脐带血是分娩时残留在脐带和胎盘中的血液，是一种独特的生物资源，通常被保存在脐血库的深低温环境中，脐带血中富含的造血干细胞用于造血干细胞移植治疗血液系统疾病、免疫系统疾病、代谢疾病及儿童恶性实体瘤等。

脐带血中不仅含有丰富的造血干细胞、间充质干细胞等，还含有丰富的免疫细胞，如T细胞、NK细胞、树突状细胞等。

今天我们就来了解一下脐带血NK细胞。

 什么是NK细胞，NK细胞又称自然杀伤细胞(natural killer cell，NK细胞)，是机体内重要的免疫细胞，NK细胞形态上属于大颗粒淋巴细胞，是除T细胞、B细胞之外的第三大类淋巴细胞，约占血液中所有免疫细胞(白细胞数量)的15%，属于天然免疫系统的核心细胞，是人体抵抗癌细胞和病毒感染的第一道防线。

NK细胞是体内负责杀伤老化、受病毒感染、肿瘤等异常细胞的最主要“战士”。NK细胞与人体其他150多种白细胞都不同，它不需要接受免疫系统的特殊指令，也不需要其他细胞的配合，自己单独就能识别和攻击外来细胞、癌细胞和病毒。循环的NK细胞通常处于休眠状态，一旦被激活，它们会渗透到组织中，分泌穿孔素及肿瘤坏死因子，攻击肿瘤细胞和病毒感染细胞。临床研究发现NK细胞过继免疫治疗恶性肿瘤具有良好的应用前景，对多种实体瘤和血液系统恶性肿瘤均有一定效果。

01 NK细胞的作用

（1）肿瘤治疗

近年来，NK细胞在肿瘤的免疫治疗中备受关注。

NK细胞能通过癌细胞表达的趋化因子，定位到这些癌变部位上发挥作用。NK细胞还显示出对某些癌症具有靶向性，包括白血病、淋巴瘤、皮肤癌、肾细胞癌、乳腺癌和卵巢癌。这些优点使其成为治疗慢性或耐药癌症的新选择。

除此之外，NK细胞还有抑制肿瘤转移的作用。东京女子医科大学的丸义朗教授发现了一种NK细胞，通过减少附着于血管外壁的某种物质，可以有效防止癌细胞从血液中扩散至其他组织。

以色列希伯来大学医学院的研究人员发现NK细胞表面的一个受体通过介导γ-干扰素产生，诱导肿瘤结构发生变化，进而抑制转移灶的形成，该研究为开发新的癌症治疗方法提供了可能。

（2）病毒治疗

目前对NK细胞抗肿瘤治疗的研究不断增多，相比之下其在感染领域的研究却较少。

通常认为，T细胞和B细胞是抗病毒感染的主力军。而近来研究发现，NK细胞在巨细胞病毒、乙肝和艾滋病等多种病毒感染中也发挥重要作用。

如妊娠蜕膜NK细胞与HIV感染的蜕膜巨噬细胞共培养，可明显抑制HIV复制，其产生的可溶性分子也在抑制HIV中发挥重要作用。中国科学院微生物所方敏研究员实验室的研究表明，NK细胞有助于小鼠的甲型流感病毒感染的清除。

（3）NK细胞通过表面受体识别参与适应性免疫反应调节，在抗病毒过程中发挥作用

直接作用：NK细胞作为防御病毒的第一道防线， 首先通过识别被流感病毒感染的细胞表面分子和免疫复合物，被激活后分泌穿孔素杀死被病毒感染的细胞。

免疫调节：NK细胞可通过结合细胞表面受体并在细胞因子刺激下促进DC细胞、巨噬细胞和T细胞的成熟和活化，对触发和促成T淋巴细胞抗病毒至关重要。同时，NK细胞还清除未成熟的DC细胞、活化的CD4+T细胞和过度活化的巨噬细胞以防止免疫病理损伤。

此外，NK细胞在机体对抗细菌、真菌和寄生虫感染的过程中也扮演着重要角色。

02 脐带血NK细胞的优势

自1988年第一例脐带血移植以来，截止去年，全球脐带血应用已接近 8 万份，我国应用已超过 1.6 万份。

相对于其他来源的NK细胞，脐带血来源的NK细胞更加年轻化，增殖能力更强，靶向杀伤癌细胞的效率也更高，同时，脐血NK细胞的可扩增性保障了其在临床应用时对细胞数量的需求。随着脐带血来源的NK细胞收集和冷冻保存更加便捷，它们在未来可以被广泛应用于癌症的治疗，脐带血储存的益处就更加广阔了。

英国伦敦大学癌症研究所发现，相对于外周血和新鲜分离的脐带血，冻存过的脐带血在体外可分化出更多的功能性NK细胞。蒙特利尔HôpitalSaint-Justine免疫病毒学实验室的研究人员发现一个单位的脐带血可以产生足以治疗5个病人的NK细胞。此外，脐带血来源的NK细胞更加年轻，增殖能力更强，靶向杀伤癌细胞的效率也更高。

 03 脐带血NK细胞的应用研究

（1）2017年，Nina Shah博士在英国血液学杂志发表了一项体外扩增脐带血来源的NK细胞治疗多发性骨髓瘤I期临床试验的结果。在I期临床试验中，10名患者获得了非常好的部分缓解，其中8名患者接近完全缓解或更好，在6名患者体内检测到CB-NK细胞，具有活化的表型。没有发生输注毒性及移植物抗宿主病。

在美国临床肿瘤医学会2018年年会上，Shah博士代表MD Anderson癌症研究中心分享了这项研究的后续II期临床试验成果。

临床试验结果显示，脐带血来源的NK细胞可以安全有效地杀伤多种血液恶性肿瘤。

研究者将脐带血来源的NK细胞在体外扩增到1×10^8细胞/kg，再联合外周血干细胞移植治疗33例高危多发性骨髓瘤。76%患者在移植+1天到+13天可以检出DNA微嵌合。疗效上完全缓解率55%，很好的部分缓解率12%，部分缓解率21%。

（2）2018年9月，《Human Gene Therapy》杂志上刊登了李太原、胡嘉萍等研究者的一篇文章。他们的研究发现，扩增后的脐带血NK细胞具有较强的体内外抗肿瘤活性，可单独应用或联合贝伐单抗用于中晚期结直肠癌的治疗。

研究者成功地将脐带血（UCB）中的NK细胞通过膜结合白细胞介素(IL)- 21进行扩增，并命名为eUCB-NK细胞。通过研究发现，eUCB-NK细胞具有较强的体内外抗肿瘤活性，可能适用于中晚期结直肠癌（CRC）患者。

传统的NK细胞扩增技术是在NK细胞培养体系中添加IL2、IL15等细胞因子以促进NK细胞增殖，但由于扩增效率不高且纯度不够未能得到广泛应用。而与IL-2刺激的NK细胞相比，eUCB-NK细胞在体外能有效地裂解CRC细胞株，分泌高水平的干扰素-γ、肿瘤坏死因子-α、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和趋化因子配体3。

这项研究证实了脐带血衍生的NK细胞疗法作为CRC患者的一种新的治疗选择的可行性。其结果还为进一步探索这种基于eUCB-NK细胞的治疗方法提供了理论基础。

（3）McMaster 大学的 Ali Ashkar 教授发现，长期冷冻保存对脐带血NK细胞的扩增潜能和抗肿瘤活性都没有影响。同时，这些细胞在攻击原发性乳腺癌细胞时特别有效。

在本次试验中，研究人员从脐带血中分离并体外扩增了大量激活的NK细胞，然后对这些NK细胞杀伤乳腺癌细胞的作用进行了观察。

研究人员根据冻存时间长短，将脐带血分为三个组别：深低温冻存1-10年（长期组）、小于1年（短期组）与未冻存的脐带血。结果显示，长期冷冻保存对脐带血NK细胞的扩增潜能和抗肿瘤活性都没有影响。同时，这些细胞在攻击原发性乳腺癌细胞时特别有效。

Ashkar 说：“我们证明了，可以从长期深低温保存的脐带血获得大量的NK细胞，这使得它成为推进NK细胞免疫治疗领域的一个可行的细胞来源，特别是当它用于乳腺癌时。”

该研究的第一作者，McMaster 医学院的学生 Tina Nham说：“脐带血可以在出生时储存，以便在需要的时候用来帮助治疗孩子，当孩子长大后，脐带血可以继续保存，可用于免疫疗法治疗各种疾病。