人體內含有多種免疫細胞，會對各種不同類型的病原體作出反應，迅速清除病原體，以預防對健康的威脅，自然殺手細胞（NK細胞）是身體先天免疫系統的關鍵影響組成部分，對抗感染和惡性腫瘤來說很重要。
自40多年前被發現以來，NK細胞<1>一直受到全球免疫學家的關注，這是因為NK細胞有獨特、專一性的能力，它們能夠在「沒有學習過程」的方式下識別並且清除異常細胞，相較之下，其他免疫細胞，如T細胞和B細胞，需要通過學習過程來辨識抗原。
NK細胞的獨特性質使其成為免疫系統中的重要「殺手」，它們可以迅速識別到被感染或變異的細胞，而無需等待其他免疫細胞的啟動活化，這種「自然殺手」的特性方式使得NK細胞在快速應對病原體和清除異常細胞方面很有效。
一、生物學中的自然殺手細胞(Natural Killer Cell)
NK細胞是一種身體特殊的免疫細胞，起源於骨髓，屬於淋巴細胞家族，主要由骨髓內的造血幹細胞分化而成，可以抑制體外病毒和細菌入侵，並清除體內異常細胞(包含癌變、病變及衰老細胞)，它們利用細胞膜表面標記物CD56和CD16為特徵，同時不表達T細胞受體（TCR）和CD3，這使得它們在結構上有別於T細胞和B細胞，與這些免疫細胞不同，NK細胞不進行抗原識別的體細胞重組。
當幹細胞分化失去平衡時，淋巴細胞生成可能會減少，而骨髓細胞生成可能會增加，這可能導致生物對外來病原體的防禦力減弱，骨髓細胞通常通過引發炎症反應來抵抗病原體的入侵，過強或慢性的炎症反應可能對健康造成危害。
NK細胞的識別和清除異常細胞的能力依賴於一系列複雜的啟動活化和抑制受體，關鍵的啟動活化受體包括NKG2D和NKp46，這些受體能夠與目標細胞上、細胞膜表面的配體結合，啟動活化NK細胞的殺傷功能，抑制性受體如殺傷細胞免疫球蛋白樣受體（KIRs）和CD94/NKG2A則可以阻止NK細胞的啟動活化，從而保護身體健康細胞不受攻擊。
這些信號訊息之間的平衡方式決定了NK細胞的被啟動活化或被抑制，使它們能夠有效地且有專一性的識別和清除標靶細胞，這種能力使得NK細胞在身體免疫力系統中扮演著重要的角色，尤其是在快速影響病原體和清除異常細胞的過程中。
二、自然殺手細胞(NK細胞)的功能
自然殺傷(NK)細胞<2>是身體免疫力系統中的重要成員，其主要功能是對抗病毒感染細胞和腫瘤細胞，提供快速和非特異性的免疫支持，當NK細胞遭遇目標細胞時，它們會檢查其表面是否存在主要組織相容性類I（MHC-I）分子。正常情況下，健康細胞會表達MHC-I分子，這些分子與NK細胞上的抑制性受體結合，從而阻止NK細胞的被啟動活化，受感染或轉化的細胞通常會下調MHC-I表達，以逃避T細胞介導(T Cell-mediated) 的識別，但這同時會使它們成為NK細胞的攻擊目標。
一旦被啟動活化，NK細胞會釋放一系列細胞毒機制，這些包括釋放穿孔素和顆粒溶解酶等細胞激素，這些物質可以通過死亡受體信號誘導細胞凋亡，NK細胞也會分泌干擾素-γ（IFN-γ）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等促進炎症細胞因子，進一步促進免疫反應，這種多方面的機制確保了對目標細胞的迅速根除，同時最大限度地減少對周圍組織的附帶損害，所以NK細胞在免疫力系統中扮演著關鍵角色，維護著機體免疫平衡的穩定性。
NK細胞因其在消滅病原體時與其他細胞不同而被稱為「殺手細胞」，相較於其他細胞需要免疫刺激一段時間，NK細胞只要發現異物如癌細胞，就會直接發動攻擊，NK細胞是先天免疫系統的一部分。
三、NK細胞活性的調節
身體NK細胞的功能受到來自標靶細胞、細胞因子和其他免疫細胞的複雜相互作用的嚴密調控。細胞因子，如白介素-12(IL-12)、IL-15和IL-18在NK細胞的啟動活化和增殖中起著關鍵作用。特別是IL-15在NK細胞的發育和穩態中不可或缺。此外，與樹突細胞(DCs) 和巨噬細胞的相互作用通過提供協同刺激信號(co-stimulatory signals) 和細胞因子訊息提示，塑造了NK細胞的反應。
此外，NK細胞還表現出一種被稱為「教育」或「許可」的現象，這意味著在骨髓發育分化過程中，NK細胞經歷功能成熟並在分化發展過程中獲得自我耐受(self-tolerance)，這一過程對保持身體免疫力系統的平衡很重要，通過這種自我耐受機制，NK細胞能夠保持對健康身體組織的耐受性，同時保留對異常或受感染細胞的攻擊能力。
NK細胞在免疫系統中扮演著關鍵的角色，它們通過與其他免疫細胞和細胞因子的密切互動，協調並加強免疫反應，這種複雜的調控機制確保了對病原體和腫瘤細胞的有效益清除，同時最大限度地減少對自身組織的損害。總的來說，NK細胞的功能和調控是維護身體免疫力系統健康和功能的重要組成部分，同時保留了消除異常細胞的能力。
四、NK細胞的治療潛力
NK細胞因其獨特、專一性的特性成為治療腫瘤和傳染病的理想療法選擇，擴增的自體NK細胞在臨床試驗中已顯示出對血液系統惡性腫瘤和實體腫瘤的良好療效，這些細胞能夠快速識別並摧毀腫瘤細胞，同時對身體正常組織造成的損傷相對較小，除了自然NK細胞的應用外，基因工程技術也開啟了新的療法途徑，例如研究人員發現嵌合抗原受體（CAR）NK細胞通過增強對特定腫瘤抗原的識別能力，提高了對腫瘤的治療效果，這種療法已經在臨床上取得了一定的成功，為腫瘤治療開闢了新的前景。
研究人員也利用NK細胞介導的抗體依賴性細胞毒作用（ADCC）也是一個有效的治療策略方式，通過將抗體與NK細胞結合，可以增強對腫瘤細胞的殺傷作用，減少對正常組織的損傷，這已在實驗和臨床研究中得到證實。
目前在再生醫學的應用中，我們通過將NK細胞在體外進行大規模培養和活化，然後再注射回體內，以有效增強體內的免疫力，造成NK細胞活性降低的常見原因包括年齡增長、壓力過大、睡眠不足、飲食不均衡以及藥物影響等，儘管透過改善生活方式可以一定程度上提高活性，但衰老速率仍然較快，目前的NK細胞治療通常會透過萃取患者自身細胞進行體外培養來增強其活性。
NK細胞主要存在於人體的周邊血液系統，所以在進行常見的NK免疫治療時，首先會從患者提取血液，接著在實驗室中將NK細胞分離出來，並加入特定的細胞激素，經過大約14天的培養後，NK細胞就能夠大量增生和活化，透過NK細胞療法，從患者體內採集血液後，利用激素活化血液再注射回體內，由於使用患者自身的細胞組織，因此不會產生特別的副作用。
另外組合治療策略方式也被廣泛研究，目的是進一步增強NK細胞的功能，例如與檢查點抑制劑和基於細胞因子的免疫調節相結合，可以增加身體免疫力反映的持久性和效力來提高治療效果。
五、結論
NK細胞的獨特、專一性質和多樣的治療策略方式使其成為透過身體免疫力來治療腫瘤和傳染病的理想候選者，透過NK細胞療法，從患者體內採集血液後，利用激素活化血液再注射回體內，由於使用患者自身的細胞組織，因此不會產生特別的副作用，國內外開始逐步放寬對再生醫療和幹細胞應用項目的限制，許多人開始考慮儲存幹細胞，以便未來可能的自身醫療需求，隨著科學技術的不斷發展和臨床研究的進展，相信NK細胞療法方式將在未來繼續取得更多的突破，為患者帶來更好的治療效果和生活品質。
六、參考資料
1.自然殺手細胞(Natural Killer Cell,NK)，彰化基督教醫院，2024.03.04
2.Tumors evade immune cytotoxicity by altering the surface topology of NK cells，Nature Immunology，