nk细胞低怎么办(cd4细胞低怎么办)
NK细胞免疫治疗恶性肿瘤新进展,下面一起来看看本站小编OncologyForum给大家精心整理的答案,希望对您有帮助
作者:吴发胜1,李建福2,谢家童2,张晖2,陈慧2,鲁世金1*
单位:1.广西中医药大学附属瑞康医院;2.广西中医药大学
自然杀伤(NK)细胞通过其细胞溶解功能和产生干扰素γ(IFNg)保护机体免受病毒感染或癌症的侵害。自其被发现以来,一直受到广大研究者的青睐,尤其近年来人们对其强大的抗肿瘤能力进行了大量研究,分述如下:
上世纪70年Rosenberg等首次描述了针对肿瘤细胞的细胞毒细胞。这些细胞最初被视为神器,最终被确认为一种新的淋巴细胞群,并命名为自然杀手(NK)细胞。1990年,Ljunggren和Karre等发现NK细胞可以杀伤缺失或低表达MHC I类分子细胞,NK活化性受体与自身多糖类抗原结合产生活化信号,同时,NK细胞本身及其他机体正常细胞初始状态均表达MHC I类分子与NK细胞表面抑制性受体结合,产生的抑制信号占主导地位,因此自体细胞不会被机体NK细胞所杀伤。
之后,NK细胞杀伤靶细胞而对正常细胞无细胞毒性成为研究热点。随之认为NK细胞至少有一个表达的受体分子与自身MHC特异性相关而阻止了NK细胞对自体细胞的杀伤,而非自体细胞和环境压力诱导下缺失或低表达MHC I类分子的自体细胞将会被NK细胞识别杀伤。Yokoyama等于2006年提出在NK细胞发育和成熟过程中需要经过MHC I类分子进行“education”,否则无法获得杀伤靶细胞的功能。
随后,J Lister、MariaR等相继研究结果显示,自体NK细胞过继回输可以在体内长期存在,IL-2可以使其具有较高的活性和肿瘤杀伤能力,但临床上对实体瘤并没有很好的治疗效果。为了克服这一瓶颈,许多学者从NK细胞分类、代谢、激活信号等多方面进行了大量研究。
在人类中,循环NK细胞包括两个主要亚组,称为CD56dim和CD56bright。CD56dim细胞在血液中占优势,占循环NK群体的90%。该亚群比CD56bright细胞具有更高的细胞毒活性。此外,CD56dim NK细胞优先表达活化性Fc受体CD16,赋予它们抗体依赖性细胞毒性(ADCC)的能力。而CD56bright亚群在产生细胞因子方面比CD56dim NKs更有效,包括IFNg,粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)。
CD56bright细胞表达趋化因子受体CCR7和L-选择蛋白,它们促使它们迁移到次级淋巴器官。相反,CD56dim显示高密度的CX3CR1和CXCR1,它们将它们导入外周组织。白细胞介素(IL)-2和IL-15促进所有NK细胞的活化和增殖。然而,CD56dim表达IL-2的二聚体低亲和力受体(CD122-CD132),而CD56bright表达三聚体高度IL-2R(CD25-CD122-CD132)。此外,CD56bright群体表达IL-7R和c-Kit,这可能有助于稳态增殖。NK细胞活化受MHC I类特异性抑制性受体控制,CD56dim选择性表达KIR和LILR家族,而CD56bright显示CD94-NKG2A。
CD56dim NK细胞对于靶细胞的即时细胞毒性杀伤很重要,而CD56bright NK细胞必须在获得细胞毒性潜力之前上调细胞毒性机制。这两种NK细胞亚群在各种代谢参数方面也不同。用细胞因子刺激,包括IL-2和IL-12加IL-15,上调营养受体的表达,包括GLUT1葡萄糖转运蛋白(也称为SLC2A1),氨基酸转运蛋白(SLC1A5(也称为ASCT2),SLC7A5和SLC3A2(也称为CD98))和转铁蛋白受体(CD71)在CD56bright NK细胞中的程度大于CD56dim NK细胞,在CD56bright NK细胞中的代谢反应比CD56dim NK细胞更强。有趣的是,人体NK细胞在体外长期暴露于IL-15导致代谢率降低。组织驻留的NK细胞也会增加刺激后营养受体的表达,尽管这些增加的幅度小于血液NK细胞的数量。
NK细胞在骨髓中发育经历几个成熟阶段,可以基于CD11b和CD27的表达水平进行鉴定。前NK细胞(CD11blowCD27hi)经历一系列增殖,其与氨基酸转运蛋白SLC3A2和转铁蛋白受体的表达相关。当它们最终从CD11blowCD27hi细胞分化为CD11bhiCD27hi细胞,然后进入成熟的CD11bhiCD27low NK细胞时,它们静止状态并协调地降低这些转运蛋白的表达。哺乳动物雷帕霉素靶标复合物1(mTORC1)已被确定为不同细胞类型中各种代谢过程的调节剂。
在NK细胞中,mTORC1活性对于正常小鼠NK细胞发育和成熟NK细胞中激活诱导的代谢和功能反应是重要的。mTORC1活性在CD11blowCD27hi前NK细胞中最高,随NK细胞成熟而降低,这与营养转运蛋白和代谢酶的表达模式相关。这些数据表明mTORC1对于增加前NK细胞的代谢以支持增殖性扩增是重要的。实际上,特异性地在CD11blowCD27hi前NK细胞中使用mTOR(raptor)的mTOR激酶亚基或调节相关蛋白的缺失(使用Ncr1-Cre)导致CD11中骨髓中NK细胞分化的实质性阻断。CD11bhi阶段归因于前NK细胞增殖减少。
虽然静息NK细胞具有低mTORC1活性,但细胞因子刺激诱导人和小鼠NK细胞中mTORC1信号传导的强烈增加。体外或体内小鼠NK细胞的活化导致mTORC1活性增加,这对于增加的营养转运蛋白和糖酵解酶的表达,增加的线粒体质量和包括IFNγ和颗粒酶B11-13的效应分子的表达是必需的。使用药理学抑制剂雷帕霉素抑制mTORC1导致用IL-2加IL-12或高剂量IL-15刺激的小鼠NK细胞中的糖酵解减少。在用MCMV感染期间用雷帕霉素处理的小鼠中,NK细胞中mTORC1活性降低与NK细胞增殖、IFNγ产生和细胞毒性降低相关,导致病毒负荷升高。在用细胞因子活化过夜的人NK细胞中,mTORC1活性仅是响应于某些细胞因子刺激而增加的NK细胞代谢所必需的。IL-2刺激的NK细胞需要mTORC1活性以增加糖酵解水平,而用IL-12加IL-15刺激的NK细胞中的糖酵解增加不依赖于mTORC1。
甾醇调节元件结合蛋白(SREBP)和MYC这两种转录因子也被证明对细胞因子激活NK细胞中的代谢反应至关重要。SREBP通常被认为是脂肪酸和胆固醇合成的主要调节因子,因为它诱导这些生物合成途径中大多数基因的表达。细胞因子诱导小鼠NK细胞中SREBP的活性,并且mTORC1是最大SREBP活性所必需的。然而,SREBP调节的脂肪酸和胆固醇合成对小鼠NK细胞中细胞因子诱导的反应并不重要;相反,已经描述了SREBP的一个全新的角色。SREBP对于保持NK细胞中糖化和OXPHOS的升高率非常重要。该转录因子控制这种柠檬酸盐-麦芽酸酯穿梭、ATP-柠檬酸酶和Slc25a1的关键成分的表达。
MYC是活化NK细胞代谢所必需的,因为它控制NK细胞中代谢机制的表达。MYC是增加葡萄糖转运蛋白和糖酵解酶表达以支持糖酵解和有丝分裂以提供支持高速率OXPHOS21所需的增加的线粒体质量所必需的。MYC通常被认为是受控于mTORC1的下游,但在NK细胞或CD8+CTL中不一定是这种情况。在IL-2加IL-12刺激的数分钟内发生的NK细胞中MYC表达上调部分依赖于mTORC1活性,但在几小时后所有时间点MYC表达完全不依赖于mTORC1。人CD56bright NK细胞中MYC表达高于CD56dim NK细胞,这与CD56bright NK细胞更具代谢活性的观点一致。DNA结合蛋白RFX7已被鉴定为小鼠NK细胞代谢的负调节物。缺乏RFX7的NK细胞具有增加的细胞大小和mTORC1活性,并且具有升高的糖酵解和OXPHOS的速率。
有趣的是,在造血细胞(Rfx7flox/flox xVav-Cre小鼠)中缺乏Rfx7的小鼠中,由于成熟NK细胞的存活受损,NK细胞减少,这表明受控代谢对NK细胞稳态的重要性。其他可能抑制NK细胞代谢的分子包括氧固醇25-羟基胆固醇和27-羟基胆固醇,它们都抑制SREBP转录因子的活化,后者是NK细胞代谢的关键调节因子。
胆固醇通过线粒体甾醇27-羟化酶(CYP27A1)转化为27-羟基胆固醇,其在大多数组织中表达,但在巨噬细胞中高水平表达。已发现27-羟基胆固醇的循环水平在乳腺癌患者中升高。胆固醇通过酶胆固醇25-羟化酶转化为25-羟基胆固醇,其由炎性巨噬细胞以高水平表达,并且还由包括胶质母细胞瘤在内的某些肿瘤表达。吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)通常在肿瘤细胞或肿瘤相关细胞如致耐受性树突细胞中高度表达。IDO1介导的色氨酸代谢和IDO1衍生的代谢产物kynurenine,3-hydroxykynurenine or picolinic acid可以抑制人NK细胞的增殖和细胞毒性。
白细胞介素15(IL-15)是调节自然杀伤(NK)细胞生物学的最重要的细胞因子之一。一个信号通路,涉及丝氨酸-苏氨酸激酶AKT和转录因子XBP1s,它调节非折叠蛋白反应基因,该基因在人NK细胞中可被IL-15激活。IL-15诱导AKT的磷酸化,这导致XBP1蛋白的去泛素化,增加稳定性和核内聚集。XBP1与编码颗粒酶B的基因结合并募集转录因子T-BET,增加转录。XBP1s正向调节NK细胞对白血病细胞的细胞溶解活性,并且也是IL-15介导的NK细胞通过抗细胞凋亡机制存活所必需的。
因此,IL-15-AKT-XBP1s信号传导途径有助于增强人NK细胞的效应功能和存活。XBP1在调节免疫反应中具有多种作用。它调节HeLa和COS细胞中的主要组织相容性复合物II类基因转录,以及浆细胞,嗜酸性粒细胞和CD8+T细胞的分化,还通过破坏树突状细胞稳态来调节抗肿瘤免疫力。IL-15诱导XBP1s蛋白的表达,而与IL-15相比,IL-2和IL-12显示出降低其表达。IL-15诱导XBP1s蛋白的表达,而与IL-15相比,IL-2和IL-12显示出降低其表达。虽然IL-2和IL-15在NK细胞上共享同源受体IL-2Rβ和IL-2Rγc,但IL-15对XBP1s的诱导显着高于相同浓度IL-2引发的XBP1s表达。这表明在NK细胞上表达的IL-15Rα链在诱导XBP1中起关键作用。
此外,与未处理、IL-2处理或IL-12处理组相比,IL-15处理的原代人NK细胞中XBP1s靶基因(包括ERDJ4和SEC61A1)转录本表达显着增加。XBP1s正调节NK细胞中GZMB和干扰素-γ的表达。
几种核因子与CD56dim与CD56bright细胞的发育和功能有关。GATA2转录因子(TF)突变的患者缺乏CD56bright,但没有缺乏CD56dim NK细胞,支持其独立发展的模型。MCM4基因(与复制相关的DNA解旋酶)的突变特异性地损害CD56dim亚群。在CD56bright细胞中优先使用HMG基序可能对应于它们增强的TCF7和LEF1的表达,两个具有一些功能重叠的同源TF。这两种HMG家族蛋白都涉及记忆T和造血干细胞的自我更新程序,因此可以控制CD56bright NK细胞的稳态增殖。重要的是,小鼠中Tcf7的NK特异性缺失导致NK细胞存活缺陷。Motif分析还显示CD56bright分子程序通过几种转录抑制因子的表达在CD57+NK细胞中被抑制。
重要的是,BLIMP1沉默与淋巴自我更新和存活相关的基因,包括MYC和IL7R,并且是小鼠效应NK开发所必需的。结合PRDM1基序的另一个TF是ZNF683(HOBIT)。然而,ZNF683表达仅限于ILC1。另一种阻遏物BACH2通过抑制BLIMP1和下游效应子途径在T记忆细胞中实施自我更新。实际上,结合aPRDM1增强子的BACH2优先在CD56bright细胞中表达,其中BLIMP1被抑制。
NKG2A是细胞表面分子,其通常由NK细胞表达,但也可以在T细胞上诱导表达,尤其是在CD8+T细胞上。NKG2A属于凝集素家族,其与CD94形成异二聚体,也称为KLRD1,另一种NK细胞表达C型凝集素。NKG2A/CD94复合物结合非经典MHC I分子,人类中的HLA-E和小鼠中的Qa-1b,并转导抑制信号,抑制NK和CD8+T细胞的活性。HLA-E具有广泛的组织表达,并且已经证明通过与NKG2A结合具有免疫抑制功能。
重要的是,HLA-E也可以(过度)在癌细胞上表达,并且这种表达似乎与不良结果相关。van Montfoort等研究显示表达NKG2A的CD8+T细胞在头颈部鳞状细胞癌肿瘤浸润淋巴细胞内形成非常不同的早期活化肿瘤驻留T细胞群。来自三阴性乳腺癌的肿瘤浸润性淋巴细胞的大量RNA-seq分析也显示CD103+T细胞中NKG2A的表达上调。在非小细胞肺癌肿瘤浸润淋巴细胞或肝细胞癌衍生的肿瘤浸润淋巴细胞的单细胞RNA-seq分析中,KLRC1+群体不明显。数据正在出现,表明CD103+肿瘤浸润淋巴细胞积累抑制性受体,包括PD-1,CTLA-4,TIM-3,LAG-3等,暗示肿瘤微环境中抗原驱动的功能失调T细胞状态的发展。
肿瘤内刺激性树突状细胞(SDCs)在刺激细胞毒性T细胞和驱动针对癌症的免疫应答中起重要作用。Barry KC等发现在人黑色素瘤中,SDC丰度与肿瘤内编码细胞因子FLT3LG的基因表达有关。FLT3LG主要由淋巴细胞产生,特别是小鼠和人肿瘤中的天然杀伤(NK)细胞。NK细胞在小鼠肿瘤微环境(TME)中稳定地与SDC形成缀合物,并且小鼠中NK细胞的遗传和细胞消除证明了它们通过产生FLT3L在肿瘤中正调节SDC丰度。
虽然针对癌症的抗PD-1检查点免疫疗法主要针对T细胞,但他们发现NK细胞频率与人类癌症中的保护性SDC相关,患者对抗PD-1免疫疗法的反应性和总体存活率增加。先天免疫SDC和NK细胞聚集在一起作为T细胞定向免疫治疗的优秀预后工具,并且这些先天细胞是增强T细胞肿瘤反应所必需的。说明NK细胞而非T细胞控制肿瘤中的SDC丰度。耗尽NK细胞的小鼠在TME中CD103+SDC的频率降低,CD11b+DC水平没有显着变化。即肿瘤中的T细胞刺激依赖于肿瘤驻留的CD103+DC,在缺乏NK细胞的小鼠的肿瘤中存在活化T细胞数量减少的趋势。
近些年以来,一些学者开始研究中医特色治疗和中草药对nk细胞的活性影响。王晓燕等人发现,经过大黄素处理的nk细胞.对肺癌A549细胞的杀伤效力增加,大黄素可上调NK细胞活化性受体相关配体MIC A/B的表达,下调NK细胞抑制性受体相关配体HLA-ABC表达。
赵宏宇等人对小鼠灌胃不同剂量的蛹虫草1个月后,用乳酸脱氢酶测定法进行小鼠NK细胞活性测定。发现蛹虫草具有增强体液免疫功能和NK细胞活性的作用。宋敬怡等人同样通过动物实验发现红参粉均能提高巨噬细胞的吞噬能力和NK细胞活性。欧阳里知发现,艾灸对荷瘤胃癌大鼠外周血中CD3~-CD161~+NK与CD3~+CD161~+NKT含量有增加作用。赵昌林等人对明确影像学诊断诊断的结肠癌肝转移患者,取足三里,三阴交,内关,上巨虚,合谷,太溪,太冲,阴陵泉,阳陵泉等穴位进行针刺,使用流式细胞仪检测,治疗后T细胞亚群CD3,CD4,CD8和NK细胞的数量变化较治疗前均有明显的升高。
屈新辉等人研究由西洋参、黄芪、枸杞、当归等多味中药组成的复方对小鼠免疫功能的影响,其将CD49作为观察小鼠NK细胞的功能指标,发现在一定剂量范围内对非特异性细胞免疫和体液免疫有较强促进作用。一定剂量复方中药能有效促进NK自然杀伤细胞数量。
NK细胞具有强大的肿瘤杀伤能力,受复杂的调节系统调控,也通过分泌细胞因子调节CD8+T细胞活性,调节肿瘤微环境(TME)中稳定地与SDC丰度,增强癌症患者对抗PD-1免疫疗法的反应性,提高总体存活率。因此,针对高活性NK细胞的研究将成为恶性肿瘤免疫治疗的热点。中医药方面的研究,也值得我们的重视,一些中药可以有效的提升NK细胞的活性,针灸和艾灸对免疫系统具有正向作用。但是,中医药抗肿瘤的免疫作用机制是复杂的,不管是何种的形式,都有其复杂的机理,缺少确切的理论来指导临床用药,中医药抗肿瘤的相关机制研究和临床研究将会有更广阔的前景。
整理自:辽宁中医药大学学报
编者按:免疫系统对慢乙肝的治疗至关重要。HBV病毒可通过削弱免疫细胞的活性和功能来逃避免疫系统的清除。因此诱导免疫调节,安全清除HBV感染细胞是乙肝治愈的关键。以往研究显示聚乙二醇干扰素α(PEG IFNα)有抑制病毒复制和激活免疫应答的能力,PEG IFNα有助于核苷(NA)经治患者大幅提高临床治愈率。最近重庆医科大学附属第二医院的胡鹏教授团队发表最新研究显示NA经治获得HBsAg <3000 IU/mL的慢乙肝患者,联合PEG IFNα治疗的HBsAg清除率可达42.8%,这可能得益于CD56bright NK细胞的活性增加。
研究方法
研究纳入40例NA经治慢乙肝患者,其中7例患者加用PEG IFNα进行治疗,33例患者继续NA单药治疗。通过流式细胞术评估外周血NK细胞、DC、CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、Th细胞、Treg细胞、B细胞和Tfh细胞数量。
患者基线
所有患者均为NA经治后HBV DNA <1000 copies/mL(检测不到)且 HBsAg <3000 IU/mL,两组患者基线特征无显著性差异。7例加用PEG IFNα治疗的患者PEG IFNα治疗的平均时间为36周,且PEG IFNα停药后无患者出现病毒学反弹。
加用PEG IFNα治疗的NA经治患者HBsAg清除率可高达42.8%
该研究中,只有加用PEG IFNα组有3例患者出现HBsAg清除,NA组未出现HBsAg清除。其中加用组在第8、36和48周的HBsAg累积清除率分别为14.3%,28.5%和42.8%,显著高于NA组(P <0.001)。从第12周到第96周,加用组的平均HBsAg下降水平也显著大于NA组(P <0.05)。
联合PEG IFNα可增强慢乙肝患者NK细胞活性
与NA治疗组相比,加用PEG IFNα组中CD56bri NK细胞的频率和绝对数量显著增加,而CD56dim NK细胞减少。PEG IFNα的加入有利于NK细胞的增殖和激活。
肝霖君有话说
HBV感染会导致慢乙肝患者先天免疫和获得性免疫的损伤。以往已有研究证实NA和PEG IFNα在T细胞免疫重建和NK细胞免疫方面可以机制互补,更有利于患者达到治愈目标。该研究研究发现加用PEG IFNα后,NA经治患者HBsAg清除率显著提高至40%以上,同时加用PEG IFNα后慢乙肝患者CD56bri NK细胞活性增强,这可能是促进HBsAg清除的原因。因此对于NA经治患者联合PEG IFNα可帮助免疫功能的重建,从而可获得更高的临床治愈率。
参考文献:
Pang X, Zhang L, Liu N, et al. Combination of pegylated-interferon-alpha and nucleos(t)ide analogue treatment enhances the activity of natural killer cells in nucleos(t)ide analogue experienced chronic hepatitis B patients[J]. Clin Exp Immunol, 2020.
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上一期推送中,我们为大家介绍了免疫恢复过程中,中性粒细胞、NK细胞、B细胞及 T 细胞的结局。本期推送中,我们将开启新的章节,为大家呈现自身耐受和MHC 限制的相关知识。(回顾上文:
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