NK細(xì)胞殺傷新冠病毒作用機(jī)理及抗新冠病毒的研究進(jìn)展

目前，國家新冠防控政策將新冠病毒實行乙類乙管，同時取消了入境隔離（5+3），國外流行的病毒變異株BQ.1.1和XBB等已經(jīng)在國內(nèi)部分地區(qū)被檢出。比起國內(nèi)主要流行的保定版BF7、廣州版BA52、北京版 BA276三種毒株，BQ.1.1和XBB逃逸能力更強(qiáng)，傳播速度更快，感染性更強(qiáng)。近日，奧密克戎的“曾孫”XBB.1.5 也引起了廣泛關(guān)注，根據(jù)美國疾病控制和預(yù)防中心 (CDC) 的預(yù)測，XBB.1.5亞變體可能成為美國頭號流行毒株，并且其全球流行率正在上升。隨著中國傳統(tǒng)節(jié)日——春節(jié)的臨近，國內(nèi)將開啟數(shù)十億人次的南北遷徙，大幅度的人口流動將更容易引起交叉感染，根據(jù)專家預(yù)測，緊接第一波疫情感染后可能在2-3個月迎來第二波感染高峰，由此可見我們需要做好戰(zhàn)勝病毒將是一場持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備。

眾所周知，感染后的癥狀輕重與免疫力息息相關(guān)，免疫力強(qiáng)，感染癥狀較輕，康復(fù)速度快；免疫力弱，癥狀嚴(yán)重，并且持續(xù)時間長。

人體免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子組成，它們承擔(dān)著免疫防御、免疫監(jiān)視和免疫平衡的重?fù)?dān)。免疫系統(tǒng)具有識別和排除抗原性異物、與機(jī)體其他系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，共同維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和生理平衡的功能 [1] 。就目前某些新冠特效藥的表現(xiàn)而言，健康的免疫系統(tǒng)對我們自身打贏這場健康狙擊戰(zhàn)至關(guān)重要，NK細(xì)胞作為人體免疫力的第一道防線，最先識別并參與戰(zhàn)斗入侵人體的病毒和細(xì)胞。NK細(xì)胞與人體其他150多種白細(xì)胞最大的不同在于它不需要接受免疫系統(tǒng)的特殊指令，也不需要其他細(xì)胞的協(xié)同配合，自己就能單獨識別和攻擊外來細(xì)胞、癌細(xì)胞和病毒。人體內(nèi)的NK細(xì)胞通常處于休眠狀態(tài)，當(dāng)NK 細(xì)胞在檢測到靶細(xì)胞感染或惡性轉(zhuǎn)化的異常信號后就會被激活，一旦被激活，它們會滲透到組織中，分泌穿孔素及腫瘤壞死因子，攻擊腫瘤細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞。

 NK細(xì)胞工作原理（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

NK細(xì)胞殺傷新冠病毒作用機(jī)理
大量臨床試驗結(jié)果證明NK細(xì)胞對具有免疫逃逸性的乙肝病毒、艾滋病毒、丙肝病毒等病原微生物的感染有一定的抑制效果。盡管NK細(xì)胞在新冠肺炎（COVID-19）病理生理學(xué)中的特定作用仍有待探索，但越來越多的證據(jù)表明，NK細(xì)胞和T細(xì)胞一樣，對于阻止新冠肺炎的發(fā)生可能起著關(guān)鍵作用。

日本生物治療研究所副所長鄧學(xué)文博士及其研究組發(fā)現(xiàn)，重癥患者的NK細(xì)胞總數(shù)和種類較健康個體顯著減少，甚至耗盡；而在治療后恢復(fù)的患者中，NK細(xì)胞的數(shù)量和種類會恢復(fù)到正常水平。這表明NK細(xì)胞的功能耗竭與新冠病毒（SRAS-CoV-2）感染有關(guān)[2]。
 

SARS-CoV-2感染的免疫反應(yīng)示意圖
圖源：https://www.mdpi.com/2227-9059/10/5/1002

新冠病毒感染人體后，組織內(nèi)的NK細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞迅速聚集。作為先天免疫主力軍的 NK細(xì)胞會調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)以消除病毒。功能性NK細(xì)胞在感染組織中識別病毒時表現(xiàn)為平衡激活，即激活受體表達(dá)水平較高，抑制受體表達(dá)水平較低。 因此，足夠數(shù)量的活化NK細(xì)胞會增加脫顆粒和細(xì)胞因子分泌，在早期啟動消除SARS-CoV-2感染細(xì)胞的反應(yīng)，并與DC細(xì)胞相互作用以促進(jìn)適應(yīng)性免疫反應(yīng)，如上圖所示。DC細(xì)胞識別已經(jīng)降解的SARS-CoV-2抗原，激活的NK細(xì)胞還會分泌一系列細(xì)胞因子，如IFN-γ，隨著細(xì)胞因子環(huán)境的建立，通過如IL-12的釋放，促進(jìn)DC細(xì)胞的成熟，DCs通過TCR-MHC相互作用將SARS-CoV-2衍生肽呈現(xiàn)給CD4+ T細(xì)胞和CD8+ T細(xì)胞。 一旦暴露于抗原，Th0 CD4+ T細(xì)胞主要向Th1極化，導(dǎo)致細(xì)胞因子的釋放，從而促進(jìn)抗原呈遞到細(xì)胞毒性CD8+ T細(xì)胞(CTLs)。CTLs可檢測新冠病毒感染細(xì)胞，釋放顆粒酶B和穿孔素等細(xì)胞毒顆粒，清除病毒; 另一方面，Th2 CD4+ T細(xì)胞促進(jìn)抗原識別的B細(xì)胞觸發(fā)體液介導(dǎo)的免疫反應(yīng)和抗體分泌，參與消除SARS-CoV-2，從而達(dá)到清除新冠病毒的效果。

更重要的是，新冠肺炎患者體內(nèi)的NK細(xì)胞數(shù)量與病毒載量下降的速度直接相關(guān)，與“低”（≤40細(xì)胞/μl）NK細(xì)胞數(shù)的新冠患者相比，具有“正常”（40細(xì)胞/μl）NK細(xì)胞數(shù)的新冠患者病毒載量下降更快，恢復(fù)健康也更快。此外，由于健康成人和老年人的NK細(xì)胞數(shù)量、含量本身存在基礎(chǔ)差異，因此感染新冠病毒后對成人和老年人的影響也有明顯差異。一直以來，NK細(xì)胞的治療方法一直被應(yīng)用于癌癥治療的研究中，并頗有成效，相關(guān)的NK細(xì)胞藥物也在全球范圍內(nèi)大量開展著。基于現(xiàn)有的臨床數(shù)據(jù)結(jié)果，科學(xué)家們意識到，可以利用NK細(xì)胞的自然殺傷能力來對抗新型冠狀病毒，從而避免新冠肺炎病人重癥或者危重癥的發(fā)生。

NK細(xì)胞抗新冠病毒研究
疫情發(fā)生三年以來，關(guān)于免疫細(xì)胞治療新冠病毒感染的臨床報道很多。大量臨床研究發(fā)現(xiàn)，在感染SARS-CoV-2病毒后，NK細(xì)胞能夠快速活化并在感染的早期就被“歸巢”到肺部發(fā)揮抗病毒感染的作用。根據(jù)美國臨床試驗注冊網(wǎng)站數(shù)據(jù)顯示，目前在全球范圍內(nèi)利用NK細(xì)胞抑制新冠病毒感染的臨床試驗注冊有61項，NK細(xì)胞抑制新冠病毒感染的研究漸趨火熱。
 

圖源：https://clinicaltrials.gov/

2020年1月29日，Sorrento制藥公司與Celularity細(xì)胞治療公司聯(lián)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免疫細(xì)胞療法）的用途擴(kuò)展到治療和預(yù)防冠狀病毒感染的研究中。隨后，美國FDA批準(zhǔn)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5月，美國生物技術(shù)Celularity公司的NK細(xì)胞療法CYNK-001獲得FDA批準(zhǔn)在COVID-19成年患者開展臨床試驗的細(xì)胞免疫療法。該公司開展了I/II期臨床研究，研究入組了86名COVID-19患者。其中臨床I期試驗和臨床II期試驗均采用臍血NK細(xì)胞對志愿者在第1、4和7天進(jìn)行注射，并將注射用的NK細(xì)胞命名為CYNK-001。CYNK-001是一種現(xiàn)成的異基因細(xì)胞療法，用于從人胎盤CD34+細(xì)胞擴(kuò)增的CD56+/CD3- NK細(xì)胞。

“研究已經(jīng)證實，在病毒感染過程中，無論病毒種類如何，NK細(xì)胞都會強(qiáng)烈的活化。CYNK-001表現(xiàn)了一系列預(yù)期的NK細(xì)胞的生物活性，包括活化受體NKG2D、DNAM-1的表達(dá)，以及自然細(xì)胞毒性受體NKp30、NKp44和NKp46的表達(dá)，它們與受感染細(xì)胞上的應(yīng)激配體和病毒抗原結(jié)合。”Celularity首席科學(xué)官Zhang Xiaokui博士總結(jié)說：“CYNK-001還顯示了細(xì)胞溶解分子穿孔蛋白和顆粒酶B的表達(dá)，它們可以殺死被識別的感染細(xì)胞。這些功能提示，CYNK-001可以通過消除感染細(xì)胞，在限制SARS-CoV-2復(fù)制和疾病進(jìn)展方面，為COVID-19患者從NK治療中獲益。”

2020年4月1日，美國免疫腫瘤學(xué)公司 Kleo Pharmaceuticals ，宣布已與Green Cross LabCell（GC LabCell）進(jìn)行了研究合作，結(jié)合雙方的領(lǐng)先技術(shù)，開發(fā)治療COVID-19的NK細(xì)胞聯(lián)合雙特異性分子療法。

2021年10月25日，《Nature》發(fā)表了Eric Vivier（馬賽-魯米尼免疫學(xué)中心）的文章《Clues that natural killer cells help to control COVID》，而Witkowski等就TGF-β1限制了 NK 細(xì)胞的抗病毒功能發(fā)表了題為“Untimely TGFβ responses in COVID-19 limit antiviral functions of NK cells”的文章，這兩項研究成果同天發(fā)表于《Nature》雜志。兩篇文章集中探討了NK細(xì)胞在抗病毒特別是治療新冠病毒領(lǐng)域的應(yīng)用價值[3,4]。
 

面對第一波感染，我們幾乎所有人中招，特別是老幼群體更領(lǐng)教了新冠的厲害，隨著國門的打開，對外經(jīng)濟(jì)交流的同時，病毒也隨即而來，我們應(yīng)該怎樣更好的面對接下來的疫情高峰？NK細(xì)胞在新冠病毒免疫中的作用已經(jīng)得到驗證，我們除加強(qiáng)身體鍛煉提高免疫力外，亦可借助NK細(xì)胞在抗病毒免疫中的作用用于預(yù)防和治療，特別是年紀(jì)大有基礎(chǔ)病的老人和重癥患者體內(nèi)NK數(shù)量較健康個體顯著減少，隨著科研人員的不懈努力，體外培養(yǎng)的通用現(xiàn)貨型、純因子法NK細(xì)胞其特有的普適性和安全性可為你的健康保駕護(hù)航。

同立海源生物作為國內(nèi)十余年專注于細(xì)胞和基因治療上游GMP級核心原料試劑研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，始終致力于為生命科學(xué)提供可靠的產(chǎn)品與服務(wù)，公司研發(fā)生產(chǎn)的NK試劑盒已通過美國FDA DMF II備案，該產(chǎn)品組分原材料均采用公司自產(chǎn)GMP級細(xì)胞因子產(chǎn)品制備，并且采用進(jìn)口藥用包材在GMP制藥環(huán)境生產(chǎn)，不僅能滿足你對高純度、高活率的NK細(xì)胞需求，并且能幫助你擺脫對NK細(xì)胞安全性的擔(dān)憂。
 

產(chǎn)品介紹
同立海源生物自主研發(fā)的AMMS^® NK試劑盒套裝已通過美國FDA DMF II類備案，備案號DMF 035588。該款試劑盒采用自體外周血或臍血細(xì)胞中分離得到的單個核細(xì)胞，經(jīng)體外操作使NK細(xì)胞活化擴(kuò)增，最終得到高純度高效應(yīng)的NK細(xì)胞。經(jīng)過大量的測試數(shù)據(jù)表明，該款試劑盒處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

產(chǎn)品優(yōu)勢
❖ 純細(xì)胞因子法，無血清培養(yǎng)
❖ 專利技術(shù)，活化和擴(kuò)增效率高
❖ 試劑盒組分全自產(chǎn)，批次穩(wěn)定性高
❖ GMP制藥級生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)口藥用包材
❖ ISO9001、ISO13485體系認(rèn)證
❖ 美國FDA DMF備案

產(chǎn)品性能

圖1：NK細(xì)胞擴(kuò)增數(shù)量
 

圖2：體外擴(kuò)增的NK細(xì)胞對K562細(xì)胞的殺傷效果
 

圖3：PBMC培養(yǎng)流式結(jié)果

解讀文獻(xiàn)：
[1] 陳淑增，楊翀，邱丹纓主編；謝德秋，田新利，萬巧鳳副主編．病原生物學(xué)與免疫學(xué) 第2版．武漢：華中科技大學(xué)出版社,2015.08：第9頁.

[2]Deng, X.; Terunuma, H.; Nieda, M. Exploring the Utility of NK Cells in COVID-19. Biomedicines 2022, 10, 1002. https://doi.org/10.3390/biomedicines10051002.

[3]https://www.nature.com/articles/d41586-021-02778-y.

[4]Untimely TGFβ responses in COVID-19 limit antiviral functions of NK cells[J]. Nature.