自然杀伤细胞

1、自然杀伤细胞自然杀伤细胞 -概述自然杀伤细胞自然杀伤细胞(natural killer cell , NK)是机体重要的免疫细胞， 不仅与抗肿瘤、 抗病毒感染和免疫调节有关，而且在某些 情况下参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生，其发育成熟 依赖于骨髓和胸腺微环境。NK 细胞不表达特异性抗原识别受体，是不同于T、B 淋巴细胞的一类淋巴样细胞，可表达多种表面标志，其中多数也 可表达于其他免疫细胞表面。临床将TCR- 、 mIg- 、 CD56+ 、CD16+ 淋巴样细胞鉴定为 NK 细胞。此外， NK 细胞表面还 具有多种与其杀伤活化或杀伤抑制有关的受体。NK 细胞属非特异性免疫细胞，它们无需抗原

2、预先致敏，就 可直接杀伤某些肿瘤和病毒感染的靶细胞，因此在机体抗肿 瘤和早期抗病毒或胞内寄生菌感染的免疫过程中起重要作 用。在肿瘤或病毒特异性 IgG 抗体存在条件下， NK 细胞也 可通过表面IgG Fc受体(Fcy RM)介导，识别杀伤与 IgG 抗体特异性结合的肿瘤 /病毒感染的靶细胞。此种以 IgG 抗 体作为中间桥梁，定向介导 NK 细胞对靶细胞的杀伤作用，称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ ADCC ）。此外，NK细胞活化后，还可通过分泌 IFN- 丫、IL-2和TNF等细 胞因子发挥免疫调节作用。 1自然杀伤细胞 -来源NK 细胞确切的来源还不十分清楚，一般认为直接从骨髓中 衍

3、生，其发育成熟依赖于骨髓的微环境。小鼠和人的体外实 验表明， 胸腺细胞在体外 IL-2 等细胞因子存在条件下培养也 可诱导出 NK 细胞。小鼠脾脏在体内 IL-3 诱导下可促进 NK 细胞的分化。NK细胞主要分布于外周血中，占PBMC 510，淋巴结和骨髓中也有 NK 活性，但水平较外周血低。 由于 NK 细胞具有部分 T 细胞分化抗原，如 8090NK 细 胞 CD2+ , 2030% NK 纟田胞 CD3+（表达 CD3 Z 链）,30% NK 细胞CD8+（ a / a ）和7590% NK细胞CD38+，而且 NK细 胞具有 IL-2 中亲和性受体，在 IL-2 刺激下可发生增殖反应

4、, 活化NK细胞可产生IFN- 丫，因此一般认为 NK细胞与T细 胞在发育上关系更为密切。自然杀伤细胞 -表型 与 T 细胞、 B 细胞相比， NK 细胞表面标志的特异性是相对 的。人 NK 细胞 mIg- ，部分 NK 细胞 CD2、CD3 和 CD8 阳 性，表达 IL-2 受体 B 链(P75,CD122) , CD11b/CD18 阳性。 常用检测 NK 细胞的标记有 CD16、CD56、CD57 、CD59、 CD11b、CD94 和 LAK-1 。一种稳定表达在 NK 和 LAK 细胞 表面的 LAK-1 分子， 120kDa， NK 细胞在 IL-2 条件下培养20 天 LAK-

5、1 仍为阳性， 而 HNK-1(CD57) 和 CD16 部分消失。LAK 的杀伤活性可被抗 LAK-1 McAb 所抑制。 2自然杀伤细胞 -受体自然杀伤细胞1 、KAR (杀伤细胞活化受体)能广泛识别靶细胞表面的糖类配体，胞浆区有 ITAM 结构，可转导活化信号，使 NK 细 胞活化产生自然杀伤效应。2、KIR (杀伤细胞抑制受体)能识别自身组织细胞表面的 MHCI类分子并与之结合，产生 抑制信号。该抑制信号在胞内起主导作用，能阻断杀伤信号 的转导， 保护正常的自身组织细胞不被破坏。3、 IgGFcR( FcY 8 R,CD16)可与结合在靶细胞上的 IgG结合，产生ADDC 效应。 3自

6、然杀伤细胞 活化NK细胞可通过多种途径被活化，包括膜表面的CD2、CD3分子和多种细胞因子。1.通过CD3分子的Z链NK细胞不表达 TCR/CD3复合物，但部分NK细胞表达CD3 Z链，当用CD16抗体刺激NK细胞活化时，Z链发生酪氨 酸磷酸化，引起胞浆内 Ca金尅册2 +珈 浓度升高，IP3水平 增加，促进细胞因子合成和ADCC作用。2.通过CD2分子CD2与CD58相互作用或用 CD2 McAb刺激可活化NK细胞， CD3 Z链发生酪氨酸磷酸化。3.自然杀伤细胞刺激因子 自然杀伤细胞刺激因子 (natural killer cell stimulatory factor,NKSF)对 NK

7、 细胞有刺激作用。IL-2、IL-12、IFN- a、TNF- a以及白细胞调节素(leukoregulin, LR)对NK细胞的活化和 分化有正调节作用，体外培养时加入上述细胞因子可明显提高NK的杀伤活性。前列腺素(PG)E1、E2、D2和肾上腺皮质激素等对 NK细胞的活性有抑制作用。NK细胞表面具有IL-2中亲和性受体，IL-2诱导NK的杀伤活性约需18 24小时。此外，IL-2还可诱导NK细胞的增殖，一般在刺激 后34天开始发生增殖，其机理为IL-2可诱导NK细胞表达IL-2R a链，新表达的a链与原先细胞表面的 B链和丫链 结合形成高亲和性受体 ,在 IL-2 存在下刺激 NK 细胞发

8、生增 殖。 IL-2 诱导 NK 细胞的活性机理尚不清楚，可能与增加细 胞粘附分子的表达， 提高对 NK 抵抗靶细胞的杀伤活性有关， 还可能增加 NK 细胞胞浆中的颗粒以及丝氨酸酯酶 mRNA 的 表达，活化和促进杀伤介质的杀伤作用。自然杀伤细胞 -功能自然杀伤活性自然杀伤细胞NK 细胞的杀伤活性无 MHC 限制，不依赖抗体。NK 细胞胞浆丰富，含有较大的嗜天青颗粒，颗粒的含量与NK 细胞的杀伤活性呈正相关。 NK 细胞作用于靶细胞后杀伤 作用出现早， 在体外 1 小时、体内 4 小时即可见到杀伤效应。 NK 细胞的靶细胞主要有某些肿瘤细胞 (包括部分细胞系 )、病 毒感染细胞、某些自身组织细

9、胞 (如血细胞 )、寄生虫等，因 此 NK 细胞是机体抗肿瘤、抗感染的重要免疫因素，也参与 第H型超敏反应和移植物抗宿主反应。1.识别靶细胞NK 细胞识别靶细胞是非特异性的， 这与 CTL 识别靶细胞机 理不同，但确切的机理尚未明了。现已知淋巴细胞功能相关 抗原-1(LFA-1)与靶细胞表面的细胞间粘附分子 -1(ICAM-1) 的作用参与 NK 细胞的识别过程，抗 LFA-1 或抗 ICAM-1 McAb 可抑制 NK 细胞的杀伤活性。 此外 CD2 与 LFA-3(CD58) 结合以及 CD56 也可能介导 NK 细胞与靶细胞的结合。 2. 杀 伤介质(1) 穿孔素 : 穿孔素是一种由 N

10、K 、CTL 、LAK 等杀伤细胞胞 浆颗粒释放的杀伤靶细胞的介质，有关穿孔素的结构和功能 参见本章第二节。从胞浆颗粒中纯化的穿孔素在体外能溶解 多种肿瘤细胞，抗穿孔素抗体可抑制杀伤活性。 IL-2 可提高 穿孔素基因的转录。 IL-6 可以促进 IL-2 对穿孔素基因转录的 诱导作用。丝氨酸酯酶可能有活化穿孔素的作用。 (2) NK 细 胞毒因子 : NK 细胞可释放可溶性 NK 细胞毒因子 (NK cytotoxic factor, NKCF), 靶细胞表面有 NKCF 受体， NKCF 与 靶细胞结合后可选择性杀伤和裂解靶细胞。 (3) TNF: 活化的 NK细胞可释放 TNF- a和T

11、NF- B (LT) , TNF通过改变靶 细胞溶酶体的稳定性，导致多种水解酶外漏；影响细胞膜 磷脂代谢；改变靶细胞糖代谢使组织中pH降低；以及活化靶细胞核酸内切酶，降解基因组 DNA 从而引起程序性 细胞死亡等机理杀伤靶细胞。 TNF 引起细胞死亡过程要明显 慢于穿孔素溶解细胞的作用过程。ADCC 自然杀伤细胞 细胞毒作用简称 ADCC (antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity) 。NK细胞表面具有 Fc 丫 RM A，主要结合人lgG1 和IgG3的Fc段(C 丫 2、C 丫 3功能区),在针对靶细胞特异性 lgG 抗体的介导下可杀伤相应

12、靶细胞。IL-2和IFN- 丫明显增强NK细胞介导的ADCC作用。以前认 为在淋巴细胞中由 K 细胞介导 ADCC ，但仍未发现 K 细胞 特异的表面标记， 也不能证实 K 细胞是否属于一个独立的细 胞群， 很可能 NK 是介导 ADCC 的一个主要淋巴细胞群。 具 有 ADCC 功能的细胞群除 NK 外，还有单核细胞、 巨噬细胞、 嗜酸性粒细胞和中性粒细胞。分泌细胞因子活化的 NK 细胞可合成和分泌多种细胞因子，发挥调节免疫 和造血作用以及直接杀伤靶细胞的作用。此外， NK 细胞可 抑制 PWM 体外诱导 B 细胞的 分化及抗体应答， 其机理可 能通过直接抑制 B 细胞或抑制辅佐细胞的抗原提

13、呈作用。NK 细胞通过自然杀伤和 ADCC 发挥的细胞毒作用，在机体 抗病毒感染、免疫监视中起重要作用。(1) 抗病毒感染： NK 可选择性地杀伤病毒感染的靶细胞。 由辅佐细胞或 NK 细胞所产生 的 IFN 可协同 NK 的抗病毒 作用，而对正常细胞 有保护作用。另一方面，病毒感染细 胞表面的 病毒抗原和其它表面分子使得其对 NK 的杀伤细 胞作用变得更加敏感。在体外， NK 可溶解疱疹 病毒、牛痘 病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、巨细胞病毒和流感病毒感染 的靶细胞。体内试验表明， NK 低活性小鼠品系对某些病毒 感染更加敏感； 注射抑制 NK 细胞的抗 Asialo GM1 抗体可加 重小鼠流

14、感病毒性肺炎。此外， NK 细胞在体外还可杀伤某 些细菌、真菌、原虫等，可能与 NK 细胞释放某些杀伤介质 有关。(2)NK 细胞在免疫监视、杀伤突变的肿瘤细胞可能比T 细胞具有更重要的作用。某些疾病如 Chediak-Higashi 或 X 性联淋巴增殖综合征患者， 由于 NK 功能缺陷对恶性淋巴细胞增殖疾病特别易感。(3)参与骨髓移植后移植物抗白血病效应 (graft-versus-leukemia effect,GVL): 在体外 NK 细胞可杀伤某些淋巴样和髓样白血 病细胞。 骨髓移植后数周内， 来自供体的 NK 细胞在 PBL 中 占相当高的比例。 此外，在体内 NK 细胞还可杀伤某

15、些不成 熟细胞如骨髓干细胞、胸腺细胞亚群等。自然杀伤细胞 -临床应用异基因造血干细胞移植NK 细胞的移植物抗白血病 (GVL) 作用 KIR 不相合的异基因 造血干细胞移植在根治急性白血病方面疗效确切，已应用于 临床。在异基因造血干细胞移植中，如果供受者之间存在HLAC 等位基因不相合， 则供者的 KIR 不能识别受者相应的 HLA 配体，抑制信号被阻断， NK 细胞被激活，攻击宿主的 肿瘤细胞，产生移植物抗白血病 (GVL) 效应。与自身免疫疾病研究表明自身反应性 T 细胞与多种自身免疫性疾病的发生发 展密不可分， NK 细胞既可促进反应性 T 细胞的增殖分化， 也可抑制反应性 T 细胞， 从而影响自身免疫性疾病的发生发 展。KIR 与妊娠妊娠期间蜕膜的 NK 细胞能通过其抑制型和激活型受体选 择性地识别滋养层 HLA I 等位基因的表达产物， 并提供自身 信号去控制 NK 细胞的应答，从而调节胎儿和母体连结处的 免疫应