TIGIT在消化系統腫瘤中免疫應答作用研究進展

曹莉婷，于曉輝，張久聰

1.聯勤保障部隊第九四〇醫院 消化內科，甘肅 蘭州 730050；2.寧夏醫科大學，寧夏 銀川 750004

T細胞免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制性基序結構域（T-cell immunoglobulin and immunoreceptortyrosine-based inhibitory motifdomain，TIGIT）是近年發現的T細胞和NK細胞膜上的抑制性受體，可以與腫瘤細胞和病原體感染細胞膜上的配體相結合，活化抑制性信號通路，使得免疫細胞的生長發育和分泌細胞因子功能障礙，負性調節人體免疫功能，促進腫瘤細胞的增殖、逃逸和炎癥介質的產生，加速病情進展。在多種腫瘤相關性疾病的發生、病原體感染及自身免疫性疾病過程中發揮重要作用。

1 TIGIT概述

TIGIT又稱WUCAM、VSTM3或VSIG9，是2009年科研人員通過全基因組分析識別含有免疫調節受體典型結構域的蛋白質過程中發現的蛋白。TIGIT主要表達于活化的T細胞、調節性T細胞、記憶性T細胞及NK細胞的表面，原始T細胞及NK細胞表面的表達水平較低[1]。其結構由3部分組成，即細胞膜外的IgV結構域、跨膜區的Ⅰ型跨膜蛋白，以及細胞膜內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。TIGIT主要作用的配體是CD155，即脊髓灰質炎病毒受體（poliovirus receptor，PVR）。 TIGIT 還可 與 CD112（PVRL2）、CD113、CD226（DNAM-1）相互作用，調節T細胞、NK 細胞的免疫應答[2-3]。TIGIT 與 CD155、CD96、PVR相似蛋白（PVRL1～PVRL4）、CD226同為PVR或連接蛋白家族成員[4]。

表達在樹突狀細胞、T細胞、B細胞及巨噬細胞表面的CD155，是共刺激分子CD226和共抑制分子TIGIT的共同配體，兩者可競爭性結合CD155，與TIGIT結合后可抑制T細胞的活化，與CD226結合后可促進T細胞的活化，從而發揮截然相反的免疫學功能，共同調節人體免疫功能的動態平衡[5]。研究表明，TIGIT和CD155表達的升高在多種腫瘤、病毒感染及自身免疫性疾病的發病機制中發揮重要作用[6-7]。

目前的研究認為，TIGIT可能通過多種機制抑制免疫細胞的功能。①細胞外在作用：TIGIT與細胞膜上的CD155結合相互作用，下調T細胞和NK細胞免疫調節功能，誘導免疫耐受狀態。研究發現對腫瘤細胞具有抑制作用的細胞因子誘導的殺傷細胞（CIK），活化后其表面TIGIT及其配體CD155的表達均升高，TIGIT與CD155相互作用，直接抑制CIK的抗腫瘤作用。用TIGIT抗體阻斷TIGIT與CD155作用，可增加CIK的增殖及抗腫瘤細胞的細胞因子分泌，如IFN、TNF、IL-6[8]。另有研究報道，肺癌患者組織中TIGIT與其配體CD155表達的升高與不良預后密切相關[9]。②細胞內在作用：TIGIT除了與其配體CD155結合后抑制T細胞的功能外，還可通過與DNAM-1競爭性結合CD155，進而引起細胞內信號通路的活化。首次觀察到TIGIT可與DNAM-1競爭結合共配體是在敲除TIGIT的人類CD4+T細胞中，通過阻斷DNAM-1可增加T細胞分泌IFN-γ和T-box基因家族的新型轉錄因子（T-bet）。另一項研究發現TIGIT與DNAM-1競爭配體而抑制CD8+T細胞的免疫作用[10]。③TIGIT直接向效應細胞傳遞抑制性信號：ITIM基序是人TIGIT信號通路發揮作用的重要部分。Joller等[11]通過TIGIT-/-小鼠實驗發現，抑制TIGIT的表達可通過誘導活化抗原提呈細胞進而促進小鼠T細胞的增殖。另外，在體外實驗中，給予TIGIT-/-小鼠T細胞激動性抗TIGIT抗體刺激后可觀察到細胞的增殖，認為TIGIT可直接作用于T細胞進而調節免疫功能。

2 TIGIT在消化道腫瘤相關性疾病免疫反應中的作用

大量文獻報道表明，TIGIT的高表達在消化系統相關性腫瘤疾病進展中發揮重要作用。

2.1 食管癌

近年來食管癌的發病率整體呈下降趨勢，但隨著年齡的增加發病率仍然是增加的[12]。關于抑制性受體TIGIT在食管癌發生和發展中作用的報道較少，食管鱗狀細胞癌是在食管反復慢性炎癥反應背景下發生的，故免疫調節治療可能會成為其一種治療方式。Zhao等[13]通過免疫組織化學法檢測原發性食管鱗狀細胞癌患者組織中CD8+T細胞浸潤以及免疫檢查點蛋白（PD-1和TIGIT）的表達，結果發現在腫瘤浸潤性淋巴細胞（TILs）中PD-1陽性率為47.4%，TIGIT陽性率高于PD-1為49.4%，兩者單獨或同時表達增加的患者總體生存期明顯縮短，且預后較差。Xie等[14]也同樣發現食管癌患者外周血T細胞中TIGIT的表達存在異常，其中TILs中TIGIT的表達是上調的，與食管癌的臨床病理特點密切相關。在有限的研究報道中，我們仍可以總結出TIGIT在食管癌的發生發展過程中具有一定的作用，但具體機制尚不明確，仍須進一步深入研究。

2.2 胃癌

免疫檢查點抑制劑的研究在胃癌治療中亦取得了一定成就，與免疫治療密切相關的組織駐留記憶T細胞（Trm）是TILs的亞群，多為CD69+CD103+Trm，其數量的增加與胃癌患者的良好預后有關。利用脂肪酸氧化供能的Trm細胞高表達TIGIT、PD-1和CD39，靶向阻斷TIGIT可增加胃腺癌細胞脂肪酸結合蛋白4/5（Fabp4/5）的表達，促進Trm對脂質的攝取，提高Trm細胞的存活率，提高機體抗腫瘤免疫反應性[15]。Tang等[16]通過組織化學法檢測胃癌組織標本中TIGIT的表達水平，結果提示TIGIT的高表達與胃癌的分化程度、腫瘤轉移及預后等密切相關，同時采用流式細胞術檢測胃癌患者接受S-1加奧沙利鉑（SOX）化療前后外周血單個核細胞（PBMC）CD8+T細胞TIGIT的表達，TIGIT+CD8+T細胞百分比較前明顯下降，且與患者的腫瘤大小、分化及TNM分期相關，化療后隨訪12個月，TIGIT+CD8+T細胞高表達的患者易于復發，且復發后再次檢測PBMC中TIGIT+CD8+T細胞百分比顯著高于化療后，此外還對比分析了23例胃癌患者的無病生存率（DFS），TIGIT高表達組DFS與低表達組相比兩者差異具有顯著的統計學意義，綜合實驗結果認為TIGIT的表達水平可以作為預測胃癌進展和預后的指標之一，同時抑制免疫檢查點TIGIT進而增強機體的抗腫瘤免疫反應可作為胃癌的治療靶點。

TIGIT與其配體CD155、CD112結合后發揮其抑制免疫功能的生物活性作用，基于組織學研究結果提示TIGIT在胃癌組織中高表達，Xu等[17]采用qRT-PCR檢測胃癌細胞系AGS、MKN45、HGC27、BGC-823、MGC-803和SGC-7901等細胞膜中TIGIT及其配體CD155、CD112核酸的表達，結果均提示胃癌細胞TIGIT及配體mRNA表達呈現相同的高表達趨勢。在胃癌組織微環境中淋巴細胞過度表達TIGIT，進而抑制腫瘤特異性靶細胞的免疫調節功能，促進癌細胞的免疫逃逸，導致胃癌患者疾病進展和預后不良。

2.3 肝細胞肝癌

肝細胞肝癌的發病機制極其復雜，涉及病毒感染、基因突變、信號通路活化及免疫系統功能低下等。其中，腫瘤特異性T細胞數量減少及功能障礙在肝癌細胞免疫逃逸中發揮重要作用。近年研究發現免疫抑制性受體TIGIT在肝癌組織中的表達明顯升高，促進了癌細胞增殖與生長[18]。

Chiu等[19]在Trp53/C-Myc小鼠肝臟移植Hepa1-6肝癌細胞，通過Wester印跡檢測發現肝癌組織中TIGIT、PD1和LAG3等抑制性蛋白表達明顯升高，免疫組化和實時熒光定量PCR結果提示癌組織中PVRL1蛋白及核酸的表達均較非瘤組織明顯增加。另將敲除PVRL1的Hepa1-6細胞注射到小鼠肝臟內，發現肝內的癌組織生長緩慢，癌組織由大量的TIGIT+CD8+T細胞浸潤。而在Hepa1-6細胞中發現PVRL1的升高可以穩定細胞表面PVR，TIGIT與PVR結合共同作用于CD8+T細胞。在隨后的實驗中，給予Trp53/C-Myc小鼠和Hepa1-6移植瘤小鼠抗PD1和抗TIGIT藥物聯合治療，明顯抑制了小鼠肝內腫瘤的生長，增加了調節性T細胞的細胞毒性作用，可延長小鼠的生存時間。故認為肝癌細胞表面TIGIT表達明顯升高，與其相應的配體作用后，抑制了機體的抗腫瘤免疫反應。

Ostroumov等[20]通過對肝癌小鼠模型進行T細胞檢測和mRNA表達譜分析，將模型小鼠T細胞分為初始T細胞組、效應T細胞組和衰竭T細胞組，采用流式細胞術檢測每組細胞膜上TIGIT的表達，結果提示PD-1、TIM-3、TIGIT的表達均升高，其中TIGIT升高最顯著。微陣列分析發現在無腫瘤小鼠肝臟和荷瘤小鼠肝臟衰竭T細胞上TIGIT的表達明顯升高，而在效應T細胞上呈低表達，但PD-1在衰竭和效應T細胞上均高表達，綜合分析認為TIGIT可作為肝細胞癌組織中T細胞衰竭的標記物，識別處于不同分化階段的衰竭T細胞。此外，還有研究發現隨著肝癌細胞分化程度的降低，TIGIT與其配體CD155的表達水平均上調，且與AFP水平呈正相關[21]。

2.4 結直腸癌

結直腸癌（CRC）在全世界范圍內發病率和死亡率逐年升高，目前發病率已升至10.2%[22]。盡管其治療方式眾多，但晚期CRC患者的生存率仍不理想。近些年的腫瘤免疫相關研究已越來越受到學者的關注，其中免疫抑制性信號通路的活化是腫瘤細胞逃逸的機制之一，研究較為廣泛的PD-1/PD信號通路就是其中之一[23]。TIGIT的免疫作用機制與PD-1類似。Zhou等[24]收集大腸癌患者和健康體檢者組織學標本，發現TIGIT在癌組織中的表達明顯高于癌旁組織，晚期患者組織中TIGIT的表達高于早期結直腸癌，其中高表達TIGIT的患者無病生存率較低表達的患者明顯降低，故認為TIGIT表達的升高與患者的TNM分期及預后密切相關。

Ma等[25]同樣證實TIGIT與其配體CD155在結直腸癌組織中的表達高于癌前組織，細胞實驗發現阿司匹林可抑制癌細胞中TIGIT的表達，并隨著阿司匹林濃度的增加而降低，故認為阿司匹林可通過下調TIGIT的編碼抑制結腸癌細胞的增殖、促進癌細胞的凋亡。TIGIT在CRC組織中的表達與遺傳物質改變密切相關，TIGIT DNA低甲基化以及免疫檢查點/配體啟動子區抑制性組蛋白H3K9me3和H3K27me3低表達是其均參與了癌組織中TIGIT表達的上調[26]。

3 結語

當前，針對腫瘤微環境的免疫檢查點研究已成為熱點，其中抗CTLA-4及抗PD-1抗體成功應用于腫瘤治療為腫瘤免疫治療提供了方向。隨著對T細胞上免疫抑制性受體研究的深入，越來越多的成果證實表達在T細胞和NK細胞膜上的抑制性受體TIGIT可與腫瘤特異性靶細胞上的配體結合，抑制機體的免疫功能，促進腫瘤細胞逃逸。故深入探討針對TIGIT的靶向單克隆抗體可增加腫瘤特異性免疫細胞的殺傷作用，為腫瘤的免疫治療提供新的治療靶點。