TIGIT與相關(guān)皮膚疾病的研究進(jìn)展

王萬(wàn)絲 沈嘉慶 劉 毅

北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院皮膚病醫(yī)院皮膚病研究所,江蘇南京,210042

TIGIT(T cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains,TIGIT)是一種由免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制基序組成的共抑制受體,主要在活化T細(xì)胞及先天免疫淋巴細(xì)胞表面表達(dá)。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對(duì)TIGIT及其在相關(guān)皮膚病中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 TIGIT的結(jié)構(gòu)和表達(dá)

TIGIT于2009年首次被鑒定為調(diào)節(jié)T細(xì)胞功能的抑制性受體,屬于免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)超家族。作為跨膜蛋白,TIGIT主要由三部分構(gòu)成,即I型跨膜結(jié)構(gòu)域、細(xì)胞外Ig可變(immunoglobulin variable,IgV)結(jié)構(gòu)域、Ig尾酪氨酸(Ig tail-tyrosine,ITT)樣基序與一個(gè)免疫受體酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif,ITIM)[1]。IgV結(jié)構(gòu)域中包含一個(gè)保守的亞基序,組成TIGIT與其配體脊髓灰質(zhì)炎病毒受體(poliovirus receptor,PVR)結(jié)合時(shí)“鎖鑰”結(jié)構(gòu)的一部分[1]。

TIGIT主要表達(dá)在活化的T細(xì)胞及先天免疫淋巴細(xì)胞表面,在效應(yīng)T細(xì)胞及記憶T細(xì)胞表面也有較高的表達(dá)[2]。此外,TIGIT還可在調(diào)節(jié)性T(regulatory T cells,Treg)細(xì)胞、自然殺傷(natural killer cells,NK)細(xì)胞、NKT細(xì)胞及濾泡輔助T(follicular helper T cells,Tfh)細(xì)胞表面表達(dá),并在激活的Treg細(xì)胞和NK細(xì)胞表面進(jìn)一步表達(dá)增強(qiáng)[2]。高表達(dá)TIGIT的Treg細(xì)胞同時(shí)也高表達(dá)叉頭框蛋白P3(Forkhead box P3,Foxp3)及糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白[3]。

2 TIGIT是TIGIT-CD226-PVR軸的核心成員

TIGIT-CD226-PVR軸的主要配體是PVR(CD155),主要受體是TIGIT和CD226(DNAM-1),其他重要受體還包括CD96、CD112R(PVRIG)等。TIGIT、CD226與CD96均可與PVR競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合,TIGIT-CD226-PVR軸內(nèi)各配體、受體間相互作用關(guān)系詳見(jiàn)圖1。

(1)受體TIGIT、CD226與CD96均可與配體PVR競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合TIGIT對(duì)PVR具有最高親和力,CD96次之,CD226最低。(2)TIGIT與CD112R為抑制性受體,CD226為激動(dòng)性受體,CD96在NK細(xì)胞中為抑制性受體,但在T細(xì)胞中的激動(dòng)/抑制效應(yīng)尚不明確。(3)激活TIGIT可促Treg表達(dá)IL-10與Fgl2,抑制Th1與Th17細(xì)胞反應(yīng),CD226可通過(guò)與TIGIT競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合PVR直接下調(diào)TIGIT對(duì)Treg細(xì)胞的調(diào)節(jié)功能。(APC:抗原呈遞細(xì)胞;ITT :Ig尾酪氨酸;ITIM:免疫受體酪氨酸抑制基序;P:磷酸化;PVR:脊髓灰質(zhì)炎病毒受體;Fgl2:纖維蛋白原樣蛋白2;IL-10:白介素-10;+:激動(dòng)效應(yīng);-:抑制效應(yīng);雙向箭頭:受體與配體之間相互作用關(guān)系,箭頭粗細(xì)代表親和力大小)

2.1 TIGIT的四個(gè)主要配體 TIGIT主要與PVR和PVR的四個(gè)亞型結(jié)合,即PVR、PVRL1(CD111)、PVRL2(CD112)、PVRL3(CD113)、PVRL4(CD114),并與其他軸內(nèi)刺激性或抑制性受體競(jìng)爭(zhēng)相同配體。PVR是TIGIT最重要的配體,主要參與TIGIT-CD226-PVR軸內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)作用。晶體結(jié)構(gòu)分析顯示,TIGIT與PVR均為同源二聚體,在配體-受體相互作用后形成異源四聚體,且因?yàn)镮gV結(jié)構(gòu)域的保守序列,軸內(nèi)其他受體也可通過(guò)“鎖鑰”結(jié)構(gòu)與PVR形成類似的異源四聚體,與TIGIT競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合PVR,調(diào)節(jié)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[1,2,4,5]。通過(guò)選擇性剪接,PVR可產(chǎn)生4種不同亞型,包括2種跨膜亞型和2種可溶性亞型,但目前尚不清楚不同亞型的PVR是否對(duì)軸內(nèi)不同受體具有不同的親和力[1]。在小鼠體內(nèi),PVRL1主要與CD96結(jié)合,PVRL3也主要在小鼠中結(jié)合TIGIT,但在人體內(nèi)尚無(wú)證據(jù)[6]。PVRL2主要表達(dá)在樹(shù)突狀細(xì)胞表面,同時(shí)也在其他組織如胰腺、骨髓、腎臟和肺中廣泛表達(dá),對(duì)TIGIT的親和力弱于PVR[5]。PVRL4似乎是TIGIT的專一配體,目前尚未發(fā)現(xiàn)軸內(nèi)其他受體能與之結(jié)合[7]。此外,具核梭桿菌的Fap2蛋白被鑒定為T(mén)IGIT的一種配體,并可抑制NK細(xì)胞與T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)[8]。

2.2 TIGIT-CD226-PVR軸內(nèi)其他受體 除TIGIT外,TIGIT-CD226-PVR軸內(nèi)的其他重要受體還包括CD226(DNAM-1)、CD96、CD112R(PVRIG)等。TIGIT、CD226與CD96均可與PVR競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合,其中TIGIT對(duì)PVR具有最高親和力,CD96次之,CD226最低[4,5]。CD226在T細(xì)胞與NK細(xì)胞表面作為共刺激分子存在,此外還可表達(dá)于NKT細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞、血小板等細(xì)胞表面,激活CD226可通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)與蛋白激酶B(AKT)的活化激活NK細(xì)胞,并進(jìn)一步介導(dǎo)細(xì)胞毒作用[9]。CD96的功能尚不明確。在小鼠中,CD96可在NK細(xì)胞表面作為抑制性受體存在,減少NK細(xì)胞活化[10]。而在人體中,對(duì)CD96的功能研究存在相互矛盾的結(jié)果。通過(guò)對(duì)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,CD96與NK細(xì)胞功能衰竭相關(guān),而另一研究則發(fā)現(xiàn)阻斷CD96可增強(qiáng)NK細(xì)胞活性[11]。另有研究發(fā)現(xiàn),阻斷CD96對(duì)人原代T細(xì)胞分泌干擾素γ(IFN-γ)沒(méi)有影響[12]。CD112R是PVRL2的同源配體,且與PVRL2的結(jié)合似乎并不受TIGIT影響,但CD226能與之競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合PVRL2[4,12]。目前研究表明,阻斷CD112R可增強(qiáng)T細(xì)胞的抗腫瘤作用[4]。

2.3 TIGIT免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制 TIGIT的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域包括一個(gè)ITIM和一個(gè)ITT基序,故可直接介導(dǎo)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。ITIM基序?qū)τ谌梭w內(nèi)TIGIT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)必不可少,該基序突變將導(dǎo)致NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用的抑制機(jī)制喪失,在小鼠中,ITIM與ITT均可介導(dǎo)下游的抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[2,13]。在人NK細(xì)胞中,與配體結(jié)合后,ITT樣基序磷酸化可招募生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2(Grb2)與β-arrestin 2,進(jìn)一步通過(guò)下游磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)通路與絲裂活化蛋白激酶(MAPK)通路抑制NK細(xì)胞的細(xì)胞毒作用[14]。另一研究表明,TIGIT也可通過(guò)減少ERK1/2及ZAP70/Syk的磷酸化直接抑制NK細(xì)胞[15]。在T細(xì)胞中,TIGIT的調(diào)節(jié)作用可能通過(guò)T細(xì)胞抗原受體(T cell receptor,TCR)來(lái)實(shí)現(xiàn)。激動(dòng)TIGIT可直接抑制T細(xì)胞對(duì)CD3/CD28刺激的反應(yīng),并下調(diào)與TCR/CD28下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、T細(xì)胞活化及細(xì)胞周期相關(guān)的基因表達(dá)[16]。此外,TIGIT可能與PD-1具有協(xié)同作用,共同參與腫瘤的免疫逃逸[17]。

TIGIT與CD226對(duì)于Treg細(xì)胞功能的相反調(diào)節(jié)作用是理解TIGIT免疫調(diào)節(jié)作用的重要環(huán)節(jié)。阻斷CD226可增強(qiáng)移植物抗宿主病和皮膚移植小鼠模型中Treg細(xì)胞的免疫抑制功能,激活TIGIT則可以增加白介素(IL)-10與纖維蛋白原樣蛋白(Fgl)2表達(dá),抑制輔助T細(xì)胞(Th)1與Th17細(xì)胞反應(yīng)[18]。CD226可通過(guò)與TIGIT競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合PVR直接下調(diào)TIGIT對(duì)Treg細(xì)胞的調(diào)節(jié)功能,此過(guò)程不依賴CD226介導(dǎo)的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),CD226缺陷可增加PVR與TIGIT結(jié)合,進(jìn)一步抑制蛋白激酶B-哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白1復(fù)合物信號(hào)通路,上調(diào)Foxp3表達(dá),增強(qiáng)Treg的免疫抑制功能[19]。

3 TIGIT與相關(guān)皮膚病

3.1 TIGIT是黑素瘤治療的新靶點(diǎn) 黑素瘤是高度惡性的皮膚腫瘤,TIGIT被認(rèn)為是目前黑素瘤免疫治療中替代PD-1/CTLA-4的重要靶標(biāo)之一。與PD-1和CTLA-4不同,TIGIT在TIL和腫瘤浸潤(rùn)NK細(xì)胞上均有較高的表達(dá)水平[20]。研究發(fā)現(xiàn),與非復(fù)發(fā)小鼠相比,黑素瘤復(fù)發(fā)小鼠T細(xì)胞表面TIGIT表達(dá)增強(qiáng)[21],在患者腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞和CD8+腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TIL)上也觀察到TIGIT高表達(dá),且與患者較低的生存率明顯相關(guān)[22,23]。黑素瘤患者外周血和腫瘤部位的Treg細(xì)胞具有較高的TIGIT和較低的CD226表達(dá)水平,TIGIT/CD226比值升高[24]。由于TIGIT和CD226分別能增強(qiáng)和破壞Treg細(xì)胞的抑制功能和穩(wěn)定性,激活CD226或阻斷TIGIT有助于減輕黑素瘤的Treg抑制[24]。而在黑素瘤小鼠模型中阻斷TIGIT可逆轉(zhuǎn)腫瘤浸潤(rùn)NK細(xì)胞的耗竭,顯著增加小鼠的存活率[20]。

TIGIT與PD-1的表達(dá)在黑素瘤中顯著正相關(guān),兩者共同調(diào)節(jié)黑素瘤患者抗原特異性CD8+T細(xì)胞和CD8+TIL的擴(kuò)增和功能[23]。共表達(dá)PD-1 和 TIGIT 的淋巴細(xì)胞亞群比例則可用于預(yù)測(cè) PD-1阻斷劑的治療效果[25]。目前研究更強(qiáng)調(diào)TIGIT與其他阻斷劑的聯(lián)合應(yīng)用。在體外,同時(shí)阻斷TIGIT和PD-1可增強(qiáng)腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞和CD8+TIL的增殖,提高TIL對(duì)自體黑色素瘤細(xì)胞的反應(yīng)強(qiáng)度[23]。此外,同時(shí)阻斷IL15和TIGIT也可逆轉(zhuǎn)CD155介導(dǎo)的NK細(xì)胞抑制,阻礙黑素瘤轉(zhuǎn)移[26]。

腫瘤微環(huán)境中TIGIT的高表達(dá)可能提示患者對(duì)共抑制受體阻斷劑有更高的反應(yīng)。對(duì)于接受免疫治療的晚期黑素瘤患者,基線時(shí)TIGIT較高的表達(dá)量與更長(zhǎng)的總生存期相關(guān)[27]。高TIGIT淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)比例與抗PD-1免疫治療下更長(zhǎng)的無(wú)進(jìn)展生存期相關(guān),因此TIGIT 的DNA甲基化和表達(dá)被視為預(yù)測(cè)黑色素瘤免疫治療療效的生物標(biāo)志物[28]。同時(shí),黑素瘤患者前哨淋巴結(jié)組織中TIGIT表達(dá)增加也可能與無(wú)復(fù)發(fā)生存期改善有關(guān),有助于對(duì)患者進(jìn)行危險(xiǎn)分層,從而指導(dǎo)輔助治療[29]。

3.2 TIGIT高表達(dá)與皮膚T細(xì)胞淋巴瘤預(yù)后不良相關(guān) 蕈樣肉芽腫(granuloma fungoides,MF)和Sézary綜合征(Sézary syndrome,SS)是皮膚T細(xì)胞淋巴瘤最常見(jiàn)的兩種亞型。在MF患者中,CD4+和CD8+TIL表面共表達(dá)TIGIT和PD-1,這種趨勢(shì)在不同疾病分期中均一致[30]。另一研究也表明,在MF和SS患者外周血CD4+T細(xì)胞表面的TIGIT表達(dá)明顯升高[31]。在部分SS患者外周血中可發(fā)現(xiàn)高TIGIT表達(dá)的CD4+T亞群,該亞群TIGIT與CD26-、TCRVβ+正相關(guān),而這些患者多被診斷為B2晚期,故高表達(dá)TIGIT的CD4+T細(xì)胞常被定義為SS中的惡性細(xì)胞群,與疾病預(yù)后不良密切相關(guān)[31]。TIGIT也在隨后多項(xiàng)研究中被用作惡性標(biāo)記物。在低劑量全身皮膚電子束治療后,SS患者外周血中包括TIGIT在內(nèi)的免疫衰竭標(biāo)志物較治療前的基線水平顯著降低[32]。在抗人CCR4抗體莫加珠單抗治療后,TIGIT和PD-1共表達(dá)的CD4+T細(xì)胞數(shù)量隨治療而減少[33]。此外,在進(jìn)展為皮膚T細(xì)胞淋巴瘤的淋巴細(xì)胞變異高嗜酸性粒細(xì)胞綜合征的患者中也發(fā)現(xiàn)TIGIT基因過(guò)表達(dá),提示其在腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)化中的潛在作用[34]。

3.3 TIGIT是系統(tǒng)性紅斑狼瘡潛在治療靶點(diǎn) TIGIT在系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)患者外周血CD4+T細(xì)胞上表達(dá)升高,在NK細(xì)胞上表達(dá)降低,并都與疾病的活動(dòng)度相關(guān)。SLE患者外周血中表達(dá)TIGIT的NK細(xì)胞比例明顯低于健康對(duì)照組,特別是疾病活動(dòng)指數(shù)較高的患者。然而,該比例在常規(guī)治療后可顯著增加,提示NK細(xì)胞上TIGIT水平與疾病活動(dòng)度和嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)[35]。TIGIT被認(rèn)為是NK細(xì)胞的負(fù)性調(diào)節(jié)因子,低表達(dá)TIGIT的NK細(xì)胞具有相對(duì)高水平的細(xì)胞功能,在體外阻斷TIGIT可恢復(fù)NK細(xì)胞分泌其活化標(biāo)志物IFN-γ的功能[35]。相反,TIGIT在SLE患者外周血CD4+T細(xì)胞上高表達(dá)。SLE患者特異性的自身抗體(如抗dsDNA抗體、抗Sm抗體)滴度、疾病活動(dòng)指數(shù)評(píng)分與表達(dá)TIGIT的CD4+T細(xì)胞比例呈正相關(guān)[36]。然而在有血液學(xué)和腎臟癥狀的SLE患者中,TIGIT+T細(xì)胞比例較其他SLE患者降低[37]。

SLE是一種T細(xì)胞依賴性的自身免疫性疾病,CD4+T細(xì)胞在SLE中發(fā)揮關(guān)鍵致病作用,過(guò)表達(dá)的TIGIT可抑制CD4+T細(xì)胞功能。在體外實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)CD155激活TIGIT通路可顯著減弱SLE患者CD4+T細(xì)胞的活性,在小鼠模型中,給予CD155可緩解紅斑狼瘡癥狀并延緩疾病發(fā)展[38]。TIGIT-Ig融合蛋白的應(yīng)用可延遲狼瘡小鼠蛋白尿發(fā)作時(shí)間,降低血清抗核抗體濃度,顯著提高存活率[39]。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn),TIGIT-Ig治療組中B細(xì)胞亞群(包括生發(fā)中心B細(xì)胞、漿母細(xì)胞和漿細(xì)胞)的比例降低,TIGIT-Ig可能通過(guò)B細(xì)胞中的SPI-B-PAX5-XBP1軸來(lái)降低體外抗體分泌細(xì)胞的分化和抗體的產(chǎn)生[40]。目前的研究結(jié)果表明TIGIT是SLE治療中具有前景的潛在靶點(diǎn)。

3.4 TIGIT表達(dá)量與銀屑病PASI評(píng)分呈負(fù)相關(guān) 共抑制受體在銀屑病免疫發(fā)病機(jī)制中可能發(fā)揮一定的作用。與健康對(duì)照組相比,銀屑病患者外周血CD4+T細(xì)胞中TIGIT的表達(dá)水平和mRNA水平明顯降低,TIGIT表達(dá)量與銀屑病皮損面積嚴(yán)重程度指數(shù)(PASI)呈負(fù)相關(guān)[41],患者全身炎癥表現(xiàn)與T細(xì)胞表面TIGIT低表達(dá)有關(guān)[42]。

接受治療后的銀屑病患者外周血CD4+T細(xì)胞表面TIGIT表達(dá)增加。在接受阿維A治療4個(gè)月后,患者外周血中表達(dá)TIGIT的CD4+T細(xì)胞顯著增加,IFN-γ和IL-17A水平下降,IL-10升高[41],類似的現(xiàn)象也在英夫利昔單抗治療后觀察到[43]。此外,研究還發(fā)現(xiàn)患者TIGIT的基線表達(dá)量與英夫利昔單抗治療第10周PASI 評(píng)分下降百分比呈負(fù)相關(guān),這提示TIGIT的外周血表達(dá)水平或可作為生物制劑療效的預(yù)測(cè)性標(biāo)志物[43]。

研究發(fā)現(xiàn),在TIGIT-CD226-PVR軸上,抗原呈遞細(xì)胞上的PVR可與T細(xì)胞表面刺激性受體CD226或抑制性受體TIGIT相互作用,阻斷CD226能抑制T細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子,阻斷 TIGIT則促進(jìn)T細(xì)胞增殖,這兩種受體共同調(diào)控T細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[42]。而激活TIGIT可顯著抑制CD4+T細(xì)胞增殖,降低外周血中IFN-γ和IL-17A水平[41]。TIGIT對(duì)CD4+T細(xì)胞增殖的抑制作用可能參與銀屑病的發(fā)病機(jī)制,激活TIGIT信號(hào)通路可能是潛在的治療途徑。

3.5 TIGIT在其他皮膚疾病中的異常表達(dá) 在皮膚鱗狀細(xì)胞癌功能受損的NK細(xì)胞上,以TIGIT為主的耗竭標(biāo)志物表達(dá)增加,表明TIGIT在NK細(xì)胞功能障礙中發(fā)揮重要作用[44]。Merkel細(xì)胞癌是一種侵襲性神經(jīng)內(nèi)分泌皮膚癌,在腫瘤組織中觀察到TIGIT的異常表達(dá)以及CD155染色減弱,提示靶向TIGIT-CD155信號(hào)傳導(dǎo)治療Merkel細(xì)胞癌的潛在可行性[45]。共表達(dá)PD-1和TIGIT的淋巴細(xì)胞亞群水平似乎可預(yù)測(cè) PD-1阻斷劑對(duì)Merkel細(xì)胞癌的療效[25]。

在其他炎癥性皮膚疾病中也觀察到TIGIT的異常表達(dá)。皮肌炎患者外周血中CD4+T細(xì)胞表面TIGIT表達(dá)增加,且與疾病活動(dòng)度密切相關(guān),治療后可顯著降低[46];輕度特應(yīng)性皮炎患者中雖也有相似表達(dá)趨勢(shì),但重度患者外周血中CD4+T細(xì)胞TIGIT表達(dá)量反而減少,并與血清IgE水平呈負(fù)相關(guān)[47]。在麻風(fēng)病變中,TIGIT在CD8+T細(xì)胞上高表達(dá),提示麻風(fēng)病變中CD8+T細(xì)胞可能受到耗竭[48]。

4 小結(jié)

本文總結(jié)TIGIT在皮膚疾病領(lǐng)域的研究進(jìn)展,包括其結(jié)構(gòu)、表達(dá)、作用機(jī)制以及在多種皮膚疾病中的研究現(xiàn)狀,提示其可能參與多種皮膚疾病的發(fā)生發(fā)展,有望成為治療黑素瘤、系統(tǒng)性紅斑狼瘡的潛在靶點(diǎn),還可作為評(píng)估皮膚T細(xì)胞淋巴瘤、銀屑病等疾病預(yù)后和治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)性標(biāo)志物。了解TIGIT在相關(guān)皮膚病中的研究進(jìn)展,有助于進(jìn)一步在皮膚科領(lǐng)域開(kāi)發(fā)和利用該分子,并深入探究共抑制受體在相關(guān)皮膚病中的作用機(jī)制。