杀病毒、调节免疫、抑制纤维化，全面透视NK细胞在新冠肺炎的应用

12月来，已经有12位共和国两院院士离开了我们，特别是上海药物所原所长蒋华良院士，才57岁，这让我们不得不对新冠再次提高认识和警惕。

但是我们面临的窘境是，一方面我们没有有效阻断新冠传播的办法，另外一方面如何防止新型冠状病毒破坏宿主免疫稳态，刺激过度活跃的促炎反应，最终导致重症的方法依然欠缺。

那么即便奥密克戎的低致病性，我们也要面对绝对数量上大量的死亡病例。

在针对过度活跃的促炎反应中，科学家提出的一个模型表明，新型冠状病毒可以有效地避开免疫系统，这种免疫逃逸导致无限制的新型冠状病毒复制，最终导致过度激活的促炎反应。

NK细胞作为病毒感染的重要前线应答者，在先天免疫反应中至关重要。NK细胞受体影响新型冠状病毒的清除和新冠肺炎级数，此外，高NK细胞计数与病毒载量下降相关，新型冠状病毒病毒RNA脱落持续时间短，抗体反应更强，新冠肺炎患者存活率更高。

因此，增加功能性NK细胞的数量可能有助于通过在早期阶段消除新型冠状病毒感染的细胞和抑制疾病进展来控制新冠肺炎。

NK细胞

NK细胞是先天免疫细胞，在针对病毒病原体和癌症的免疫监测中发挥重要作用，同时也调节适应性免疫反应。

NK细胞通过各种机制杀死受到病毒侵扰的靶细胞：

• 穿孔素和颗粒酶或死亡受体通过细胞毒性脱颗粒作用直接裂解靶细胞；
• 产生炎性细胞因子，如干扰素-γ (IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α (TNF-α)，导致靶细胞的间接消除；
• CD16的表达，其允许检测抗体包被的靶细胞，从而导致NK细胞引导的抗体依赖性细胞毒性(ADCC)；
• 通过与其它免疫细胞如单核细胞相互作用，诱导IFN-γ产生并增强细胞毒性。

新冠肺炎患者NK细胞失调

急性新型冠状病毒感染影响循环NK细胞的数量及其表型。

由于局部和全身炎症，新冠肺炎患者中的NK细胞的特征在于归因于细胞活化和炎症以及细胞衰竭和低反应性的信号。NK细胞表型的这些改变决定了在IFN-γ和TNF-α产生、脱粒溶细胞潜力和控制病毒复制能力方面NK细胞效应子功能的损伤。

机体对新型冠状病毒的免疫反应是新冠肺炎严重程度和结果的关键决定因素。

NK细胞的失调与新冠肺炎的严重程度密切相关。

• 外周血中NK细胞的减少可能是由于新型冠状病毒对NK细胞的直接感染和/或感染过程中活化诱导的NK细胞死亡，以及NK细胞向受影响组织的动员/归巢。新型冠状病毒感染可通过例如病毒刺突蛋白上调抑制性受体NKG2A的表达来损害NK细胞功能。
• NK细胞的I型干扰素应答受损已在新型冠状病毒感染中得到证实。
• 过度炎症反应，如升高的IL-6水平和TGF-β的过早产生或其他未知的可溶性血浆成分，也可能导致NK细胞的损伤。
• 对宿主对病毒感染反应的转录组数据集的分析揭示了IL-15/IL-15RA轴在免疫失调中起作用，其中新冠肺炎患者的NK细胞长期暴露于高循环IL-15水平会引发NK细胞功能障碍。

NK细胞是病毒感染的第一反应者。新型冠状病毒感染后，局部先天免疫细胞如组织常驻的NK细胞、树突状细胞和肺泡巨噬细胞，在新型冠状病毒感染的组织中迅速反应，启动免疫反应以消除病毒。

在识别新型冠状病毒感染的细胞后，功能性NK细胞表现出平衡的活化，其中活化受体的表达水平高，而抑制性受体的表达水平低。

因此，足够数量的活化功能性NK细胞发挥增强的脱粒和细胞因子分泌，并启动先天细胞毒性功能，以在早期阶段消除新型冠状病毒感染的细胞。

新冠肺炎患者NK细胞的失调不仅导致不能直接清除新型冠状病毒感染的细胞，还间接损害了调节适应性免疫反应的NK细胞与DCs的串扰。因此，未能提供足够的CTL-和抗体-介导的新型冠状病毒清除使病毒持续复制和传播，导致单核细胞和粒细胞的进一步募集。结果，随着新型冠状病毒感染的细胞和炎性髓样细胞在病毒感染部位的逐渐积累，出现了对免疫系统的过度和长期刺激，这又导致细胞因子和趋化因子的产生，并导致炎性髓细胞的进一步募集。这些过程中促炎细胞因子释放失调，水平升高，导致过度炎症和组织损伤（下图），在严重和危急的新冠肺炎患者中出现了免疫反应失调的情况。

事实上，重症新冠肺炎患者的肺部被异常激活的巨噬细胞和中性粒细胞高度浸润，而T细胞和NK细胞的数量没有显著增加。相比之下，在轻度新冠肺炎患者中，更多的NK细胞和T细胞积聚，而中性粒细胞和巨噬细胞较少，这表明NK细胞不参与ARDS中观察到的过度炎症反应，但可能促进免疫-免疫细胞相互作用，以防止过度炎症和组织损伤。

因此，在新冠肺炎，NK细胞在从有效免疫反应向有害免疫反应的转变中起着关键作用。足够数量的功能性NK细胞可以加强对新型冠状病毒感染的免疫监测。较高数量的NK细胞与病毒载量下降较快相关，病毒RNA脱落持续时间更短，抗体反应更好，新冠肺炎患者存活率更高。

基于NK细胞的新冠肺炎疗法

NK细胞不仅在直接对抗新型冠状病毒感染中是重要的效应物，也间接通过调节适应性免疫反应来减少与树突状细胞的交叉感染，并抑制纤维化进程。

已经在新冠肺炎患者中观察到NK细胞的失调，这些细胞表现出衰竭和功能障碍，NK细胞功能障碍与新型冠状病毒易感性增加有关，表明NK细胞的失调可能导致新冠肺炎的恶化。

因此，基于功能性NK细胞的治疗可能提供对抗新冠肺炎疫情的潜在治疗策略。

事实上，已经有多个针对新冠肺炎患者的NK细胞疗法临床试验在进行(下表) 。

NK细胞(CYNK-001)治疗新冠肺炎患者的I/II期临床试验的早期结果(NCT04365101)最近有报道。CYNK-001是一种冷冻保存的同种异体现成NK细胞产品，来源于胎盘CD34+细胞。在关注给药安全性的I期试验中，患者接受多达三次CYNK-001输注。到目前为止接受治疗的6名患者中有4名在报告时已经进行了评估。在4名患者中，所有输注都具有良好的耐受性，并表现在首次输注CYNK-001后氧合作用有所改善，影像学有改善，3名患者在首次输注后平均随访16天出院。《免疫学前沿》和《人类疫苗与免疫治疗》系列研究：NK细胞过继转移增强内源性免疫，通过抑制病毒而提供临床益处

正在进行的新冠肺炎NK细胞疗法临床试验

编号	NK细胞	入组	阶段	标识符	状态	位置
1	未知	未知	1	NCT04280224	招聘	中国
2	从脐带血中富集并基因工程化的同种异体NKG2D-ACE2 CAR-NK细胞	发病时间< 14天	1/2	NCT04324996	招聘	中国
3	诱导多能干细胞(iPSC)衍生的NK细胞	住院病人	1	NCT04363346	完成	美国明尼苏达州
4	人胎盘CD34+来源的和培养扩增的NK细胞	中度疾病	1/2	NCT04365101	进行中，不招募	美国新泽西州
5	新冠肺炎康复供体的同种异体NK细胞	症状发作< 10天	1/2	NCT04578210	招聘	西班牙
6	未知	未知	1	NCT04634370	尚未招聘	巴西
7	CD34+造血干细胞来源的同种异体NK细胞	住院病人	1	NCT04900454	招聘	美国西雅图

基于NK细胞的疗法可能有助于通过在疫苗接种或先前感染后由NK细胞介导的保存的ADCC来快速控制和清除病毒感染，从而减轻疾病的严重性。

尽管疫苗和抗病毒药物在减轻感染和加速新型冠状病毒病毒清除，以及降低死亡率方面具有不可估量的价值。然而，患有免疫缺陷疾病的个体(例如，器官移植和免疫缺陷患者)可能无法产生有效的免疫反应。基于NK细胞的疗法，可能为对当前保护策略无反应的患者提供替代策略，为未来的大流行做准备。

此外，新冠肺炎感染后NK细胞的失调可能是由于I型IFN应答受损，如I型干扰素缺乏，或升高水平的促炎细胞因子，如IL-6和/或TGF-β。因此，针对对免疫调节剂有反应的人群，如用INF-α或INF-β或Tocilizumab治疗，结合基于NK细胞的疗法，是有吸引力的。

基于NK细胞的新冠肺炎治疗的基本原理必须基于治疗干预的时机和疾病的严重程度，这是由有益的抗病毒作用和潜在的有害病理作用之间的平衡决定的。

基于NK细胞的疗法在感染早期会更有效，以便启动有效的免疫反应来防止疾病的发展。通过与髓样细胞的相互作用，对NK细胞的调节功能进行免疫调节，特别是对抗病毒感染的单核细胞和巨噬细胞(它们产生大量促炎细胞因子和趋化因子，导致局部炎症和危险的全身性炎症反应)，可用作进行性新冠肺炎的辅助治疗，从而减轻疾病的严重程度。

未来方向和结束语

新型冠状病毒的迅速传播和新冠肺炎的前所未有的性质要求全世界采取紧急应对措施。

预防感染、疫苗和抗病毒药物对结束这种新冠肺炎疫情很重要。

迄今为止积累的大量数据强调了这样一个事实，即对新型冠状病毒感染的免疫反应在形成新冠肺炎的临床过程中起决定性作用，NK细胞在控制病毒感染中很重要。

值得注意的是，新型冠状病毒清除率、抗体反应和新冠肺炎进展与NK细胞状态相关，而NK细胞功能障碍与新型冠状病毒易感性增加有关。

因此，基于NK细胞的疗法具有足够的抗病毒能力和很强的安全性，可以通过抑制病毒、促进精细调节的免疫反应和抑制纤维化进程，促进这些细胞在改善新冠肺炎病治疗中的快速应用。