Liệu pháp tế bào NK là gì? Tìm hiểu cơ chế hoạt động và ứng dụng

Trong hệ thống miễn dịch tự nhiên của con người, có một loại tế bào đặc biệt, chúng không cần được “huấn luyện” trước, không cần nhận diện một kháng nguyên cụ thể mà hành động ngay lập tức khi phát hiện mối đe dọa. Đó chính là tế bào miễn dịch NK. Hiện nay, liệu pháp tế bào NK hay liệu pháp miễn dịch NK là một trong những hướng nghiên cứu sôi động nhất trong y học hiện đại, với hàng trăm thử nghiệm lâm sàng đã và đang diễn ra trên toàn thế giới. Hãy cùng Mescells tìm hiểu chi tiết về phương pháp điều trị này thông qua bài viết sau đây.

1. Tế bào NK là gì?

Tế bào NK (Natural Killer cells – tế bào giết tự nhiên) là một loại tế bào lympho của hệ miễn dịch bẩm sinh – lớp phòng thủ đầu tiên và nhanh nhất của cơ thể. Khác với tế bào T và tế bào B thuộc hệ miễn dịch thích nghi (cần thời gian để “học” cách nhận diện kẻ thù), tế bào NK có thể phát hiện và tiêu diệt tế bào bất thường – bao gồm tế bào ung thư và tế bào bị nhiễm virus – mà không cần kích hoạt trước. Ngoài ra, tế bào NK tiết ra các cytokine như IFNγ và TNFα, tác động lên các tế bào miễn dịch khác như đại thực bào và tế bào tua (dendritic cells) để tăng cường phản ứng miễn dịch.

Tế bào NK chiếm khoảng 50-20% tổng số tế bào lympho trong máu ngoại vi ở người khỏe mạnh. Chúng được phân loại là lympho bào hạt lớn (Large Granular Lymphocytes – LGLs) do chứa các hạt đặc biệt trong tế bào chất – nơi lưu trữ các “vũ khí” tiêu diệt tế bào đích.

Tế bào NK là tế bào lympho quan trọng của hệ miễn dịch bẩm sinh

2. Liệu pháp tế bào NK là gì?

Liệu pháp tế bào NK (NK cell therapy) hay còn gọi là liệu pháp tế bào miễn dịch NK là phương pháp điều trị sử dụng tế bào NK – được thu thập, nhân nuôi trong phòng thí nghiệm và truyền vào cơ thể người bệnh – nhằm tăng cường hoặc khôi phục khả năng miễn dịch chống lại ung thư, nhiễm trùng và một số bệnh khác. Các nguồn tế bào NK được sử dụng:

NK tự thân (autologous)

Lấy từ chính bệnh nhân, do đó không có nguy cơ thải ghép. Tuy nhiên, tế bào NK của bệnh nhân ung thư thường bị suy giảm chức năng do môi trường khối u ức chế và số lượng thu được hạn chế.

NK đồng loài (allogeneic)

Lấy từ người hiến khỏe mạnh, có thể thu được số lượng lớn. Quan trọng hơn, NK đồng loài không gây bệnh ghép chống chủ (GVHD) vì thiếu thụ thể tế bào T (TCR) , nhờ đó chúng an toàn hơn nhiều so với ghép tế bào T đồng loài.

NK từ máu cuống rốn (cord blood NK)

Nguồn dồi dào, ít bị “kiệt sức” hơn NK trưởng thành. Nhiều thử nghiệm lâm sàng đang sử dụng NK từ máu cuống rốn đông lạnh.

NK từ tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC)

Đây là hướng nghiên cứu đột phá nhất. cho phép sản xuất hàng loạt tế bào NK với chất lượng đồng nhất. Tạo tế bào NK từ tế bào gốc vạn năng cảm ứng cũng là nền tảng của nhiều sản phẩm thương mại đang được thử nghiệm.

Dòng tế bào NK (NK cell lines)

NK-92 là dòng tế bào được sử dụng rộng rãi nhất trong nghiên cứu và đã được FDA chấp thuận thử nghiệm lâm sàng. Ưu điểm của sản phẩm này là dễ nhân nuôi, đồng nhất về chất lượng. Tuy nhiên, nhược điểm là cần chiếu xạ trước khi truyền cho người nhận.

CAR-NK (Chimeric Antigen Receptor NK)

Tế bào NK được biến đổi gen để biểu hiện thụ thể nhận diện kháng nguyên nhân tạo (CAR), giúp nhận biết chính xác các kháng nguyên đặc hiệu trên bề mặt tế bào ung thư. Liệu pháp này kết hợp khả năng tiêu diệt tự nhiên của NK với tính đặc hiệu cao của CAR, đồng thời giảm nguy cơ xảy ra các tác dụng phụ nghiêm trọng so với CAR-T.

Liệu pháp miễn dịch NK hiện nay sử dụng tế bào từ nhiều nguồn khác nhau

3. Liệu pháp tế bào NK hoạt động như thế nào?

3.1. Tách chiết và nuôi cấy

Các bác sĩ sẽ lấy một lượng máu nhỏ từ chính bệnh nhân (tự thân) hoặc từ người hiến tặng khỏe mạnh (đồng loài ), sau đó sàng lọc và tách riêng tế bào NK. Các tế bào này được đưa vào phòng thí nghiệm chuyên dụng để nuôi cấy và kích hoạt, giúp tăng số lượng và nâng cao khả năng tấn công lên mức tối đa trong vài tuần. Các tế bào được nhân lên và “đánh thức” bằng cách sử dụng các cytokine chuyên biệt (như Interleukin-2 hoặc Interleukin-15) và các tế bào nuôi dưỡng để tăng khả năng gây độc tế bào của chúng, hay chính là khả năng nhận diện và tiêu diệt các tế bào có hại.

Trong một số trường hợp nâng cao, chẳng hạn như liệu pháp CAR-NK, các tế bào NK được chỉnh sửa thêm trong phòng thí nghiệm để biểu hiện các thụ thể nhận diện kháng nguyên nhân tạo (CAR), giúp các tế bào này xác định vị trí các dấu ấn ung thư đặc hiệu cao.

3.2. Truyền lại vào cơ thể người nhận

Khi các tế bào NK đã nhân lên đến hàng trăm triệu hoặc hàng tỷ, chúng được rửa sạch, kiểm tra điều kiện vô trùng và đóng gói vào túi truyền dịch đạt tiêu chuẩn lâm sàng. Các tế bào này sẽ được truyền trở lại vào cơ thể bệnh nhân qua đường truyền tĩnh mạch (IV) thông thường.

Tùy thuộc vào phác đồ điều trị, quá trình này có thể được tiến hành nhiều lần trong khoảng thời gian vài tuần để tối đa hóa phản ứng miễn dịch.

Quy trình thực hiện liệu pháp tế bào NK

3.3. Rà soát và tiêu diệt mầm bệnh

Sau khi truyền trở lại cơ thể bệnh nhân, các tế bào NK tuần tra khắp cơ thể và nhận diện mục tiêu theo 3 cơ chế tự nhiên:

Cơ chế 1: Nhận diện tế bào mất MHC-I 

Đây là cơ chế đặc trưng và độc đáo nhất của tế bào NK. Các tế bào bình thường trong cơ thể luôn biểu hiện phân tử phức hợp tương thích mô chính lớp I (MHC-I). Các thụ thể ức chế trên tế bào NK (KIR – Killer Immunoglobulin-like Receptors, NKG2A) nhận diện MHC-I và duy trì tế bào NK trong trạng thái không hoạt động.

Nhưng khi tế bào trở thành ung thư hoặc bị nhiễm virus, chúng thường giảm hoặc mất biểu hiện MHC-I nhằm né tránh sự nhận diện của tế bào T. Tuy nhiên, điều này lại kích hoạt tế bào NK, giúp chúng nhận diện và  tiêu diệt tế bào không có MHC-I.

Cơ chế 2: Nhận diện tín hiệu stress của tế bào bệnh lý

Tế bào NK còn biểu hiện các thụ thể hoạt hóa – đặc biệt là NKG2D – nhận diện các protein báo hiệu tình trạng stress (stress ligands) được tế bào bệnh lý biểu hiện lên bề mặt. Khi NKG2D gắn vào protein ligands, tín hiệu hoạt hóa sẽ được gửi đi và có thể vượt trội hơn tín hiệu ức chế, từ đó kích hoạt tế bào NK.

Cơ chế 3: Tiêu diệt tế bào được kháng thể đánh dấu (ADCC)

Tế bào NK biểu hiện CD16 (FcγRIII) là thụ thể nhận diện phần Fc của kháng thể IgG. Khi kháng thể điều trị ung thư (như trastuzumab, rituximab, cetuximab) gắn vào kháng nguyên trên bề mặt tế bào khối u, CD16 của NK nhận ra và gắn vào phần Fc này, đồng thời kích hoạt cơ chế gây độc tế bào phụ thuộc vào kháng thể (ADCC – Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity). Nhờ đó, tế bào NK tiêu diệt tế bào ung thư đã được kháng thể “đánh dấu”. Đây là cơ sở cho hiệu quả cộng hưởng khi kết hợp liệu pháp tế bào NK với kháng thể đơn dòng trong điều trị ung thư.

Một khi tế bào NK được kích hoạt, chúng tiêu diệt tế bào đích thông qua các con đường:

Giải phóng hạt độc (Degranulation): Tế bào NK giải phóng các hạt gây độc chứa perforin và granzyme B. Perforin đục lỗ trên màng tế bào đích, giúp granzyme B xâm nhập vào bên trong và khởi động quá trình chết tế bào theo chương trình  (apoptosis). Tổ hợp này gây chết tế bào đích trong vòng vài phút.

Con đường thụ thể gây chết (Death Receptor Pathway): Tế bào NK biểu hiện các phân tử TRAIL và FasL trên bề mặt. Khi gắn vào các thụ thể tương ứng trên tế bào ung thư, chúng kích hoạt chuỗi phản ứng caspase, dẫn đến quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis).

Tiết cytokine: Tế bào NK tiết IFN-γ, TNF-α, CCL3/4/5. Những phân tử này không chỉ trực tiếp ức chế tế bào ung thư mà còn thu hút và kích hoạt các tế bào miễn dịch khác như tế bào tua (dendritic cells) và tế bào T, qua đó tăng cường đáp ứng miễn dịch.

Tế bào NK rà soát và tiêu diệt mầm bệnh

4. Các nghiên cứu khoa học về ứng dụng liệu pháp tế bào NK

4.1. Điều trị các bệnh ác tính huyết học (AML, lymphoma, myeloma)

Một tổng quan hệ thống thực hiện theo hướng dẫn PRISMA phân tích các thử nghiệm lâm sàng về liệu pháp tế bào NK trong các bệnh lý ác tính huyết học. Tổng cộng có 48 thử nghiệm lâm sàng được tiến hành, bao gồm 27 thử nghiệm dành riêng cho bệnh bạch cầu cấp tính dòng tủy (AML) và 21 thử nghiệm liên quan đến AML kết hợp với các bệnh lý ác tính huyết học khác.

Phần lớn các nghiên cứu sử dụng tế bào NK có nguồn gốc từ máu ngoại vi (PB) (82%), được tinh sạch bằng phương pháp loại bỏ CD3 và chọn lọc CD56. Kết quả cho thấy trong nhóm bệnh nhân không ghép tủy (non-HSCT), liệu pháp NK đạt tỷ lệ lui bệnh hoàn toàn (CR) là 37,1% và tỷ lệ sống không biến cố (EFS) là 71,3%, trong khi tỷ lệ bệnh ghép chống chủ (GVHD) duy trì ở mức thấp. Điều này cho thấy liệu pháp NK có hiệu quả điều trị đầy tiềm năng với mức độ an toàn vượt trội (theo Mehdi Bakhtiyaridovvombaygi, 2025).

Tế bào NK giống tế bào nhớ (memory-like NK cells) đã được phát triển tại Đại học Washington. Trong thử nghiệm lâm sàng Phase I trên bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu cấp tính tái phát, tế bào NK tăng sinh và biệt hóa thành tế bào NK giống tế bào nhớ trong cơ thể. Kết quả cho thấy tỷ lệ lui bệnh hoàn toàn (CR) đạt 47% với độ an toàn cao (theo Melissa M. Berrien-Elliott, 2022).

Nghiên cứu giai đoạn II về liệu pháp truyền tế bào NK giống tế bào nhớ được kích thích bởi cytokine sau ghép tế bào gốc tạo máu từ người hiến tặng cùng nhóm huyết thống, kết quả cho thấy tỷ lệ lui bệnh hoàn toàn đạt 87%, tế bào NK tăng sinh hơn 1000 lần trong cơ thể và tế bào NK giống tế bào nhớ tồn tại khoảng hơn 2 tháng  (theo Melissa M Berrien-Elliott, 2022).

Nghiên cứu ứng dụng liệu pháp tế bào NK trên bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu cấp tính tái phát

4.2. Liệu pháp NK có nguồn gốc từ iPSC

Trong những năm gần đây, tế bào NK biệt hóa từ tế bào gốc đa năng cảm ứng iPSC-NK đã nổi lên như một hướng đi mới của liệu pháp miễn dịch, mang đến tiềm năng điều trị nhiều bệnh khác nhau, đặc biệt là ung thư, bằng cách khai thác những ưu điểm của iPSC và tế bào NK.

Thử nghiệm lâm sàng Phase I của sản phẩm FT516 (iPSC-derived NK, Fate Therapeutics) trên bệnh nhân AML kháng trị cho kết quả: trong 9 bệnh nhân tham gia nghiên cứu, 6 người có hoạt tính kháng leukemia (giảm blast trong tủy xương); 4 người đạt lui bệnh  hoàn toàn, trong đó 3 trường hợp đạt lui bệnh hoàn toàn nhưng số lượng tế bào máu chưa phục hồi bình thường (CRi – complete remission with incomplete hematologic recovery). Không ghi nhận độc tính giới hạn liều (dose-limiting toxicities) và toàn bộ phác đồ được dung nạp tốt trong điều kiện điều trị ngoại trú (theo Matthew Fowler, 2021).

Theo phân tích của Xiyao Wei và cộng sự, tháng 1/2025, thử nghiệm lâm sàng đầu tiên của sản phẩm tế bào CAR-NK có nguồn gốc từ iPSC đã được hoàn thành. FT596 (thử nghiệm số NCT04245722) đã được FDA Hoa Kỳ phê duyệt là thuốc thử nghiệm mới, được thiết kế bao gồm CAR đặc hiệu CD19, thụ thể Fc CD16 có ái lực cao, không thể phân cắt và thụ thể interleukin-15.

Trong thử nghiệm Phase I trên bệnh u lympho nang tái phát, FT596 đạt  tỷ lệ lui bệnh  hoàn toàn (CR) là 85% (17/20 bệnh nhân) với thời gian đáp ứng trung bình khoảng 16,9 tháng. Trong số các bệnh nhân đã được điều trị trước đó bằng liệu pháp CAR-T CD19, tỷ lệ CR đạt 30%. Nghiên cứu cũng ghi nhận  tỷ lệ tế bào T PD1 + CD8 + trong khối u có liên quan tích cực đến hiệu quả điều trị. Điều này cho thấy FT596 có thể phát huy tác dụng đáp ứng miễn dịch của các tế bào T nội sinh, từ đó đạt được tác dụng kép của tế bào NK và tế bào T (theo Armin Ghobadi, 2025).

4.3. Liệu pháp tế bào NK trong điều trị khối u đặc (solid tumors)

Một phân tích tổng hợp đăng trên Frontiers in Immunology năm 2024 đã tổng hợp dữ liệu từ 31 thử nghiệm lâm sàng với khoảng 600 bệnh nhân mắc nhiều loại ung thư đặc, bao gồm ung thư phổi không tế bào nhỏ, ung thư gan, ung thư vú và ung thư buồng trứng (theo Heesook Park, 2024). Kết quả cho thấy:

• Ở bệnh nhân ung thư biểu mô tế bào gan: Tỷ lệ đáp ứng khách quan (ORR) lên đến 72,3%, đặc biệt khi kết hợp với liệu pháp điều trị tại chỗ như đốt u (ablation) hoặc nút mạch (embolization).
• Hồ sơ an toàn thuận lợi: Tác dụng phụ không mong muốn thường gặp nhất là mệt mỏi và không ghi nhận hội chứng giải phóng cytokine (CRS) nặng hoặc bệnh thải ghép chống chủ (GVHD).
• Hiệu quả phụ thuộc phối hợp: Liệu pháp tế bào NK đơn trị liệu cho kết quả khiêm tốn hơn và đạt tỷ lệ đáp ứng khách quan (ORR) cao hơn khi phối hợp tế bào NK với kháng thể điều trị (ADCC), hóa trị hoặc liệu pháp tại chỗ.

Ở quy mô lớn hơn, trong số 141 thử nghiệm về liệu pháp NK đối với khối u đặc, ung thư phổi là loại ung thư được nghiên cứu nhiều nhất (20 thử nghiệm, 14,2%), tiếp theo là nhóm đa loại ung thư (41 thử nghiệm, 29,1%). Cả tế bào NK tự thân (45,4%) lẫn đồng loài (47,5%) đều được nghiên cứu với tỷ lệ gần như nhau (theo Wenjuan Wei, 2025).

Liệu pháp tế bào NK trong điều trị khối u rắn

4.4. Liệu pháp CAR-NK

CAR-NK kết hợp khả năng nhận diện tự nhiên của tế bào NK với độ đặc hiệu của thụ thể kháng nguyên nhân tạo (CAR), nhờ đó mang lại nhiều ưu điểm nổi trội so với CAR-T như sau:

• Không gây bệnh thải ghép chống chủ (GVHD): Liệu pháp này cho phép sử dụng nguồn tế bào đồng loài mà không cần tương hợp HLA nghiêm ngặt .
• Ít gây CRS: Tế bào NK tiết ít IL-6 hơn tế bào T nên nguy cơ xảy ra hội chứng giải phóng cytokine cũng thấp hơn.
• Khả năng tiêu diệt kép: Bên cạnh cơ chế tiêu diệt phụ thuộc vào CAR, tế bào CAR-NK vẫn duy trì khả năng nhận diện tế bào ung thư thông qua các cơ chế tự nhiên của NK, giúp giảm nguy cơ kháng trị do mất kháng nguyên.
• Không gây đột biến: Nguy cơ chèn ngẫu nhiên của vector vào vị trí tiền ung thư thấp hơn so với CAR-T.

Một số thử nghiệm lâm sàng đã chứng minh hiệu quả khả quan và độ an toàn của liệu pháp tế bào CAR-NK. TAK-007, một sản phẩm CAR-NK CD19 có nguồn gốc từ máu dây rốn, được sản xuất sẵn, đã cho thấy hiệu quả ban đầu đầy hứa hẹn khi tiến hành thử nghiệm Phase 2 trên bệnh nhân u lympho tế bào B lớn (LBCL) tái phát hoặc u lympho không Hodgkin thể không hoạt động (iNHL) đã điều trị nhiều lần.

Hồ sơ an toàn ghi nhận TAK-007 cho hiệu quả vượt trội hơn so với liệu pháp tế bào CAR-T tự thân, không gây ra hội chứng giải phóng cytokine nghiêm trọng (CRS ≥ 3) trong 10 ngày sau truyền và không ghi nhận hội chứng độc thần kinh liên quan đến tế bào hiệu ứng miễn dịch (ICANS) trong vòng 60 ngày sau điều trị (theo Ran Kong, 2025).

Ngoài điều trị ung thư, liệu pháp tế bào miễn dịch NK còn đang được nghiên cứu trong điều trị HIV. Tế bào NK có khả năng nhận diện và tiêu diệt tế bào nhiễm HIV thông qua cơ chế “missing self” (HIV làm giảm MHC-I) và ADCC (phối hợp với kháng thể kháng HIV). Một số nghiên cứu giai đoạn đầu đang đánh giá tiềm năng của liệu pháp này trong việc loại bỏ các ổ chứa virus (virus reservoir), hướng tới mục tiêu đạt được “chữa khỏi về mặt chức năng” cho bệnh nhân HIV.

Nhiều nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng về liệu pháp tế bào NK đang được tiến hành

Liệu pháp tế bào NK đang ngày càng phát triển như một trong những hướng điều trị ung thư đầy hứa hẹn và an toàn của thập kỷ qua. Với những kết quả nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng an toàn, với nguy cơ thải ghép thấp hơn so với CAR-T, liệu pháp miễn dịch NK đang dần khẳng định vị trí của mình trong nền y học hiện đại. Trong tương lai không xa, khi nguồn tế bào miễn dịch NK từ iPSC được thương mại hóa và tối ưu hóa cho khối u rắn, liệu pháp này sẽ có tiềm năng trở thành một lựa chọn tiêu chuẩn trong nhiều phác đồ điều trị ung thư.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells

NGUỒN THAM KHẢO:

• Mehdi Bakhtiyaridovvombaygi. 2025. “A systematic review of the last two decades of NK cell-based clinical trials: state of the art of AML therapy.” PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12482124/.
• Matthew Fowler. 2021. “Phase 1 Trials of iPSC-Derived Natural Killer Cells Produce Positive Interim Results for Relapsed/Refractory AML.” CancerNetwork. https://www.cancernetwork.com/view/phase-1-trials-of-ipsc-derived-natural-killer-cells-produce-positive-interim-results-for-relapsed-refractory-aml.
• “Efficacy and safety of natural killer cell therapy in patients with solid tumors: a systematic review and meta-analysis.” n.d. PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11522797/.