TIGIT/CD155在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

朱艷君，李晶晶，孫 琦，劉 斌

靶向PD-1及其配體PD-L1的藥物在腫瘤免疫治療中取得了突破性進(jìn)展[1]，但整體應(yīng)答率不高，很多患者無法從中獲益。因此尋找新的免疫檢查點(diǎn)和生物標(biāo)志物，擴(kuò)大受益人群和更精準(zhǔn)的篩選治療適用人群是亟待解決的難題。T細(xì)胞免疫球蛋白和ITIM結(jié)構(gòu)域蛋白(T-cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains, TIGIT)是一種共抑制性受體，于2009年被Yu等[2]首次報道。研究發(fā)現(xiàn)TIGIT在多種惡性腫瘤中高表達(dá)，且與患者預(yù)后密切相關(guān)。靶向TIGIT單抗可有效地恢復(fù)T細(xì)胞功能，進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤作用。因此，TIGIT及其配體CD155有望成為腫瘤免疫治療的新靶點(diǎn)或預(yù)測預(yù)后的生物標(biāo)志物。研究發(fā)現(xiàn)TIGIT和PD-1/PD-L1聯(lián)合阻斷能逆轉(zhuǎn)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)的效應(yīng)功能，進(jìn)而抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。因此，聯(lián)合靶向TIGIT和PD-1/PD-L1具有重要的科學(xué)和應(yīng)用價值。該文就TIGIT/CD155的分子結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能，及其在惡性腫瘤中的表達(dá)和免疫調(diào)控作用進(jìn)行綜述，以期為腫瘤患者免疫治療提供一些新思路和指導(dǎo)。

1 TIGIT/CD155的分子結(jié)構(gòu)

TIGIT是一種T細(xì)胞和NK細(xì)胞共抑制性受體，又稱WUCAM、Vstm3或VSIG9[3]。TIGIT是免疫球蛋白(Ig)超家族的成員，2009年由Yu等[2]通過生物信息學(xué)首次確認(rèn)。TIGIT具有細(xì)胞外Ig可變區(qū)、Ⅰ型跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)區(qū)，胞內(nèi)區(qū)含有免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)和免疫球蛋白尾部酪氨酸(ITT)樣基序[4]。TIGIT分子較為保守，人類TIGIT氨基酸序列與恒河猴、狗和小鼠的TIGIT氨基酸序列分別具有88%、67%和58%的同源性[2]。

TIGIT的配體包括CD112、CD113以及脊髓灰質(zhì)炎病毒受體(polio virus receptor, PVR)，其中PVR是TIGIT的高親和力同源受體，PVR也稱CD155、Necl-5和Tage4[5]。CD155是一種免疫球蛋白超家族黏附分子，該蛋白由跨膜區(qū)域、具有三個Ig樣環(huán)的細(xì)胞外區(qū)域和胞質(zhì)區(qū)域組成[6]。

2 TIGIT/CD155在免疫細(xì)胞中的表達(dá)及生物學(xué)功能

TIGIT主要表達(dá)于各種免疫細(xì)胞，包括CD8+CTL、CD4+濾泡輔助性T(Th)細(xì)胞、FOXP3+調(diào)節(jié)性T(Treg)細(xì)胞和NK細(xì)胞[7]。研究[2]發(fā)現(xiàn)，TIGIT與樹突狀細(xì)胞上的CD155相互作用可增加IL-10的分泌，同時減少促炎細(xì)胞因子IL-12的分泌，從而抑制T細(xì)胞反應(yīng)。據(jù)報道，TIGIT可不依賴于抗原遞呈細(xì)胞而直接抑制T細(xì)胞功能[8]。TIGIT可誘導(dǎo)Treg細(xì)胞分泌Fgl2，TIGIT+Treg細(xì)胞可以選擇性抑制Th1和Th17細(xì)胞反應(yīng)，但不抑制Th2細(xì)胞反應(yīng)[9]。TIGIT與CD155結(jié)合后，ITT樣基序在Tyr225處磷酸化并與胞質(zhì)銜接子Grb2結(jié)合，后者可募集SHIP1來抑制PI3K和MAPK信號級聯(lián)，從而下調(diào)NK細(xì)胞活性[10]。磷酸化的ITT樣基序與β-arrestin2結(jié)合，并募集SHIP1來破壞TRAF6自體泛素化，從而抑制NK細(xì)胞中NF-κB活性和IFN-γ的產(chǎn)生[11](圖1)。

圖1 TIGIT/CD155分子結(jié)構(gòu)和信號通路

CD155主要在樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表面表達(dá)，但在非造血組織如腎、神經(jīng)系統(tǒng)和腸道中也有不同程度表達(dá)[12]。CD155作為一種免疫球蛋白樣黏附分子，參與細(xì)胞運(yùn)動、NK和T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫。研究發(fā)現(xiàn)，CD155通過上調(diào)Cyclin D2激活ERK信號，下調(diào)p27并縮短G0/G1期，在RAS突變癌細(xì)胞的增殖中起著積極作用[13]。另一方面，CD155下調(diào)抑制腫瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯在G2/M期[14]。

3 TIGIT/CD155在惡性腫瘤中的表達(dá)及免疫調(diào)控

TIGIT在黑色素瘤、乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌、結(jié)腸腺癌、胃癌、急性髓細(xì)胞性白血病和多發(fā)性骨髓瘤組織中異常高表達(dá)[12]。其配體CD155在正常組織中不表達(dá)或表達(dá)較弱，但在多種惡性腫瘤(包括結(jié)腸癌、肺腺癌、黑素瘤、胰腺癌和膀胱癌)中高表達(dá)[15]。

免疫療法改變了頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)等多種惡性腫瘤的傳統(tǒng)治療格局[16-18]，顯著延長了部分中晚期患者的生存時間，但其治療仍存在不足，因此，尋找新的免疫檢查點(diǎn)和生物標(biāo)志物，從而擴(kuò)大受益人群和更精準(zhǔn)的篩選治療人群具有重要的科學(xué)意義。HNSCC是常見的惡性腫瘤之一，病死率高達(dá)40%～50%[16]。Wu等[18]發(fā)現(xiàn)TIGIT在腫瘤浸潤C(jī)D8+和CD4+T細(xì)胞上異常高表達(dá)，且與PD-1表達(dá)具有相關(guān)性。在小鼠Treg細(xì)胞上可檢測到TIGIT表達(dá)，其功能與免疫抑制相關(guān)。進(jìn)一步評估TIGIT配體CD155在HNSCC組織中的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)CD155在腫瘤細(xì)胞和腫瘤間質(zhì)免疫細(xì)胞中表達(dá)，且與腫瘤病理分級和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。此外，臨床研究結(jié)果顯示CD155高表達(dá)患者的生存期更短，提示CD155可能是HNSCC潛在的預(yù)后生物標(biāo)志物。靶向TIGIT的單克隆抗體，可通過增強(qiáng)CD8+T細(xì)胞的免疫殺傷作用和抑制Treg細(xì)胞免疫抑制效應(yīng)發(fā)揮抗腫瘤作用。因此，TIGIT/CD155信號通路有望成為HNSCC免疫治療的新靶點(diǎn)。

Tang等[19]在胃癌中的相關(guān)研究表明，TIGIT和PD-1在胃癌組織中高表達(dá)，其表達(dá)與腫瘤大小、組織學(xué)類型、TNM分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。生存分析顯示，TIGIT和PD-1高表達(dá)與較短的總生存期、首次進(jìn)展和進(jìn)展后生存期相關(guān)，提示TIGIT和PD-1可能是影響胃癌患者預(yù)后的危險因素。Xu等[20]發(fā)現(xiàn)TIGIT和PD-1表達(dá)與腫瘤浸潤性CD8+T細(xì)胞呈顯著正相關(guān)，流式細(xì)胞術(shù)分析表明，TIGIT在胃癌腫瘤微環(huán)境中高表達(dá)可以抑制腫瘤浸潤性CD8+T細(xì)胞的功能，導(dǎo)致胃癌細(xì)胞逃避免疫殺傷。進(jìn)一步研究表明，聯(lián)合阻斷TIGIT、PD-1和T細(xì)胞免疫球蛋白粘蛋白-3(Tim-3)，可增強(qiáng)Wilms腫瘤蛋白-1(WT-1)特異性CD8+T細(xì)胞生長、增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生，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)胞反應(yīng)[21]，這提示聯(lián)合靶向TIGIT、PD-1和Tim-3可能在逆轉(zhuǎn)晚期胃癌患者的免疫逃逸中發(fā)揮重要作用。

Duan等[22]發(fā)現(xiàn)TIGIT和CD155在肝細(xì)胞癌組織中的表達(dá)高于癌旁組織，且與腫瘤分化程度有關(guān)。相關(guān)分析表明，CD4+T和Treg細(xì)胞上TIGIT的表達(dá)與甲胎蛋白呈正相關(guān)。因此，檢測TIGIT在肝細(xì)胞癌診斷中具有潛在的臨床價值。與健康者相比，肝細(xì)胞癌中PD-1和TIGIT在CD4+和CD8+T細(xì)胞上的共表達(dá)增加，且PD-1和TIGIT表達(dá)呈正相關(guān)。同時研究發(fā)現(xiàn)，PD-1+TIGIT+CD8+T細(xì)胞群體與患者總生存期和無進(jìn)展生存期呈負(fù)相關(guān)，而與腫瘤進(jìn)展呈正相關(guān)[23]，提示TIGIT和PD-1可以作為評估肝細(xì)胞癌預(yù)后的生物標(biāo)志物。在小鼠模型中，聯(lián)合阻斷TIGIT和PD-1可抑制腫瘤生長，延長小鼠的生存期[24]。由此得出結(jié)論，聯(lián)合靶向TIGIT和PD-1為肝癌的治療提供了潛在的理論依據(jù)，可預(yù)防疾病進(jìn)展并提高生存率。

王偉杰等[25]發(fā)現(xiàn)TIGIT和CD155在結(jié)直腸癌組織中表達(dá)明顯高于癌旁組織，且TIGIT和CD155表達(dá)與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤分化及病理分期具有顯著相關(guān)性。隨著分期增高，TIGIT和CD155的表達(dá)水平顯著上調(diào)。由此推斷，TIGIT和CD155表達(dá)與結(jié)直腸癌的進(jìn)展顯著相關(guān)，說明TIGIT和CD155可以作為評估結(jié)直腸癌預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物。Zheng等[26]證實敲除CD155基因可抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲，并降低FAK、Src和MMP-2的表達(dá)。研究表明敲除CD155導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在G1期，同時下調(diào)Cyclin D1和CDK4表達(dá)，上調(diào)p27和p21表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，敲除CD155可上調(diào)促凋亡蛋白Bax，下調(diào)抗凋亡蛋白BCL-2，從而導(dǎo)致結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡顯著增加。綜上所述，CD155高表達(dá)不僅導(dǎo)致結(jié)腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲，而且還促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和存活。

Xu等[27]采用免疫組化分析小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)中PD-L1、PD-1、CD155和TIGIT的表達(dá)，結(jié)果表明，CD155/TIGIT和PD-L1/PD-1在SCLC組織中高表達(dá)。臨床病理因素分析表明，PD-L1與CD155表達(dá)與SCLC患者總生存期顯著相關(guān)，TIGIT與PD-1表達(dá)水平與患者總生存期無明顯相關(guān)性。因此，檢測CD155和PD-L1的表達(dá)對預(yù)后具有重要的臨床意義。研究表明SCLC中PD-L1和CD155高表達(dá)與神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)高表達(dá)相關(guān)，提示NSE可能是篩選靶向CD155和PD-L1受益人群的重要指標(biāo)。免疫熒光雙染色法結(jié)果顯示，在CD8+腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(tumor infiltrates lymphocytes, TILs)表面檢測到TIGIT和PD-1表達(dá)，表明TIGIT和PD-1可能通過與腫瘤細(xì)胞上表達(dá)的配體相互作用而抑制TILs的細(xì)胞毒性。因此，TIGIT和PD-1及其配體在SCLC治療中具有重要意義。

Stamm等[28]分析乳腺癌樣本中PVR mRNA表達(dá)及相關(guān)臨床病理因素，發(fā)現(xiàn)PVR mRNA高表達(dá)與較高分級、ER陰性、PR陰性和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。與管腔亞型相比，HER-2陽性和三陰型乳腺癌(triple negative breast cancer, TNBC)中PVR mRNA水平較高，提示這2種分子分型乳腺癌患者可能在靶向PVR免疫治療中具有更高的獲益。一項針對TNBC的研究發(fā)現(xiàn)，CD155高表達(dá)與較短的總生存期相關(guān)，提示CD155是TNBC患者預(yù)后不良的指標(biāo)。同時發(fā)現(xiàn)CD155表達(dá)與間充質(zhì)標(biāo)志物(vimentin、ZEB1和Slug)呈正相關(guān)。進(jìn)一步研究表明，敲除CD155誘導(dǎo)TNBC細(xì)胞間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化，不僅抑制TNBC細(xì)胞在體內(nèi)和體外的侵襲和轉(zhuǎn)移，而且抑制TNBC細(xì)胞的生長和存活[29]。因此，CD155可作為乳腺癌治療的潛在分子靶標(biāo)或預(yù)測預(yù)后標(biāo)志物。

透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma, CCRCC)是腎細(xì)胞癌最常見的病理類型。Hong等[30]研究發(fā)現(xiàn)TIGIT和PD-1在CCRCC組織中的陽性率明顯高于癌旁組織。流式細(xì)胞術(shù)分析顯示，在外周血單核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMC)和TILs中檢測到TIGIT和PD-1的表達(dá)，且TIGIT表達(dá)明顯高于PD-1表達(dá)。相關(guān)性分析表明，癌組織距癌旁組織的距離越長，TIGIT和PD-1陽性率越低。由此表明，TIGIT和PD-1表達(dá)與CCRCC的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)局密切相關(guān)。因此，CCRCC患者可能從聯(lián)合靶向TIGIT和PD-1的免疫治療中受益。

4 結(jié)語

綜上所述，TIGIT/CD155在多種惡性腫瘤中高表達(dá)，且與患者預(yù)后密切相關(guān)；在腫瘤免疫監(jiān)視中，TIGIT/CD155的作用與PD-1/PD-L1軸在腫瘤免疫抑制作用類似。TIGIT通過與配體CD155結(jié)合，抑制T細(xì)胞和NK細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸。因此，TIGIT/CD155有望成為腫瘤免疫治療的新靶點(diǎn)或預(yù)測預(yù)后的標(biāo)志物。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TIGIT和PD-1/PD-L1聯(lián)合阻斷能逆轉(zhuǎn)CTL的效應(yīng)功能，進(jìn)而抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。目前，抗TIGIT單克隆抗體均處于臨床試驗中。羅氏在2020年ASCO會議上公布TIGIT單抗聯(lián)合PD-L1藥物作為一線療法，在治療PD-L1陽性轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌患者的Ⅱ期臨床研究中，取得積極的臨床數(shù)據(jù)。因此，聯(lián)合靶向TIGIT和PD-1/PD-L1可能是未來治療惡性腫瘤的研究方向。