自然殺傷細胞
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自然殺傷細胞(natural killer cell，NK)是機體重要的免疫細胞，不僅與抗腫瘤、 抗病毒感染和免疫調節有關，而且在某些情況下參與超敏反應和自身免疫性疾病的發生。
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NK細胞的來源
NK細胞確切的來源還不十分清楚，一般認為直接從骨髓中衍生，其發育成熟依賴於骨髓的微環境。小鼠和人的體外實驗表明，胸腺細胞在體外IL-2等細胞因子存在條件下培養也可誘導出NK細胞。小鼠脾臟在體內IL-3誘導下可促進NK細胞的分化。NK細胞主要分布於外周血中，佔PBMC 5～10％，淋巴結和骨髓中也有NK活性，但水平較外周血低。
由於NK細胞具有部分T細胞分化抗原，如80～90％NK細胞CD2+，20～30％NK細胞CD3+(表達CD3ζ鏈)，30％NK細胞CD8+(α/α)和75～90％NK細胞CD38+,而且NK細胞具有IL-2中親和性受體，在IL-2刺激下可發生增殖反應,活化NK細胞可產生IFN-γ，因此一般認為NK細胞與T細胞在發育上關係更為密切。
NK細胞的表型
與T細胞、B細胞相比，NK細胞表面標誌的特異性是相對的。人NK細胞mIg-,部分NK細胞CD2、CD3和CD8陽性，表達IL-2受體β鏈 (P75,CD122)，CD11b/CD18陽性。目前常用檢測NK細胞的標記有CD16、CD56、CD57、CD59、CD11b、CD94和LAK-1(見表7-10)。
最近發現的一種穩定表達在NK和LAK細胞表面的LAK-1分子，120kDa，NK細胞在IL-2條件下培養20天LAK-1仍為陽性，而HNK-1(CD57)和CD16部分消失。LAK的殺傷活性可被抗LAK-1 McAb所抑制。
表7-10 檢測人NK細胞常用的標誌
NK細胞的活化
NK細胞可通過多種途徑被活化，包括膜表面的CD2、CD3分子和多種細胞因子。
1. 通過CD3分子的ζ鏈 NK細胞不表達TCR/CD3複合物，但部分NK細胞表達CD3ζ鏈，當用CD16抗體刺激NK細胞活化時，ζ鏈發生酪氨酸磷酸化，引起胞漿內Ca2＋ 濃度升高，IP3水平增加，促進細胞因子合成和ADCC作用。
2. 通過CD2分子 CD2與CD58相互作用或用CD2 McAb刺激可活化NK細胞，CD3 ζ鏈發生酪氨酸磷酸化。
3. 自然殺傷細胞刺激因子 自然殺傷細胞刺激因子(natural killer cell stimulatory factor, NKSF) 對NK細胞有刺激作用。
IL-2、IL-12、IFN-α、TNF-α以及白細胞調節素(leukoregulin, LR) 對NK細胞的活化和分化有正調節作用， 體外培養時加入上述細胞因子可明顯提高NK的殺傷活性。 前列腺素 (PG)E1、E2、D2和腎上腺皮質激素等對NK細胞的活性有抑制作用。
NK細胞表面具有IL-2中親和性受體，IL-2誘導NK的殺傷活性約需18～24小時。此外，IL-2還可誘導NK細胞的增殖，一般在刺激後3～4天開始發生增殖，其機理為IL-2可誘導NK細胞表達IL-2Rα鏈，新表達的α鏈與原先細胞表面的β鏈和γ鏈結合形成高親和性受體,在IL-2存在下刺激NK細胞發生增殖。IL-2誘導NK細胞的活性機理尚不清楚，可能與增加細胞粘附分子的表達，提高對NK抵抗靶細胞的殺傷活性有關，還可能增加NK細胞胞漿中的顆粒以及絲氨酸酯酶mRNA的表達，活化和促進殺傷介質的殺傷作用。
NK細胞的功能
(一)自然殺傷活性
由於NK細胞的殺傷活性無MHC限制，不依賴抗體，因此稱為自然殺傷活性。 NK細胞胞漿豐富，含有較大的嗜天青顆粒，顆粒的含量與NK細胞的殺傷活性呈正相關。NK細胞作用於靶細胞後殺傷作用出現早，在體外1小時、體內4小時即可見到殺傷效應。NK細胞的靶細胞主要有某些腫瘤細胞(包括部分細胞系)、病毒感染細胞、某些自身組織細胞(如血細胞)、寄生蟲等，因此NK細胞是機體抗腫瘤、抗感染的重要免疫因素，也參與第Ⅱ型超敏反應和移植物抗宿主反應。
1. 識別靶細胞 NK細胞識別靶細胞是非特異性的，這與CTL識別靶細胞機理不同，但確切的機理尚未明了。現已知淋巴細胞功能相關抗原-1(LFA-1) 與靶細胞表面的細胞間粘附分子-1(ICAM-1)的作用參與NK細胞的識別過程，抗LFA-1或抗ICAM-1 McAb可抑制NK細胞的殺傷活性。此外CD2與LFA-3(CD58)結合以及CD56也可能介導NK細胞與靶細胞的結合。有關白細胞分化抗原和粘附分子分別參見第一章和第二章。
2. 殺傷介質 主要有穿孔素、NK細胞毒因子和TNF等。
(1) 穿孔素: 穿孔素是一種由NK、CTL、LAK等殺傷細胞胞漿顆粒釋放的殺傷靶細胞的介質，有關穿孔素的結構和功能參見本章第二節。從胞漿顆粒中純化的穿孔素在體外能溶解多種腫瘤細胞，抗穿孔素抗體可抑制殺傷活性。IL-2可提高穿孔素基因的轉錄。IL-6可以促進IL-2對穿孔素基因轉錄的誘導作用。絲氨酸酯酶可能有活化穿孔素的作用。
(2) NK細胞毒因子: NK細胞可釋放可溶性NK細胞毒因子(NK cytotoxic factor, NKCF),靶細胞表面有NKCF受體，NKCF與靶細胞結合後可選擇性殺傷和裂解靶細胞。
(3) TNF: 活化的NK細胞可釋放TNF-α和TNF-β(LT)，TNF通過①改變靶細胞溶酶體的穩定性，導致多種水解酶外漏；②影響細胞膜磷脂代謝；③改變靶細胞糖代謝使組織中pH降低；④以及活化靶細胞核酸內切酶，降解基因組DNA從而引起程序性細胞死亡等機理殺傷靶細胞。TNF引起細胞死亡過程要明顯慢於穿孔素溶解細胞的作用過程。
表7-12 人和小鼠NK敏感和不敏感靶細胞
(二)ADCC (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)
表7-13 NK細胞產生的細胞因子
NK細胞表面具有FcγRⅢA,主要結合人IgG1和IgG3的Fc段(Cγ2、Cγ3功能區),在針對靶細胞特異性IgG抗體的介導下可殺傷相應靶細胞。 IL-2和IFN-γ明顯增強NK細胞介導的ADCC作用。以前認為在淋巴細胞中由K細胞介導ADCC,但至今仍未發現K細胞特異的表面標記,也不能證實K細胞是否屬於一個獨立的細胞群， 很可能NK是介導ADCC的一個主要淋巴細胞群。具有ADCC功能的細胞群除NK外，還有單核細胞、巨噬細胞、嗜酸性粒細胞和中性粒細胞。
(三)分泌細胞因子
活化的NK細胞可合成和分泌多種細胞因子，發揮調節免疫和造血作用以及直接殺傷靶細胞的作用。
此外，NK細胞可抑制PWM體外誘導B細胞的 分化及抗體應答， 其機理可能通過直接抑制B 細胞或抑制輔佐細胞的抗原提呈作用。 NK細胞通過自然殺傷和ADCC發揮的細胞毒作用，在機體抗病毒感染、免疫監視中起重要作用。(1) 抗病毒感染: NK可選擇性地殺傷病 毒感染的靶細胞。由輔佐細胞或NK細胞所產生 的IFN可協同NK的抗病毒作用， 而對正常細胞 有保護作用。另一方面，病毒感染細胞表面的 病毒抗原和其它表面分子使得其對NK的殺傷細 胞作用變得更加敏感。在體外，NK可溶解皰疹 病毒、牛痘病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、巨細胞病毒和流感病毒感染的靶細胞。體內試驗表明， NK低活性小鼠品系對某些病毒感染更加敏感；注射抑制NK細胞的抗Asialo GM1抗體可加重小鼠流感病毒性肺炎。此外，NK細胞在體外還可殺傷某些細菌、真菌、原蟲等，可能與NK細胞釋放某些殺傷介質有關。(2)NK細胞在免疫監視、殺傷突變的腫瘤細胞可能比T細胞具有更重要的作用。 某些疾病如Chediak-Higashi或X性聯淋巴增殖症候群患者， 由於NK功能缺陷對惡性淋巴細胞增殖疾病特別易感。(3)參與骨髓移植後移植物抗白血病效應 (graft-versus-leukemia effect,GVL): 在體外NK細胞可殺傷某些淋巴樣和髓樣白血病細胞。骨髓移植後數周內，來自供體的NK細胞在PBL中占相當高的比例。 此外，在體內NK細胞還可殺傷某些不成熟細胞如骨髓幹細胞、胸腺細胞亞群等。
自然殺傷細胞是一種細胞質中具有大顆粒的細胞，也稱NK細胞。因為其非專一性的細胞毒殺作用而被命名。沒有T細胞B細胞所具的受體，不會進行受體的基因重組。但仍具有一些特殊受體，可以活化或抑制其作用。占循環中淋巴細胞族群的5-10%。和殺死腫瘤細胞有關，可利用分泌穿孔素及腫瘤壞死因子，摧毀目標細胞。
自然殺傷細胞屬於粒狀淋巴細胞，是人體免疫系統的組成部分。它能迅速溶解某些腫瘤細胞，因此開發它的抗癌功能是近年來癌症研究的重點。
聖祖德兒童研究醫院的坎帕納博士等人在新一期《血液》雜誌網路版上發表論文說，此前用自然殺傷細胞治療白血病的研究進展不快，主要是因為自然殺傷細胞對白血病細胞不敏感，也難以在實驗室大量培養，而他們在這兩個方面都取得了進展。
研究人員首先使用了含有各種免疫細胞的血樣，將其與經過轉基因處理的K562人類白血病細胞混合培養。這種白血病細胞經轉基因處理後，表面帶有「4-1BBL」和「IL－15」兩種蛋白質。研究人員發現，轉基因白血病細胞能刺激血樣中自然殺傷細胞大量生長，其數量很快達到原先的1萬倍，這使得自然殺傷細胞能提純出來。
此後，研究人員對自然殺傷細胞進行轉基因處理，使其表面生成能識別白血病細胞的受體蛋白。這種受體蛋白能與白血病細胞表面的蛋白質「CD19」結合，促使自然殺傷細胞溶解白血病細胞。
坎帕納等人在論文中說，他們的方法能從少量血樣中培養大量自然殺傷細胞，從而使自然殺傷細胞能實際應用於白血病治療，這尤其適用於接受骨髓移植治療的白血病患者。醫生可以用骨髓捐獻者的血樣大量培養轉基因自然殺傷細胞，然後在移植手術後注射到接受骨髓移植的患者體內，消滅殘餘的白血病細胞。
研究人員說，他們將很快對患有急性淋巴性白血病的兒童進行臨床試驗。如果試驗顯示積極效果，這種方法會成為白血病治療的「利器」之一。
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