NKG2D及其配体治疗胃癌的研究进展

李宗睿 刘为朋 胡宝光

滨州医学院附属医院胃肠外科，滨州 256600

自然杀伤细胞2D（natural killer cell 2D，NKG2D）是一种由NK 和效应T 细胞表达的活化免疫受体。在致癌损伤期间诱导NKG2D 配体在肿瘤细胞表面的表达使癌细胞容易受到免疫破坏。在晚期胃癌中，肿瘤细胞脱落NKG2D 配体以产生免疫可溶性形式作为免疫逃避的手段。可溶性NKG2D 配体与癌症患者的临床预后不良有关。近年来，利用NKG2D 通路被认为是癌症免疫治疗的可行途径。最近的研究还发现，NKG2D-CAR 细胞在杀死胃癌细胞方面非常有效，可有效避免脱靶效应，并迁移到局部和转移部位以长期监测癌症。在这篇综述中，我们将讨论NKG2D 及其配体治疗胃癌的进展和前景。

NKG2D及其配体与癌症

1.NKG2D的主要分子机制

当NK 细胞和T 细胞接收到细胞表面受体发出的各种信号后，可以启动、增强或抑制淋巴细胞效应功能，从而应对侵入机体的病原菌和自身肿瘤，而NKG2D 便在免疫细胞上接收这些信号［1］。NKG2D 是NKG2 家族的一种受体，作为一种C 型凝集素样受体，是检测和消除受损、转化和病原体感染细胞的主要识别受体［2］。NKG2D 作为NK 细胞的主要活化受体，还能向NKT 细胞提供共刺激信号［3］。在结构上NKG2D 在细胞膜上形成同源二聚体蛋白，与跨膜结构域的衔接蛋白结合为六聚体复合物结构，并能启动信号级联反应。在人体中，NKG2D 的跨膜结构域需要与10 kDa（DAP10）的DNAX 活化蛋白结合。配体结合后，DAP10 在细胞质内的Tyr-X-X-Meth（YXXM）基序能够招募PI3K 和Grb2，进而激活NK 细胞的细胞毒性。小鼠中的NKG2D 可以与DAP10 和DAP12 两种活化蛋白结合，而DAP12 主要通过免疫受体酪氨酸激活基序（ITAM 基序）发出信号招募ZAP70和脾脏Syk以触发NK细胞的细胞毒性［4-6］。

另外，NKG2D 与白细胞介素-15 受体（IL-15R）的相互作用可以影响NK 细胞的增殖。有研究表明，IL-15R 对NK细胞的发育、稳态和存活方面均有作用，而NKG2D 受体缺乏的NK细胞更容易发生凋亡，并且这一现象不能通过补充外源性IL-15R 来逆转，这表明两种受体具有相同的信号通路［7］。NKG2D 表达在不同阶段均受到调节，例如转录、mRNA 和蛋白质稳定，以及通过各种应激途径从细胞表面切割［8］。此外，应激条件可以上调NKG2D 表达，从而诱导NK细胞介导的裂解。

2.NKG2D配体的主要分子机制

NKG2D 能够与众多高度多样化的配体基因和等位基因结合［9-11］。它的配体属于人类的主要组织相容性复合物I类链相关蛋白（MICA 和MICB）和UL16 结合蛋白（ULBP1-ULBP6）家族［1，12］。MICA有超过100个不同的等位基因，MICB 有40 个，ULBP 有20 个［9-10］。宿主免疫系统的“猫和老鼠”进化和病原体免疫逃避机制是机体进化出如此多样化配体的主流观点［11］。另外，在肿瘤的免疫逃避过程中，也有NKG2D 及其配体的影子［13-14］。在正常人体组织细胞上，通常不表达或者较少表达NKG2D 配体［15］，可在部分肿瘤细胞中却高表达［14，16］。影响其表达的因素通常与细胞应激、增殖信号、感染、氧化应激、肿瘤转化和致瘤性损伤有关，在分子水平上调节NKG2D 配体表达的重要机制主要包括转录和蛋白质合成的调节、翻译后修饰和肿瘤微环境［8，17］。

有研究发现，肿瘤细胞不仅可以下调NKG2DL 的表达以阻止NK 细胞识别，还可以诱导NKG2DL 表达，进而负反馈抑制NK细胞上NKG2D受体的表达，进而降低NK细胞的反应性［18-20］。这种反应性降低是通过从细胞膜快速内化NKG2D 后送至溶酶体降解来实现的。除了能降低受体在细胞表面表达外，NKG2D 的内吞作用在NKG2D 的信号传导中也同样发挥作用。不同的配体在促进内体信号传导的能力上是否不同目前尚不清楚。与ULBP2相比，MICA下调NKG2D 受体的速度更快，进而导致更强的溶酶体降解。尽管MICA 和ULBP2 均能引发NKG2D 介导的NK 细胞毒性作用，但只有MICA 诱导NKG2D 下调时，NK 细胞的细胞毒性才会随之下降。

总之，不同的配体有可能激活选择性信号通路，导致不同的受体内吞作用途径［21-23］。NKG2D-NKG2DL 之间的相互作用可能是治疗肿瘤的一种免疫治疗策略。因此，NKG2D配体在研究肿瘤的免疫逃避上有着广泛前景。

3.NKG2D及其配体与肿瘤

NKG2D 通过与细胞表面的NKG2D 配体接触进而识别和激活NK细胞，从而调节各种分子对病原菌和肿瘤细胞进行识别和杀伤。越来越多的研究发现，肿瘤可以通过多种途径阻止这一过程的发生。首先肿瘤可以通过分泌能够切割这些配体的金属蛋白的方式将NKG2D 配体从肿瘤细胞表面脱落［11，19，24］。MIC和ULBP分子都可以被基质金属蛋白酶（MMP）、崩解蛋白和金属蛋白酶（ADAM）水解［25-26］。同一家族中的不同配体之间对蛋白酶介导的敏感性也不尽相同。其中ULBP2 更容易被切割下来，而MICA 更稳定。在化疗过程中，MICA*008 在肿瘤细胞表面似乎更稳定，因此有利于NK细胞的识别和杀伤［27］。

肿瘤通过外泌体介导的分泌物释放可溶形式的NKG2D 配体，它们作为诱饵分子，通过控制NK 细胞介导的细胞毒性来产生免疫抑制和免疫逃避，它们也可以下调细胞表面NKG2D 受体的表达［19，24，28］。大量的临床研究也发现循环sNKG2D-L与预后不良的肿瘤患者相关［29］。

4.NKG2D及其配体治疗癌症的进展

为了防止NK 细胞对自身正常组织造成伤害，NKG2D配体在人体中的表达受到严格调控，正常组织通常不表达NKG2D配体。在数量众多的NKG2D配体中，MIC家族是人体肿瘤中表达最好、分布最普遍的配体。MIC 家族中又以MICA 的表达最好。ULBP 家族配体的表达较为局限，特异性也较差。有研究发现，体内高水平的循环可溶性MIC 常与多种癌症的预后不良和转移有关，例如乳腺癌、结直肠癌、卵巢癌、前列腺癌、肺癌等［30-32］。据报道，其他NKG2D配体家族（如ULBP2）脱落水平高的实体瘤和血液系统恶性肿瘤往往也预后不好［33］。总的来说，这些数据表明循环可溶性NKG2D配体可能有助于癌症预后。

目前，NKG2D-CAR 重定向的T 细胞和NK 细胞是研究的热点，大量的实验都在评估靶向NKG2D 配体阳性肿瘤的安全性和有效性。研究显示，NKG2D-CARs 可有效控制小鼠模型中多种肿瘤类型的生长［34-36］。所有NKG2D-CAR 均对肿瘤细胞具有细胞毒性。与具有内源性NKG2D 受体的NK 细胞相比，NKG2D-CAR 定向的NK 细胞总体上可大大提高NK 细胞的活性［37］。另一项研究表明，B10G5（sMIC 中和抗体）单药治疗或与ALT-803（免疫刺激性IL-15 激动剂复合物）联合治疗均可显著增加小鼠体内NKG2D+ CD8+ T细胞水平，并使小鼠体内的肿瘤体积明显减小［38］。此外，自我富集后再利用NKG2D-CAR T 细胞亚群诱导抗肿瘤细胞毒性对抗三阴性乳腺癌生长的研究发现NKG2D-CAR T 细胞具有明显的细胞毒性［39］。还有研究发现，NKG2D 在急性髓系白血病发展过程中会被甲基化沉默，而患者在使用去甲基化因子（例如阿扎胞苷、地西他滨）后，NKG2D 配体明显升高［40-41］，从而增强NK细胞的细胞毒性作用。

NKG2D及其配体与胃癌

1.胃癌免疫治疗现状

胃癌是世界第4大癌症死亡原因，也是第5大常见恶性肿瘤［42］。胃癌较差的预后、细胞和分子异质性等使其成为全球的主要健康问题［43］。目前，我国胃癌治疗的主要药物包括化疗、靶向治疗和免疫检查点抑制剂。在过去10 年中，包括抑制程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）、PD-L1 和细胞毒性T 淋巴细胞抗原4（CTLA-4）的单克隆抗体等免疫检查点阻断的试验在一系列恶性肿瘤上取得了突破性进展［42］。由于胃癌异质性、肿瘤微环境复杂、东西方胃癌患者流行病学特征不一致、临床病理特征差异、药物选择广泛等原因，单药免疫治疗的临床效果并不令人满意［44］。在我国最新的胃癌治疗指南中对于PD-L1 CPS≥5 的患者，可以使用化疗（FOLFOX/XELOX）联合纳武利尤单抗作为一线治疗方案［44］。该治疗在欧洲（CPS≥5）、美国和其他国家也纳入了临床指南［45］。一项2 期试验表明，帕博利珠单抗可安全地与曲妥珠单抗联合化疗治疗HER2 阳性转移性胃食管腺癌［46］。免疫疗法是胃癌治疗中一个快速发展的研究领域。免疫检查点抑制剂加入临床指南不仅拓宽了目前的治疗选择，还能为患者制定可行的个性化治疗。

2.NKG2D及其配体治疗胃癌的进展

胃癌作为全球癌症相关死亡的第3 大原因，我们迫切需要新的治疗策略［47］。免疫疗法仍然是标准疗法失败的癌症的有前途的途径。其中，嵌合抗原受体（CAR）T疗法在血液系统恶性肿瘤中取得了前所未有的临床成功，这一疗法对胃癌等实体瘤的研究也一直没有停止过［48］。CAR T 细胞在杀死胃癌细胞方面非常有效，可有效避免脱靶效应，并迁移到局部和转移部位以长期监测癌症［1，27，49-51］。

有研究发现，嵌合表达NKG2D 的T 细胞可作为腹膜转移胃癌的潜在免疫疗法。他们构建的chNKG2D CAR 在人外周血T 细胞中的表达可以识别和响应人胃癌细胞系和表达不同水平表面NKG2DLs 的原发性腹水来源的胃癌细胞［49］。还有研究构建出的NKG2D-CAR-T 细胞对胃癌的细胞毒性显著增加，并能显著抑制小鼠模型上胃癌异种移植物的生长。此外，他们还发现顺铂可以上调胃癌细胞中NKG2D 配体的表达，并增强对NKG2D-CAR T 细胞介导的细胞毒性的敏感性［52］。近期的一项研究将NKG2D 与PD-1 受体一同研究，构建了一种新型的双靶向嵌合受体（DTCR）PD1-DAP10/NKG2D，其中包含与关键共刺激受体DAP10 融合的PD1 截短外域，随后利用激活受体NKG2D，显著增加了NK92 细胞对实体瘤细胞的细胞毒性潜力［53］。综上所述，目前构建的各种CAR T 细胞治疗晚期胃癌是一种可行的治疗策略。

有研究发现，转换生长因子-β1（TGF-β1）可以下调NKp46 在NK 细胞上的表达，进而使胃癌患者的NK 细胞发挥免疫抑制作用［54-56］。他们认为可能是TGF-β1 首先与TGF-β 受体Ⅱ（TGFβ R2）结合，诱导其自磷酸化和TGFβR1 的磷酸化，然后触发SMAD2/3 依赖性典型信号传导的激活和基因表达的下游调节［57］。该研究还发现，TGF-βR1 的小分子抑制剂能够逆转TGF-β1 诱导的NKp30、NKp46、NKG2D 和DNAM-1 受体表达在NK 细胞上的下调。因此，他们提出加仑塞替布可能是靶向TGF-β1的有效药物［54］。

IL-15R 在NKG2D 对NK 细胞发育的影响中也起到了关键作用［7，51］。近期有研究构建的融合蛋白dsNKG 2D-IL-15 是由两个相同的人NKG2D 细胞外结构域通过接头偶联到IL-15 组成。它能有效地与人肿瘤细胞的MICA结合；他们还发现，dsNKG2D-IL-15在抑制胃癌生长方面表现出比IL-15更高的效率，并发现外周血单核细胞在小鼠的肿瘤组织中显著增加［58］。

胃癌与许多其他癌症一样，是一种复杂的多因素疾病。胃肿瘤在肿瘤内和肿瘤间水平上都是高度异质性的，在肿瘤内以及TME组成中具有不同的组织学和分子亚型以及细胞层次结构。NKG2D 作为肿瘤免疫监视相关的最典型的激活免疫受体，也是抗肿瘤免疫的重要参与者，因为它能够识别肿瘤细胞并启动抗肿瘤免疫反应。目前，关于胃癌的免疫治疗仍以PD-1、PD-L1 和细胞毒性T 淋巴细胞抗原4（CTLA-4）为主要靶点。单药免疫治疗的临床效果并不令人满意。NKG2D-CAR重定向T细胞和NK细胞治疗胃癌的研究目前仍在临床中评估其安全性和有效性。因此，基于NKG2D的免疫治疗还需要大量的临床试验数据的支撑。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明李宗睿：采集数据，分析/解释数据，起草文章；刘为朋：对文章的知识性内容作批评性审阅；胡宝光：行政、技术或材料支持，指导，支持性贡献