首次丨上海长征医院发布自体NK细胞输注影响衰老的研究数据

衰老的特点是生理功能逐渐丧失，是世界上几种最普遍疾病的危险因素。根据世界卫生组织的预测，到2050年，中国、美国和几个欧洲国家的60岁或以上人口将超过30%，随着年龄的增长，癌症、T2DM（2型糖尿病）、神经退行性疾病和心血管疾病等相关疾病的发病率也会增加。

通常，衰老与免疫系统功能的进行性下降有关，其中自然杀伤 (NK) 细胞和T细胞分别是先天免疫和适应性免疫的关键成分。NK细胞以表达CD16和CD56为特征，作为抵御病毒感染和癌细胞的第一道防线发挥关键作用。年轻人具有高水平的功能性NK细胞。然而，NK相关活动随着年龄的增长而下降，导致病毒感染的发生率和严重程度增加。

最近，上海长征医院输血科、上海交通大学免疫研究所等单位合作在《Frontiers in Immunology》上发文，首次从数据层面证实了自体NK细胞输注能显著缓解T细胞衰老、衰竭，抑制关键成分SASP(衰老相关分泌表型）的有效方法，特别是针对免疫系统，衰老可以通过NK细胞输注让其向更年轻的方向发展。

方法：在这里，招募了37名中年健康参与者，其中32名静脉注射了扩增的NK细胞，5名注射了生理盐水。

然后，我们通过流式细胞仪监测输注后4周内外周衰老和衰竭T细胞的变化，以及衰老相关分泌表型 (SASP) 相关因子的血清水平。进行体外共培养试验以研究NK介导的对衰老或衰竭T细胞的细胞毒活性。

结果：NK细胞输注后，代表衰老细胞的CD28-、CD57+、CD28- CD57+和CD28-KLRG1+CD4+和CD8+T细胞群显著减少，PD-1+和TIM-3+T细胞也显着减少。这些变化连续观察了4周。然而，在生理盐水组中没有观察到显著变化。

此外，NK细胞输注后，SASP相关因子包括IL-6、IL-8、IL-1α、IL-17、MIP-1α、MIP-1β和MMP1显著降低。

进一步的共培养试验表明，扩增的NK细胞特异性地显著消除了衰老的CD4+CD28以外的T细胞+CD4+T细胞。它们还显示出改善的细胞活性，具有不同的激活和抑制受体表达模式，包括 NKG2C、NKG2A、KLRG1、LAG3、CD57和TIM3。

最终研究结果表明，T细胞衰老和衰竭在健康个体中是一个可逆的过程，可以引入自体NK细胞来缓解衰老。

临床试验注册：ClinicalTrials.gov，ChiCTR-OOh-17011878。

NK细胞给药后，所有受试者的体温和血压均正常。没有人出现皮疹、局部感染和出血、发烧、发冷、呼吸困难、恶心和呕吐。然而，一名受试者在细胞输注后1周内出现了腹痛症，此后恢复。一个人在细胞输注后1周内出现头晕，这种现象持续了2周才恢复。两名受试者出现疲劳，其中一名出现轻度疲劳，另一名出现媒体疲劳，均在2周内恢复。

此外，我们在细胞输注后1个月进行了常规血液检查、血液学检查以及尿液和病毒学检查。根据血清ALT、AST、尿素和肌酐水平正常，未观察到肝毒性和肾毒性。

此外，未观察到异常的C反应蛋白 (CRP)、抗甲状腺球蛋白抗体 (TGAb) 和抗甲状腺过氧化物酶自身抗体 (TPOAb) 活性，表明未发生免疫反应和自身免疫效应。此外，1个月后未观察到血浆甲胎蛋白 (AFP) 和癌胚抗原 (CEA) 水平升高，这有力地证实了自体NK细胞输注在致瘤性方面是安全的。

先前的研究已经证明，衰老细胞的积累会加速与衰老相关的疾病，而p16阳性细胞的清除会延迟这种现象。NK细胞在先天免疫中发挥重要作用，用于清除衰老细胞和防御癌症。研究结果显示，NK细胞输注后1周和4周，表现为CD28-、KLRG1+的CD4+T细胞和CD8+T细胞显著减少。这代表T细胞衰老指标显著得到改善。

NK细胞输注后衰老的T细胞减少

在慢性感染和癌症期间，记忆T细胞随着持续的抗原暴露和炎症而分化。据报道，人类T细胞衰竭发生在病毒感染期间，例如HIV和丙型肝炎病毒 (HCV)，以及癌症发展。

结果显示，NK细胞输注1周后CD4+PD-1+T细胞、CD8+PD-1+T细胞、CD4+TIM-3+T细胞和CD8+TIM-3+T细胞均显着减少和4周。这些结果表明，NK细胞输注可能通过减轻T细胞的耗竭状态来改善T细胞的功能。此外，在NK细胞输注后1周和4周，PD-1+和TIM-3+T细胞的减少与性别无关。

NK细胞输注后耗尽的T细胞减少

在接受NK细胞的32名参与者中，14名志愿者重新注射了从冷冻保存的PBMC中扩增的NK细胞，18名志愿者重新注射了从新鲜PBMC中产生的NK细胞。我们想探讨NK细胞输注诱导的免疫系统改变是否依赖于NK细胞的初始状态。我们通过单向方差分析对这两组进行了多重比较。

结果显示，新鲜NK细胞输注组1周或4周时TIM3+、KLRG1+、CD28-CD57+、CD28-KLRG1+T细胞明显减少，而新鲜NK细胞输注组与冷冻NK细胞输注组相比，CD28-、CD57+和PD-1+T细胞没有显著变化。

细胞类型影响NK细胞输注诱导的效果

衰老细胞随着衰老而积累并导致SASP相关因子的释放，包括促炎细胞因子（IL-1α、IL-17和 IL-6）、趋化因子（IL-8）和蛋白酶（MMP-1、MMP-1α和MMP-1β）。这些SASP相关因素在与衰老相关的炎症、疾病和发病率中发挥关键作用。

研究结果表明，NK细胞输注显著降低了包括IL-6、IL-8、IL-1α、IL-17、MIP-1α、MMP-1β以及MMP1在内的SASP相关因子，进一步提示NK细胞输注能够有效改善衰老指标。

NK细胞输注后，关键的衰老相关分泌表型 (SASP) 成分减少

在这里，我们首次发现，在中年健康个体中单次给药自体NK细胞不仅显著减少外周衰老和衰竭T细胞，而且降低了关键SASP相关因子的分泌。

有充分证据表明，随着年龄的增长，免疫系统会逐渐衰退和恶化，进而导致感染的发生率和严重程度增加，对疫苗的反应受损，并加速癌症的发展。因此，制定有效的措施来消除或至少缓解免疫功能障碍现象，在理论上和实践上都可以恢复或改善免疫系统的保护功能。

值得注意的是，自体NK细胞输注被证明对人类使用是安全的，因为没有观察到不良事件。

我们还研究了NK细胞介导的T细胞衰老和衰竭缓解是否仅限于受试者的性别。男性和女性组的趋势没有显着差异，这强烈暗示NK细胞输注诱导的效果与性别无关。此外，新鲜PBMC产生的NK细胞显示出显着影响更多衰老和衰竭T细胞的指标，表明新鲜PBMC 更适合启动NK细胞扩增。

总之，本研究最初揭示了NK细胞输注对中年健康个体T细胞功能障碍和细胞衰老的影响。我们的研究结果表明，自体NK细胞给药是显著缓解T细胞衰老和衰竭以及SASP的关键成分的有效方法。postNK细胞显示出改善的细胞毒活性，可以特异性和直接识别和消除衰老的T细胞。

进一步临床数据证明了对于免疫系统而言，可以通过自体NK细胞的转移向更年轻的方向进行操纵。进一步探索应集中在自体NK细胞影响T细胞衰老和衰竭的分子机制上。此外，进一步研究这些衰老和衰竭的T细胞群、它们的起源以及它们在免疫病理条件下的功能将极大地促进NK免疫疗法的临床应用。

参考资料：

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.