NK細胞在防御病毒和抗病毒感染中發揮重要的作用
NK細胞作為一種免疫細胞,是天然免疫系統的重要組成部分,在防御病毒和抗病毒感染中發揮重要的作用。NK細胞通過復制的機制,參與到消滅被感染的細胞過程中;在高劑量病毒感染后,NK細胞能發揮明顯抑制病毒復制的功能。
NK細胞還具有很強的免疫調節功能,通過分泌細胞因子和趨化因子等,與機體多種免疫細胞相互作用,激活B細胞、T細胞的抗病毒功能,抑制炎癥反應,在抗病毒免疫反應中發揮著重要的調節作用。
相關研究表明,NK細胞參與了各類病毒感染過程中的免疫反應。那么,NK細胞具有抗擊哪些病毒的潛力呢?
1、新冠病毒
關于NK細胞治療新冠病毒的臨床研究很多。研究發現,在感染病毒后,NK細胞能夠快速活化并在感染的早期被引導到肺部發揮抗病毒感染的作用。
2020年1月29日,Sorrento制藥公司與Celularity細胞治療公司聯合宣布啟動臨床合作,目的是將CYNK-001(一種異體、胎盤來源的NK傷免疫細胞療法)的用途擴展到治療和預防冠狀病毒感染的研究中。隨后,美國FDA批準了該療法的新藥臨床試驗申請,用于治療成年新冠肺炎患者。
2020年4月1日,美國免疫腫瘤學公司 Kleo Pharmaceuticals ,宣布已與Green Cross LabCell(GC LabCell)進行了研究合作,結合雙方的領先技術,開發治療COVID-19的NK細胞聯合雙特異性分子療法。
2021年10月25日,《Nature》發表Eric Vivier(馬賽-魯米尼免疫學中心)的文章《Clues that natural killer cells help to control COVID》,屬于Witkowski等在TGF-β1限制了 NK 細胞的抗病毒功能的相關研究的評論性文章,該研究成果同天發表于《Nature》雜志。兩篇文章同時發表國際頂尖學術期刊,集中探討了NK細胞在抗病毒特別是治療新冠病毒領域的應用價值。
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2、流感病毒
NK細胞在流感病毒感染早期也發揮著重要功能。2016年中國科學院微生物研究所方敏課題組在NK細胞抗流感病毒功能研究中取得進展。
研究發現,六種不同品系小鼠中,NK細胞在抗流感病毒感染中發揮不同的功能。在高劑量流感病毒感染后,NK細胞只在129小鼠中發揮了顯著抑制流感病毒復制,提高小鼠存活率的功能。進一步的機制研究表明,129小鼠感染流感病毒后,NK細胞快速活化并在感染的早期被招募到肺部發揮抗流感病毒感染的作用。然而,在低劑量流感病毒感染后,NK細胞在129小鼠中的活化動力學與B6小鼠中相同,都沒有起到顯著抑制病毒感染的作用。
研究揭示了NK細胞免疫應答受到宿主遺傳背景和感染劑量的影響,NK細胞反應的強度和動力學與NK細胞在抗病毒感染中起到的作用密切相關。
3、人乳頭瘤病毒(HPV)
人乳頭瘤病毒(HPV)是一種來自乳頭瘤病毒科的DNA病毒。從文獻報道和臨床案例分析來看,輸注NK細胞將有助于建立HPV感染第一道防線的建立,同時提高疫苗接種的有效率,也可以在特異性免疫中起到橋梁作用。
在針對HPV感染的治療方法中,除了疫苗接種產生的抗體外,NK細胞的作用不可忽視。從機制的角度分析,抗體僅僅是中和病毒,然而針對已經感染HPV病毒的細胞的清除仍然是需要NK細胞介導的毒性作用來完成。在針對HPV感染的治療中,要分情況實施方案,未感染過HPV的患者,疫苗的接種可作為預防措施,同時輔助NK細胞的輸注提高疫苗的有效率,而通過體檢篩查發現已經感染HPV的患者,NK的輸注可以成為主要的治療方案。
4、乙型肝炎病毒(HBV)
全世界約有2.5億人慢性感染乙型肝炎病毒(HBV)。慢性乙型肝炎(Chronic Hepatitis B CHB)患者的治療僅限于幾種抗病毒藥物,這些藥物可以抑制病毒的產生,但不能從肝臟徹底根除乙肝病毒。
部分研究者提出,這些患者可通過免疫功能重建的策略,無論是單獨還是聯合藥物使用,以彌補當前抗病毒治療效果的不足。在慢性乙型肝炎感染的免疫調節治療的潛在細胞靶點中,自然殺傷細胞(NK Cell)由于其在抗病毒控制中的關鍵作用,是可能的候選靶點。 在HBV感染中,NK細胞功能的調節被認為不僅有助于糾正NK細胞功能障礙和提高NK細胞抗病毒活性,而且還可以消除NK細胞對T細胞的負面作用,后者被認為是導致T細胞耗盡的原因。
NK細胞在捍衛人體健康中發揮著重要作用,除可用于抗擊部分病毒外,越來越多的NK細胞抗衰、治療腫瘤的臨床研究正在進行中。NK細胞相關的免疫細胞療法有望為更多患者帶來新生希望。
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參考資料:
1、同種異體、胎盤來源、低溫保存的NK細胞療法獲得FDA批準,用于新冠肺炎成年患者的臨床試驗丨醫麥猛爆料
2、【細胞科技專欄】NK細胞筑牢對抗HPV的“第一道防線”,楊思俊博士,漢氏聯合高等研究院,南開大學博士后工作站
3、【細胞科技專欄】解讀NK細胞與HBV感染,楊思俊博士、鄧萬玉博士,漢氏聯合高等研究院,南開大學博士后工作站
4、中科院微生物所在NK細胞抗流感病毒功能研究中取得進展,微生物學通報
5、 Witkowski, M., Tizian, C., Ferreira-Gomes, M. et al. Untimely TGFβ responses in COVID-19 limit antiviral functions of NK cells. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04142-6
6、J immunol:NK細胞抵抗甲流病毒感染分子機制 生物谷