TIGIT與抗腫瘤免疫①

吳紅艷 楊建林

(三峽大學(xué)腫瘤微環(huán)境與免疫治療湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，宜昌 443002)

共抑制或免疫檢查點(diǎn)受體，如CTLA-4和PD-1，在免疫細(xì)胞上表達(dá)以限制免疫應(yīng)答和阻止免疫病理進(jìn)程。阻斷共抑制受體PD-1和CTLA-4已經(jīng)成功地治療了幾種腫瘤。然而許多腫瘤患者對(duì)這些療法并沒(méi)有反應(yīng)，所以研究者希望能靶向新的共抑制受體。TIGIT(T細(xì)胞免疫球蛋白和ITIM結(jié)構(gòu)域)是共抑制受體，TIGIT、CD226及其配體形成的途徑類(lèi)似于B7-CD28-CTLA-4[1,2]。最近的研究表明針對(duì)TIGIT的治療方法是很有潛力的免疫治療方法。本文將綜述TIGIT在抗腫瘤免疫方面的應(yīng)用。

1 TIGIT的發(fā)現(xiàn)，表達(dá)及配體

TIGIT是CD28家族新成員，其在2009年由三個(gè)不同的研究小組通過(guò)生物信息學(xué)確認(rèn)[3-5]。TIGIT表達(dá)在活化的傳統(tǒng)αβT細(xì)胞上，也在記憶T細(xì)胞、調(diào)節(jié)T細(xì)胞、濾泡輔助細(xì)胞及NKT細(xì)胞上表達(dá)[6,7]。除T細(xì)胞外，TIGIT還表達(dá)在NK細(xì)胞上[8]，其中，在小鼠NK細(xì)胞上是誘導(dǎo)表達(dá)，在人NK細(xì)胞上是組成性表達(dá)。TIGIT結(jié)合兩個(gè)配體CD155和CD112[6,9]。CD155和CD112表達(dá)在DC細(xì)胞、T細(xì)胞和其他細(xì)胞如腫瘤細(xì)胞上。TIGIT與CD155的親和力高于與CD112的親和力。TIGIT:CD112相互作用是否介導(dǎo)抑制功能有待于進(jìn)一步確定。

CD226、CD96及TIGIT可與相應(yīng)配體一起形成通路。在這個(gè)通路中CD226傳遞活化信號(hào)，而CD96和TIGIT傳遞抑制信號(hào)[10]。CD226、TIGIT及其配體形成的途徑讓人聯(lián)想到B7-CD28-CTLA-4途徑。如CTLA-4，TIGIT以比CD226高得多的親和力結(jié)合其配體并且可以劑量依賴(lài)的方式抑制CD226和CD155之間的相互作用。研究表明TIGIT不僅與CD226競(jìng)爭(zhēng)配體，而且也可以直接結(jié)合CD226并破壞其同源二聚化，從而破壞其共刺激作用。然而，尚不清楚TIGIT和CD226在發(fā)炎組織部位的T細(xì)胞上共表達(dá)的程度。

除了直接作用于T細(xì)胞和NK細(xì)胞外，TIGIT還通過(guò)觸發(fā)DC上CD155間接抑制免疫應(yīng)答。 CD155的細(xì)胞質(zhì)中含有基于免疫受體酪氨酸的抑制基序(ITIM)，TIGIT與CD155結(jié)合，可抑制IL-12p40的產(chǎn)生導(dǎo)致免疫耐受[11,12]。但CD155與CD96或CD226結(jié)合為何不能同樣誘導(dǎo)免疫耐受尚未明確。

2 TIGIT結(jié)構(gòu)與信號(hào)

TIGIT具有細(xì)胞外Ig可變區(qū)、1型跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)區(qū)，胞內(nèi)區(qū)含有ITIM和酪氨酸尾巴樣基序(ITT)[11]。雖然這些基序在小鼠和人類(lèi)之間是保守的，但哪些基序?yàn)門(mén)IGIT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)所需尚不清楚。到目前為止，有關(guān)TIGIT信號(hào)通路的研究主要在NK細(xì)胞上。在鼠NK細(xì)胞，ITT樣基序(Y227)和ITIM基序(Y233)上的酪氨酸磷酸化殘基都突變時(shí)，TIGIT的抑制功能丟失[13]。在人NK細(xì)胞，磷酸化的ITT樣基序Y225能與細(xì)胞溶質(zhì)適配器生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2(Grb2)結(jié)合，而Grb2可募集含SH2的肌醇磷酸酶-1(SHIP1)。SHIP1能抑制磷酸肌醇3激酶(PI3K)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路。酪氨酸磷酸化的ITT樣基序可以進(jìn)一步與β-抑制蛋白2結(jié)合并募集SHIP1以損害TRAF6自身泛素和NF-κB的活化。對(duì)人類(lèi)NK細(xì)胞的研究表明ITIM中Y231磷酸化和ITT樣基序中的Y225磷酸化與TIGIT功能相關(guān)[14,15]。

3 TIGIT與抗腫瘤免疫

CD8+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞及NK細(xì)胞在抗腫瘤免疫中發(fā)揮著非常重要的作用，關(guān)于TIGIT與抗腫瘤免疫，本文主要探討TIGIT對(duì)上述三種細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能的影響。

3.1TIGIT與CD8+T細(xì)胞免疫 Guillerey等[16]研究靶向TIGIT在治療多發(fā)性骨髓瘤中的潛在作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)C57BL/6野生型小鼠TIGIT+CD8+T細(xì)胞的百分比與骨髓瘤負(fù)荷相關(guān)。且TIGIT表達(dá)在 30%～40%的骨髓CD4+FoxP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞上。新診斷或復(fù)發(fā)的骨髓瘤患者骨髓CD8+T細(xì)胞上表達(dá)高水平的TIGIT。與其他抑制性分子相比，TIGIT更易于表達(dá)在骨髓瘤CD8+T細(xì)胞上，且主要表達(dá)在記憶性CD8+T細(xì)胞上。進(jìn)一步研究表明TIGIT+T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子TNF-α和IFN-γ的能力減弱，此外，骨髓瘤患者TIGIT+CD8+T細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞能力及增殖能力均減弱。為研究TIGIT在骨髓瘤發(fā)病機(jī)制中的作用，Guillerey等[16]將骨髓瘤VK12652細(xì)胞分別注入野生型和TIGIT-/-小鼠體內(nèi)，6周后，野生型小鼠的M蛋白水平明顯高于TIGIT-/-小鼠。用抗TIGIT單抗治療可顯著減少VK12652 MM模型小鼠的腫瘤負(fù)荷及延長(zhǎng)荷瘤鼠的壽命。且用單抗阻斷TIGIT功能后，多發(fā)性骨髓瘤患者CD8+T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子和脫顆粒的能力增強(qiáng)。

自體干細(xì)胞移植(SCT)仍然是多發(fā)性骨髓瘤患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方法，可延長(zhǎng)無(wú)進(jìn)展生存期。一小部分患者可實(shí)現(xiàn)疾病的長(zhǎng)期控制，但大多數(shù)患者最終復(fù)發(fā)。Minnie等[17]研究發(fā)現(xiàn)，使用針對(duì)PD-1或TIGIT的單克隆抗體的阻斷抑制性受體顯著延長(zhǎng)SCT后的骨髓瘤控制。此外，來(lái)自多發(fā)性骨髓瘤復(fù)發(fā)小鼠的CD8+T細(xì)胞表現(xiàn)出高IL-10分泌，其與TIGIT和PD-1表達(dá)增加有關(guān)。結(jié)果表明PD-1或TIGIT 阻滯可與SCT聯(lián)合應(yīng)用作為治療骨髓瘤的有效療法。

除了多發(fā)性骨髓瘤，Lu等[18]的數(shù)據(jù)顯示胃癌患者TIGIT和PD1阻斷可增強(qiáng)疫苗誘導(dǎo)的CTL的生長(zhǎng)和功能。 重要的是，TIGIT阻斷與PD1和Tim-3阻斷協(xié)同作用可增強(qiáng)Wilms 腫瘤蛋白-1(WT1)特異性CD8+T細(xì)胞生長(zhǎng)和功能，以恢復(fù)腫瘤誘導(dǎo)的T細(xì)胞功能障礙，并促進(jìn)晚期胃癌患者的抗腫瘤CD8+T細(xì)胞應(yīng)答。

Hung等[19]試圖確定抗PD-1和抗TIGIT聯(lián)合治療對(duì)小鼠膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)存活的影響，并闡明潛在的免疫機(jī)制。他們用具有顱內(nèi)GL261-luc+腫瘤的小鼠做動(dòng)物模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與頸淋巴結(jié)(CLN)和脾相比，TIGIT在顱內(nèi)CD8+T細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)上的表達(dá)上調(diào)。使用抗PD-1和抗TIGIT雙重治療可顯著提高小鼠存活率。治療效果與增強(qiáng)的效應(yīng)T細(xì)胞功能和抑制性Treg、腫瘤浸潤(rùn)性樹(shù)突細(xì)胞(TIDC)的下調(diào)相關(guān)。Hung等[19]進(jìn)一步研究GBM患者發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞上的TIGIT表達(dá)顯著升高。 TIGIT配體PVR在低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者的表達(dá)預(yù)示預(yù)后不良。由此得出結(jié)論，當(dāng)抗-TIGIT與抗-PD-1抗體聯(lián)合使用是針對(duì)鼠GBM的有效治療策略。鑒于人類(lèi)GBM細(xì)胞上有PVR表達(dá)的證據(jù)，TIGIT是有希望的免疫治療靶標(biāo)。

3.2TIGIT與CD4+T細(xì)胞 Catakovic等[20]研究顯示慢性粒細(xì)胞性白血病(CLL)患者CD4+T細(xì)胞TIGIT+百分比明顯增加。有趣的是，與低風(fēng)險(xiǎn)患者相比，晚期CLL患者CD4+TIGIT+T細(xì)胞數(shù)量升高。自體CLL細(xì)胞-T細(xì)胞共培養(yǎng)結(jié)果表明，從共培養(yǎng)物中去除CD4+TIGIT+T細(xì)胞會(huì)顯著降低CLL活力。以上結(jié)果顯示TIGIT+CD4+T細(xì)胞為CLL細(xì)胞提供了支持性微環(huán)境，TIGIT是CLL治療的潛在治療靶標(biāo)。

CD4+Tregs細(xì)胞表達(dá)多種抑制性受體，支持其抑制功能，包括TIGIT。Fourcade等[21]的研究顯示，在黑色素瘤患者中，與CD4+效應(yīng)T細(xì)胞相比，Tregs表現(xiàn)出TIGIT表達(dá)增加和競(jìng)爭(zhēng)性共刺激受體CD226的表達(dá)降低，導(dǎo)致TIGIT/CD226增加。在T細(xì)胞活化時(shí)，Tregs未能上調(diào)CD226。 TIGIT+Tregs在腫瘤中富集。 TIGIT和CD226分別增強(qiáng)與破壞Treg的抑制作用和穩(wěn)定性。 Tregs中高TIGIT/CD226比率與腫瘤中Treg頻率增加和免疫檢查點(diǎn)阻斷后不良臨床結(jié)果相關(guān)?？偠灾?，Tregs中TIGIT/CD226的高比例可調(diào)節(jié)其抑制功能和黑色素瘤的穩(wěn)定性?？赏ㄟ^(guò)激活Tregs中的CD226以及TIGIT阻斷來(lái)抵消癌癥患者中的Treg抑制。

3.3TIGIT與NK細(xì)胞 Zhang等[22]研究發(fā)現(xiàn)TIGIT在腫瘤浸潤(rùn)性NK細(xì)胞中的表達(dá)與腫瘤進(jìn)展有關(guān)，并且與NK細(xì)胞功能衰竭有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)僅TIGIT缺陷的NK細(xì)胞缺乏足以延遲體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng),通過(guò)單克隆抗體阻斷TIGIT可逆轉(zhuǎn)多種腫瘤中抗腫瘤NK細(xì)胞的耗竭并改善宿主的存活率。進(jìn)一步研究證明了阻斷TIGIT可直接逆轉(zhuǎn)腫瘤浸潤(rùn)的NK細(xì)胞的耗竭是獨(dú)立于適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的。這些研究結(jié)果表明，NK細(xì)胞相關(guān)的TIGIT信號(hào)傳導(dǎo)途徑在腫瘤逃避免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用，逆轉(zhuǎn)NK細(xì)胞衰竭對(duì)于基于阻斷TIGIT的抗腫瘤免疫療法治療效果至關(guān)重要。

綜上，單獨(dú)靶向抑制性受體TIGIT的單克隆抗體或與其他免疫療法聯(lián)合使用可通過(guò)強(qiáng)化T細(xì)胞或NK細(xì)胞的殺傷功能而行使對(duì)腫瘤的免疫治療。