前情提要︱免疫疗法新星——NK细胞疗法

在过去的十年里，癌症免疫疗法取得了巨大进展，已成为治疗多种癌症的主流方法，基于T细胞的免疫疗法已被开发并成功应用于各种癌症的临床治疗。然而，T细胞免疫疗法的局限性逐渐显露，如移植物抗宿主病（GVHD）、细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性的风险等，因此探索除T细胞外的抗肿瘤效应细胞及其免疫治疗策略迫在眉睫^{[1, 2]}。

自然杀伤（NK）细胞是先天免疫系统的淋巴细胞，能够杀死病毒感染和或癌细胞。与T细胞不同，NK细胞缺乏表面T细胞受体（TCRs），不会引起移植物抗宿主病（GVHD）。这种识别和快速杀死肿瘤细胞的能力，以及对健康组织的有限反应性，表明NK细胞有潜力成为新的免疫疗法，可以提前制备、优化并按需给多个患者服用^[3]。近20年来，NK细胞介导的免疫疗法成为晚期白血病患者的一种安全有效的治疗方法，NK细胞的癌症疗法呈指数级增长，目前已成为创新免疫疗法的主要领域。

图1：NK细胞功能的调节^[4]

目前正在临床测试的治疗性NK细胞来源很多，包括单倍体NK细胞、脐带血NK细胞、干细胞衍生的NK细胞、NK细胞系等（图2）。

图2：NK细胞的来源与扩增^[5]

截至2024年3月18日，中国已经有11项NK细胞药品受理（图3），有39项NK细胞疗法临床试验正在进行（图4），主要治疗对象为实体瘤、血液瘤以及免疫系统疾病。其中实体瘤临床试验有17项，通常使用CAR和联合治疗方法来提高靶向性；血液瘤临床试验共12项，免疫缺陷相关疾病有6项，还有部分妇科疾病和预防衰老的相关临床试验，展现出非常广泛的应用前景。

尽管通过使用各种策略，包括无饲养层系统、饲养细胞和一些已在临床试验中测试的NK细胞产品，在获取高纯度NK细胞方面取得了巨大进展，但对于NK细胞的大批量获取仍面临着一些挑战。

临床实践中使用的大多数NK细胞都是限量生产的，不能满足所有患者的需求。且NK细胞的大规模生产通常需要14至28天，而传统的手动生产过程需要频繁补充新鲜培养基、细胞因子和生长因子，以确保NK细胞在最佳环境中生长，这无疑增加了引入外来污染物的风险，并需要大量的人力和财力。

因此，开发一种完全自动化、全封闭适用于NK细胞大规模扩增系统（图5）十分必要，该系统不仅使整个生产过程符合GMP，提高NK细胞生产的质量控制，而且从长远角度来看可以显著节省成本。

图5：NK细胞大规模扩增系统

一次性摇摆式培养系统具备全封闭环境、一次性耗材、波浪式混匀方式，不需要反复更换液体或操作细胞，大大降低污染风险；同时特殊的波浪摇摆方式，能够更好的促进氧融合、降低剪切力。与频繁手动操作的方法相比，摇摆式、全封闭、自动化的培养条件下产生的活性NK细胞数量更多。

华龛生物即将推出一款一次性摇摆式生物反应器——3D FloTrix^® vivaROCK生物反应器系统。该反应器系统依托独特的搅拌模式，提供良好的混匀效果，营造低剪切力、高溶氧的细胞培养环境，搭配自研一次性细胞培养袋形成全封闭培养体系，降低污染风险，提高细胞扩增质量。

利用3D FloTrix^® vivaROCK生物反应器系统扩增NK细胞：将预扩增的NK细胞接种至细胞培养袋中，细胞浓度维持2×10⁵cells/mL，逐渐添加新鲜无血清培养基，直至总培养体积达到1.5L后，启动灌流培养。

华龛生物提供基于3D微载体的一站式定制化细胞规模化扩增整体解决方案，打造原创3D细胞智造平台，实现规模化、自动化、智能化、密闭式的细胞药物及其衍生品生产制备，以此帮助全球客户建立最为先进的细胞药物生产线。

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参考文献

[1] G. Sonpavde, PD-1 and PD-L1 Inhibitors as Salvage Therapy for Urothelial Carcinoma, The New England journal of medicine 376(11) (2017) 1073-1074.

[2] G. Xie, H. Dong, Y. Liang, J.D. Ham, R. Rizwan, J. Chen, CAR-NK cells: A promising cellular immunotherapy for cancer, EBioMedicine 59 (2020) 102975.

[3] N. Shimasaki, A. Jain, D. Campana, NK cells for cancer immunotherapy, Nature reviews. Drug discovery 19(3) (2020) 200-218. 

[4] A. Crinier, E. Narni-Mancinelli, S. Ugolini, E. Vivier, SnapShot: Natural Killer Cells, Cell 180(6) (2020) 1280-1280.e1. 

[5] Cellular & Molecular Immunology (2022) 19:460 – 481