首次丨上海長征醫院發布自體NK細胞輸注影響衰老的研究數據

衰老的特點是生理功能逐漸喪失，是世界上幾種最普遍疾病的危險因素。根據世界衛生組織的預測，到2050年，中國、美國和幾個歐洲國家的60歲或以上人口將超過30%，隨著年齡的增長，癌癥、T2DM（2型糖尿病）、神經退行性疾病和心血管疾病等相關疾病的發病率也會增加。

通常，衰老與免疫系統功能的進行性下降有關，其中自然殺傷 (NK) 細胞和T細胞分別是先天免疫和適應性免疫的關鍵成分。NK細胞以表達CD16和CD56為特征，作為抵御病毒感染和癌細胞的第一道防線發揮關鍵作用。年輕人具有高水平的功能性NK細胞。然而，NK相關活動隨著年齡的增長而下降，導致病毒感染的發生率和嚴重程度增加。

最近，上海長征醫院輸血科、上海交通大學免疫研究所等單位合作在《Frontiers in Immunology》上發文，首次從數據層面證實了自體NK細胞輸注能顯著緩解T細胞衰老、衰竭，抑制關鍵成分SASP(衰老相關分泌表型）的有效方法，特別是針對免疫系統，衰老可以通過NK細胞輸注讓其向更年輕的方向發展。

方法：在這里，招募了37名中年健康參與者，其中32名靜脈注射了擴增的NK細胞，5名注射了生理鹽水。

然后，我們通過流式細胞儀監測輸注后4周內外周衰老和衰竭T細胞的變化，以及衰老相關分泌表型 (SASP) 相關因子的血清水平。進行體外共培養試驗以研究NK介導的對衰老或衰竭T細胞的細胞毒活性。

結果：NK細胞輸注后，代表衰老細胞的CD28-、CD57+、CD28- CD57+和CD28-KLRG1+CD4+和CD8+T細胞群顯著減少，PD-1+和TIM-3+T細胞也顯著減少。這些變化連續觀察了4周。然而，在生理鹽水組中沒有觀察到顯著變化。

此外，NK細胞輸注后，SASP相關因子包括IL-6、IL-8、IL-1α、IL-17、MIP-1α、MIP-1β和MMP1顯著降低。

進一步的共培養試驗表明，擴增的NK細胞特異性地顯著消除了衰老的CD4+CD28以外的T細胞+CD4+T細胞。它們還顯示出改善的細胞活性，具有不同的激活和抑制受體表達模式，包括 NKG2C、NKG2A、KLRG1、LAG3、CD57和TIM3。

最終研究結果表明，T細胞衰老和衰竭在健康個體中是一個可逆的過程，可以引入自體NK細胞來緩解衰老。

臨床試驗注冊：ClinicalTrials.gov，ChiCTR-OOh-17011878。

自體NK細胞輸注的安全性

NK細胞給藥后，所有受試者的體溫和血壓均正常。沒有人出現皮疹、局部感染和出血、發燒、發冷、呼吸困難、惡心和嘔吐。然而，一名受試者在細胞輸注后1周內出現了腹痛癥，此后恢復。一個人在細胞輸注后1周內出現頭暈，這種現象持續了2周才恢復。兩名受試者出現疲勞，其中一名出現輕度疲勞，另一名出現媒體疲勞，均在2周內恢復。

此外，我們在細胞輸注后1個月進行了常規血液檢查、血液學檢查以及尿液和病毒學檢查。根據血清ALT、AST、尿素和肌酐水平正常，未觀察到肝毒性和腎毒性。

此外，未觀察到異常的C反應蛋白 (CRP)、抗甲狀腺球蛋白抗體 (TGAb) 和抗甲狀腺過氧化物酶自身抗體 (TPOAb) 活性，表明未發生免疫反應和自身免疫效應。此外，1個月后未觀察到血漿甲胎蛋白 (AFP) 和癌胚抗原 (CEA) 水平升高，這有力地證實了自體NK細胞輸注在致瘤性方面是安全的。

NK細胞輸注后衰老的T細胞減少

先前的研究已經證明，衰老細胞的積累會加速與衰老相關的疾病，而p16陽性細胞的清除會延遲這種現象。NK細胞在先天免疫中發揮重要作用，用于清除衰老細胞和防御癌癥。研究結果顯示，NK細胞輸注后1周和4周，表現為CD28-、KLRG1+的CD4+T細胞和CD8+T細胞顯著減少。這代表T細胞衰老指標顯著得到改善。

NK細胞輸注緩解T細胞衰竭狀態

在慢性感染和癌癥期間，記憶T細胞隨著持續的抗原暴露和炎癥而分化。據報道，人類T細胞衰竭發生在病毒感染期間，例如HIV和丙型肝炎病毒 (HCV)，以及癌癥發展。

結果顯示，NK細胞輸注1周后CD4+PD-1+T細胞、CD8+PD-1+T細胞、CD4+TIM-3+T細胞和CD8+TIM-3+T細胞均顯著減少和4周。這些結果表明，NK細胞輸注可能通過減輕T細胞的耗竭狀態來改善T細胞的功能。此外，在NK細胞輸注后1周和4周，PD-1+和TIM-3+T細胞的減少與性別無關。

細胞類型影響NK細胞輸注誘導的效果

在接受NK細胞的32名參與者中，14名志愿者重新注射了從冷凍保存的PBMC中擴增的NK細胞，18名志愿者重新注射了從新鮮PBMC中產生的NK細胞。我們想探討NK細胞輸注誘導的免疫系統改變是否依賴于NK細胞的初始狀態。我們通過單向方差分析對這兩組進行了多重比較。

結果顯示，新鮮NK細胞輸注組1周或4周時TIM3+、KLRG1+、CD28-CD57+、CD28-KLRG1+T細胞明顯減少，而新鮮NK細胞輸注組與冷凍NK細胞輸注組相比，CD28-、CD57+和PD-1+T細胞沒有顯著變化。

NK細胞輸注后關鍵SASP相關因素減少

衰老細胞隨著衰老而積累并導致SASP相關因子的釋放，包括促炎細胞因子（IL-1α、IL-17和 IL-6）、趨化因子（IL-8）和蛋白酶（MMP-1、MMP-1α和MMP-1β）。這些SASP相關因素在與衰老相關的炎癥、疾病和發病率中發揮關鍵作用。

研究結果表明，NK細胞輸注顯著降低了包括IL-6、IL-8、IL-1α、IL-17、MIP-1α、MMP-1β以及MMP1在內的SASP相關因子，進一步提示NK細胞輸注能夠有效改善衰老指標。

討論

在這里，我們首次發現，在中年健康個體中單次給藥自體NK細胞不僅顯著減少外周衰老和衰竭T細胞，而且降低了關鍵SASP相關因子的分泌。

有充分證據表明，隨著年齡的增長，免疫系統會逐漸衰退和惡化，進而導致感染的發生率和嚴重程度增加，對疫苗的反應受損，并加速癌癥的發展。因此，制定有效的措施來消除或至少緩解免疫功能障礙現象，在理論上和實踐上都可以恢復或改善免疫系統的保護功能。

值得注意的是，自體NK細胞輸注被證明對人類使用是安全的，因為沒有觀察到不良事件。

我們還研究了NK細胞介導的T細胞衰老和衰竭緩解是否僅限于受試者的性別。男性和女性組的趨勢沒有顯著差異，這強烈暗示NK細胞輸注誘導的效果與性別無關。此外，新鮮PBMC產生的NK細胞顯示出顯著影響更多衰老和衰竭T細胞的指標，表明新鮮PBMC 更適合啟動NK細胞擴增。
結論

總之，本研究最初揭示了NK細胞輸注對中年健康個體T細胞功能障礙和細胞衰老的影響。我們的研究結果表明，自體NK細胞給藥是顯著緩解T細胞衰老和衰竭以及SASP的關鍵成分的有效方法。postNK細胞顯示出改善的細胞毒活性，可以特異性和直接識別和消除衰老的T細胞。

進一步臨床數據證明了對于免疫系統而言，可以通過自體NK細胞的轉移向更年輕的方向進行操縱。進一步探索應集中在自體NK細胞影響T細胞衰老和衰竭的分子機制上。此外，進一步研究這些衰老和衰竭的T細胞群、它們的起源以及它們在免疫病理條件下的功能將極大地促進NK免疫療法的臨床應用。

參考資料：

Tang X, Deng B, Zang A, He X, Zhou Y, Wang D, Li D, Dai X, Chen J, Zhang X, Liu Y, Xu Y, Chen J, Zheng W, Zhang L, Gao C, Yang H, Li B, Wang X. Characterization of age-related immune features after autologous NK cell infusion: Protocol for an open-label and randomized controlled trial. Front Immunol. 2022 Sep 29;13:940577. doi: 10.3389/fimmu.2022.940577. PMID: 36248873; PMCID: PMC9562930.

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