自然殺傷細胞的研究現狀

【摘要】  自然殺傷細胞(簡稱NK細胞)是人類抗腫瘤及抗感染免疫、清除異己細胞的第一道天然防線，自20世紀70年代被發現后，一直是國內外學者的研究熱點，該文綜述了目前NK細胞的亞群、受體、免疫效應機制及臨床應用等方面的研究現狀。

【關鍵詞】  自然殺傷細胞;現狀;綜述文獻

20世紀70年代初學者在研究T細胞對靶細胞的特異殺傷時發現正常對照組大鼠或小鼠的脾細胞可以象腫瘤免疫小鼠的脾細胞一樣殺傷某些腫瘤細胞，繼而在正常人外周血發現淋巴細胞可以天然殺傷某些癌癥來源的癌細胞。由于這些細胞的殺傷功能的出現不需要預先免疫致敏，故取名為自然殺傷細胞(NK cells)。學者們進而提出了NK細胞為機體的Innate Immunity的主要承擔者，并發現NK細胞不僅對癌細胞，對病毒、胞內寄生菌和老化變異細胞亦具有極強的清除能力，充分證實了NK細胞在人體中的重要作用。本文就目前關于NK細胞的亞群、NK細胞受體、免疫效應機制及臨床應用等方面的研究現狀作一綜述。

　　1 NK細胞的亞群機械論文發表

　　人類NK細胞約占外周血全部淋巴細胞的5%～15%，表達CD56表面抗原，不表達CD3表面抗原。根據CD56抗原的不同表達，NK細胞可分為兩大亞群,90%～95%NK細胞為CD56dimCD16bright細胞, 僅有少部分NK細胞為CD56brightCD16dim/neg細胞。CD56brightCD16�睳K細胞以分泌細胞因子如IFN�拨脼橹饕�功能,CD56dimCD16+NK細胞以殺傷功能為主。靜息CD56dim和CD56bright細胞亞群的NK細胞受體表達的特征不相同[1-2]，靜息CD56brightNK細胞高水平表達C-型凝集素CD94/NKG2家族受體，只有很少部分表達殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(killer�瞔ellimmunoglobulin receptor, KIR);靜息CD56dimNK細胞則兩個家族的受體都相對高水平表達[3]。CD56brightNK細胞恒定表達高、中度親和力的白介素-2受體(IL��2R)，低濃度的IL��2即可在體內或體外刺激其擴增[4-5]。相反，靜息的CD56dimNK細胞只表達中度親和力的IL��2R，即使高濃度的IL��2刺激也只產生微弱增殖反應[6]。對K562等NK細胞敏感的靶細胞靜息CD56dimNK細胞較CD56brightNK細胞具有更強的細胞毒作用，但經IL��2或IL��12刺激活化后CD56brightNK細胞可產生與CD56dimNK細胞相似甚至更強的細胞毒活性[7]。小鼠NK細胞根據CD27分子表達水平可分為CD27bright 和CD27dim 兩個亞群。這兩群細胞與人類CD56bright和CD56dim細胞亞群有相似的特征,但并不完全相同。CD27brightNK細胞分泌細胞因子功能強于CD27dimNK細胞,而CD27dimNK細胞優勢表達Ly49及KIRG1等受體,古其殺傷功能強于CD27brightNK細胞。另外,CD27brightNK細胞特異性高表達CXCR3分子,其細胞遷移功能強于CD27dimNK細胞[8] 。

　　2 NK細胞受體及識別機制

　　NK細胞與T、B 淋巴細胞不同，它不表達抗原特異性受體，發揮功能主要依賴于NK細胞能夠表達多種能與MHC或非MHC配體結合的受體，傳遞抑制或激活信號，調節NK細胞的活性。根據結構的不同,NK細胞受體可分為兩類，一類是免疫球蛋白超家族，另一類是C型凝集素樣家族[9] ;按其功能不同可分為殺傷細胞抑制性受體(KIR)和殺傷細胞活化性受體(KAR) 兩類，激活性受體和抑制性受體通過與相應的配體結合而傳遞激活性信號和抑制性信號，NK細胞抑制性信號與活化性信號之間的平衡決定NK細胞與靶細胞相互作用的結果。若抑制性信號為主NK細胞活性被抑制，靶細胞免遭殺傷，相反若激活信號為主NK細胞激活殺傷靶細胞。

　　2.1 抑制性受體

　　抑制性受體識別的特征是可識別細胞表面自身MHC�睮類分子，并將任何缺乏MHC�睮類分子的細胞作為外源或突變物質處理。腫瘤細胞和被病毒感染的細胞可以通過MHC�睮類分子表達的缺失而逃逸CD8+細胞的監測和殺傷，但卻成為NK細胞監測和殺傷的目標。由于每種NK細胞都至少表達一種MHC�睮分子抑制性受體，抑制受體與MHC�睮分子的結合可以抑制細胞的功能。一旦MHC�睮分子缺失或下調， 抑制細胞殺傷功能的因素就此消失或減弱，進而被激活發揮殺傷功能。該理論被稱為“ 丟失自我(missing self)” 識別模式[10]。目前已經發現人殺傷細胞免疫球蛋白樣受體(KIRs)、嚙齒動物淋巴細胞抗原49(LY49)復合體和CD94/NKG2A等一系列NK細胞抑制性受體, 這類抑制性受體除KIR2DL4外，在胞漿內均有兩個ITIM，分別稱為N端ITIM和C端ITIM。N端ITIM發揮主要作用，C端ITIM僅起著加強抑制信號的作用。當抑制性KIR與MHC分子結合后,引起KIR分子在膜中聚集，使ITIM中的酪氨酸發生磷酸化，主要傳導通路是激活蛋白酪氨酸磷酸酶SHP��1 (SH2 domain�瞓earing tyrosine phospharase)SHP��1活化后一方面使一些接合蛋白，如LAT、PLCγ和SLP276 等去磷酸化而激活，另一方面使活化通路中的蛋白如ZAP270PSyk等去磷酸化而失活，最終使得NK細胞傳遞抑制性信號,對靶細胞不產生殺傷[11]。表達此類受體的基因在染色體上形成一個基因復合體(NKC),在人類定位于12號染色體上，在鼠內定位于6號染色體。機械論文發表

　　2.2 激活性受體

　　目前已經發現的激活性受體包括CD16、NKp46、CD94/NKG2、NKG2D、CD244(此5個受體人、鼠共有)、NKp30、KIR2DS、NKp��44(此3個受體為人種屬)、CLY49D、LY49H、NKR�睵1C(此3個受體為鼠種屬)等，與抑制性受體相比之下,激活型不含有ITIM，不能直接產生信號，而是通過與其它含有免疫受體酪氨酸激活基序( ITAM)的分子進行非共價連接而進行信號傳導。不同的激活型受體需要不同的接頭蛋白。短的KIR 利用膜錨定同源二聚體接頭分子(如DAP12 或KARAP)，通過其攜帶的ITAM序列,使得DAP12、Sky 酪氨酸激酶、磷脂酶C等被募集并發生磷酸化，從而激活MAPK級聯,引起細胞活化[12 ] 。其它的激活型受體則是通過FcεRIγ同源二聚體 、FcεRIγPCD3ζ異源二聚體或CD3ζ同源二聚體進行共價連接而傳導信號的[13 ]。

　　3 免疫效應機制

　　3.1 細胞毒活性

　　NK細胞主要通過以下途徑發揮細胞毒作用： (1)鈣依賴的脫顆粒及釋放胞質內的細胞毒性蛋白(穿孔素、顆粒酶B 和顆粒溶解素等);(2)組成性表達或通過與靶細胞相互作用誘導表達FasL和TRAIL，分別誘導Fas(CD95/Apo21) 和DR4/DR5介導的細胞凋亡;(3)通過膜結合形式或分泌可溶性細胞因子;(4)ADCC作用。

　　3.2 細胞因子介導的殺傷作用

　　N K細胞能分泌多種效應細胞因子，如IFN�拨谩�TNF、粒細胞�簿奘杉毎�集落刺激因子、IL��5、IL��10 、IL��13 等。在NK細胞不同分化階段所產生的細胞因子并不完全相同，如成熟的NK細胞在獲得產生IFN�拨媚芰Φ耐瑫r卻喪失了分泌Th2型細胞因子的功能[14] 。TNF可通過改變靶細胞溶酶體的穩定性,導致多種水解酶外漏，影響細胞膜磷脂代謝，活化靶細胞核酸內切酶，降解基因組DNA，改變靶細胞糖代謝使組織中pH降低等機制殺傷靶細胞。IFN�拨媚芤种颇[瘤細胞增殖，阻斷腫瘤血管形成，激活巨噬細胞及上調多種類型細胞的MHC Ⅰ、Ⅱ分子的表達而刺激抗原提呈等。

　　4 NK細胞的臨床應用

　　4.1 NK細胞與異基因造血干細胞移植

　　4.1.1 NK細胞的移植物抗白血病(GVL)作用 KIR不相合的異基因造血干細胞移植在根治急性白血病方面療效確切，已應用于臨床[15]。在異基因造血干細胞移植中，如果供受者之間存在HLA�睠等位基因不相合，則供者的KIR不能識別受者相應的HLA配體，抑制信號被阻斷，NK細胞被激活，攻擊宿主的腫瘤細胞，產生移植物抗白血病(GVL)效應。Ruggeri等[16]報道，給嚴重聯合免疫缺陷小鼠種植人急性粒細胞性白血病(AML)細胞，5～6周后發病，分別給予異種反應型NK細胞(供受者KIR不相合)和同種反應型NK細胞(供受者KIR相合)，接受異種反應型NK細胞組的AML小鼠平均存活120d，接受同種反應型NK細胞的小鼠在18d內死亡,證明NK細胞具有顯著的移植物抗白血病(GVL)作用。

　　4.1.2 NK細胞可降低GVHD 異基因HSCT時，宿主源性APC可呈提抗原給CD8+細胞啟動GVHD。Ruggeri 等[16]在小鼠allo�睟MT實驗中發現，接受致死量全身照射(total body irradiation, TBI)的H��2b小鼠在移植含有1×106T細胞的H��2d小鼠骨髓2～4 周后，全部死于GVHD;如果同時輸入4×105 同種異基因反應性NK細胞，即使移植物中T細胞增加到2×107，受鼠也能存活120d而不發生GVHD。進一步的研究證實，NK細胞介導的GvH同種異基因反應不但本身不引起GVHD效應，而且還能通過清除受者的APC抑制由T細胞介導的GVHD效應。此外，小鼠allo�睟MT前輸入活化的NK細胞產生轉化生長因子�拨�(TGF�拨�)，也可能是抑制GVHD 的原因之一[17��19]。

　　4.1.3 KIR與移植物的植活 Ruggeri等[16]在小鼠allo�睟MT實驗中發現受者淋巴造血系細胞是同種異基因反應性NK細胞的靶細胞。NK細胞介導的同種異基因反應不僅殺傷受者APC，而且可以殺傷直接作為移植排斥反應效應細胞的受者T細胞。這些發現提示，移植前輸入同種異基因反應性NK細胞，可以部分替代移植前預處理抑制受者免疫功能的作用，降低預處理措施強度。Ruggeri等[16]在小鼠半相合(單倍體不相合)BMT 中證實了這一發現，移植同時將H��2d/b 雜交子一代供鼠的NK 細胞輸給只接受非致死量TBI 的H��2d 受鼠，供鼠骨髓細胞可以成功植入而不發生排斥反應;而只接受非致死量TBI不輸注供鼠NK 細胞的受鼠則排斥供鼠骨髓細胞。在這些小鼠BMT實驗中，只要給接受非致死量(≤7Gy)TBI 的受鼠輸注2×105同種異基因反應性NK細胞，即可獲得超過80%的供者型嵌合體，即使不用TBI而僅用氟達拉濱(120mg/m2)及輸注2×105同種異基因反應性NK細胞作為預處理，受鼠也能獲得30%供者型嵌合體。機械論文發表

　　楊志剛等[20��21]以Ly49家族受體表位不合的近交系小鼠H��2b和H��2d小鼠進行allo�睟MT，也得到與上述發現相似的結果，并發現在移植后3周，輸注供鼠NK 細胞組的受鼠外周血白細胞及骨髓CD34+細胞已恢復到正常小鼠水平，較不輸注供鼠NK細胞組顯著增高。進一步證實同種異基因反應性NK 細胞可以抑制移植排斥，促進造血干細胞植入和造血及免疫重建。如果這些研究結果可以用于臨床，將會擴展非清髓移植的適用范圍并大大提高其臨床療效。
4.2 NK細胞與自身免疫疾病

　　研究[22��23 ]表明自身反應性T細胞與多種自身免疫性疾病的發生發展密不可分，NK細胞既可促進反應性T細胞的增殖分化,也可抑制反應性T細胞,從而影響自身免疫性疾病的發生發展。促進反應性T細胞的增殖分化的機制有：(1)產生IFN�拨么龠M抗原提呈細胞活化;(2)上調OX40、2B4等T細胞共刺激分子的表達;(3)上調MHC�并蝾惙肿拥谋磉_。抑制反應性T細胞機制有：(1)直接殺傷APCs或T細胞;(2)產生IL��10、TGF�拨玫纫种菩约毎�因子;(3)增加自身反應性T細胞WAF1的表達以調節細胞周期;(4)通過NKT、Treg等調節性細胞間接抑制反應性T細胞。自身免疫病發生過程中炎性反應可產生多種趨化因子，NK細胞表面可表達趨化因子受體，如CX3CR1、CCR2等，從而被趨化因子招募至相應炎性組織部位發揮生物學效應[23]。有研究者[23]利用動物模型已證實NK細胞能夠通過CD94/NKG2A�睶a��1分子作用調節自身反應性T細胞，不表達Qa��1分子的自身反應性CD4+T細胞能被NKG2A+NK細胞直接殺傷,提示NK細胞有望被應用于自身免疫病的治療。

　　4.3 KIR與妊娠

　　妊娠期間蛻膜的NK細胞能通過其抑制型和激活型受體選擇性地識別滋養層HLA�睮等位基因的表達產物，并提供自身信號去控制NK細胞的應答，從而調節胎兒和母體連結處的免疫應答，在同種異體識別機制中起著重要的作用。Chao等[24]比較了正常和異常妊娠者蛻NK細胞上KIR的表達，發現異常妊娠者表達特殊KIR的蛻膜NK細胞的比例較正常者有明顯的下降，這說明KIR可能參與植入位點母體對胎兒的同種異體識別。大多KIR能識別HLA�睠分子表面特殊的抗原決定簇，既能激活NK細胞，也能中斷激活信號從而抑制NK細胞的功能。KIR表達在蛻膜NK細胞上，其識別的HLA�睠分子表達于滋養層上，KIR通過與滋養層HLA�睠相互作用和提供滋養層損傷入侵信號而在妊娠期間起調節作用。Varla Leftherioti等[25]對不明原因的自發性流產進行調查中也證實了此觀點。

　　5 結語

　　盡管許多學者在NK細胞的亞群、受體、免疫效應機制及臨床應用等方面做了大量研究,但仍有許多問題尚未解決,例如如何建立大規模培養純化NK細胞的方法;病毒、腫瘤逃逸NK細胞監視具體機制是如何的;如何更好促進NK細胞免疫效應等，以上問題尚有待世人的進一步深入研究。

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