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人體免疫細(xì)胞:NK細(xì)胞,在健康和疾病中的重要作用

 干細(xì)胞與外泌體 2023-08-07 發(fā)布于廣東

不到 40 年前,它們被認(rèn)為是微不足道的,如今自然殺傷細(xì)胞已用于晚期癌癥治療和疾病預(yù)防。

大約有20億個自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)在全身不斷循環(huán)。與特定免疫系統(tǒng)中的細(xì)胞不同,它們可以立即殺死癌細(xì)胞和病毒感染的細(xì)胞。它們還有有助于控制其他免疫細(xì)胞對侵害者的反應(yīng),并有助于維持免疫系統(tǒng)的平衡。

什么是自然殺傷細(xì)胞(NK 細(xì)胞)?

自然殺傷 (NK) 細(xì)胞約占人類血液中外周淋巴細(xì)胞的 10-15%。NK 細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)的一部分,因為它們能夠自發(fā)裂解腫瘤和病毒感染的細(xì)胞。與 B 細(xì)胞和 T 細(xì)胞等適應(yīng)性免疫細(xì)胞相比,它們不需要事先致敏。

自然殺傷細(xì)胞(NK 細(xì)胞)是白細(xì)胞,可以破壞體內(nèi)受感染的細(xì)胞和癌細(xì)胞。NK 細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中的重要戰(zhàn)士。您的免疫系統(tǒng)可以保護(hù)您免受病原體(病毒、細(xì)菌和寄生蟲)和癌細(xì)胞等有害入侵者的侵害。

NK 細(xì)胞屬于稱為淋巴細(xì)胞的特定白細(xì)胞群體,其中還包括B 細(xì)胞和T 細(xì)胞。

NK 細(xì)胞被稱為“自然”殺手,因為它們可以在不事先接觸特定病原體的情況下消滅潛在的威脅。其他消滅有害細(xì)胞的淋巴細(xì)胞,如細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞,需要事先接觸病原體才能消滅它。

自然殺傷細(xì)胞有什么作用?

NK 細(xì)胞會破壞曾經(jīng)健康但現(xiàn)在構(gòu)成威脅的細(xì)胞。這包括感染病毒的細(xì)胞和已變成惡性的細(xì)胞(癌細(xì)胞)。NK 細(xì)胞在早期消滅這些有害細(xì)胞,防止擴(kuò)散。

自然殺傷細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)中的戰(zhàn)士,是免疫系統(tǒng)的重要組成部分。您的先天免疫系統(tǒng)是您身體抵御所有威脅的第一道防線。它包括物理屏障,如皮膚和粘膜,可防止細(xì)菌進(jìn)入。它包括精選的免疫細(xì)胞,如 NK 細(xì)胞,可以摧毀那些突破身體屏障的威脅。

雖然 NK 細(xì)胞的主要工作是殺傷細(xì)胞,但這些細(xì)胞也可以進(jìn)行交流。它們釋放稱為細(xì)胞因子的蛋白質(zhì),引導(dǎo)免疫系統(tǒng)中的其他細(xì)胞攻擊有害細(xì)胞和病原體。

自然殺傷細(xì)胞如何在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用?

自然殺傷細(xì)胞在您的身體中巡邏,掃描細(xì)胞中指示健康或患病細(xì)胞的標(biāo)記。如果它們檢測到細(xì)胞有害的跡象,就會向細(xì)胞中釋放致命的化學(xué)物質(zhì)來殺死它。NK 細(xì)胞是否殺傷取決于它從它掃描的細(xì)胞(目標(biāo)細(xì)胞)接收(或不接收)的信號。

NK 細(xì)胞的表面含有多個受體,這些受體共同作用以激活或抑制(防止)NK 細(xì)胞殺死目標(biāo)。

抑制

自然殺傷細(xì)胞不會攻擊帶有標(biāo)記的細(xì)胞,這些標(biāo)記表明它們是屬于您體內(nèi)的健康細(xì)胞。MHC-1 是 NK 細(xì)胞識別為歸屬或“自身”的最常見細(xì)胞標(biāo)記。靶細(xì)胞上的 MHC-1 附著(結(jié)合)到 NK 細(xì)胞的抑制性受體上。這種結(jié)合會關(guān)閉 NK 細(xì)胞的殺傷功能。

NK 細(xì)胞不進(jìn)行攻擊,而是轉(zhuǎn)移到下一個細(xì)胞。

激活

自然殺傷細(xì)胞激活以破壞它們不認(rèn)為屬于的目標(biāo)細(xì)胞。這些包括:

  • 釋放激活信號的細(xì)胞:癌細(xì)胞和受感染的細(xì)胞有時會釋放化學(xué)信號,導(dǎo)致 NK 細(xì)胞攻擊。
  • MHC-1 缺失或降級的細(xì)胞:NK 細(xì)胞會破壞不表達(dá) MHC-1 的細(xì)胞。有時,細(xì)胞具有 MHC-1,但其等級已被降級。這意味著它的含量比正常值要少。例如,病毒感染會降低健康細(xì)胞 MHC-1 的表達(dá)。

NK 細(xì)胞釋放穿孔素和顆粒酶來殺死靶細(xì)胞。穿孔素在靶細(xì)胞中創(chuàng)建一個開口,以便 NK 細(xì)胞可以插入顆粒酶。

激活的 NK 細(xì)胞會釋放細(xì)胞因子,告訴其他白細(xì)胞幫助您的身體擺脫威脅。

自然殺傷細(xì)胞位于哪里?

NK 細(xì)胞開始在一些骨骼內(nèi)稱為骨髓的海綿組織中發(fā)育。隨著 NK 細(xì)胞的不斷發(fā)育,它們可能會留在您的骨髓中。它們可能會移動到淋巴系統(tǒng)中的其他組織和器官,例如:

  • 淋巴結(jié)。
  • 脾。
  • 扁桃體。
  • 胸腺。

一旦它們成熟,您的身體就會將 NK 細(xì)胞釋放到您的血液中。成熟的 NK 細(xì)胞也存在于淋巴組織和相關(guān)器官中。它們位于肝臟和肺等器官中。

人體內(nèi)有多少自然殺傷細(xì)胞?

血液中循環(huán)的淋巴細(xì)胞中大約 5% 到 10%是 NK 細(xì)胞。它們的壽命很短,大約兩周。在任何特定時間,成年人都擁有超過 20 億個 NK 細(xì)胞。

與自然殺傷細(xì)胞相關(guān)的病癥和疾病有哪些?

沒有足夠的 NK 細(xì)胞會使您容易受到感染和癌癥。研究表明 NK 細(xì)胞也可能在其他疾病中發(fā)揮重要作用,包括:

自身免疫性疾病:NK 細(xì)胞功能問題可能在自身免疫性疾病中發(fā)揮作用。對于自身免疫性疾病,免疫細(xì)胞會攻擊身體的健康細(xì)胞,而不僅僅是患病或受感染的細(xì)胞。

哮喘:NK 細(xì)胞在哮喘引起的身體炎癥反應(yīng)中發(fā)揮作用。NK 細(xì)胞可能會增加或減少炎癥,具體取決于多種因素。

炎癥性腸病 (IBD):NK 細(xì)胞在人體對腸道細(xì)菌感染的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。

哪些狀況和疾病會影響自然殺傷細(xì)胞?

兩種免疫缺陷病癥是 NK 細(xì)胞特有的。兩者都是由出生時存在的基因突變造成的?;蛲蛔兪?DNA 的變化,DNA 是告訴細(xì)胞如何工作的指令。

  • 經(jīng)典自然殺傷細(xì)胞缺乏癥 (NKD):血液中沒有或很少有 NK 細(xì)胞。要患有經(jīng)典 NKD,您的循環(huán)淋巴細(xì)胞中只有不到 1% 是 NK 細(xì)胞。
  • 功能性自然殺傷細(xì)胞缺陷 (NKD):涉及 NK 細(xì)胞不能像正常 NK 細(xì)胞那樣有效地發(fā)揮作用。

這兩種情況都會使您更容易受到感染,包括:

  • HPV。
  • 皰疹。
  • 巨細(xì)胞病毒(CMV)。
  • 愛潑斯坦-巴爾病毒(EBV)。
  • 水痘帶狀皰疹病毒(引起水痘的病毒)。
自然殺傷細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)史

20 世紀(jì) 70 年代 | 噪音。研究人員 Rolf Kiessling、Eva Klein 和 Hans Wigzell 研究 T 細(xì)胞如何識別和殺死小鼠體內(nèi)的癌細(xì)胞時,他們發(fā)現(xiàn)了一些不僅僅是普通 T 細(xì)胞的東西。最初在實驗中,它被認(rèn)為NK細(xì)胞是“令人不安的背景噪音”。

1975 | 檢測到細(xì)胞。幾年后,同一研究小組表明,背景噪音實際上是由一種以前未知的免疫細(xì)胞引起的,這種免疫細(xì)胞一發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞就會殺死它們。因此,它們被稱為自然殺傷細(xì)胞或 NK 細(xì)胞。

1978 | 病毒殺手。Wistar 研究所和卡羅林斯卡學(xué)院的研究人員表明,NK 細(xì)胞可以被病毒感染細(xì)胞的蛋白質(zhì)激活。這為大量研究鋪平了道路,這些研究表明 NK 細(xì)胞在防御一系列病毒感染方面非常重要。

1981 | 質(zhì)疑假設(shè)。卡羅林斯卡學(xué)院的 Klas K?rre 在他的博士論文中提出了一個假設(shè)來解釋 NK 細(xì)胞如何區(qū)分自己的細(xì)胞和外來細(xì)胞:外來細(xì)胞受到攻擊不是因為它們顯示出未知的蛋白質(zhì),而是因為它們?nèi)狈?xì)胞表面蛋白質(zhì),一種細(xì)胞表面蛋白質(zhì)。自我標(biāo)記。該假設(shè)在公開辯護(hù)期間遭到批評,并被反對者認(rèn)為是推測性的,但在未來的出版物中得到了進(jìn)一步發(fā)展。

1985 年和 1986 年 | 蛋白質(zhì)狩獵。 一天早上,Klas K?rre 和博士生 Hans-Gustaf Ljunggren 發(fā)現(xiàn),他們的實驗小鼠在注射了不含某種膜蛋白(MHC 1 類)的癌細(xì)胞后,并沒有發(fā)展成腫瘤。在接下來的研究中,他們表明正是小鼠體內(nèi)的NK細(xì)胞殺死了缺乏膜蛋白的癌細(xì)胞。

1997年l類似。NK細(xì)胞細(xì)胞的工作原理模擬了武裝部隊關(guān)于居住在群島及周邊地區(qū)的人們?nèi)绾螀^(qū)敵我的重要指示。與NK細(xì)胞細(xì)胞一樣,他們只要求報告那些缺乏異常屬性的隊列。他們需要學(xué)習(xí)識別所有相應(yīng)的屬性。

2002年|沒有他們就生活艱難。缺乏NK細(xì)胞細(xì)胞的年輕患者的個體案例展示,沒有NK細(xì)胞細(xì)胞就很難生存。死亡原因包括幼年時感染流感病毒。病毒已經(jīng)發(fā)展出逃避時間細(xì)胞的機(jī)制,因此NK細(xì)胞細(xì)胞在防御這些特定感染方面極為重要。

2005年-2007年|細(xì)胞治療。在杰弗里磨坊主進(jìn)行的一項臨床試驗中,使用捐贈的NK細(xì)胞細(xì)胞痊愈了19名急性骨髓性白血病患者中的5名。這是NK細(xì)胞細(xì)胞首次作為免疫治療發(fā)揮有效作用,這引發(fā)了對未來如何設(shè)計NK細(xì)胞細(xì)胞治療的廣泛分析。

正在開發(fā)的活藥

早在研究人員意識到這一點之前,NK 細(xì)胞就已成為 20 世紀(jì) 70 年代首次針對白血病進(jìn)行骨髓移植的細(xì)胞的一部分。下一代癌癥免疫療法的開發(fā)正在進(jìn)行中,其中 NK 細(xì)胞經(jīng)過修飾,可以特異性攻擊患者獨特的腫瘤細(xì)胞。而且進(jìn)展很快。世界各地正在進(jìn)行大量的臨床試驗。

未來的挑戰(zhàn)

更好的適應(yīng)能力: 研究人員能夠刺激 NK 細(xì)胞攻擊癌細(xì)胞。但為了讓它們成為治療不同癌癥變異和其他疾病的藥物,研究人員需要更多地了解 NK 細(xì)胞如何適應(yīng)不同的任務(wù)。

找到回家的路:將激活的免疫細(xì)胞引導(dǎo)至患者的實體瘤是很困難的。如果研究人員能夠幫助 NK 細(xì)胞更容易地找到目標(biāo),那么它們就可以用于對抗比血液中更多的癌癥變體。

物流和價格:在開發(fā)激活NK細(xì)胞抗癌的新型藥物的過程中,需要學(xué)術(shù)界和工業(yè)界密切合作來解決物流問題。例如,需要解決的一個問題是如何將活細(xì)胞用作藥物。

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