細(xì)胞和分子免疫學(xué):第三節(jié)　自然殺傷細(xì)胞

自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell, NK)是機(jī)體重要的免疫細(xì)胞，不僅與抗腫瘤、抗病毒感染和免疫調(diào)節(jié)有關(guān)，而且在某些情況下參與超敏反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生。

一、NK細(xì)胞的來原

NK細(xì)胞確切的來源還不十分清楚，一般變?nèi)酥苯訌墓撬柚醒苌�，其安育成熟信賴于骨髓的微環(huán)境。小鼠和人的體外實(shí)驗(yàn)表明，胸腺細(xì)胞在體外IL-2等細(xì)胞因子存在條件下培養(yǎng)也可誘導(dǎo)出NK細(xì)胞。小鼠脾臟在體內(nèi)IL-3誘導(dǎo)下可促進(jìn)NK細(xì)胞的分化。NK細(xì)胞主要分布于外周血中，占PBMC5-10%，淋巴結(jié)和骨髓中也有NK活性，但水平較外周血低。

由于NK細(xì)胞具有部分T細(xì)胞分化抗原，如80-90%NK細(xì)胞CD2+，20-30%NK細(xì)胞CD3+（表達(dá)CD3ζ鏈)，30%NK細(xì)胞CD8+（α/α)和75-90%NK細(xì)胞CD38+，而且NK細(xì)胞具有IL-2中親和性受體，在IL-2刺激下可發(fā)生增殖反應(yīng)，活化NK細(xì)胞可產(chǎn)生IFN-γ，因此一般認(rèn)為NK細(xì)胞與T細(xì)胞在發(fā)育上關(guān)系更為密切。

二、NK細(xì)胞的表型

與T細(xì)胞、B細(xì)胞相比，NK細(xì)胞表面標(biāo)志的特異性是相對的。人NK細(xì)胞mIg-，部分NK細(xì)胞CD2、CD3和CD8陽性，表達(dá)IL-2受體β鏈（P75，CD122)，CD11b/CD18陽性。目前常用檢測NK細(xì)胞的標(biāo)記有CD16、CD56、CD57、CD59、CD11b、CD94和LAK-1（見表7-10)。

最近發(fā)現(xiàn)的一種穩(wěn)定表達(dá)在NK和LAK細(xì)胞表面的LAK-1分子，120kDa，NK細(xì)胞在IL-2條件下培養(yǎng)30天LAK-1仍為陽性，而HNK-1（CD57)和CD16部分消失。LAK的殺傷活性可被抗LAK-1McAb所抑制。

表7-10 檢測人NK細(xì)胞常用的標(biāo)志

表7-11　NK細(xì)胞和其它細(xì)胞毒效應(yīng)細(xì)胞的表面標(biāo)志（%)

a：大多數(shù)培養(yǎng)的或活化單核細(xì)胞均表達(dá)CD16

三、NK細(xì)胞的活化

NK細(xì)胞可通過多種途徑被活化，包括膜表面的CD2、CD3分子和多種細(xì)胞因子。

1.通過CD3分子的ζ鏈　NK細(xì)胞不表達(dá)TCR/CD3復(fù)合物，但部分NK細(xì)胞表達(dá)CD3ζ鏈，當(dāng)用CD16抗體刺激NK細(xì)胞活化時(shí)，ζ鏈發(fā)生酪氨酸磷酸化，引起胞漿內(nèi)Ca²⁺濃度升高，IP3水平增加，促進(jìn)細(xì)胞因子合成和ADCC作用。

2.通過CD2分子　CD2與CD58相互作用或用CD2McAb刺激可活化NK細(xì)胞，CD3ζ鏈發(fā)生酪氨酸磷酸化。

3.自然殺細(xì)胞刺激因子　自然殺傷細(xì)胞刺激因子（natrualkiller cell stimulatory factor ,NKSF)對NK細(xì)胞有刺激作用。

IL-2、IL-12、IFN-α、TNF-α以及白細(xì)胞調(diào)節(jié)素（liukoregulin,LR)對NK細(xì)胞的活化和分化有正調(diào)節(jié)作用，體外培養(yǎng)時(shí)加入上述細(xì)胞因子可明顯提高NK的殺傷活性。前列腺素（PG)E1、E2、D2和腎上腺皮質(zhì)激素等對NK細(xì)胞的活性有抑制作用。

NK細(xì)胞表面具有IL-2中親和性受體，IL-2誘導(dǎo)NK的殺傷活性約需18-24小時(shí)，此外，IL-2還可誘導(dǎo)NK細(xì)胞的增殖，一般在刺激后3-4天開始發(fā)生增殖，其機(jī)理為IL-2可誘導(dǎo)NK細(xì)胞表達(dá)IL-2Rα鏈，新表達(dá)的α鏈與原先細(xì)胞表面的β鏈和γ鏈結(jié)合形成高親和性受體，在IL-2存在下刺激NK細(xì)胞發(fā)生增殖。IL-2誘導(dǎo)NK細(xì)胞的活性機(jī)理尚不清楚，可能與增加細(xì)胞粘附分子的表達(dá)，提高對NK抵抗靶細(xì)胞的殺傷活性的關(guān)，還可能增加NK細(xì)胞胞漿中的顆粒以及絲氨酸酯酶mRN的表達(dá)，活化和促進(jìn)殺傷介質(zhì)的殺作用。

四、NK細(xì)胞的功能

（一)自然殺傷活性

由于NK細(xì)胞的殺傷活性無MHC限制，不依賴抗體，因此稱為自然殺傷活性。NK細(xì)胞漿豐富，含有較大的嗜天青顆粒，顆粒的含量與NK細(xì)胞的殺傷活性呈正相關(guān)。NK細(xì)胞作用于靶細(xì)胞后殺傷作用出現(xiàn)早，在體外1小時(shí)、體內(nèi)4小時(shí)即可見到殺傷效應(yīng)。NK細(xì)胞的靶細(xì)胞主要有某些腫瘤細(xì)胞（包括部分細(xì)胞系)、病毒感染細(xì)胞、某些自身組織細(xì)胞（如血細(xì)胞)、寄生蟲等，因此NK細(xì)胞是機(jī)體抗腫瘤、抗感染的重要免疫因素，也參與第Ⅱ型超敏反應(yīng)和移植物抗宿主反應(yīng)。

1.識別靶細(xì)胞　NK細(xì)www.med126.com胞識別靶細(xì)胞是非特異性的，這與CTL識別靶細(xì)胞機(jī)理不同，但確切的機(jī)理尚未明了。現(xiàn)已知淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1（LFA-1)與靶細(xì)胞表面的細(xì)胞間粘附分子-1（ICAM-1)的作用參與NK細(xì)胞的識別過程，抗LFA-1或抗ICAM-1McAb可抑制NK細(xì)胞的殺活性。此外CD2與LFA-3（CD58)結(jié)合以及CD56也可能介導(dǎo)NK細(xì)胞與靶細(xì)胞的結(jié)合。有關(guān)白細(xì)胞分化抗原和粘附分子分別參見第一章和第二章。

2.殺傷介質(zhì)　主要有穿孔素、NK細(xì)胞毒因子和TNF等。

（1)穿孔素：穿孔素是一種由NK、CTL、LAK等殺傷細(xì)胞胞漿顆粒釋放的殺傷靶細(xì)胞的介質(zhì)，有關(guān)穿孔素的結(jié)構(gòu)和功能參見本章第二節(jié)。從胞漿顆粒中純化的穿孔素在體外能溶解多種腫瘤細(xì)胞，抗穿孔素抗體可抑制殺傷活性。IL-2可提高穿孔素基因的轉(zhuǎn)錄。IL-6可以促進(jìn)IL-2對穿孔素基因轉(zhuǎn)錄的誘導(dǎo)作用。絲氨酸酯酶可能有活化穿孔素的作用。

（2)NK細(xì)胞毒因子：NK細(xì)胞可釋放可溶性NK細(xì)胞毒因子（Nk cytotoxic factor,NKCF)，靶細(xì)胞表面有NKCF受體，NKCF與靶細(xì)胞結(jié)合后可選擇性殺傷和裂解靶細(xì)胞。

（3)TNF：活化的NK細(xì)胞可釋放TNF-α和TNF-β（LT)，TNF通過①改變靶細(xì)胞溶酶體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致多種水解酶外漏；②影響細(xì)胞膜磷脂代謝；③改變靶細(xì)胞糖代謝使組織中pH降低；④以及活化靶細(xì)胞核酸內(nèi)切酶，降解基因組DNA從而引起程序性細(xì)胞死亡等機(jī)理殺傷靶細(xì)胞。TNF引起細(xì)胞死亡過程要明顯慢于穿孔素溶解細(xì)胞的作用過程。

表7-12 人和小鼠NK敏感和敏感靶細(xì)胞

注：本表中NK不敏感細(xì)胞可作為LAK的靶細(xì)胞；NK細(xì)胞體外在高劑量IL-2誘導(dǎo)下可成為IAK細(xì)胞。

（二)ADCC（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)

NK細(xì)胞表面具有FcγRⅢA，主要結(jié)合人IgG1和IgG3和Fc段（Cγ2、Cγ3功能區(qū))，在針對靶細(xì)胞特異性IgG抗體的介導(dǎo)下可殺傷相應(yīng)靶細(xì)胞。IL-2和IFN-γ明顯增強(qiáng)NK細(xì)胞介導(dǎo)的ADCC作用。以前認(rèn)為在淋巴細(xì)胞中由K細(xì)胞介導(dǎo)ADCC，但至今仍未發(fā)現(xiàn)K細(xì)胞特異的表面標(biāo)記，也不能證實(shí)K細(xì)胞是否屬于一個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞群，很可能NK是介導(dǎo)ADCC的一個(gè)主要淋巴細(xì)胞群。具有ADCC功能的細(xì)胞群除Ngydjdsj.org.cn/wsj/K外，還有單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。

（三)分泌細(xì)胞因子

活化的NK細(xì)胞可合成和分泌多種細(xì)胞因子，發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫和造血作用以及直接殺傷靶細(xì)胞的作用。

此外，NK細(xì)胞可抑制PWM體外誘導(dǎo)B細(xì)胞的分化及抗體應(yīng)答，其機(jī)理可能通過直接抑制B細(xì)胞或抑制輔佐細(xì)胞的抗原提呈作用。

表7-13 NK細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子

NK細(xì)胞通過自然殺傷和NDCC發(fā)揮的細(xì)胞毒作用，在機(jī)體抗病毒感染、免疫監(jiān)視中起重要作用。（1)抗病毒感染：NK可選擇性地殺傷病毒感染的靶細(xì)胞。由輔佐細(xì)胞或NK細(xì)胞所產(chǎn)生的IFN可協(xié)同NK的抗病毒作用，而對正常細(xì)胞有保護(hù)作用。另一方面，病毒感染細(xì)胞表面的病毒抗原和其它表面分子使得其對NK的殺傷細(xì)胞作用變得更加敏感。在體外，NK可溶解皰疹病毒、牛痘病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、巨細(xì)胞病毒和流感病毒感染的靶細(xì)胞。體內(nèi)試驗(yàn)表明，NK低活性小鼠品系對某些病毒感染更加敏感；注射抑制NK細(xì)胞的抗Asialo GM1抗體可加重小鼠流感病毒發(fā)生肺炎。此外，NK細(xì)胞在體外還可殺傷某些細(xì)菌、真菌、原蟲等，可能與NK細(xì)胞釋放某些殺傷介質(zhì)有關(guān)。（2)NK細(xì)胞在免疫監(jiān)視、殺傷突變的腫瘤細(xì)胞可能比T細(xì)胞具有更重要的作用。某些疾病如Chediak-Higashi或X性聯(lián)淋巴增殖綜合征患者，由于NK功能缺陷對惡性淋巴細(xì)胞增殖疾病特別易感。（3)參與骨髓移植后移植物抗白血病效應(yīng)（graft-versus-leukemiaeffect,GVL):在體外NK細(xì)胞可殺傷某些淋巴樣和髓樣白血病細(xì)胞。骨髓移植后數(shù)周內(nèi)，來自供體的NK細(xì)胞的PBL中占相當(dāng)高的比例。此外，在體內(nèi)NK細(xì)胞還可殺傷某引起不成熟細(xì)胞如髓髓干細(xì)胞、胸腺細(xì)胞亞群等。