自然杀伤细胞(Natural Killer Cell,简称NK细胞)是人体先天免疫系统的核心组成部分,以其快速识别和清除异常细胞的能力而闻名。作为淋巴细胞家族的重要成员,NK细胞无需预先激活即可直接攻击肿瘤细胞和病毒感染细胞,因此被称为免疫系统的“第一反应者”。近年来,随着免疫疗法的兴起,NK细胞在癌症治疗、抗感染及免疫调节中的作用备受关注。
1. NK细胞的生物学特性
NK细胞起源于骨髓造血干细胞,占外周血淋巴细胞的5%-15%。与其他免疫细胞(如T细胞、B细胞)不同,NK细胞不依赖特异性抗原识别,而是通过表面受体直接感知靶细胞的异常信号。其功能受两类受体调控:
激活性受体(如NKG2D、NCRs):识别肿瘤或感染细胞表面的应激分子(如MICA/MICB)。
抑制性受体(如KIRs、CD94/NKG2A):检测健康细胞表面的MHC-I分子,避免误伤正常组织。
当靶细胞MHC-I表达下降(常见于肿瘤或病毒感染细胞),NK细胞的抑制信号减弱,随即被激活并释放杀伤介质。
2. NK细胞的杀伤机制
NK细胞通过以下方式发挥免疫监视功能:
直接杀伤:释放穿孔素和颗粒酶,在靶细胞膜上穿孔并诱导凋亡。
抗体依赖性细胞毒性(ADCC):通过Fc受体(CD16)结合被抗体标记的靶细胞,增强杀伤效率。
细胞因子分泌:分泌干扰素-γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等,调节免疫微环境。
3. NK细胞与疾病的关系
(1)抗肿瘤作用
NK细胞能识别并清除恶性细胞,但其功能在肿瘤微环境中常被抑制。目前,基于NK细胞的疗法包括:
过继性免疫治疗:体外扩增NK细胞回输患者(如CAR-NK技术)。
免疫检查点抑制剂:阻断NK细胞的抑制信号(如抗NKG2A抗体)。
(2)抗病毒感染
在病毒感染(如流感、HIV、乙肝)早期,NK细胞通过杀伤感染细胞和分泌细胞因子限制病毒扩散。某些病毒(如巨细胞病毒)甚至进化出逃逸NK监视的机制。
(3)自身免疫病与移植排斥
NK细胞功能失调可能导致自身免疫疾病(如红斑狼疮)。在造血干细胞移植中,供体NK细胞可减少移植物抗宿主病(GVHD)并增强抗白血病效应。
结语
NK细胞是免疫系统中兼具“智能识别”与“高效杀伤”的天然卫士。随着基因编辑与生物技术的进步,NK细胞有望在肿瘤免疫治疗、传染病防治等领域发挥更大价值。科学家正通过优化扩增技术、联合靶向药物等手段,推动这一“细胞武器”从实验室走向临床,为人类健康提供新策略。
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