CMI：北京大学黄晓军/赵翔宇发现扩增的临床级NK细胞表现出更强的抗人类巨细胞病毒感染作用

巨细胞病毒(CMV)再激活是一种常见的并发症，并导致接受同种异体造血干细胞移植(alloo-HSCT)患者的高死亡率。早期自然杀伤(NK)细胞重构可能对HSCT后人类巨细胞病毒(HCMV)感染的发展有保护作用。然而，扩增NK细胞是否具有更强的抗HCMV功能尚不清楚。

2023年6月9日，北京大学黄晓军及赵翔宇共同通讯在Cellular & Molecular Immunology在线发表题为“Expanded clinical-grade NK cells exhibit stronger effects than primary NK cells against HCMV infection”的研究论文，该研究表明与原代NK细胞相比，扩增的临床级NK细胞表现出更强的抗HCMV感染作用。该研究比较了体外扩增NK细胞和原代NK细胞的抗HCMV功能。扩增NK细胞中活化受体、趋化因子受体和粘附分子的表达较高；对HCMV感染的成纤维细胞有较强的细胞毒性；体外抑制HCMV增殖的效果优于原代NK细胞。

在HCMV感染的人源化小鼠中，与原代NK细胞输注相比，扩大NK细胞输注可导致更高的NK细胞持久性和更有效的组织HCMV清除。20例接受过继NK细胞输注的HSCT后患者的HCMV感染累积发生率和难治性HCMV感染明显低于对照组，NK细胞输注后第30天NK细胞重建更好。综上所述，扩增NK细胞在体内和体外均表现出比原代NK细胞更强的抗HCMV感染作用。

同种异体造血干细胞移植是治疗恶性血液病的有效方法。人巨细胞病毒(HCMV)是一种在健康人群中引起慢性感染并保持长期潜伏期的病毒，但可通过免疫抑制治疗在宿主器官/组织/细胞中重新激活。因此，HCMV再激活仍然是接受同种异体移植患者的常见并发症，并增加死亡率。针对巨细胞病毒的抗病毒药物，改善了有巨细胞病毒疾病风险的HSCT患者的预后。然而，在所有患者中，即使对巨细胞病毒进行抗病毒预防，移植后的巨细胞病毒感染率仍为37.5-80%，包括接受单倍同型造血干细胞移植的患者。此外，长期使用抗病毒药物可能导致巨细胞病毒株产生耐药性，并产生严重的副作用，包括骨髓抑制和肾损害。

自然杀伤细胞(NK)是先天免疫系统的主要组成部分。纯化NK细胞可以抑制CMV体外复制。在免疫正常和免疫缺陷小鼠中，体内NK细胞的缺失已被证明会增加病毒合成并加剧病毒诱导的肝炎。此外，在小鼠巨细胞病毒(MCMV)感染的小鼠中，病毒特异性“记忆”NK细胞增殖并在器官中驻留数月，并且它们可以迅速切换到再激活状态，其特征是脱颗粒和细胞因子的产生。这些“记忆”NK细胞的过继转移有助于MCMV的消除。NK细胞选择性缺乏的患者复发严重疱疹病毒感染的风险更高。当缺乏T细胞的患者感染HCMV时，病毒载量与血清中NK细胞数量和细胞因子水平呈负相关，表明NK细胞功能与HCMV消除之间存在因果关系。然而，NK细胞过继性转移是否能在体内清除HCMV尚不清楚。

扩增NK细胞体外抑制HCMV传播和繁殖的能力增强，降低再感染能力（图源自Cellular & Molecular Immunology ）

人类NK细胞是同种异体造血干细胞移植后最先恢复的淋巴细胞。在体外实验中，在第45天发生HCMV感染的患者中，对HCMV刺激有反应的NK细胞比例往往低于未发生HCMV感染的患者，这表明早期NK细胞重构可能对HSCT后HCMV感染的发展有保护作用。此外，之前的数据显示，移植后15天IFN-γ分泌NK细胞的快速重建预示着HCMV再激活的风险较低。此外，供体-受体KIR配体匹配可能促进NK细胞许可过程，从而增加NK细胞介导的保护，防止单倍体HSCT后HCMV再激活。尽管从这些受体中获得的临床结果表明NK细胞功能在控制HCMV感染中的重要性，但令人惊讶的是，目前对NK细胞是否负责预防移植后HCMV感染知之甚少。NK细胞过继性转移是一种很有前途的肿瘤免疫治疗方法。然而，考虑到健康供者外周血中NK细胞数量有限，目前临床上使用的过继性输注NK细胞大多是体外扩增NK细胞。

总之，该研究提供了直接证据，证明exNKs在体外和体内都比priNKs对HCMV有更强的作用。这提示exNK输注可降低HSCT后HCMV感染及难治性HCMV感染的发生，但exNKs抗HCMV感染和靶向HCMV感染细胞的机制仍需要进一步研究。

chatGPT对这篇研究结果给出如下述评：

这项研究表明，扩增的临床级NK细胞在对人巨细胞病毒（HCMV）感染的抗击方面比原代NK细胞表现出更强的效果。研究通过比较体外扩增的NK细胞和原代NK细胞的抗HCMV功能来进行。扩增的NK细胞表达更多活化受体、趋化因子受体和粘附分子；对HCMV感染的成纤维细胞有更强的细胞毒性；在体外抑制HCMV增殖方面优于原代NK细胞。

在小鼠模型中，与原代NK细胞输注相比，扩大的NK细胞输注可导致更持久的NK细胞存在和更有效的组织清除HCMV。接受过扩增NK细胞输注的HSCT患者，与对照组相比，HCMV感染的累积发生率和难治性HCMV感染明显降低，且NK细胞重建情况在输注后的第30天更好。综上所述，扩增NK细胞在体内和体外都显示出比原代NK细胞更强的抗HCMV感染作用。

同种异体造血干细胞移植是治疗恶性血液病的有效方法。人巨细胞病毒（HCMV）是一种在健康人中引起慢性感染并保持长期潜伏期的病毒，但在免疫抑制治疗后，它可以在宿主的器官、组织和细胞中重新激活。因此，HCMV再激活仍然是接受同种异体移植患者的常见并发症，并增加了死亡率。针对巨细胞病毒的抗病毒药物改善了接受同种异体移植的患者巨细胞病毒疾病的风险后果。然而，即使进行了巨细胞病毒的抗病毒预防，移植后的巨细胞病毒感染率仍然很高，达到37.5-80％，甚至包括接受单倍型同种异体造血干细胞移植的患者。此外，长期使用抗病毒药物可能导致巨细胞病毒株产生耐药性，并带来严重的副作用，如骨髓抑制和肾损害。

自然杀伤细胞（NK细胞）是先天免疫系统的重要组成部分。纯化的NK细胞可以抑制HCMV在体外的复制。在免疫正常和免疫缺陷小鼠中，体内缺乏NK细胞已被证明会增加病毒合成并加剧病毒诱导的肝炎。此外，在小鼠巨细胞病毒（MCMV）感染模型中，特异性对病毒的"记忆"NK细胞会增殖并留驻在器官中数月，并能迅速切换到再激活状态，表现出脱颗粒和产生细胞因子的特征。这些"记忆"NK细胞的过继转移有助于清除MCMV。缺乏选择性NK细胞的患者更容易复发严重的疱疹病毒感染。在缺乏T细胞的患者感染HCMV时，病毒载量与血清中NK细胞数量和细胞因子水平呈负相关，这表明NK细胞的功能与HCMV的清除之间存在因果关系。然而，尚不清楚NK细胞的过继转移是否能够在体内清除HCMV。

该研究指出，在体外扩增的NK细胞具有增强的抑制HCMV传播和繁殖能力，降低再感染的潜力。人类NK细胞是同种异体造血干细胞移植后最早恢复的淋巴细胞类型。在体外实验中，对于在移植后第45天发生HCMV感染的患者，对HCMV刺激产生反应的NK细胞比例往往低于未感染的患者，这表明早期NK细胞重建可能对HSCT后HCMV感染的发展起到保护作用。此外，之前的数据表明，在移植后的第15天，NK细胞分泌干扰素-γ的快速重建预示着低风险的HCMV再激活。此外，供体-受体间的KIR配型可能促进NK细胞的许可过程，从而增加NK细细胞介导的保护作用，预防单倍型HSCT后的HCMV再激活。尽管从这些研究中获得的临床结果显示了NK细胞在控制HCMV感染中的重要性，但令人惊讶的是，目前对于NK细胞是否在预防移植后HCMV感染方面发挥作用的了解仍然有限。

NK细胞的过继转移是一种有潜力的肿瘤免疫治疗方法。然而，考虑到健康供体外周血中NK细胞数量有限，目前在临床上使用的过继性NK细胞输注主要依赖于体外扩增的NK细胞。因此，该研究的结果非常重要，因为它提供了直接的证据表明扩增的临床级NK细胞在体外和体内都表现出比原代NK细胞更强的抗HCMV感染作用。

通过比较体外扩增的NK细胞和原代NK细胞的功能，该研究发现扩增的NK细胞表达了更高水平的活化受体、趋化因子受体和粘附分子。这可能有助于它们更好地识别和靶向HCMV感染的细胞。此外，扩增的NK细胞还表现出对HCMV感染的成纤维细胞具有更强的细胞毒性，并在体外抑制HCMV增殖方面比原代NK细胞效果更好。

在HCMV感染的人源化小鼠中，与原代NK细胞输注相比，扩增的NK细胞输注导致更高水平的NK细胞持久性和更有效的组织HCMV清除。此外，通过对接受过扩增NK细胞输注的HSCT后患者的观察，研究发现这些患者的HCMV感染累积发生率和难治性HCMV感染明显低于对照组。在NK细胞输注后的第30天，这些患者的NK细胞重建情况也更好。

综上所述，该研究的结果表明扩增的临床级NK细胞在体内和体外都表现出比原代NK细胞更强的抗HCMV感染作用。这对于改善同种异体造血干细胞移植患者的预后提供了重要的指导。扩增的NK细胞具有更高水平的活化受体、趋化因子受体和粘附分子表达，使其能够更有效地识别和靶向HCMV感染的细胞。此外，扩增的NK细胞对HCMV感染的成纤维细胞具有更强的细胞毒性，并在体外抑制HCMV的增殖方面表现出更好的效果。

研究还发现，在HCMV感染的人源化小鼠中，与原代NK细胞输注相比，扩增的NK细胞输注能够产生更高水平的NK细胞持久性并更有效地清除组织中的HCMV。通过观察接受过扩增NK细胞输注的HSCT后患者，研究发现这些患者的HCMV感染累积发生率和难治性HCMV感染明显降低，而且在NK细胞输注后的第30天，这些患者的NK细胞重建情况更好。

总体而言，该研究为利用扩增的临床级NK细胞在抗击HCMV感染方面提供了有益的信息。这些结果对于改善同种异体造血干细胞移植后HCMV感染的预后具有重要意义。然而，需要进一步的研究来深入了解扩增NK细胞抗HCMV感染的机制，并评估其在临床应用中的可行性和安全性。希望这项研究能为开发新的免疫治疗策略和改善HCMV感染患者的治疗效果提供有力支持。

原始出处：

Shang， QN.， Yu， XX.， Xu， ZL. et al. Expanded clinical-grade NK cells exhibit stronger effects than primary NK cells against HCMV infection. Cell Mol Immunol (2023). https：//doi.org/10.1038/s41423-023-01046-5.