摘要：嵌合抗原受体(CAR)自然杀伤(CAR-NK)细胞是CAR-T细胞免疫疗法的一种有前途的替代物。高剂量和多剂量的CAR-NK细胞输注对于在临床试验中维持治疗效果是必不可少的，这需要有效的方法来大规模产生CAR-NK细胞。
嵌合抗原受体(CAR)自然杀伤(CAR-NK)细胞是CAR-T细胞免疫疗法的一种有前途的替代物。高剂量和多剂量的CAR-NK细胞输注对于在临床试验中维持治疗效果是必不可少的，这需要有效的方法来大规模产生CAR-NK细胞。
2025 年 10 月 7 日，中国科学院动物研究所王金勇、张梦云、中国医学科学院血液病医院竺晓凡共同通讯在Nature Biomedical Engineering（IF=26.6）在线发表题为：Large-scale generation of iNK and CAR-iNK cells from CD34+ haematopoietic stem and progenitor cells for adoptive immunotherapy的研究论文，该研究提出了一种从CD34+造血干细胞和祖细胞大规模生产用于过继免疫治疗的iNK和CAR-iNK细胞的制备技术。
在这里，研究人员开发了一个三步策略，从人脐带血CD34+造血干细胞和祖细胞(CD34+HSPCs)中产生高产量的诱导NK (iNK)和CAR-iNK细胞。从CD34+HSPCs的单个脐带血单位开始，该方法产生了1400-8300万个成熟的iNK细胞或700-3200万个CAR-iNK细胞，它们具有高水平的CD16和CAR表达，并且检测不到T细胞污染。新鲜和解冻的iNK和CAR-iNK细胞都显示了针对各种人类癌细胞的抗肿瘤活性，并延长了人类荷瘤动物的存活时间。CAR-NK细胞的高产量和CAR工程的低成本支持了这些细胞在治疗癌症患者中的广泛应用。
细胞免疫疗法，特别是嵌合抗原受体(CAR)-T细胞疗法，已经彻底改变了B细胞恶性肿瘤的治疗。尽管CAR-T细胞疗效显著，但其高昂的成本和有限的细胞来源激发了开发自然杀伤(NK)细胞作为通用细胞免疫疗法替代方案的兴趣。由于NK细胞配体如主要组织相容性复合体(MHC类和MHC类样分子的异常表达，NK细胞具有直接杀死肿瘤细胞、病毒感染细胞和某些应激细胞的固有能力。CAR-NK细胞疗法有望在低健康风险的肿瘤治疗中实现双重靶向和普遍的非特异性杀伤效果。
人类NK细胞在血液循环中的生理更新时间约为2周。同种异体NK细胞在患者体内的持续时间从几天到几周不等，在大多数临床试验中平均为7天。考虑到临床试验中对CAR-NK细胞治疗的高剂量(107细胞/kg)和多剂量要求，需要新的方法来产生大量的CAR-NK细胞，并降低CAR工程成本。
CD34+造血干细胞和祖细胞(HSPCs)可以分化成多系血液和免疫细胞，包括NK细胞。基于细胞因子的培养系统已经从单个HSPCs中产生了1879–4450个NK细胞的平均产量。然而，HSPC-NK细胞表达的CD16蛋白水平不足(3.0±2.4%)，表明适应性免疫细胞的抗体依赖性细胞毒性(ADCC)活性较低。以前的报告证明，工程化的CAR-HSPCs也可以在体外和体内产生CAR-NK细胞。CD34+ HSPC培养和扩增技术在过去几十年中取得了进步。将种子细胞与饲养细胞结合的人工类器官聚集体显著增加了从干细胞和祖细胞诱导的T细胞和NK细胞的产生效率。因此，整合HSPC扩增和类器官诱导可以进一步促进从CD34+HSPCs产生NK细胞的效率。
从CD34+HSPCs或CD19 CAR-HSPCs产生iNK细胞和CD19 CAR-iNK细胞的示意图（图源自Nature Biomedical Engineering）
该研究介绍了一种综合方法，可以从单个脐带血CD34+HSPCs中提取数万亿个iNK和CAR-iNK细胞。该方法包括三个步骤:CD34+HSPCs扩增(第0-14天)，通过类器官聚集体的NK谱系分化(第14-28天)，以及NK细胞的成熟和在细胞培养袋中的大规模增殖(第28-49天)。有趣的是，单个CD34+细胞最终在第42天产生1.4×107±0.1×107个iNK细胞和7.6×106±1.2×106个CD19 CAR-iNK细胞，并且在第49天使用该技术产生更高产量的iNK细胞(8.3×107±0.7×107)和CD19 CAR-iNK细胞(3.2×107±0.2×107)，其增加了根据计算，使用该技术，一个CD34+HSPCs的脐带血单位有可能产生数万亿个CD19 CAR-iNK细胞。
有趣的是，与将CARs改造成成熟NK细胞的传统方法相比，该方法将逆转录病毒载体的数量大幅减少至1/140，000–1/600，000。iNK细胞和CD19 CAR-iNK细胞，包括从冷冻保存条件下解冻的细胞，在6个月内显示出理想的免疫活性和实体瘤根除能力。该方法有力地支持了大众化负担得起的CAR-iNK细胞疗法用于患者一般治疗的转化前景。
参考信息：
来源：小郑说科学