nk細胞的免疫生物學特性

1、國外醫(yī)學輸 血及血液學分冊 2 0 0 4年第 2 7卷第 5期 NK 細胞 的免疫 生物學 特性 王荷 花 綜 述 韓 明 哲審校 【 摘要】 人類 N K細 胞是機 體抗 腫瘤 和抗 病 毒感染 的天然 免疫 細胞 ， 有 自發(fā) 的細胞毒 功能 ， 近 1 O 年 來人們 發(fā)現(xiàn) N K細胞 的識 別也具有 特異性 。 N K細胞表達 多種受體 ， 按受體識別 的分子 可分 為 H L AI 類分 子特異 性受體 、 非 H L AI

2、 類 分子特 異性 受體 和共受體 三大類 ， 功能上 劃分 為活化 性受體 和抑 制性 受體 兩類 ， 這 些受體對 N K細胞 的功能 有重要 的調(diào)節(jié)作用 。本文就 N K細胞 受體 的特點和功 能作一 綜述 ， 并探討 開發(fā) NK細胞新 型潛在細胞 免疫治療 的價 值 ?！?關(guān)鍵詞】 自然殺傷細胞 ； 受體 ； 細 胞免疫治療 人類 N K 細 胞 由骨髓 造 血 干 細 胞 發(fā) 育 而 來 ， 約 占外 周 血 淋 巴細 胞 的

3、 1 0～ 1 5， 免 疫 表 型 特 點 為 c D3 一 C D 5 6， 因細胞胞體大 、 胞漿量 多、 電鏡下觀察胞 內(nèi)含 有致 密顆 粒 ， 故 又稱 為 大顆 粒 淋 巴細胞 。 N K 細胞 的發(fā)育成熟非胸腺依賴性 ， 也無抗原特異性受體 的表 達 ， 因此 最 初 被認 為是 一 種 天然 免疫 細 胞 ， 具有 天 然 的和淋 巴細 胞 因子 活 化 的 細 胞 毒 活性 、 分 泌 有 免 疫 調(diào) 節(jié) 功能的細胞因

4、子以及抗體依賴性細胞介導的細胞毒活性 。 早期 人們 發(fā) 現(xiàn) NK 細胞 殺 傷 的靶細 胞 常有 H L AI類 分 子 表達 水 平 的下 調(diào) I 1 ] ， 另 外 N K 細胞 也 能 介 導 排 斥 同種異 體 的正 常 骨髓 細胞 _ 2 ] 。近來 隨著 NK 細胞 受 作 者單位 ： 3 0 0 0 2 0天津 ， 中國醫(yī)學科學 院中國協(xié)和醫(yī)科大學血液學 研究所 血液病醫(yī)院 ·4 3 3 ··

5、; 綜 述 ·體 的不斷發(fā)現(xiàn)及其對 N K細胞功能調(diào)節(jié) 的研究 ， 使人 們 認 識 到 N K 細 胞識 別 功 能 的特 異 性 ， 有利 于開 發(fā) 新 的細 胞免 疫 治療 。1NK 細胞 受 體 N K細胞表達 多種 不同的受體 ， 按其 識別 的配體 可分 為三大類[ 3 ] ： H L AI 類分子特異性受體、 非 H L AI 類分子特異性受體 和其他受體 ， 根據(jù)受體 的結(jié)構(gòu)特 點 又可劃 分為免疫球蛋 白樣超

6、 家族受體和 c 型凝集 素超家族受體兩大家族I 4] 。1 ． 1H L AI 類分子特異性受體 這一大類受體識別的配體是 H L AI 類分子 ， 它包 括免 疫 球蛋 白樣超 家 族受 體 殺 傷細 胞免 疫 球 蛋 白樣 受 體 ( k i l l e rc e l li m mu n o g l o b u l i n — l i k er e c e p t o r s ， K I R)2 3Dr u k e rB J 。S

7、 a wy e r sC L，K a n t a r j i a nH， e ta 1 ．Ac t i v i t yo fas p e c i ．ci n h i b i t o ro ft h eB e t — Ab lt y r o s i n ek i n a s ei nt h eb l a s tc r i s i so fc h r o n i cmy e l oi dl e u k e mi aa n da c u t

8、el y m p h o b l a s t i cl e u k e mi awi t ht h eP h i l a d e l p h i ac h r o mo s o me ．NE n g lJM e d， 2 0 0 1 ，3 4 4 ： 1 0 3 8 —1 0 4 2 ．2 4Ka n t a r j i a nH，S a w y e r sC，Ho c h h a u sA，e ta 1 ．He ma t o l o

9、g i ca n dc y t og e ne t i cr e s p o ns e st oi ma t i n i bme s y l a t ei nc h r o ni cm y e l o g e n ou sl e u k e mi a ．NE n g lJMe d，2 0 0 2 ，3 4 6 ： 6 4 5 — 6 5 2 ．2 5Ta l p a zM ，S i l v e rRT， Dr u k e rB J ，

10、e ta 1 ．I ma t i n i bi n d u c e sd u r a b l eh e ma t o l o gi ca n dc y t o g e n e t i cr e s p o n s e si np a t i e n t swi t ha c c e l e r a t e dp h a s ec h r o n i cmye l oi dl e u k e m i a； Re s u l t so fa

11、ph a s e2s t u d y．Bl o o d， 2 0 0 2， 99 ： 1 9 2 8 — 1 9 3 7 ．2 6Sa wy e r sCL。 Ho c h h a u sA ，F(xiàn)e l d ma nE。 e ta 1 ． I ma t i n i bi n du c e sh e m a t o l o gi ca n dc y t o g e n e t i cr e s p o n s e si np a t i

12、e nt swi t hc hr on i cmy e l o i dl e u k e mi ai nmy e l o i dbl a s tc r i s i s：Re s u l t so fap h a s e1s t u d y．Bl o o d，2 0 0 2， 9 9： 3 5 3 0 — 3 5 3 9 ．2 7Ka n t a r j i a nH· J o r g eC， O’ B r i e nS， e

13、ta 1 ．Hi g hr a t e so fe a r l yma j o ra n dc o m p l e t ec y t o g e n e t i cr e s p o n s e swi t hi ma t i n i bme s y l a t et h e r a pyg i v e na t4 0 0m go r8 0 0mgo r a l l yda i l yi np a t i e n t swi t hne

14、 wl yd i a g n o s e dPhi l a d e l p h i ac h r o mo s o m e p os i t i v ec h r o ni cm y e l oi dl e u k e mi ai nc h r o ni cp h a s e ． Pr o cAm S o cCl i nOn c o1 ． 2 0 0 2。 21：2 6 1 a ( a b s t r ) ．2 8D r u k e

15、rB J ， f o rt h eI RI S ( I n t e r n a t i o n a lR a n d o mi z e dI F Nv s ．S TI 5 7 1 ) S t u d yGr o u p ：S TI 5 7 1 ( Gl e e v e c ／ Gl i v e ci ma t i n i b ) v e r s u si n t e r f e r o n ( I F N ) 一 c y t a r a

16、 b i n ea si ni t i a lt he r a p yf o rp a t i e nt swi t hCM L：Re s u l t so far a nd o mi z e ds t u d y． Pr o cAm S o cCl i n0n c 。2 0 0 2，2 1： l a ( a b s t r) ．2 9D r u k e rB J 。 S a w y e r sCL， C a p d e v i l

17、l eR， e ta 1 ．C h r o n i cmy e l o g e n o u sl e u k e mi a ． He ma t ol o g y， ( Am S o cHe m a t o lEdu cPr o g r a m )2 0 01 ，8 7 — 11 2 ．3 O0’ Br i e nS G ，Va l l a n c eSE， Cr a dd o c kC． e ta 1 ． P EGI nt r ona

18、n dS T 1 5 71c o mbi n a t i o ne v a l u a t i o ns t ud y ( PI S CES)i nc h r o n i cp h a s ec h r o n i cmy e l o i dl e u ka e mi a ．Bl o o d， 2 0 0 1。 9 8：8 4 6 a ( Su p p l1，a b s t r ) ．3 1Dr u k e rB，K a n t a r

19、 j i a nH，T a l p a zM ， e ta 1 ．Ap h a s eIs t u d yo ft h ec omb i n a t i o no fgl e e v e c ( i m a t i ni bme s y l a t e) wi t hl o w d o s eA r a — C．Bl o o d，2 00 1，98： 8 4 5 a ( S up p l1 ，a bs t r ) ．3 2B r i

20、a nJ ．D r u k e r ．I ma t i n i bAl o n ea n di nC o mb i n a t i o nf o rC ： h r o n i eM y e l oi dLe u ke m i a ． S e mi n a r si nHe ma t ol o g y，2 0 0 3， 4 0( 1 ) ： 5 0 — 5 8 ．( 收稿 日期 ： 2 0 0 4 一 O 4 一 O 1 )( 本 文編輯

21、 ： 羅幼平 )IL ￡ } }維普資訊 http://www.cqvip.com 國外 醫(yī)學輸 血及血液學分冊 2 0 0 4 年第 2 7卷第 5 期H L AI 類分 子 特 異 性 活 化 性 受 體 K I R 和 C D 9 4 ／N K G 2 C 、 E 、 H 的 結(jié) 構(gòu) 共 同 點 是 受 體 胞 質(zhì) 尾 短 ， 無 I T I M 基 序 ， 受 體 活 化 信 號 的 轉(zhuǎn) 導 需 D A P 1 2 _ 1。

22、D A P 1 2 胞 質(zhì) 尾 含 有 由 Y x x L ／ I 氨 基 酸 序 列 組 成 的 2個 I T AM ( i mmu n o r e c e p t o rt y r o s i n ea c t i n gmo t i f )基 序 。N K 細胞 活化 性 受體 的集 結(jié) 導 致 Y x x L序 列 中酪 氨 酸快 速 而 短 暫 的磷 酸化 ， 隨 后 募集 并 活 化 蛋 白酪 氨 酸 激 酶 S y k或

23、Z AP 7 0 轉(zhuǎn) 導 活 化 信 號 ， 使 N K 細 胞 活化。雖然 N C R 目前尚未明確配體 ， 但與單克隆抗作用的 研究 發(fā) 現(xiàn) 其信 號 轉(zhuǎn) 導類 似 于 上述 途 徑 ， 其 中 NK p 4 6和 N K p 3 0的信號轉(zhuǎn)導通過含經(jīng)典 I T A M 的信號轉(zhuǎn)導 肽 C D 3鏈 ， NK p 4 4 則 與 D A P 1 2 結(jié) 合 。 N K G2 D活 化 信 號 的 轉(zhuǎn) 導 由 D AP 1 0 介 導

24、 ， 與 D AP 1 2 不 同 ， D A P 1 0分 子 胞質(zhì) 尾無 I T A M 結(jié) 構(gòu) ， 但 含有 一個 Y x x M 氨 基酸 序 列 ， 其 酪氨 酸 磷 酸化 后 與 P I 一 3 亞 單 位 p 8 5 結(jié) 合 ， 啟動活 化信 號 的轉(zhuǎn) 導 口。 因此 ， N K G 2 D 活 化信 號 的轉(zhuǎn) 導 途 徑 完全 不 同 于 N K 細 胞 HL AI 類 分 子 特 異 性 活 化 性 受 體 。3NK

25、細 胞功 能 的調(diào) 節(jié) 很 顯 然 ， N K 細 胞 的 功 能 受 其 表 達 的抑 制 性 受 體 和活化性受體轉(zhuǎn)導 的負性信號和活化信號之間平衡機 制調(diào) 節(jié) 。 N K 細 胞 表 達 的受體 中 ， H L AI 類 分子 特 異 的抑 制 性 受 體 轉(zhuǎn) 導 抑 制 N K 細 胞 活 化 的 負 性 信 號 ，N C R 、 N K G 2 D 和 H L AI 類 分 子 特異 的活 化 性 受 體轉(zhuǎn) 導活化信號 ， 共

26、受體則協(xié) 同 N K細胞功能的活化 。對 同一 NK 細 胞 表 達 的 H IAI 類 分 子 特 異 性 受 體 而 言 ， 雖 然 識 別 相 同 或 相 似 HIAI 類 分 子 的 KI R和 C D 9 4 ／ N K G2 抑 制 性 受 體 和 活 化 性 受 體 都 能 與 相 應的配體結(jié)合 ， 但通常抑制性受體與 H L AI 類分子結(jié) 合 的親 和 力 顯 著 高 于 活 化性 受 體 n。另 外 ， 僅 少 數(shù)

27、N K 細 胞 克 隆 同時 表 達 識 別 相 同 H L AI 類 分 子 同 種 型 的活 化 性 受 體 和抑 制 性 受 體 ， 通 常 大 多數(shù) NK 細 胞 克 隆表 達 的是不 同 H L A1 分 子 同種 型的 抑制 性 受 體 。所以， 在正常情況下 ， N K細胞的抑制性受體與 自身正 常細胞表達的 H L AI 類分子結(jié)合后 ， 轉(zhuǎn)導抑制該 NK細胞 活 化 的負 性 信 號 ， 導致 啟 動 N K 細胞 活

28、化 的早 期 階段 分 子 失活 ， 從 而阻 止 N K 細 胞 的活 化 ， 即 NK 細胞 以轉(zhuǎn) 導 負性 信 號 占優(yōu) 勢 。這 也就 阻 止 了 NK 細胞 對 宿 主 自身正常細胞的殺傷作 用， 避免 自身免疫 反應的發(fā) 生 。病理情況下 ， 當 N K細胞識別 自身 H IAI 類分子 水平 下 調(diào) 或丟 失 的腫 瘤 細胞 、 病 原體 感 染 的細 胞 時 ， 抑制 性 受 體 與 HIAI 類 分 子 作 用 水 平

29、 減 低 或 不 能 與 之 結(jié) 合 ， 導致 抑 制 N K 細 胞 活化 的信 號 減弱 或 缺乏 ， 則 啟動活化性受體轉(zhuǎn)導的活化信號 ， 使該 N K細胞活化 ， 發(fā) 揮 細胞 毒功 能 ， 裂解 靶細 胞。若 該 靶細 胞 同時 表達 Ml C A／ Ml C B分 子 ， 可 激 活 不 同 信 號 轉(zhuǎn) 導 途 徑 的 活化 性 受 體 N K G 2 D， 進 一步 增 強 NK 細 胞 的 活化 信 號 ， 提 高宿主的

30、疾病 防御能力。綜 上 所 述 ， N K 細 胞 通 過 表 達 多 種 受 體 的調(diào) 節(jié) 方 式 ， 整合 抑 制 性 受 體 和 活化 性 受 體 轉(zhuǎn)導 的 負性 信 號 和活 化 信 號 ， 使機 體 能夠 區(qū)分 自身 正 常 細胞 和 H L A1 分 子 水 平 下 調(diào) 或 丟 失 的異 常 細胞 ， 從 而 闡 明 了 N K 細胞 免 疫 監(jiān) 視“ 丟失 自我 ” ( mi s s i n gs e l f ) 假說 的

31、機制 。4NK 細 胞 的免 疫 治療 應 用 N K 細 胞 識 別 “ 自己” 和 “ 非 己” 的 特性 ， 調(diào) 節(jié) NK 細胞 的活性 ， 可能 為 免疫 治 療提 供 新 的途 徑 。 理 論 上 阻 斷 抑 制 性 受 體 與 MH CI 類 分 子 的 相 互 作 用 ， 解 除 對 N K 細胞 活 化 的抑 制 ， 能 夠 有 效 增 強 N K 細 胞 的抗 腫瘤 效 應 。K o h等 n實 驗 研 究 證 明 ，

32、 采 用 單 克隆 抗體封閉同基 因小 鼠 N K細胞抑制性受體或者過繼性 MHCI 不 相 合 異 基 因 N K 細 胞 凈 化 骨髓 和 自體 骨 髓 移植后的維持治療 ， 有效 提高 了 白血病小 鼠長期無 白血病復發(fā)存活率， 同時對造血重建無明顯影響 。 這一效 應 同樣 能 在 病 毒感 染 如 巨細 胞 病 毒 感 染 時 ( 巨細 胞病 毒能夠編碼 MH CI 類分子樣類似物以逃逸 免疫 系統(tǒng) 的殺 傷 ) 發(fā)揮 作 用

33、 。在 異基 因造 血 干 細 胞 移 植 中 ( a l l o — S C T) ， 供一 受 者 問 N K細胞識別的特異性主要指抑制性受體識別 的特 異 性 ， 即兩 者抑 制 性受 體 識 別 的配 體是 否 相合 ， 另 外 由于移 植 預 處 理 的 作 用 使 受 者 N K 細胞 基本 被 清 除 ， 所 以移植 后 主要 存 在 的 是 供 者 N K 細 胞 的 同種 反 應性 ，即 指受 者 MHCI 類 基 因

34、 不 編碼 供 者 所 有 NK 細 胞 抑 制性 受 體識 別 的 MH CI 類分 子 。因此 ， 此 N K 細胞 亞 群 KI R抑制性受體不能與受者 MHCI 類分 子結(jié)合 ，從 而 阻 斷抑 制 信 號 的 轉(zhuǎn) 導 ， 有 利 于 供 者 N K 細 胞 的活 化 ， 增 強 移 植 后 抗 殘 留 腫 瘤 細 胞 的 功 能 。R u g g e r i等 發(fā) 現(xiàn) 在 白血 病 患 者 H L A 半 相 合 干 細 胞

35、 移 植 后 ， 供 一 受 者 方 向 K I R 一 配 體 不 相 合 的受 者 體 內(nèi) 可 檢 測 到 供 者 同種 反應 性 N K 細胞 克 隆 ， 并 證 明供 一 受 者方 向K I R 一 配 體不 相 合 有利 于患 者 的 長 期 無病 生存 ， 同 時 防止急 性移 植 物抗 宿 主病 ( G V H D) 的發(fā) 生 。小 鼠移 植模 型證 明供 者 同種 反 應性 N K 細胞 不 僅 能夠 有 效 清除 殘

36、留 白血 病 細 胞 ， 而 且 分 別通 過 進 一 步 清 除 受者 預處 理 殘 留 的 T 細 胞 和 抗 原 遞 呈 細 胞 ， 促 進 植 入 以 及 阻 止 a G V H D。后 來 G i e b e l 等 [ 2 2 3 在 白血病 患者 無 關(guān) 供 者造 血 干細 胞 移植 中也 證 明 供一 受 者 方 向 KI R 表 位 不相 合 有 助 于患 者 的無 病 生 存 ， 減少 Ⅲ～ Ⅳ度 a G V H D