构域和细胞内共刺激及刺激信号结构域组成。当 CAR-NK 细胞的抗原识别结构域与肿瘤细胞表面的目标抗原结合后,会触发一系列信号级联反应,激活 NK 细胞,促使其释放细胞毒性分子,如穿孔素和颗粒酶,诱导肿瘤细胞发生凋亡(程序性细胞死亡)。同时,CAR-NK 细胞还能分泌多种细胞因子和趋化因子,进一步调节免疫反应,增强对肿瘤细胞的杀伤效果。
CAR-NK 细胞的临床研究成果
2020 年,一项针对复发或难治性 CD19 阳性癌症患者的 CD19 靶向 CAR-NK 细胞的 I/II 期临床试验公布了令人振奋的结果。研究人员从脐带血中获取 NK 细胞,进行基因改造后回输到患者体内。结果显示,73% 的患者对治疗有反应,11 名患者中有 7 名实现了完全缓解。更值得一提的是,在治疗过程中,未观察到严重的不良反应,如细胞因子释放综合征、神经毒性或移植物抗宿主病。2024 年发表的后续研究也得出了类似的积极结果,再次证实了 CAR-NK 细胞治疗的安全性和有效性。
针对不同癌症的研究探索
目前,研究人员还在针对多种癌症开展 CAR-NK 细胞的研究。例如,在多发性骨髓瘤中,以 B 细胞成熟抗原(BCMA)为靶点;在胶质母细胞瘤中,以人表皮生长因子受体 2(HER2)为靶点。初步研究结果均显示出 CAR-NK 细胞在这些癌症治疗中的潜力,表明其有望成为多种癌症的有效治疗手段。
面临的挑战与应对策略
尽管 CAR-NK 细胞展现出巨大的潜力,但仍面临一些挑战。肿瘤微环境的免疫抑制作用是一大难题,它会抑制 NK 细胞的活性,影响治疗效果。对此,研究人员利用基因编辑技术,如 CRISPR/Cas9 介导的抑制性受体基因敲除,来增强 NK 细胞在肿瘤微环境中的功能。此外,与 CAR-T 细胞相比,CAR-NK 细胞在患者体内的持久性和扩增能力较弱。为解决这一问题,研究人员正在探索同时表达 CAR 和 NK 细胞激活细胞因子,如 IL-15 或 IL-21,以促进细胞的增殖、存活和功能激活。
CAR-NK 细胞的研究为癌症免疫治疗带来了新的曙光。它在安全性和有效性方面展现出的优势,使其有望成为 CAR-T 细胞疗法的有力替代方案。通过优化 CAR 设计、克服肿瘤微环境的抑制作用以及增强细胞在体内的持久性,CAR-NK 细胞在未来癌症治疗中具有广阔的应用前景。这一研究成果不仅为癌症患者带来了新的希望,也为整个癌症治疗领域注入了新的活力,推动着癌症治疗技术不断向前发展,让我们离攻克癌症的目标又近了一步。