เซลล์นักฆ่าธรรมชาติ | |
---|---|
รายละเอียด | |
ระบบ | ระบบภูมิคุ้มกัน |
การทำงาน | ลิมโฟไซต์พิษต่อเซลล์ |
ตัวระบุ | |
เมช | D007694 |
เอฟเอ็มเอ | 63147 |
ศัพท์กายวิภาคศาสตร์ของจุลกายวิภาคศาสตร์ [แก้ไขบน Wikidata] |
เซลล์นักฆ่าธรรมชาติหรือที่เรียกว่าเซลล์ NK เป็น ลิมโฟไซต์ ที่มีพิษ ต่อเซลล์ ชนิดหนึ่งที่สำคัญต่อระบบภูมิคุ้มกันโดย กำเนิด เซลล์เหล่านี้เป็นลิมโฟไซต์เม็ดใหญ่ชนิดหนึ่ง[1] [2] (LGL) และจัดอยู่ในกลุ่มเซลล์ลิมโฟไซต์ที่มีพิษต่อเซลล์ (ILC) ที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว และคิดเป็น 5–20% ของลิมโฟไซต์ทั้งหมดที่หมุนเวียนอยู่ในร่างกายของมนุษย์[3]บทบาทของเซลล์ NK นั้นคล้ายคลึงกับเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง เซลล์ NK ตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส เซลล์เครียด เซลล์เนื้องอก และเชื้อก่อโรคภายในเซลล์อื่นๆ โดยอาศัยสัญญาณจากตัวรับที่กระตุ้นและยับยั้งหลายตัว เซลล์ภูมิคุ้มกัน ส่วนใหญ่ ตรวจจับแอนติเจนที่ปรากฏบนคอมเพล็กซ์ความเข้ากันได้หลัก I (MHC-I) บนพื้นผิวเซลล์ที่ติดเชื้อ แต่เซลล์ NK สามารถจดจำและฆ่าเซลล์เครียดได้โดยไม่ต้องใช้แอนติบอดีและ MHC ทำให้ภูมิคุ้มกันตอบสนองได้เร็วขึ้นมาก พวกมันถูกเรียกว่า "นักฆ่าตามธรรมชาติ" เนื่องจากแนวคิดที่ว่าพวกมันไม่จำเป็นต้องมีการกระตุ้นเพื่อฆ่าเซลล์ที่ขาดเครื่องหมาย "ตนเอง" ของMHC คลาส I [ 4]บทบาทนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากเซลล์ที่เป็นอันตรายซึ่งขาดเครื่องหมาย MHC I ไม่สามารถตรวจพบและทำลายได้โดยเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ เช่น เซลล์ลิมโฟไซต์ที
เซลล์ NK สามารถระบุได้จากการมีอยู่ของCD56และไม่มีCD3 (CD56 + , CD3 − ) [5]เซลล์ NK แยกความแตกต่างจากเซลล์ ต้นกำเนิด ลิมฟอยด์โดยกำเนิดทั่วไป ( CD127 + lymphoid progenitor) [6]ซึ่งอยู่ภายใต้เซลล์ต้นกำเนิดลิมฟอยด์ทั่วไปที่ ลิมโฟไซต์ BและTถูกสร้างขึ้นมาด้วยเช่นกัน[6] [7]เซลล์ NK เป็นที่ทราบกันว่าแยกความแตกต่างและเจริญเติบโตในไขกระดูกต่อมน้ำเหลืองม้ามต่อมทอนซิลและต่อมไทมัสซึ่งเป็นที่ที่เซลล์เหล่านี้จะเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต[8]เซลล์ NK แตกต่างจากเซลล์ T เพชฌฆาตธรรมชาติ (NKT) ในแง่ลักษณะเฉพาะ โดยแหล่งกำเนิดและฟังก์ชันเอฟเฟกเตอร์ที่เกี่ยวข้อง โดยทั่วไป กิจกรรมของเซลล์ NKT จะส่งเสริมกิจกรรมของเซลล์ NK โดยการหลั่งอินเตอร์เฟอรอนแกมมาเซลล์ NK ต่างจากเซลล์ NKT ตรงที่เซลล์ NK จะไม่แสดงตัวรับแอนติเจนของเซลล์ T (TCR) หรือตัวรับเซลล์ B ของมาร์กเกอร์ T แบบแพน CD3หรืออิมมูโนโกลบูลิน บนพื้นผิว (Ig) แต่โดยปกติแล้วเซลล์ NK จะแสดงมาร์กเกอร์บนพื้นผิวCD16 (FcγRIII) และCD57ในมนุษย์ NK1.1 หรือ NK1.2 ในหนูC57BL/6มา ร์กเกอร์บนพื้นผิวเซลล์ NKp46ถือเป็นมาร์กเกอร์เซลล์ NK อีกตัวหนึ่งที่นิยมใช้ในปัจจุบัน โดยแสดงออกในมนุษย์ หนูหลายสายพันธุ์ (รวมถึงหนู BALB/c ) และในลิงสามสายพันธุ์ทั่วไป[9] [10]
นอกเหนือจากภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดแล้วตัวรับเซลล์ NK ทั้งแบบกระตุ้นและแบบยับยั้งจะมีบทบาทสำคัญในการทนทานต่อตนเองและการรักษาการทำงานของเซลล์ NK นอกจากนี้ เซลล์ NK ยังมีบทบาทในการตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวด้วย[11]การทดลองจำนวนมากได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมโดยรอบและสร้างหน่วยความจำภูมิคุ้มกัน เฉพาะแอนติเจน ซึ่งเป็นพื้นฐานในการตอบสนองต่อการติดเชื้อรองด้วยแอนติเจนเดียวกัน[12] บทบาทของเซลล์ NK ในการตอบสนองภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและแบบปรับตัวกำลังมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นในการวิจัยโดยใช้การทำงานของเซลล์ NK เป็นการบำบัดมะเร็งและการบำบัดเอชไอวี ที่มีศักยภาพ [13] [14]
ในการทดลองในระยะเริ่มแรกเกี่ยวกับความเป็นพิษของเซลล์ต่อเซลล์เป้าหมายของเนื้องอก ทั้งในผู้ป่วยมะเร็งและในสัตว์ทดลอง นักวิจัยสังเกตสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยา "ตามธรรมชาติ" อย่างสม่ำเสมอ นั่นคือ เซลล์บางกลุ่มดูเหมือนจะสามารถทำลายเซลล์เนื้องอกได้โดยที่เซลล์เหล่านี้ไม่เคยถูกทำให้ไวต่อเซลล์เหล่านี้มาก่อน การศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ครั้งแรกซึ่งยืนยันว่าเซลล์ลิมฟอยด์ที่ไม่ได้รับการรักษาสามารถให้ภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติต่อเนื้องอกได้นั้นดำเนินการโดย ดร. เฮนรี สมิธ แห่งคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยลีดส์ในปี 1966 [15]ซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปว่า "ปรากฏการณ์นี้ดูเหมือนจะเป็นการแสดงออกของกลไกการป้องกันการเติบโตของเนื้องอกที่มีอยู่ในหนูปกติ" นักวิจัยคนอื่นๆ ก็สังเกตในลักษณะเดียวกัน แต่เนื่องจากการค้นพบเหล่านี้ไม่สอดคล้องกับแบบจำลองที่กำหนดไว้ในขณะนั้น นักวิจัยหลายคนจึงถือว่าการสังเกตเหล่านี้เป็นสิ่งแปลกปลอมในตอนแรก[16]
ในปีพ.ศ. 2516 กิจกรรม "การฆ่าตามธรรมชาติ" ได้รับการยอมรับในสปีชีส์ที่หลากหลาย และมีการสันนิษฐานถึงการมีอยู่ของเซลล์สายพันธุ์แยกต่างหากที่มีคุณสมบัติดังกล่าว การค้นพบว่าลิมโฟไซต์ประเภทพิเศษมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความเป็นพิษต่อเซลล์ "ตามธรรมชาติ" หรือโดยธรรมชาตินั้นเกิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษปีพ.ศ. 2513 โดยนักศึกษาปริญญาเอก Rolf Kiessling และนักวิจัยหลังปริญญาเอก Hugh Pross ในหนู[17] และโดยนักศึกษาปริญญาเอก Mikael Jondal ในมนุษย์[18] [19] งานในหนูและมนุษย์ดำเนินการภายใต้การดูแลของศาสตราจารย์Eva Kleinและ Hans Wigzell ตามลำดับจากสถาบัน Karolinska ในสตอกโฮล์ม การวิจัยของ Kiessling เกี่ยวข้องกับความสามารถที่มีลักษณะเฉพาะของลิมโฟไซต์ T ในการโจมตีเซลล์เนื้องอกซึ่งพวกมันได้รับการสร้างภูมิคุ้มกันไว้ก่อนหน้านี้ Pross และ Jondal กำลังศึกษาความเป็นพิษที่เกิดจากเซลล์ในเลือดมนุษย์ปกติและผลของการกำจัดเซลล์ที่มีตัวรับต่างๆ ต่อความเป็นพิษนี้ ต่อมาในปีเดียวกันนั้นโรนัลด์ เฮอร์เบอร์แมนได้เผยแพร่ข้อมูลที่คล้ายกันซึ่งเกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะของเซลล์เอฟเฟกเตอร์ของหนู[20] ข้อมูลสำหรับมนุษย์ส่วนใหญ่ได้รับการยืนยันโดย West et al. [21] โดยใช้เทคนิคที่คล้ายกันและเซลล์เป้าหมายของเม็ดเลือดแดงชนิดเดียวกันคือK562 K562 มีความไวสูงต่อการสลายของเซลล์ NK ของมนุษย์ และในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา การทดสอบปล่อยโครเมียม K562 51ได้กลายเป็นการทดสอบที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดในการตรวจจับกิจกรรมการทำงานของเซลล์ NK ของมนุษย์[22] การใช้อย่างแพร่หลายทำให้ห้องปฏิบัติการต่างๆ ทั่วโลกสามารถเปรียบเทียบข้อมูลการทดลองได้อย่างง่ายดาย
การใช้การปั่นเหวี่ยงความหนาแน่นไม่ต่อเนื่อง และแอนติบอดีโมโนโคลนัล ในเวลาต่อมา ทำให้สามารถระบุความสามารถในการฆ่าตามธรรมชาติของลิมโฟไซต์เม็ดใหญ่ที่ปัจจุบันเรียกว่าเซลล์ NK ได้ การสาธิตว่าลิมโฟไซต์เม็ดใหญ่ที่แยกตามระดับความหนาแน่นเป็นสาเหตุของกิจกรรม NK ในมนุษย์ ซึ่งทำโดย Timonen และ Saksela ในปี 1980 [23]เป็นครั้งแรกที่สามารถมองเห็นเซลล์ NK ด้วยกล้องจุลทรรศน์ และถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในสาขานี้
เซลล์ NK สามารถจำแนกได้เป็นเซลล์ CD56 bright หรือเซลล์ CD56 dim [24] [25] [5] เซลล์ NK เซลล์ CD56 brightนั้นคล้ายกับเซลล์ T helperในการใช้อิทธิพลของมันโดยการปลดปล่อยไซโตไคน์ [ 25] เซลล์ NK เซลล์ CD56 brightประกอบเป็นเซลล์ NK ส่วนใหญ่ โดยพบในไขกระดูก เนื้อเยื่อน้ำเหลืองรอง ตับ และผิวหนัง[5] เซลล์ NK เซลล์ CD56 brightมีลักษณะเฉพาะคือการฆ่าเซลล์ที่มีการแบ่งตัวสูงโดยเฉพาะ[26]ดังนั้นจึงอาจมีบทบาทในการควบคุมภูมิคุ้มกัน เซลล์ NK เซลล์ CD56 dimพบได้ในเลือดส่วนปลายเป็น หลัก [5]และมีลักษณะเฉพาะคือความสามารถในการฆ่าเซลล์[25]เซลล์ NK เซลล์ CD56 dim จะเป็น เซลล์ CD16บวกเสมอ (CD16 เป็นตัวกลางหลักของความเป็นพิษต่อเซลล์ที่ขึ้นอยู่กับแอนติบอดีหรือ ADCC) [25]เซลล์ CD56 brightสามารถเปลี่ยนผ่านไปเป็นเซลล์ CD56 dim ได้ โดยการรับเซลล์ CD16 [5]
เซลล์ NK สามารถกำจัดเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสได้โดยใช้ ADCC ที่มี CD16 เป็นสื่อกลาง[27] ผู้ป่วย โรคโคโรนาไวรัส 2019 (COVID-19) ทั้งหมด มีเซลล์ NK CD56 ที่มีสี จางลง แต่เซลล์ NK CD56 ที่มีสีจางลงจะพบได้เฉพาะในผู้ป่วยที่มี COVID-19 ที่รุนแรงเท่านั้น[27]
ตัวรับเซลล์ NK สามารถแยกความแตกต่างได้ตามหน้าที่ ตัวรับ ความเป็นพิษต่อเซลล์ ตามธรรมชาติจะเหนี่ยวนำให้เกิด อะพอพโทซิส (การตายของเซลล์) โดยตรงหลังจากจับกับลิแกนด์ Fasซึ่งบ่งชี้การติดเชื้อของเซลล์โดยตรง ตัวรับอิสระจาก MHC (อธิบายไว้ข้างต้น) ใช้เส้นทางอื่นเพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดอะพอพโทซิสในเซลล์ที่ติดเชื้อ การทำงานของเซลล์เพชฌฆาตตามธรรมชาติจะถูกกำหนดโดยสมดุลของการกระตุ้นตัวรับที่ยับยั้งและกระตุ้น ตัวอย่างเช่น หากสัญญาณของตัวรับที่ยับยั้งเด่นชัดกว่า กิจกรรมของเซลล์ NK จะถูกยับยั้ง ในทำนองเดียวกัน หากสัญญาณการกระตุ้นเด่นชัดกว่า กิจกรรมของเซลล์ NK ก็จะตามมา[28]
ประเภทของตัวรับเซลล์ NK (ที่มีองค์ประกอบยับยั้งและองค์ประกอบกระตุ้นบางส่วน) จะแตกต่างกันตามโครงสร้าง โดยมีตัวอย่างบางส่วนดังต่อไปนี้:
เซลล์ NK มีพิษต่อ เซลล์ เม็ดเล็กๆในไซโทพ ลา ซึมมีโปรตีน เช่นเพอร์ฟอรินและโปรตีเอสที่เรียกว่าแกรนไซม์ เมื่อถูกปล่อยออกมาในบริเวณใกล้เคียงเซลล์ที่ถูกกำหนดไว้ให้ฆ่า เพอร์ฟอรินจะสร้างรูพรุนในเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์เป้าหมาย สร้างช่องทางน้ำที่แกรนไซม์และโมเลกุลที่เกี่ยวข้องสามารถเข้ามาได้ ทำให้เกิดอะพอพโทซิส หรือเซลล์แตกสลายด้วยออสโม ซิสความแตกต่างระหว่างอะพอพโทซิสและเซลล์ แตกสลาย มีความสำคัญในวิทยาภูมิคุ้มกัน การทำลายเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสอาจทำให้ไวรัส ถูกปลดปล่อยออกมาได้ ในขณะที่อะพอพโทซิสนำไปสู่การทำลายไวรัสภายในα-defensinsซึ่งเป็นโมเลกุลต่อต้านจุลินทรีย์ ยังถูกหลั่งโดยเซลล์ NK อีกด้วย และฆ่าแบคทีเรียโดยตรงโดยทำลายผนังเซลล์ในลักษณะที่คล้ายกับเซลล์นิวโทรฟิล [ 8]
เซลล์ที่ติดเชื้อจะถูกสร้างอ็อปโซไนซ์ด้วยแอนติบอดีเพื่อให้เซลล์ภูมิคุ้มกันตรวจจับได้ แอนติบอดีที่จับกับแอนติเจนสามารถรับรู้ได้โดยตัวรับ FcγRIII ( CD16 ) ที่แสดงบนเซลล์ NK ส่งผลให้ NK ถูกกระตุ้น ปล่อยเม็ดยาที่ทำลายเซลล์ และเกิดอะพอพโทซิส ของเซลล์ ตามมา นี่คือกลไกการฆ่าที่สำคัญของแอนติบอดีโมโนโคลนอล บางชนิด เช่นริทูซิแมบ (Rituxan) , ออฟาทูมูแมบ (Azzera)และอื่นๆ การมีส่วนสนับสนุนของความเป็นพิษของเซลล์ที่เกิดจากแอนติบอดีต่อการทำลายเซลล์เนื้องอกสามารถวัดได้ด้วยการทดสอบเฉพาะที่ใช้NK-92ซึ่งเป็นสายพันธุ์เซลล์คล้าย NK อมตะที่ได้รับอนุญาตให้ใช้โดย NantKwest, Inc.: การตอบสนองของเซลล์ NK-92 ที่ได้รับการถ่ายยีนด้วยตัวรับ Fc ที่มีความสัมพันธ์สูง จะถูกเปรียบเทียบกับการตอบสนองของเซลล์ NK-92 "ประเภทป่า" ซึ่งไม่แสดงตัวรับ Fc [33]
ไซโตไคน์มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นเซลล์ NK เนื่องจากเป็น โมเลกุล ความเครียดที่ปล่อยออกมาจากเซลล์เมื่อติดเชื้อไวรัส จึงทำหน้าที่ส่งสัญญาณไปยังเซลล์ NK เพื่อแจ้งการมีอยู่ของเชื้อก่อโรคไวรัสในบริเวณที่ได้รับผลกระทบ ไซโตไคน์ที่เกี่ยวข้องกับการกระตุ้น NK ได้แก่IL-12 , IL-15 , IL-18 , IL-2และCCL5เซลล์ NK จะถูกกระตุ้นเพื่อตอบสนองต่ออินเตอร์เฟอรอนหรือไซโตไคน์ที่ได้จากแมคโครฟาจ ไซโตไคน์เหล่านี้ทำหน้าที่ควบคุมการติดเชื้อไวรัส ในขณะที่การตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวจะสร้างเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ ที่จำเพาะต่อแอนติเจน ซึ่งสามารถกำจัดการติดเชื้อได้ เซลล์ NK ทำหน้าที่ควบคุมการติดเชื้อไวรัสโดยหลั่งIFNγและTNFα IFNγ กระตุ้นแมคโครฟาจเพื่อการจับกินและการสลายของเซลล์ ส่วน TNFα ทำหน้าที่ส่งเสริมการทำลายเซลล์เนื้องอก NK โดยตรง ผู้ป่วยที่มีเซลล์ NK ไม่เพียงพอมีแนวโน้มสูงที่จะติดเชื้อไวรัสเริมในระยะเริ่มต้น [ต้องการการอ้างอิง]
เพื่อให้เซลล์ NK สามารถปกป้องร่างกายจากไวรัสและเชื้อโรค อื่นๆ ได้ เซลล์เหล่านี้จำเป็นต้องมีกลไกที่ทำให้ระบุได้ว่าเซลล์นั้นติดเชื้อหรือไม่ กลไกที่แน่นอนนั้นยังคงเป็นหัวข้อของการศึกษาวิจัยในปัจจุบัน แต่เชื่อว่าการรับรู้ถึงสถานะ "ตนเองที่เปลี่ยนแปลงไป" มีส่วนเกี่ยวข้อง เพื่อควบคุมกิจกรรมของเซลล์ที่เป็นพิษ เซลล์ NK จะมีตัวรับ บนพื้นผิวสองประเภท ได้แก่ ตัวรับที่กระตุ้นการทำงานและตัวรับที่ยับยั้ง รวมถึงตัวรับที่คล้ายกับอิมมูโนโกลบูลินของเซลล์นักฆ่า ตัวรับเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ได้มีเฉพาะในเซลล์ NK เท่านั้น และอาจปรากฏอยู่ใน กลุ่มย่อย ของเซลล์ T บางส่วน ด้วยเช่นกัน
ตัวรับที่ยับยั้งจะจดจำอัลลีลMHC คลาส I ซึ่งอาจอธิบายได้ว่าทำไมเซลล์ NK จึงฆ่าเซลล์ที่มีโมเลกุล MHC คลาส I ในระดับต่ำโดยเฉพาะ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ NK ที่เป็นเป้าหมายนี้เรียกว่า "การจดจำตนเองที่ขาดหายไป" ซึ่งเป็นคำศัพท์ที่คิดขึ้นโดยKlas Kärreและเพื่อนร่วมงานในช่วงปลายทศวรรษ 1990 โมเลกุล MHC คลาส I เป็นกลไกหลักที่เซลล์แสดงแอนติเจนของไวรัสหรือเนื้องอกต่อเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ การปรับตัวทางวิวัฒนาการทั่วไปต่อสิ่งนี้พบเห็นได้ในจุลินทรีย์ ภายในเซลล์ และเนื้องอก: การควบคุมระดับลงอย่างเรื้อรังของโมเลกุล MHC คลาส I ซึ่งทำให้เซลล์ที่ได้รับผลกระทบมองไม่เห็นโดยเซลล์ T ช่วยให้เซลล์เหล่านี้หลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันที่เกิดจากเซลล์ T ได้ เซลล์ NK ดูเหมือนจะวิวัฒนาการขึ้นเป็นปฏิกิริยาทางวิวัฒนาการต่อการปรับตัวนี้ (การสูญเสีย MHC จะขจัดการทำงานของ CD4/CD8 ดังนั้นเซลล์ภูมิคุ้มกันอีกเซลล์จึงวิวัฒนาการขึ้นเพื่อทำหน้าที่นี้) [34]
เซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติมักขาดตัวรับแอนติเจนบนพื้นผิวเซลล์ ดังนั้นจึงเป็นส่วนหนึ่งของภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด กล่าวคือสามารถตอบสนองได้ทันทีโดยไม่ต้องสัมผัสกับเชื้อก่อโรคมาก่อน ในทั้งหนูและมนุษย์ เซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติมีบทบาทในการเฝ้าระวังภูมิคุ้มกันของเนื้องอกโดยกระตุ้นให้เซลล์เนื้องอกตายโดยตรง (เซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติทำหน้าที่เป็นลิมโฟไซต์ที่ทำหน้าที่ทำลายเซลล์) แม้จะไม่มีโมเลกุลการยึดเกาะบนพื้นผิวและเปปไทด์แอนติเจนก็ตาม บทบาทของเซลล์เพชฌฆาตธรรมชาตินี้มีความสำคัญต่อความสำเร็จของภูมิคุ้มกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเซลล์ T ไม่สามารถจดจำเชื้อก่อโรคได้หากไม่มีแอนติเจนบนพื้นผิว[4] การตรวจพบเซลล์เนื้องอกส่งผลให้เซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติถูกกระตุ้น และเกิดการผลิตและปล่อยไซโตไคน์ตามมา
หากเซลล์เนื้องอกไม่ก่อให้เกิดการอักเสบ เซลล์เหล่านี้จะถูกมองว่าเป็นเซลล์ของตัวเอง และจะไม่กระตุ้นให้เกิดการตอบสนองของเซลล์ T เซลล์ NK ผลิตไซโตไคน์จำนวนหนึ่ง ได้แก่ ปัจจัยเนโครซิสของเนื้องอก α ( TNFα ), IFNγและอินเตอร์ลิวคิน ( IL-10 ) TNFα และ IL-10 ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการอักเสบและกดภูมิคุ้มกันตามลำดับ การกระตุ้นเซลล์ NK และการสร้างเซลล์เอฟเฟกเตอร์ที่ทำลายเซลล์ในเวลาต่อมาส่งผลกระทบต่อแมคโครฟาจเซลล์เดนไดรต์และนิวโทรฟิลซึ่งทำให้เซลล์ T และเซลล์ B ตอบสนองเฉพาะแอนติเจนได้ในเวลาต่อมา แทนที่จะออกฤทธิ์ผ่านตัวรับเฉพาะแอนติเจน การสลายเซลล์เนื้องอกโดยเซลล์ NK จะถูกควบคุมโดยตัวรับทางเลือก ได้แก่NKG2D NKp44 NKp46 NKp30 และ DNAM [28] NKG2Dเป็นโฮโมไดเมอร์ที่เชื่อมโยงกับไดซัลไฟด์ซึ่งจดจำลิแกนด์หลายชนิด รวมทั้ง ULBP และMICAซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงออกบนเซลล์เนื้องอก บทบาทของอินเทอร์เฟซเซลล์เดนไดรต์กับเซลล์ NK ในวิทยาภูมิคุ้มกันได้รับการศึกษาและกำหนดให้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจระบบภูมิคุ้มกันที่ซับซ้อน[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เซลล์ NK ร่วมกับแมคโครฟาจและเซลล์ประเภทอื่นๆ อีกหลายชนิดแสดงโมเลกุลตัวรับ Fc (FcR) (FC-gamma-RIII = CD16) ซึ่งเป็นตัวรับ ทางชีวเคมีที่กระตุ้นการทำงาน ซึ่งจะจับกับ ส่วน Fc ของ แอนติบอดีคลาส IgG ซึ่งทำให้เซลล์ NK สามารถกำหนดเป้าหมายไปที่เซลล์ที่มีการตอบสนองต่อของเหลวในร่างกายและทำลายเซลล์ผ่านความเป็นพิษต่อเซลล์ที่ขึ้นอยู่กับแอนติบอดี (ADCC) การตอบสนองนี้ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของตัวรับ Fc ที่แสดงบนเซลล์ NK ซึ่งอาจมีความสัมพันธ์สูง ปานกลาง และต่ำกับส่วน Fc ของแอนติบอดี ความสัมพันธ์นี้จะถูกกำหนดโดยกรดอะมิโนในตำแหน่ง 158 ของโปรตีน ซึ่งอาจเป็นฟีนิลอะลานีน (อัลลีล F) หรือวาลีน (อัลลีล V) บุคคลที่มี FcRgammRIII ที่มีความสัมพันธ์สูง (อัลลีล 158 V/V) จะตอบสนองต่อการบำบัดด้วยแอนติบอดีได้ดีกว่า ซึ่งได้มีการแสดงให้เห็นแล้วในผู้ป่วยมะเร็งต่อมน้ำเหลืองที่ได้รับแอนติบอดี Rituxan ผู้ป่วยที่แสดงอัลลีล 158 V/V จะมีการตอบสนองต่อเนื้องอกได้ดีกว่า มีเพียง 15–25% ของประชากรเท่านั้นที่แสดงอัลลีล 158 V/V เพื่อตรวจสอบการมีส่วนสนับสนุนของ ADCC ของแอนติบอดีโมโนโคลนัล เซลล์ NK-92 (สายเซลล์ NK "บริสุทธิ์") ได้รับการถ่ายยีนสำหรับ FcR ที่มีความสัมพันธ์สูง
เซลล์นักฆ่าธรรมชาติ (เซลล์ NK) และแมคโครฟาจมีบทบาทสำคัญในการกำจัดเซลล์ชรา[35]เซลล์นักฆ่าธรรมชาติจะฆ่าเซลล์ชราโดยตรงและผลิตไซโตไคน์ซึ่งจะกระตุ้นแมคโครฟาจซึ่งจะกำจัดเซลล์ชรา[35]
เซลล์นักฆ่าธรรมชาติสามารถใช้ ตัวรับ NKG2Dเพื่อตรวจจับเซลล์ชรา และฆ่าเซลล์เหล่านั้นโดยใช้โปรตีน ไซโตไลติก ที่สร้างรูพรุนเพอร์ฟอริน[36] เซลล์ทีที่เป็นพิษต่อเซลล์ CD8+ยังใช้ตัวรับ NKG2D เพื่อตรวจจับเซลล์ชรา และส่งเสริมการฆ่าในลักษณะเดียวกับเซลล์ NK [36]ตัวอย่างเช่น ในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน ระดับของเซลล์นักฆ่าธรรมชาติจะเพิ่มสูงขึ้นเนื่องจากเซลล์เหล่านี้ย่อยสลายกลุ่มแอลฟา-ซินิวคลีน ทำลายเซลล์ประสาทชรา และลดการอักเสบของระบบประสาทโดยเม็ดเลือดขาวในระบบประสาทส่วนกลาง[37]
ความสามารถในการสร้างเซลล์ความจำภายหลังการติดเชื้อครั้งแรกและการกระตุ้นภูมิคุ้มกันอย่างรวดเร็วและตอบสนองต่อการติดเชื้อครั้งต่อๆ มาโดยแอนติเจนเดียวกันเป็นปัจจัยพื้นฐานต่อบทบาทของเซลล์ T และ B ในการตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว เป็นเวลาหลายปีที่เซลล์ NK ถือเป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด อย่างไรก็ตาม หลักฐานที่เพิ่มขึ้นในช่วงหลังบ่งชี้ว่าเซลล์ NK สามารถแสดงลักษณะหลายประการที่มักเกิดจากเซลล์ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว (เช่น การตอบสนองของเซลล์ T) เช่น การขยายตัวและหดตัวของกลุ่มย่อยอย่างมีพลวัต อายุยืนยาวขึ้น และรูปแบบหนึ่งของความจำทางภูมิคุ้มกัน ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อได้รับความท้าทายรองด้วยแอนติเจนเดียวกัน[38] [39] ในหนู การวิจัยส่วนใหญ่ดำเนินการกับไซโตเมกะโลไวรัสของหนู (MCMV) และในแบบจำลองของปฏิกิริยาไวต่อแฮปเทน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแบบจำลอง MCMV ฟังก์ชันหน่วยความจำป้องกันของเซลล์ NK ที่เหนี่ยวนำโดย MCMV ถูกค้นพบ[40] และการจดจำโดยตรงของลิแกนด์ MCMV m157 โดยตัวรับ Ly49 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญต่อการสร้างการตอบสนองของเซลล์ NK ที่ปรับตัวได้[40] ในมนุษย์ การศึกษาส่วนใหญ่เน้นที่การขยายตัวของกลุ่มเซลล์ NK ที่พกพาตัวรับที่กระตุ้นNKG2C ( KLRC2 ) การขยายตัวดังกล่าวถูกสังเกตเป็นหลักในการตอบสนองต่อไซโตเมกะโลไวรัสในมนุษย์ (HCMV) [41]แต่ยังพบในการติดเชื้ออื่นๆ รวมทั้งฮันตาไวรัสไวรัสชิคุนกุนยา HIV หรือไวรัสตับอักเสบ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าการติดเชื้อไวรัสเหล่านี้จะกระตุ้นการขยายตัวของเซลล์ NK NKG2C+ ที่ปรับตัวได้หรือการติดเชื้ออื่นๆ จะส่งผลให้ HCMV แฝงถูกกระตุ้นอีกครั้ง (ตามที่แนะนำสำหรับไวรัสตับอักเสบ [42] ) ยังคงเป็นสาขาการศึกษา ที่น่าสังเกตคือ งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเซลล์ NK ที่ปรับตัวได้สามารถใช้ตัวรับการกระตุ้นNKG2C ( KLRC2 ) เพื่อจับกับ แอนติเจนเปปไทด์ที่ได้จากไซโต เมกะโลไวรัสในมนุษย์ โดยตรง และตอบสนองต่อการจดจำเปปไทด์ด้วยการกระตุ้น การขยายตัว และการแยกความแตกต่าง[43]ซึ่งเป็นกลไกในการตอบสนองต่อการติดเชื้อไวรัสที่ก่อนหน้านี้ทราบกันเฉพาะในเซลล์ Tของระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวเท่านั้น
เนื่องจากการตั้งครรภ์ส่วนใหญ่มักเกิดจากพ่อแม่ที่มีเนื้อเยื่อไม่ตรงกันการตั้งครรภ์ ที่ประสบความสำเร็จ จึงต้องมีการกด ระบบภูมิคุ้มกันของแม่ เซลล์ NK ถือเป็นเซลล์ประเภทหนึ่งที่สำคัญในกระบวนการนี้[44]เซลล์เหล่านี้เรียกว่า " เซลล์ NK ของมดลูก " (เซลล์ uNK) และแตกต่างจากเซลล์ NK รอบนอก เซลล์เหล่านี้อยู่ในกลุ่ม เซลล์ NK ที่สว่าง CD56ที่มีศักยภาพในการหลั่งไซโตไคน์ แต่มีความสามารถในการทำลายเซลล์ต่ำและค่อนข้างคล้ายกับ เซลล์ NK ที่สว่าง CD56 รอบนอก โดยมีโปรไฟล์ตัวรับที่แตกต่างกันเล็กน้อย[44] เซลล์ uNK เหล่านี้เป็น เม็ดเลือดขาวที่พบมากที่สุดในครรภ์ในช่วงต้นของการตั้งครรภ์ โดยคิดเป็นประมาณ 70% ของเม็ดเลือดขาวทั้งหมด แต่แหล่งกำเนิดยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน[45]
เซลล์ NK เหล่านี้มีความสามารถในการกระตุ้นความเป็นพิษของเซลล์ในหลอดทดลองแต่ในระดับที่ต่ำกว่าเซลล์ NK รอบนอก แม้จะมีเพอร์ฟอรินก็ตาม[46]การขาดความเป็นพิษของเซลล์ในร่างกายอาจเกิดจากการมีลิแกนด์สำหรับตัวรับยับยั้งเซลล์trophoblast ลดการทำงานของ HLA-AและHLA-Bเพื่อป้องกัน การเสียชีวิตที่เกิด จากเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ซึ่งโดยปกติจะกระตุ้นเซลล์ NK โดยขาดการจดจำตัวเอง อย่างไรก็ตาม เซลล์เหล่านี้สามารถอยู่รอดได้ การกักเก็บHLA-E (ซึ่งเป็นลิแกนด์สำหรับตัวรับยับยั้งเซลล์ NK NKG2A ) และHLA-G (ซึ่งเป็นลิแกนด์สำหรับตัวรับยับยั้งเซลล์ NK KIR2DL4 ) โดย trophoblast เชื่อว่าจะป้องกันเซลล์ NK จากการเสียชีวิตที่เกิดจากเซลล์ NK [44]
เซลล์ NK ของมดลูกไม่ได้แสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในผู้หญิงที่มีการแท้งบุตรซ้ำเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม อย่างไรก็ตาม เปอร์เซ็นต์เซลล์ NK รอบนอกที่สูงกว่าเกิดขึ้นในผู้หญิงที่มีการแท้งบุตรซ้ำเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม[47]
เซลล์ NK หลั่งไซโตไคน์ในระดับสูงซึ่งช่วยควบคุมการทำงานของเซลล์ เซลล์ NK โต้ตอบกับHLA-Cเพื่อผลิตไซโตไคน์ที่จำเป็นสำหรับการแบ่งตัวของ trophoblastic ไซโตไคน์ที่สำคัญบางชนิดที่หลั่งออกมา ได้แก่TNF-α , IL-10 , IFN-γ , GM-CSFและTGF-βเป็นต้น[44]ตัวอย่างเช่น IFN-γ จะขยายและทำให้ผนังของหลอดเลือดแดงเกลียว ของมารดาบางลง เพื่อเพิ่มการไหลเวียนของเลือดไปยังบริเวณที่ฝังตัว[48]
เซลล์มะเร็งสามารถหลีกเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันได้โดยการหลั่ง ลิแกนด์ NKG2D ที่ละลายน้ำได้ซึ่งเป็นตัวล่อ ลิแกนด์ NKG2D ที่ละลายน้ำได้เหล่านี้จะจับกับตัวรับ NKG2D ของเซลล์ NK ทำให้เกิดการตอบสนอง NK ปลอม และส่งผลให้เกิดการแข่งขันเพื่อแย่งตำแหน่งตัวรับ [4] วิธีการหลีกเลี่ยงนี้เกิดขึ้นในมะเร็งต่อมลูกหมากนอกจากนี้ เนื้องอกมะเร็งต่อมลูกหมากสามารถหลีกเลี่ยงการจดจำเซลล์ CD8 ได้เนื่องจากความสามารถในการควบคุมการแสดงออกของโมเลกุล MHC คลาส 1 ตัวอย่างการหลีกเลี่ยงภูมิคุ้มกันนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของเซลล์ NK ในการเฝ้าระวังและการตอบสนองของเนื้องอก เนื่องจากเซลล์ CD8 จึงสามารถตอบสนองต่อเซลล์มะเร็งได้เฉพาะเมื่อตอบสนองต่อการผลิตไซโตไคน์ที่ NK ริเริ่ม (การตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว) เท่านั้น[49]
การบำบัดด้วยเซลล์ NK ในเชิงทดลองส่งผลให้เกิดการผลิตไซโตไคน์มากเกินไป และถึงขั้นช็อกจากการติดเชื้อ การลดลงของอินเตอร์เฟอรอนแกมมา ซึ่งเป็นไซโตไคน์ที่ทำให้เกิดการอักเสบ ทำให้ผลดังกล่าวกลับด้าน[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
มีรายงานว่าเซลล์ NK ที่แทรกซึมเข้าไปในเนื้องอกมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการตายของเซลล์ที่เกิดจากยาในมะเร็งเต้านมชนิดสามชนิดลบของมนุษย์[50]เนื่องจากเซลล์ NK จดจำเซลล์เป้าหมายเมื่อแสดงแอนติเจน HLA ที่ไม่ใช่ตัวเอง (แต่ไม่ใช่ตัวเอง) การให้เซลล์ NK แก่ผู้ป่วยเองจึงไม่แสดงผลต่อต้านเนื้องอกใดๆ นักวิจัยจึงพยายามใช้เซลล์จากเลือดส่วนปลายซึ่งต้องกำจัดเซลล์ T ทั้งหมดออกก่อนการให้ผู้ป่วยรับการรักษาเพื่อขจัดความเสี่ยงของโรคการต่อต้านการปลูกถ่ายซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้คอลัมน์แม่เหล็กภูมิคุ้มกัน (CliniMACS) นอกจากนี้ เนื่องจากจำนวนเซลล์ NK ในเลือดมีจำกัด (มีเพียง 10% ของลิมโฟไซต์เท่านั้นที่เป็นเซลล์ NK) จำนวนของเซลล์จึงต้องเพิ่มขึ้นในการเพาะเลี้ยง ซึ่งอาจใช้เวลาสองสามสัปดาห์ และผลผลิตขึ้นอยู่กับผู้บริจาค
ตัวรับแอนติเจนไคเมอริก (CAR) เป็นตัวรับที่ดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งกำหนดเป้าหมายไป ที่ แอนติเจน บนพื้นผิวเซลล์ ซึ่งเป็นแนวทางที่มีค่าในการเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์เอฟเฟกเตอร์ CAR กระตุ้นให้เซลล์เอฟเฟกเตอร์ที่มีตัวรับเหล่านี้จับกับเซลล์ที่แสดงแอนติเจนเป้าหมายด้วยความสัมพันธ์สูง จึงลดเกณฑ์สำหรับการกระตุ้นเซลล์และเหนี่ยวนำการทำงานของเอฟเฟกเตอร์[51]
ปัจจุบัน เซลล์ CAR T เป็น เซลล์บำบัดที่ค่อนข้างเป็นที่รู้จักอย่างไรก็ตาม การใช้อย่างแพร่หลายนั้นถูกจำกัดด้วยปัญหาพื้นฐานหลายประการ ได้แก่ ต้นทุนการบำบัดด้วยเซลล์ CAR T ที่สูง ซึ่งเกิดจากความจำเป็นในการสร้างเซลล์ CAR T เฉพาะสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย ความจำเป็นในการใช้เฉพาะเซลล์ T อัตโนมัติ เนื่องจากมีความเสี่ยงสูงต่อGvHDหากใช้เซลล์ T จากผู้อื่น ไม่สามารถนำเซลล์ CAR T กลับมาใช้ได้อีกหากผู้ป่วยกำเริบหรือพบว่าเซลล์ CAR T รอดชีวิตต่ำ นอกจากนี้ การบำบัดด้วยเซลล์ CAR T ยังมีพิษสูง โดยส่วนใหญ่เกิดจาก การผลิต IFN-γและการเหนี่ยวนำ CRS (กลุ่มอาการการปลดปล่อยไซโตไคน์ ) และ/หรือพิษต่อระบบประสาท [ 52]
การใช้เซลล์ CAR NK นั้นไม่ได้จำกัดอยู่เพียงความต้องการในการสร้างเซลล์เฉพาะสำหรับผู้ป่วยเท่านั้น และในขณะเดียวกัน GvHD ก็ไม่ได้เกิดจากเซลล์ NK ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้เซลล์ออโตโลกัสอีกต่อไป[53]ไม่พบผลกระทบที่เป็นพิษจากการบำบัดด้วย CAR T เช่น CSR จากการใช้เซลล์ CAR NK ดังนั้น เซลล์ NK จึงถือเป็นผลิตภัณฑ์ "สำเร็จรูป" ที่น่าสนใจ เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ CAR T แล้ว เซลล์ CAR NK ยังคงรักษาการแสดงออกของตัวรับการกระตุ้นเซลล์ NK ที่ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น เซลล์ NK จึงจดจำและฆ่าเซลล์เนื้องอกได้ แม้ว่าการแสดงออกของลิแกนด์สำหรับตัวรับ CAR จะลดลงเนื่องจากกลยุทธ์การหลบหนีจากเนื้องอกในเซลล์เนื้องอกก็ตาม[52]
เซลล์ NK ที่ได้จากเลือดจากสายสะดือถูกนำมาใช้เพื่อสร้างเซลล์ NK CAR.CD19 เซลล์เหล่านี้สามารถผลิตไซโตไคน์IL-15 ได้ด้วยตัวเอง จึงช่วยเพิ่มการแสดงออกของออโตไครน์/พาราไครน์และการคงอยู่ของสารในร่างกายการให้เซลล์ NK ที่ดัดแปลงเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของ CSR ความเป็นพิษต่อระบบประสาท หรือ GvHD [51]
ผลิตภัณฑ์ FT596 เป็นผลิตภัณฑ์เซลล์ CAR NK ชนิด "Off-the-Shelf" สากล และอัลโลจินิกตัวแรกที่ได้จากiPSCที่ได้รับอนุญาตให้ใช้ในการศึกษาวิจัยทางคลินิกในสหรัฐอเมริกา[54]ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวประกอบด้วย CAR ต่อต้าน CD19 ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับเซลล์ NK โดยมีโดเมนทรานส์เมมเบรนสำหรับ ตัวรับการกระตุ้น NKG2Dโดเมนร่วมกระตุ้น 2B4 และโดเมนการส่งสัญญาณ CD3ζ มีการเพิ่มส่วนประกอบสำคัญเพิ่มเติมอีกสองส่วน ได้แก่ 1) ตัวรับ Fc CD16 ที่มีความสัมพันธ์สูง ไม่สามารถแยกตัวได้ (hnCD16) ซึ่งช่วยให้กำหนดเป้าหมายเนื้องอกและเพิ่มการทำลายเซลล์ที่ขึ้นอยู่กับแอนติบอดีโดยไม่มีการควบคุมเชิงลบ ร่วมกับ 2) แอนติบอดีโมโนโคลนัลที่ใช้ในการรักษาที่กำหนดเป้าหมายเซลล์เนื้องอก และโปรตีนฟิวชันตัวรับ IL-15/IL-15 (IL-15RF) ที่ช่วยส่งเสริมการคงอยู่โดยไม่ขึ้นกับไซโตไคน์[55]
วิธีที่มีประสิทธิภาพมากกว่าในการได้รับเซลล์ NK จำนวนมากคือการขยายเซลล์ NK-92ซึ่งเป็นสายเซลล์ NK ที่มีลักษณะทั้งหมดของเซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติ (Natural Killer Cell: NK) ในเลือดที่มีฤทธิ์แรง แต่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ที่กว้างกว่ามากและมีพิษต่อเซลล์สูงกว่า เซลล์ NK-92 เติบโตอย่างต่อเนื่องในวัฒนธรรมและสามารถขยายไปสู่จำนวนในระดับคลินิกได้ในถุงหรือไบโอรีแอ็กเตอร์[56]การศึกษาทางคลินิกแสดงให้เห็นว่าเซลล์ NK-92 มีความปลอดภัยและแสดงฤทธิ์ต่อต้านเนื้องอกในผู้ป่วยมะเร็งปอดหรือตับอ่อน มะเร็งผิวหนัง และมะเร็งต่อมน้ำเหลือง[57] [58] เมื่อเซลล์ NK-92 มีต้นกำเนิดจากผู้ป่วยมะเร็งต่อมน้ำเหลือง จะต้องได้รับการฉายรังสีก่อนการให้สารละลาย[59] [60]อย่างไรก็ตาม กำลังมีความพยายามที่จะออกแบบเซลล์เพื่อขจัดความจำเป็นในการฉายรังสี เซลล์ที่ได้รับรังสียังคงมีความเป็นพิษต่อเซลล์อย่างเต็มที่ NK-92 เป็นเซลล์จากผู้บริจาคคนละรายกับผู้รับ แต่จากการศึกษาทางคลินิก ไม่มีการแสดงให้เห็นว่าสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาของโฮสต์ได้อย่างมีนัยสำคัญ[61] [62]
เซลล์ NK-92 ที่ไม่ได้ดัดแปลงไม่มี CD-16 ทำให้เซลล์เหล่านี้ไม่สามารถทำปฏิกิริยากับแอนติบอดีต่อเซลล์ (ADCC) ได้ อย่างไรก็ตาม เซลล์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้แสดงตัวรับ Fc ที่มีความสัมพันธ์สูง (CD16A, 158V) ซึ่งเชื่อมโยงทางพันธุกรรมกับ IL-2 และจับกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (ER) [63] [64]เซลล์ NK-92 ที่มีความสัมพันธ์สูงเหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับแอนติบอดีต่อเซลล์ได้ และมีประโยชน์ในการรักษาเพิ่มมากขึ้นอย่างมาก[65] [66] [67] [68]
เซลล์ NK-92 ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้แสดงออกเป็นแอนติเจนรีเซพเตอร์ไคเมอริก (CAR) โดยใช้แนวทางที่คล้ายกับที่ใช้กับเซลล์ T ตัวอย่างคือเซลล์ที่ได้จาก NK-92 ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมด้วยทั้ง CD16 และ CAR ต่อต้าน PD-L1 ซึ่งปัจจุบันอยู่ระหว่างการพัฒนาทางคลินิกเพื่อใช้เป็นข้อบ่งชี้ทางมะเร็งวิทยา[69] [70] [71]ได้มีการสร้าง NK-92 เกรดทางคลินิกที่แสดง CAR สำหรับ HER2 (ErbB2) [72]และกำลังอยู่ในระหว่างการศึกษาทางคลินิกในผู้ป่วยglioblastoma ที่มีผล HER2 เป็น บวก[73]ได้มีการสร้างโคลนเกรดทางคลินิกอื่นๆ อีกหลายตัวซึ่งแสดง CAR สำหรับ PD-L1, CD19, HER-2 และ EGFR [74] [66]ได้มีการนำเซลล์ NK ที่มีความสัมพันธ์สูงที่กำหนดเป้าหมาย PD-L1 ให้กับผู้ป่วยหลายรายที่เป็นเนื้องอกแข็งในการศึกษาระยะ I/II ซึ่งอยู่ระหว่างดำเนินการ[75]
ในการศึกษาวิจัยที่โรงพยาบาลเด็กบอสตัน ซึ่งร่วมมือกับสถาบันมะเร็ง Dana–Farberซึ่งพบว่าหนูที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องติดเชื้อมะเร็ง ต่อมน้ำเหลือง จาก การติดเชื้อไวรัส EBVตัวรับที่กระตุ้น NK ที่เรียกว่าNKG2Dได้ถูกหลอมรวมกับ ส่วน Fc ที่กระตุ้น ของแอนติบอดีต่อไวรัส EBV การเชื่อม NKG2D-Fc พิสูจน์แล้วว่าสามารถลดการเติบโตของเนื้องอกและยืดอายุการอยู่รอดของผู้รับได้ ในแบบจำลองการปลูกถ่ายมะเร็งต่อมน้ำเหลืองที่มีเชื้อ LMP1 การเชื่อม NKG2D-Fc พิสูจน์แล้วว่าสามารถลดการเติบโตของเนื้องอกและยืดอายุการอยู่รอดของผู้รับได้
ในมะเร็งต่อมน้ำเหลืองฮอดจ์กิน ซึ่งเซลล์ Reed-Sternberg ของฮอดจ์กินที่เป็นมะเร็งมักขาด HLA คลาส I การหลบเลี่ยงภูมิคุ้มกันส่วนหนึ่งเกิดจากการเบี่ยงเบนไปทางฟีโนไทป์ของเซลล์ NK PD-1hi ที่หมดแรง และการกระตุ้นเซลล์ NK เหล่านี้อีกครั้งดูเหมือนจะเป็นกลไกการกระทำอย่างหนึ่งที่เกิดจากการปิดกั้นจุดตรวจสอบ[76]
การส่งสัญญาณผ่านTLRสามารถกระตุ้นการทำงานของเอฟเฟกเตอร์เซลล์ NK ได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งในหลอดทดลองและในร่างกาย ลิแกนด์ TLR จึงอาจช่วยเพิ่มการทำงานของเอฟเฟกเตอร์เซลล์ NK ในระหว่างการบำบัดภูมิคุ้มกันด้วยเซลล์ NK เพื่อต่อต้านเนื้องอก[ 30 ]
Trastuzumabเป็น แอนติบอดี โมโนโคลนอลต่อต้าน HER2 ที่ใช้ในการรักษามะเร็งเต้านม HER2 + [77]เซลล์ NK เป็นส่วนสำคัญของผลการรักษาของ trastuzumab เนื่องจากเซลล์ NK จดจำเซลล์มะเร็งที่เคลือบด้วยแอนติบอดีซึ่งกระตุ้นให้เกิด ปฏิกิริยา ADCC (antibody-dependent cellular cytotoxicity) ลิแกนด์ TLR ถูกใช้ร่วมกับ trastuzumab เพื่อเพิ่มผล โพลีแซ็กคาไรด์เครสตินซึ่งสกัดจากTrametes versicolorเป็นลิแกนด์ที่มีประสิทธิภาพของTLR-2ดังนั้นจึงกระตุ้นเซลล์ NK กระตุ้นการผลิตIFNgและเพิ่มADCCที่เกิดจากการจดจำเซลล์ที่เคลือบด้วย trastuzumab [78]
การกระตุ้นTLR-7กระตุ้นให้เกิดการแสดงออกของIFN ชนิด Iและไซโตไคน์กระตุ้นการอักเสบชนิดอื่นๆ เช่นIL-1b IL -6และIL-12หนูที่ป่วยเป็นมะเร็งต่อมน้ำเหลืองที่ไวต่อเซลล์ NK ชนิด RMA-S ได้รับการรักษาด้วยโมเลกุล SC1 SC1 เป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่กระตุ้น TLR-7 แบบใหม่ และการให้ซ้ำหลายครั้งมีรายงานว่ากระตุ้นเซลล์ NK ในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับ TLR-7 และ IFN ชนิด I จึงย้อนกลับภาวะภูมิแพ้ เซลล์ NK ซึ่งในที่สุดนำไปสู่การสลายของเนื้องอก[79]
VTX-2337เป็น สารกระตุ้น TLR-8 แบบเลือกสรร และเมื่อใช้ร่วมกับแอนติบอดีโมโนโคลนอล cetuximabก็สามารถนำไปใช้เป็นยาที่มีศักยภาพในการรักษาSCCHN ที่กลับมาเป็นซ้ำหรือแพร่กระจายได้ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเซลล์ NK ตอบสนองต่อการรักษาด้วย แอนติบอดี cetuximab มากขึ้น เมื่อได้รับการรักษาด้วย VTX-2337 ล่วงหน้า ซึ่งบ่งชี้ว่าการกระตุ้น TLR-8 และการกระตุ้นอินฟลัมโมโซม ในเวลาต่อมา จะช่วยเพิ่ม ปฏิกิริยา ADCCที่เกิดจากCD-16ในผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยแอนติบอดีcetuximab [80]
เซลล์ NK มีบทบาทในการควบคุม การติดเชื้อ HIV-1 TLR เป็นตัวเสริมภูมิคุ้มกันไวรัสโดยกำเนิดที่มีประสิทธิภาพ และอาจย้อนกลับการแฝงของ HIV-1 ได้ การฟักเซลล์โมโนนิวเคลียร์ในเลือดส่วนปลายด้วย ลิแกนด์ TLR-9 ที่มีประสิทธิภาพใหม่ MGN1703 ส่งผลให้การทำงานของเอฟเฟกเตอร์เซลล์ NK เพิ่มขึ้น จึงยับยั้งการแพร่กระจายของ HIV-1 ในวัฒนธรรมของเซลล์ T CD4+ ที่เป็นเซลล์ ต้นกำเนิดได้ อย่างมีนัยสำคัญ การกระตุ้น TLR-9 ในเซลล์ NK กระตุ้นให้เกิดการตอบสนองภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดต่อไวรัสอย่างแข็งแกร่งการถอดรหัส ของ HIV-1 เพิ่มขึ้น (ซึ่งบ่งชี้ถึงการย้อนกลับของการแฝงของไวรัส) และยังกระตุ้นการยับยั้งการติดเชื้อ HIV-1 โดยเซลล์ NK ในเซลล์ T CD4+ ที่เป็นเซลล์ต้นกำเนิดอีกด้วย[81]
งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีน KIR-MHC class I ที่เฉพาะเจาะจงอาจควบคุมความต้านทานทางพันธุกรรมโดยกำเนิดต่อการติดเชื้อไวรัสบางชนิด รวมถึงHIVและการพัฒนาของโรคเอดส์ที่ ตามมา [8]พบว่าอัลโลไทป์ HLA บางชนิดสามารถกำหนดการดำเนินไปของ HIV ไปสู่โรคเอดส์ได้ ตัวอย่างเช่น อั ลลีล HLA-B57และHLA-B27ซึ่งพบว่าทำให้การดำเนินไปจาก HIV ไปสู่โรคเอดส์ล่าช้าลง ซึ่งเห็นได้ชัดจากการสังเกตพบว่าผู้ป่วยที่แสดงอัลลีล HLA เหล่านี้จะมีปริมาณไวรัสต่ำลงและ จำนวนเซลล์ CD4 + T ลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป แม้ว่าจะมีการวิจัยและข้อมูลจำนวนมากที่รวบรวมเพื่อวัดความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของอัลลีล HLA และอัลโลไทป์ KIR แต่ก็ยังไม่สามารถสรุปได้อย่างแน่ชัดว่าการผสมผสานแบบใดที่ทำให้มีความเสี่ยงต่อ HIV และเอดส์ลดลง
เซลล์ NK สามารถกดดันภูมิคุ้มกันต่อ HIV ซึ่งก่อนหน้านี้มีการอธิบายไว้เฉพาะสำหรับเซลล์ T และแอนติบอดีเท่านั้น[82] HIV กลายพันธุ์เพื่อหลีกเลี่ยงการตรวจพบเซลล์ NK [82]
ความรู้ส่วนใหญ่ในปัจจุบันของเรามาจากการตรวจสอบเซลล์ NK ของม้ามและเลือดส่วนปลายของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประชากรเซลล์ NK ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อได้รับการอธิบาย แล้ว [83] [84]เซลล์ NK ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันในการถอดรหัสกับเซลล์ T ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อซึ่งเคยอธิบายไว้ก่อนหน้านี้ อย่างไรก็ตาม เซลล์ NK ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อไม่จำเป็นต้องมีฟีโนไทป์ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อ และในความเป็นจริง เซลล์ NK ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อส่วนใหญ่ยังไม่พัฒนาเต็มที่ในการทำงาน[85]กลุ่มเซลล์ NK เฉพาะทางเหล่านี้สามารถมีบทบาทในการรักษาสมดุลของอวัยวะได้ ตัวอย่างเช่น เซลล์ NK มีฟีโนไทป์เฉพาะเจาะจงในตับของมนุษย์และมีส่วนร่วมในการควบคุมพังผืดในตับ[86] [87]เซลล์ NK ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อยังได้รับการระบุในบริเวณต่างๆ เช่น ไขกระดูก ม้าม และล่าสุดในปอด ลำไส้ และต่อมน้ำเหลือง ในบริเวณเหล่านี้ เซลล์ NK ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่ออาจทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บเพื่อรักษาเซลล์ NK ที่ยังไม่พัฒนาเต็มที่ในมนุษย์ตลอดชีวิต[85]
เซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติกำลังถูกศึกษาวิจัยในฐานะแนวทางการรักษาใหม่สำหรับผู้ป่วยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวเฉียบพลันชนิดไมอีลอยด์ (AML) และเซลล์ NK ที่กระตุ้นด้วยไซโตไคน์ซึ่งมีลักษณะคล้ายหน่วยความจำได้แสดงให้เห็นถึงอนาคตที่ดีด้วยการทำงานต่อต้านโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวที่เพิ่มขึ้น[88]ได้มีการแสดงให้เห็นว่าเซลล์ NK ประเภทนี้ช่วยเพิ่มการผลิตอินเตอร์เฟอรอน-แกมมาและความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวและเซลล์ AML หลักในผู้ป่วย[88]ในระหว่างการทดลองทางคลินิกในระยะที่ 1 ผู้ป่วย 5 ใน 9 รายแสดงการตอบสนองทางคลินิกต่อการรักษา และผู้ป่วย 4 รายมีอาการสงบโดยสมบูรณ์ ซึ่งชี้ให้เห็นว่าเซลล์ NK เหล่านี้มีศักยภาพอย่างมากในการเป็นวิธีการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันแบบแปลผลที่ประสบความสำเร็จสำหรับผู้ป่วย AML ในอนาคต[88]