5001拉斯维加斯

本文原文Five decades of natural killer cell discovery
，作者Lewis L Lanier（加州大学旧金山分校博士），2024 年 8 月 5 日发表在行业期刊Journal of Experimental Medicine上，原文为英文“干细胞与外泌体”专业团队将主要内容编译整理如下：

自然杀伤 (NK) 细胞是先天淋巴细胞家族中第一个被描述的细胞
，通过直接的细胞介导的细胞毒活性和分泌细胞因子和趋化因子

，负责宿主防御肿瘤和病原体。最初，由于缺乏当时已知的可识别其他淋巴细胞的标记物，NK 细胞通常被称为“空细胞”，现在
，随着技术的进步，5001拉斯维加斯可以使用单细胞 RNA 测序方法和多参数流式细胞术或质谱流式细胞术对 NK 细胞进行深入分类，以揭示该群体中显著的多样性
。在这里，我列出了一个时间表，重点介绍了 50 年来5001拉斯维加斯对 NK 细胞理解的一些里程碑式进展（图1）
。

图1：NK 细胞发现时间表。五十年来 NK 细胞发现的里程碑
。CAR，嵌合抗原受体
。

第一个十年
：1973–1982

发现新淋巴细胞群的非抗原特异性细胞介导的细胞毒性

20 世纪 60 年代末
，随着简单的体外用于定量测量细胞介导的细胞毒性的建立，许多免疫学家使用此工具来研究细胞毒性 T 淋巴细胞杀死同种异体细胞和肿瘤细胞靶标的能力
。

1974 年
，科学家Herberman 和同事通过这种检测方法报告称
，健康个体的外周血淋巴细胞表现出杀死多种人类淋巴母细胞的能力，包括一些个体的自体淋巴母细胞系。1975 年，科学家Jondal 和 Pross报告了类似的观察结果

，他们表现出“正常供体的非胸腺来源的淋巴细胞具有自发性淋巴细胞介导的细胞毒性（SLMC）......可能是由带有补体受体的淋巴细胞引起的”。

在利用人类淋巴细胞进行这些研究的同时，有证据表明，淋巴细胞具有在体外杀死肿瘤细胞系的能力
。1973 年，Herberman 等人在对用莫洛尼肉瘤病毒 (MSV) 免疫的小鼠进行研究中
，产生了针对 RBL-5 Rauscher 病毒诱发的白血病细胞的 MSV 特异性细胞毒性 T 细胞，他们指出：“正常淋巴细胞也具有低水平的细胞毒反应性，并且这种反应无法被抗 Thy1 消除。”

在具有里程碑意义的论文中，Kiessling
、Klein 和 Wigzell 还描述了使用来自几种品系的非肿瘤近交系小鼠的淋巴细胞对同源和同种异体莫洛尼白血病细胞的溶解活性
。他们将这种自发杀死肿瘤靶标的能力称为“自然杀伤”，并指出：“目前的效应细胞似乎是一种新型淋巴细胞
，具有尚不为人所知的生物学特性”。在后续研究中，Kiessling 发现 NK 活性不仅仅是一种体外现象
。这是通过证明幼稚小鼠体内排斥 YAC-1 白血病细胞以及将富含 NK 细胞的脾细胞过继转移到与白血病细胞共同给药的小鼠体内而证实的。

第二个十年：1983-1992

“缺失自我”假说和 NK 细胞在疱疹病毒防御中的作用

第二个十年专注于 NK 细胞的表型表征，以便对其进行检测和定量。介导 NK 细胞介导的细胞毒性的细胞的形态学描述将它们称为“大颗粒淋巴细胞”，因为它们比典型的淋巴细胞相对较大
，并且存在细胞质颗粒，后来发现这些颗粒含有溶解活性所必需的穿孔素和颗粒酶。

1983 年，通过表达激活 Fc 受体 CD16 和 CD57（一种标记最成熟 NK 细胞群的碳水化合物抗原），首次鉴定出人类 NK 细胞功能不同的亚群

。此后不久，人们意识到未成熟和成熟的人类 NK 细胞均表达 CD56 ( NCAM1 ) ，并且外周血中 NK 细胞的主要亚群可通过表型 CD56 bright、CD16 −和 CD56 dim
、CD16 +来区分，这些表型在细胞溶解活性和细胞因子产生方面有所不同
。

最早对人类和小鼠 NK 细胞的研究已清楚表明
，与 T 细胞不同，NK 细胞不受“MHC 限制”
，因为 NK 细胞能够溶解同源和异源肿瘤
。

20 世纪 80 年代，人们一直在争论 NK 细胞是否可能是某种非常规 T 细胞。随着 T 细胞受体基因的克隆，人们能够确定 NK 细胞是否是 T 细胞。对人类和小鼠NK 细胞的研究表明
，这些淋巴细胞不会有效地重排 T 细胞受体基因，从而明确确立 NK 细胞是一种独特的淋巴谱系
。

1989 年之前，人们对 NK 细胞在人类中的生理意义进行了大量讨论
。研究人员Biron 及其同事明确解决了这个问题
，他们发现了第一例完全缺乏 NK 细胞但拥有 B 和 T 淋巴细胞并能产生抗体的人。这名患者患有严重的疱疹病毒感染，指明了研究 NK 细胞识别疱疹病毒的机制的方向。后续研究表明，该患者 NK 细胞缺陷的原因是GATA2的单个功能丧失等位基因，而GATA2突变是许多优先 NK 细胞缺陷患者的原因
。导致 NK 细胞缺陷的其他基因突变已被描述。

第三个十年
：1993–2002

确定抑制和激活 NK 受体及其配体

缺失自我假说促使人们发现了抑制性小鼠 Ly49 受体和人类杀伤细胞免疫球蛋白样 (KIR) 受体
，它们负责识别 MHC I 类受体——第一个被证明可以调节肿瘤杀伤的免疫“检查点”受体。缺失自我假说还暗示必须存在被抑制性 MHC I 类受体抵消的激活受体
，并预测抑制性和激活性受体的信号平衡会调节 NK 细胞反应的幅度。

随着 NK 受体和启动 NK 细胞活化的信号通路的发现
，研究取得了持续进展。科学有Moretta 团队发现了“天然细胞毒性受体”—NKp30 ( NCR3 )、NKp44 ( NCR2 )和 NKp46 ( NCR1 )，并证实它们参与了 NK 细胞对肿瘤的识别。

第四个十年：2003–2012

NK 细胞的“记忆”和“许可”

传统免疫学教科书认为，先天免疫细胞对之前的感染或抗原接触没有记忆。2006 年
，研究人员von Adrian 及其同事的观察结果对这一观点提出了质疑
，他们报告称小鼠 NK 细胞会介导半抗原特异性接触性超敏反应

。在 Rag 缺陷型小鼠中进行实验时，排除了 T 细胞和 B 细胞，过继转移半抗原引发的 NK 细胞显示出抗原特异性回忆反应，尽管迄今为止尚未确定半抗原的特异性 NK 受体
。

NK 细胞发起精细的抗原特异性反应的能力已得到验证
，当 MCMV 引发的记忆 NK 细胞被过继转移到幼稚宿主时
，Ly49H + NK 细胞能够进行克隆扩增并对 MCMV 感染发起保护性反应
，这证明了该过程的分子基础
。

值得注意的是，后来使用过继转移的条形码 Ly49H + NK 细胞的研究表明，单个 NK 细胞克隆在 MCMV 感染后的扩增高峰期可以产生 10,000 个子代 。与小鼠 Ly49H + NK 细胞一样，Lopez-Botet 及其同事发现，人类 CMV 感染优先扩增表达 CD94-NKG2C 受体的 NK 细胞

，并且线粒体 DNA 测序（以沉默突变作为“条形码”）已确定 CMV 感染后克隆扩增的 NK 细胞的长期持续性。

第五个十年：2013年至今

NK 细胞多样性和 NK 细胞进入临床

近十年来，新技术推动了 NK 细胞生物学的发展
。2013 年
，科学家Horowitz 等人使用新发明的质谱流式细胞术（飞行时间流式细胞术）研究了健康成人外周血中 NK 细胞群的表型多样性程度
。他们使用重金属标记的单克隆抗体对 12 名健康个体的 NK 细胞进行染色
，发现了单个个体中有 6,000-30,000 种不同的表型亚群
，而接受检查的捐赠者中有超过 100,000 种表型——与早年的“空”细胞指定相去甚远
。

这种多样性很大程度上可以归因于 NK 细胞群中 KIR 基因的多样化表达，因为 KIR 基因是继 MHC 基因之后最具多态性的人类基因（15 个基因座
，2,219 个等位基因）
。NK 细胞的单细胞转录分析进一步强调了 NK 细胞惊人的多样性。

表征 NK 细胞表观遗传变化的能力揭示了小鼠和人类NK 细胞如何被 CMV 感染所印记
。也许最引人注目的是由 CMV 感染驱动的人类记忆或适应性 NK 细胞的改变。

使用 CRISPR 技术有效传导 NK 细胞并对其进行基因改造的方法的发展，使得人们能够对 NK 细胞进行改造
，将其用作癌症患者的细胞疗法。2020 年，CD19 嵌合抗原受体 NK 细胞首次在淋巴肿瘤患者中进行临床应用，取得了令人鼓舞的结果
，并引起了人们对提高 NK 细胞疗法疗效的极大兴趣。需要解决的挑战是大多数 NK 细胞的寿命较短，并且它们会被实体瘤中的恶劣微环境灭活
。尽管如此，临床使用 NK 细胞及其进化而来的受体和杀死应激或转化细胞的机制的安全经验为其临床潜力提供了希望。另一个令人兴奋的机会是 NK 细胞接合剂（例如，靶向激活 NK 受体和肿瘤相关抗原的多聚体抗体）在临床上的进展
。

展望未来，为了加深5001拉斯维加斯对 NK 细胞的了解
，还有许多有趣的问题需要解决。研究预测，在未来五十年内
，对这些神奇免疫细胞的研究将取得令人兴奋和意想不到的进展
。