NK細胞とはリンパ球の一種で、リンパ球全体の約10～30％を占めています。身体の中を常にパトロールする性質を持ち、ウイルス感染など異常な細胞を発見すると直ちに攻撃します。外部からの指示を必要とするT細胞とは違って単独で攻撃を開始します。そして、学習プロセスを必要とせず、生まれながらに攻撃すべき標的を識別する能力をもつためナチュラルキラー（Natural Killer：生まれついての殺し屋）細胞と名付けられています。
NK細胞はターゲットとする細胞の細胞膜を破壊するグランザイムやパーフォリンという物質を分泌します。また、アポトーシス（細胞の自然死）を促す物質もつくり出して標的細胞を死滅させます。
もし体内に侵入した異物に対する抵抗力が低下しているのであれば、それはNK細胞が活性を失っている可能性があります。
NK細胞は身体の中をパトロールしており、癌細胞も発見次第、攻撃します。
正常な細胞は表面に「MHCクラスⅠ」というタンパク質を持っていますが、ウイルスに感染したり異常をきたして癌細胞化したりすると、このMHCクラスⅠは細胞の表面から消失することがあります。NK細胞はこのMHCクラスⅠの有無を感知して、攻撃すべきかを判断します。
わたしたちの体内では、DNAの損傷や細胞異常が日常的に生じるため、癌細胞が発生する可能性があります。それでも多くの場合に癌を発症しないのは、NK細胞などの免疫系がその排除に関与しているからだと考えられています。
NK細胞の数は20歳前後をピークに徐々に減少します。癌の発症率が40代から上昇するのは、NK細胞の減少や活性の低下、さらに他の免疫細胞の機能低下（免疫老化）と関連があると考えられています。
NK細胞は1975年、山形大学の仙道富士郎学長（当時）とピッツバーグ癌研究所のロナルド・ハーバマン教授の研究によって発見されました。初めて遭遇した標的癌細胞でも即座に攻撃するため、自然免疫に属する“殺し屋”という意味で「ナチュラルキラー」と命名されました。
異物との接触によって誘導される獲得免疫を持つT細胞に比べて、単独で異物を攻撃する自然免疫のNK細胞はかつては原始的な細胞と考えられていました。しかし、2010年代以降の研究によって、NK細胞には精密な認識機構や制御機構があることが明らかになっており、その生理的役割は極めて高度であることが分かっています。
妊婦の体内では、胎児は母体にとって遺伝的に異なる“異物”とみなされますが、NK細胞はそのような異物に対しても攻撃を行わない調整機構を有しています。
NK細胞が早期に癌細胞を攻撃して排除できること、加齢によってNK細胞の数や活性が低下すること、さらには強いストレスがNK細胞の機能を抑制する可能性が指摘されています。また、癌患者の血液中ではNK細胞数の低下がしばしば観察されます。
これらの背景から、患者自身のNK細胞を体外で増殖・活性化し、再度体内へ戻して癌を攻撃させる治療法が「NK細胞療法」と呼ばれています。
異物の情報を免疫細胞に伝える樹状細胞を利用したワクチンでは、攻撃対象を明確に示さなければ効果を発揮しません。一方、NK細胞は自律的に標的を認識して攻撃する能力を有しています。このため、標的提示が不要な点が大きな特徴です。
NK細胞療法のみでは治療効果に限界がある場合もありますが、樹状細胞ワクチンとの併用によって、それぞれの免疫細胞の特性を補完し合うことが可能です。癌細胞の進行を抑えることで、延命効果が期待されます。
さらに、NK細胞は血流に乗って全身を巡回できるため、癌の転移や手術後の再発の抑制にも寄与する可能性があります。
NK細胞療法は2025年5月時点で未承認の治療法です。国内には承認前の段階でこの療法を提供している医療機関もありますが、その効果については十分な科学的根拠が確立されておらず、標準治療としては認められていません。
九州大学先端医療イノベーションセンターでは2014年から臨床試験が実施されましたが、同センターでの癌免疫療法の取り扱いは2020年2月で終了しています。
九州大学発のバイオベンチャーであるガイアバイオメディシン社では、NK細胞を特殊な条件下で培養することで、癌細胞に対する攻撃力を強化し、点滴によって投与する新たな癌治療薬の研究開発を進めていました。2020年秋の臨床試験開始を目指して準備が進められており、順調に進行すれば2022年度中の製品化が期待されていました。
同社は2015年、九州大学の米満吉和教授によって設立されました。NK細胞を基に、癌細胞減少効果を持つ「GAIA-102細胞」が開発されました。
ガイアバイオメディシン社の発表によると、人間の癌細胞を用いた実験において、肺癌や乳癌を含む34種類の癌に対して、癌細胞を減少させる効果が確認されたとされています。特に卵巣癌に対しては、同じく免疫療法である「CAR-T細胞」と比較して、およそ5倍の癌細胞減少効果があったと報告されています。
2020年秋に予定されていた臨床試験は、動物実験による安全性確認を経て、肺癌などを対象とした治療薬としての開発が進められていました。早期承認制度の活用も視野に入れた実用化が目指されていましたが、現在の進捗状況については2025年時点での最新情報の確認が必要です。
