抑制性受體TIGIT在慢性病毒感染中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

常宗宏，鄭曉鳳，王俊科，張久聰

1. 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四〇醫(yī)院 消化科，甘肅 蘭州730050；2. 蘭州大學(xué)第二醫(yī)院 消化科，甘肅 蘭州730030

T 細(xì)胞免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制性基序結(jié)構(gòu)域TIGIT［T-cell immunoglobulin and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif（ITIM）domain，TIGIT］，又稱Vsig9/Vstm3/WUCAM，是近年來引起廣泛關(guān)注的新型T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞抑制性受體。TIGIT 參與T 細(xì)胞免疫應(yīng)答、NK 細(xì)胞免疫應(yīng)答的作用備受矚目，在免疫反應(yīng)中的調(diào)節(jié)作用也日益明確。TIGIT 可通過與腫瘤細(xì)胞、被感染細(xì)胞表面的多種配體相結(jié)合，激活免疫細(xì)胞內(nèi)部負(fù)性刺激信號(hào)，從而抑制細(xì)胞過度活化和促炎性細(xì)胞因子的過度分泌，在腫瘤、病毒感染以及多種自身免疫病的免疫發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)功能。

1 TIGIT 及其配體

TIGIT 基因位于人類第16 號(hào)染色體，TIGIT 可表達(dá)于幾乎所有T 細(xì)胞亞群（除初始CD4+T 細(xì)胞外）及NK 細(xì)胞表面。TIGIT 的結(jié)構(gòu)由3 部分組成，即位于細(xì)胞外的胞外IgV 結(jié)構(gòu)域、Ⅰ型跨膜蛋白構(gòu)成的胞膜跨膜區(qū)，以及細(xì)胞內(nèi)由免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）和免疫球蛋白酪氨酸尾（immunoglobulin tyrosine tail，ITT）樣基序構(gòu)成的胞內(nèi)信號(hào)區(qū)[1]。TIGIT 不但可以與CD155 結(jié)合，又名脊髓灰質(zhì)炎病毒受體（poliovirus receptor，PVR），而且還可以與CD112 及CD226（DNAM-1）相結(jié)合發(fā)揮免疫效應(yīng)。研究表明，PVR 與脊髓灰質(zhì)炎病毒受體相似蛋白（PVRL）1～4、CD96 和DNAM-1 之間可以相互作用；TIGIT 可以通過競爭IgV 結(jié)構(gòu)域結(jié)合從而有效阻斷DNAM-1 或CD96 與PVR 結(jié)合[2]。

2 TIGIT 在免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用

2.1 TIGIT 參與T 細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)

研究發(fā)現(xiàn)，TIGIT 對(duì)T 細(xì)胞的作用方式包括直接作用和間接作用。TIGIT 可直接抑制T 細(xì)胞增殖，從而抑制T 細(xì)胞免疫應(yīng)答反應(yīng)。TIGIT 又可通過下調(diào)T 細(xì)胞受體α鏈的表達(dá)，降低T 細(xì)胞內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)幅度，從而間接抑制T 細(xì)胞活化；或者通過與樹突狀細(xì)胞表面高親和力的PVR 分子結(jié)合，增強(qiáng)其胞內(nèi)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶磷酸化水平，誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞分泌抗炎因子IL-10，IL-10 反過來作用于T 細(xì)胞，從而抑制T 細(xì)胞應(yīng)答。PVR、DNAM-1、PVRL、CD96、IL-10 形成了對(duì)T 細(xì)胞活化的重要調(diào)節(jié)環(huán)路，這種調(diào)節(jié)作用同CD28 和CTLA-4 分子與CD80 分子的相互作用驚人地相似[3-4]。敲除TIGIT 基因后，T 細(xì)胞活化通路上的Tbet、GATA3、IRF4、RORc 等分子的表達(dá)均增加，而進(jìn)一步敲除DNAM-1 基因后則不再產(chǎn)生這些變化，由此認(rèn)為TIGIT 抑制T 細(xì)胞活化還有可能是通過和DNAM-1 拮抗競爭來發(fā)揮作用的[5-6]。

多種機(jī)制研究已經(jīng)證明了TIGIT 抑制免疫功能的能力。首先是TIGIT 在促炎和抗炎細(xì)胞因子分泌中的作用。TIGIT 結(jié)合后，PVR 被磷酸化，從而通過單核樹突狀細(xì)胞調(diào)節(jié)Erk 活性和細(xì)胞因子的產(chǎn)生。這提高了IL-10 的產(chǎn)量并減少了IL-12p40 的釋放。IL-10 是一種有助于T 細(xì)胞功能低下和免疫抑制的抗炎細(xì)胞因子。利用RNA 干擾技術(shù)剔除TIGIT 后可誘導(dǎo)T 細(xì)胞增殖和增加IFN-γ的產(chǎn)量。應(yīng)用抗體阻斷細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞表面的TIGIT 則能提高表達(dá)PVR 的腫瘤細(xì)胞的增殖以及IFN-γ、IL-6 和TNF-α的產(chǎn)生[7]。這一點(diǎn)在CD8+T 細(xì)胞表面TIGIT 的siRNA 敲除中也被證實(shí)，導(dǎo)致急性髓細(xì)胞白血病患者的TNF-α和IFN-γ的產(chǎn)生和CD8+T 細(xì)胞凋亡敏感性的降低[8]。

TIGIT 抑制免疫監(jiān)視的第二種可能機(jī)制是通過競爭和直接抑制DNAM-1。在發(fā)現(xiàn)TIGIT 之前，人們只知道DNAM-1 結(jié)合配體PVR 和Nectin。后來發(fā)現(xiàn)與DNAM-1 相比，TIGIT、PVR 的結(jié)合更具親和力，誘導(dǎo)T 細(xì)胞的抑制作用更強(qiáng)。此外，TIGIT 還對(duì)細(xì)胞表面的DNAM-1 有直接作用，削弱其二聚體化能力，從而激活免疫監(jiān)視。小鼠模型實(shí)驗(yàn)表明，抗TIGIT 抗體激動(dòng)劑在沒有任何其他細(xì)胞類型存在的情況下都能抑制T 細(xì)胞增殖，提示在即使沒有抗原和抗原呈遞細(xì)胞存在的情況下TIGIT 都可能影響T 細(xì)胞增殖[9]。

TIGIT 還在分離出的人類淋巴細(xì)胞群中的Foxp3+Treg 細(xì)胞亞群中表達(dá)。Foxp3 在初始T 細(xì)胞向調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的成熟分化中十分必要。事實(shí)證明，缺乏TIGIT 的T 細(xì)胞Foxp3+表達(dá)降低。另外，TIGIT+Treg 細(xì)胞 共 表達(dá)CTLA-4 和PD-1 等免疫抑制因子。Treg 細(xì)胞中的TIGIT 激活釋放一個(gè)基因程序使CD8+T 細(xì)胞失活。在小鼠模型中，與野生型Tregs 細(xì)胞相比，缺乏TIGIT 的Tregs 細(xì)胞導(dǎo)致了腫瘤的生長延遲，而缺乏TIGIT 的CD8+T 細(xì)胞則與野生型CD8+T 細(xì)胞相比有相似的腫瘤生長情況。因此認(rèn)為，通過TIGIT+Tregs 和CD8+T細(xì)胞上調(diào)IL-10 的產(chǎn)量，能導(dǎo)致CD8+細(xì)胞毒性腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（tumor infiltrating lymphocytes，TILs）的異常功能表型的產(chǎn)生[10]。

在結(jié)腸癌、子宮內(nèi)膜癌、乳腺癌和腎透明細(xì)胞癌等多種腫瘤相關(guān)T 細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)TIGIT 和PD-1 表達(dá)上調(diào)。腫瘤樣本中TIGIT 與PD-1 的表達(dá)提示2 種受體能協(xié)同誘發(fā)T 細(xì)胞功能低下。此外，在晚期黑素瘤患者CD8+TILs 中TIGIT 上調(diào)、DNAM-1 下調(diào)，而且大多數(shù)細(xì)胞共同表達(dá)PD-1。TIGIT 的配體PVR 在皮膚T 細(xì)胞淋巴瘤患者中的表達(dá)與TIGIT 表達(dá)呈正相關(guān)。此外還發(fā)現(xiàn)這些患者外周血細(xì)胞中的DNAM-1 在NK 細(xì)胞和CD8+細(xì)胞上的表達(dá)降低，表明DNAM-1 和TIGIT 對(duì)抑制腫瘤的拮抗作用[11]。

TIGIT 在抑制循環(huán)T 淋巴細(xì)胞中的作用也在黑素瘤中得到證實(shí)[12]。PVR 在黑素瘤細(xì)胞系中組成性表達(dá)。IFN-γ產(chǎn)生細(xì)胞具有較高的PD-1 和TIGIT 表達(dá)和較低的DNAM-1 表達(dá)。PVR 過表達(dá)能顯著抑制循環(huán)T 淋巴細(xì)胞的激活。此外，與周邊微環(huán)境相比，轉(zhuǎn)移性黑素瘤患者在腫瘤的Tregs上表達(dá)較高的TIGIT/DNAM-1 比率。急性髓細(xì)胞樣白血病接受同種異體干細(xì)胞移植的患者在CD8+T 細(xì)胞上表達(dá)的TIGIT 增加。

有趣的是，TIGIT 在腫瘤微環(huán)境中的作用也可能與微生物群交織在一起。梭桿菌屬成核菌被發(fā)現(xiàn)其數(shù)量與大腸癌組織中的CD3+T 細(xì)胞密度呈負(fù)相關(guān)，提示其在腫瘤發(fā)生中的作用。梭桿菌屬成核菌在人類口腔中可產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)Fap2，F(xiàn)ap2 直接作用于TIGIT，可抑制NK 細(xì)胞的細(xì)胞毒性。在結(jié)直腸癌中PVR 的過度表達(dá)也進(jìn)一步確定了TIGIT 在腫瘤中的作用[13]。

2.2 TIGIT 參與NK 細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)

NK 細(xì)胞在機(jī)體抗腫瘤、抗病毒和抗胞內(nèi)寄生菌免疫方面發(fā)揮重要作用。TIGIT 也表達(dá)在NK 細(xì)胞中，可向細(xì)胞內(nèi)部傳遞抑制信號(hào)，直接抑制NK 細(xì)胞毒性。這種對(duì)NK 細(xì)胞活性的下調(diào)發(fā)生在ITT 的磷酸化，即類似于TIGIT 胞質(zhì)尾部的結(jié)構(gòu)域。NK 細(xì)胞中的ITT 樣域在Tyr225 處磷酸化并結(jié)合Grb2，招募SHIP1 終止NK 細(xì)胞的PI3K 和MAPK 信號(hào)通路。NK 細(xì)胞的成熟取決于TIGIT 受體的存在，TIGIT 同時(shí)也是其自我耐受發(fā)展的必要因素。

TIGIT 與免疫激活受體DNAM-1 或DNAX-1 競爭同一組配體PVR 和CD112（Nectin-2 或PVRL2）。DNAM-1 在單核細(xì)胞、T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞上表達(dá)。與TIGIT 的免疫抑制作用相反，DNAM-1 能增強(qiáng)T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞的毒性。DNAM-1 與PVR 和Nectin-2 的相互作用能增強(qiáng)NK 介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞溶解[14]。如果沒有PVR 配體，NK 細(xì)胞就會(huì)變得低反應(yīng)。DNAM-1 結(jié)合PVR 并可能提供共刺激信號(hào)誘導(dǎo)IFN-γ產(chǎn)生，與之相反，PVR 與TIGIT 的結(jié)合則能夠抑制IFN-γ的產(chǎn)生并下調(diào)NK 細(xì)胞免疫應(yīng)答。

3 TIGIT 在病毒感染性疾病中的作用

3.1 TIGIT 在人類免疫缺陷病毒（HIV）慢性感染中的作用

最近有關(guān)TIGIT 在慢性病毒感染中的研究主要集中在HIV 感染后的免疫應(yīng)答。Chew 等[15]在研究急性HIV 感染者、慢性HIV 感染未用藥物控制者、慢性HIV 感染抗病毒治療控制者及精英控制者外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）中T 細(xì)胞表面TIGIT 的表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn):①HIV 感染中T 細(xì)胞表面TIGIT 的表達(dá)上調(diào)，并且與疾病進(jìn)展、T 細(xì)胞活化和CD4+T 細(xì)胞相關(guān)HIV DNA 量呈正相關(guān)；②慢性HIV 感染者外周血TIGIT+細(xì)胞分泌更少的IL-2、TNF-α、IFN-γ，且脫顆粒能力顯著降低；③通過TIGIT 抗體阻斷CD8+T 細(xì)胞表面TIGIT 受體后，IL-2、TNF-α、IFN-γ等的分泌水平恢復(fù)；④TIGIT+和TIGIT+PD-1+的CD8+T 細(xì)胞數(shù)量增加與病情發(fā)展呈正相關(guān)；⑤不論是抗病毒治療后病毒被抑制者或是免疫上的“精英控制者”，體內(nèi)TIGIT 均保持在較高水平；⑥HIV 和SIV 特異性CD8+T 細(xì)胞處于功能低下狀態(tài)，都表達(dá)高水平的TIGIT 和PD-1；⑦體外單一阻斷TIGIT 或聯(lián)合阻斷TIGIT/PD-L1 都能恢復(fù)體外實(shí)驗(yàn)病毒特異性CD8+T 細(xì)胞的免疫應(yīng)答；⑧TIGIT+CD4+T 細(xì)胞的表達(dá)與CD4+T細(xì)胞相關(guān)總HIV DNA 量呈正相關(guān)。Chew 等[15]認(rèn)為TIGIT 可以作為HIV 特異性T 細(xì)胞功能低下的新的標(biāo)志物，阻斷TIGIT 和PD-L1 通路可以逆轉(zhuǎn)HIV 造成的T 細(xì) 胞功 能 低下，TIGIT 對(duì)控 制HIV 慢性化發(fā)揮了重要作用。Fromentin 等[16]認(rèn)為HIV 感染者T 細(xì)胞表面TIGIT 表達(dá)增加，且可以作為T 細(xì)胞功能低下的標(biāo)志；Tauriainen 等[17]也認(rèn)為HIV 感染者CD8+T 細(xì)胞表面高表達(dá)的TIGIT 影響細(xì)胞功能的正常發(fā)揮。TIGIT 在HIV 感染慢性化中維持CD8+T 細(xì)胞正常功能很重要，TIGIT 作為監(jiān)測病毒特異性T 細(xì)胞免疫功能的關(guān)鍵標(biāo)志分子，可能在感染T 細(xì)胞功能低下方面發(fā)揮重要作用[18-19]。

3.2 TIGIT 在人類T 淋巴細(xì)胞白血病病毒Ⅰ型感染中的作用

人類T 淋巴細(xì)胞白血病病毒I 型（human T-lymphotropic virus 1，HTLV-1）屬于逆轉(zhuǎn)錄RNA病毒科腫瘤病毒亞科哺乳類C 型病毒，是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的與人類疾病相關(guān)的逆轉(zhuǎn)錄病毒。HTLV-1 引起成人T 細(xì)胞白血?。ˋTL）和炎癥性疾病，包括HTLV-1 相關(guān)脊髓病/熱帶痙攣性截癱（HAM/TSP）。HTLV-1 bZIP 因子（HBZ）在腫瘤發(fā)生和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。HBZ 在ATL 細(xì)胞及攜帶者體內(nèi)的HTLV-1 感染細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，HBZ 的轉(zhuǎn)基因表達(dá)誘導(dǎo)了類似于HTLV-1 感染者的T 細(xì)胞淋巴瘤和全身炎癥性疾病的發(fā)生。HTLV-1 主要通過細(xì)胞間接觸傳播，為了便于傳播HTLV-1 增加了體內(nèi)感染細(xì)胞的數(shù)量。因此，這個(gè)病毒已進(jìn)化出促進(jìn)感染細(xì)胞增生和逃避宿主免疫監(jiān)視的策略。Yasuma 等[20]研究發(fā)現(xiàn):①TIGIT 作為病毒蛋白HBZ 的作用靶點(diǎn)被上調(diào)；②TIGIT 通過IL-10 的免疫抑制作用削弱了機(jī)體的抗病毒免疫應(yīng)答；③阻斷感染者PBMC 中的TIGIT和PD-1 可以增強(qiáng)抗病毒免疫應(yīng)答；④HTLV-1 通過誘導(dǎo)TIGIT 表達(dá)的上調(diào)，抑制T 細(xì)胞清除病毒的功能，導(dǎo)致了HTLV-1 感染的慢性化。

3.3 TIGIT 在丙型肝炎病毒（HCV）感染中的作用

HCV 歸屬黃病毒科嗜肝病毒屬，為單股正鏈RNA 病毒，在核衣殼外包繞含脂質(zhì)的囊膜，囊膜上有刺突。HCV 的慢性持續(xù)感染增加了終末期肝病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。HCV 的治療主要依靠IFN-α和利巴韋林，IFN-α除了直接抑制病毒復(fù)制，還具有免疫調(diào)節(jié)功能，但其具體機(jī)制尚不清楚[18]。Burchill 等[21]研究19 例從未接受治療的慢性HCV 感染者接受抗病毒治療前后T 細(xì)胞表面TIGIT 的表達(dá)，發(fā)現(xiàn):①抗病毒治療顯著下調(diào)了TIGIT 在CD4+和CD8+T 細(xì)胞亞群的表達(dá)，同時(shí)伴隨病毒被快速清除；②外周血NK 細(xì)胞表面TIGIT 并沒有降低，提示抗病毒藥物可能對(duì)T 細(xì)胞表面TIGIT 表達(dá)有特殊效果；③抗病毒治療并沒有改變T 細(xì)胞功能低下經(jīng)典標(biāo)志物PD-1 和Tim-3 的相對(duì)表達(dá)，他們歸因于可能是因?yàn)樗x群體這些標(biāo)志物的相對(duì)較低表達(dá)所致；④盡管抗病毒治療導(dǎo)致病毒被快速清除，但外周HCV 特異性T 細(xì)胞數(shù)量并沒有相應(yīng)增加，抗病毒治療反而降低了HCV 特異性殺傷性T 細(xì)胞表面PD-1 的表達(dá)；⑤結(jié)合慢性病毒感染鼠類模型[21]和人類腫瘤的研究資料[21]，他們認(rèn)為TIGIT 介導(dǎo)的信號(hào)途徑對(duì)于增強(qiáng)HCV 感染的慢性化緊密相關(guān)，TIGIT 表達(dá)在NK 細(xì)胞介導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷中發(fā)揮重要的保護(hù)作用，提示TIGIT 的上調(diào)可能與機(jī)體對(duì)HCV 感染抑制作用的增強(qiáng)相關(guān)。

3.4 TIGIT 在淋巴細(xì)胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒感染中的作用

淋巴細(xì)胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）是一種有包膜和分節(jié)段的負(fù)鏈RNA 病毒，根據(jù)組織性和毒力的不同劃分為不同致病型別的病原體，但各種型別具有相同的特異性抗原。LCMV 可以導(dǎo)致人類淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎，這是一種急性傳染病，臨床表現(xiàn)不一，可以是隱性感染，也可以表現(xiàn)為流感樣，以起病急、發(fā)熱、頭痛、肌肉痛為主要表現(xiàn)，嚴(yán)重者可出現(xiàn)腦膜腦炎。利用LCMV 慢性感染小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，TIGIT 在人和小鼠腫瘤浸潤T 細(xì)胞中高度表達(dá)，在癌癥和慢性病毒感染模型中，TIGIT 和PD-L1 的抗體協(xié)同作用特異性增強(qiáng)了CD8+T 細(xì)胞的功能，分別導(dǎo)致顯著的腫瘤抑制和病毒清除。這種作用可通過阻斷TIGIT 的共刺激受體DNAM-1 抵消，這些結(jié)果確定了TIGIT 是一種共抑制受體，它在抗腫瘤和抑制CD8+T 細(xì)胞依賴的慢性免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[22]。

4 結(jié)語

2009 年，TIGIT 首次被確認(rèn)為一個(gè)抑制T 細(xì)胞和NK 細(xì)胞的活化的免疫節(jié)點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤抗原特異性CD8+T 細(xì)胞和CD8+TILs 參與的適應(yīng)性免疫腫瘤中，TIGIT 的表達(dá)上調(diào)可能是導(dǎo)致多種病毒慢性感染中T 細(xì)胞功能低下的原因之一，在多種病毒慢性感染過程中發(fā)揮重要作用。TIGIT 在機(jī)體免疫系統(tǒng)中可能扮演重要角色，但其發(fā)揮作用的具體方式和詳細(xì)機(jī)制十分復(fù)雜，值得深入研究，闡明TIGIT 的機(jī)制將為多種免疫相關(guān)疾病的治療提供新的思路和靶點(diǎn)。