NK細胞の培養の難しさは、強い刺激を加えることで、活性を高めないと、治療の役に立たないのですが、活性を高めたNK細胞は、がん細胞を攻撃する力（※１）が強いがゆえに、自爆をしやすくなることです（※２）。そのため、非常に繊細な培養技術が要求されます。
また、NK細胞は、大量にそろえる必要がありますが、増殖スピードが遅いという問題があります。加えて、血液から採取すると、常に一緒にT細胞が存在し、T細胞の増殖スピードは、NK細胞よりも圧倒的に速いのです。培養時の免疫刺激を弱くすれば、NK細胞の自爆を招くことなく、NK細胞の数を増やすことはできます。ところが、一般的な培養条件では、T細胞が爆発的に増殖し、培養器内は、ほとんどT細胞になってしまいます。
NK細胞は増殖が遅いため、大量にそろえるには、大量に採取する必要があります。
一方、NK細胞と一緒に存在するT細胞の増殖スピードは速く、爆発的に増殖します。
血液から採取されたリンパ球集団を、一般的な培養技術で培養するとどうなるでしょうか。NK細胞とT細胞以外の細胞もいますが、それらは無視します。実際には、採取する毎に細胞の構成比が異なり、増殖の様子も相当なバラつきがあります。あくまで、イメージとしてお考えください。
がん患者さんの血液中では、NK細胞の比率が健常者よりもかなり低下しており、血液を採取した時点では、T細胞はNK細胞より一桁、数が多いです。
その後のNK細胞とT細胞の増殖イメージをみていきましょう。
3日後には、T細胞は早くも増殖を始めていますが、NK細胞数はほとんど変化がありません。
その後、T細胞は、1日毎に倍々ゲームのようなペースで増殖しますが、NK細胞は中々、数が増えません。
10日、2週間経つと、NK細胞もやっと数倍程度、増殖していますが、この間、T細胞は、数千倍増殖しています。
がん患者さんの血液20mlを採血し、赤血球などを除くと、実際に回収できるNK細胞は、なかなか、100万個までいきません。（実際の細胞数は、採血毎に相当のバラつきがあります）数十万個程度、回収されたNK細胞が、2週間培養によって、概ね数百万個に増殖する、というのが一般的なイメージです。細胞の増殖スピードの上限は決まっていますので、どのような培養技術を用いても、細胞が正常である限り、限界を超えて増殖することはありません。一方、T細胞は、2週間の培養後、数十億個から100億個レベルに増殖することがあります。ただし、死滅するT細胞も増えるため、これ以上、培養しても、増殖ペースは落ち、逆に死滅する細胞が増えていきます。
米国国立衛生研究所NIHがLAK療法の臨床試験を実施した際には、数十リットル（数万ミリリットル）の血液から、数十億個のNK細胞を集めておき、強い免疫刺激を加えることで、NK細胞の活性を高め、本格的な増殖が始まる前に（培養期間は3日以内）、体内に培養細胞を戻しました。この手法であれば、T細胞も、それほど爆発的に増殖する前に培養を終えていることになります。一方、一般的な培養条件では、採血量が20mlほどでも、2週間培養により、リンパ球の総数（NK細胞もT細胞もリンパ球の一種です）としては、米国LAK療法に迫るレベルまで増えることになります。但し、培養された細胞の大半はT細胞であり、がん細胞を傷害する能力はほとんどありません。
