抑制性受体TIGIT在慢性病毒感染中的作用机制研究进展

常宗宏，郑晓凤，王俊科，张久聪

1. 中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院 消化科，甘肃 兰州730050；2. 兰州大学第二医院 消化科，甘肃 兰州730030

T 细胞免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸抑制性基序结构域TIGIT［T-cell immunoglobulin and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif（ITIM）domain，TIGIT］，又称Vsig9/Vstm3/WUCAM，是近年来引起广泛关注的新型T 细胞和NK 细胞抑制性受体。TIGIT 参与T 细胞免疫应答、NK 细胞免疫应答的作用备受瞩目，在免疫反应中的调节作用也日益明确。TIGIT 可通过与肿瘤细胞、被感染细胞表面的多种配体相结合，激活免疫细胞内部负性刺激信号，从而抑制细胞过度活化和促炎性细胞因子的过度分泌，在肿瘤、病毒感染以及多种自身免疫病的免疫发病机制中发挥重要的调节功能。

1 TIGIT 及其配体

TIGIT 基因位于人类第16 号染色体，TIGIT 可表达于几乎所有T 细胞亚群（除初始CD4+T 细胞外）及NK 细胞表面。TIGIT 的结构由3 部分组成，即位于细胞外的胞外IgV 结构域、Ⅰ型跨膜蛋白构成的胞膜跨膜区，以及细胞内由免疫受体酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）和免疫球蛋白酪氨酸尾（immunoglobulin tyrosine tail，ITT）样基序构成的胞内信号区[1]。TIGIT 不但可以与CD155 结合，又名脊髓灰质炎病毒受体（poliovirus receptor，PVR），而且还可以与CD112 及CD226（DNAM-1）相结合发挥免疫效应。研究表明，PVR 与脊髓灰质炎病毒受体相似蛋白（PVRL）1～4、CD96 和DNAM-1 之间可以相互作用；TIGIT 可以通过竞争IgV 结构域结合从而有效阻断DNAM-1 或CD96 与PVR 结合[2]。

2 TIGIT 在免疫应答中发挥重要作用

2.1 TIGIT 参与T 细胞的免疫调节

研究发现，TIGIT 对T 细胞的作用方式包括直接作用和间接作用。TIGIT 可直接抑制T 细胞增殖，从而抑制T 细胞免疫应答反应。TIGIT 又可通过下调T 细胞受体α链的表达，降低T 细胞内部信号转导幅度，从而间接抑制T 细胞活化；或者通过与树突状细胞表面高亲和力的PVR 分子结合，增强其胞内细胞外调节蛋白激酶磷酸化水平，诱导树突状细胞分泌抗炎因子IL-10，IL-10 反过来作用于T 细胞，从而抑制T 细胞应答。PVR、DNAM-1、PVRL、CD96、IL-10 形成了对T 细胞活化的重要调节环路，这种调节作用同CD28 和CTLA-4 分子与CD80 分子的相互作用惊人地相似[3-4]。敲除TIGIT 基因后，T 细胞活化通路上的Tbet、GATA3、IRF4、RORc 等分子的表达均增加，而进一步敲除DNAM-1 基因后则不再产生这些变化，由此认为TIGIT 抑制T 细胞活化还有可能是通过和DNAM-1 拮抗竞争来发挥作用的[5-6]。

多种机制研究已经证明了TIGIT 抑制免疫功能的能力。首先是TIGIT 在促炎和抗炎细胞因子分泌中的作用。TIGIT 结合后，PVR 被磷酸化，从而通过单核树突状细胞调节Erk 活性和细胞因子的产生。这提高了IL-10 的产量并减少了IL-12p40 的释放。IL-10 是一种有助于T 细胞功能低下和免疫抑制的抗炎细胞因子。利用RNA 干扰技术剔除TIGIT 后可诱导T 细胞增殖和增加IFN-γ的产量。应用抗体阻断细胞因子诱导的杀伤细胞表面的TIGIT 则能提高表达PVR 的肿瘤细胞的增殖以及IFN-γ、IL-6 和TNF-α的产生[7]。这一点在CD8+T 细胞表面TIGIT 的siRNA 敲除中也被证实，导致急性髓细胞白血病患者的TNF-α和IFN-γ的产生和CD8+T 细胞凋亡敏感性的降低[8]。

TIGIT 抑制免疫监视的第二种可能机制是通过竞争和直接抑制DNAM-1。在发现TIGIT 之前，人们只知道DNAM-1 结合配体PVR 和Nectin。后来发现与DNAM-1 相比，TIGIT、PVR 的结合更具亲和力，诱导T 细胞的抑制作用更强。此外，TIGIT 还对细胞表面的DNAM-1 有直接作用，削弱其二聚体化能力，从而激活免疫监视。小鼠模型实验表明，抗TIGIT 抗体激动剂在没有任何其他细胞类型存在的情况下都能抑制T 细胞增殖，提示在即使没有抗原和抗原呈递细胞存在的情况下TIGIT 都可能影响T 细胞增殖[9]。

TIGIT 还在分离出的人类淋巴细胞群中的Foxp3+Treg 细胞亚群中表达。Foxp3 在初始T 细胞向调节性T 细胞的成熟分化中十分必要。事实证明，缺乏TIGIT 的T 细胞Foxp3+表达降低。另外，TIGIT+Treg 细胞 共 表达CTLA-4 和PD-1 等免疫抑制因子。Treg 细胞中的TIGIT 激活释放一个基因程序使CD8+T 细胞失活。在小鼠模型中，与野生型Tregs 细胞相比，缺乏TIGIT 的Tregs 细胞导致了肿瘤的生长延迟，而缺乏TIGIT 的CD8+T 细胞则与野生型CD8+T 细胞相比有相似的肿瘤生长情况。因此认为，通过TIGIT+Tregs 和CD8+T细胞上调IL-10 的产量，能导致CD8+细胞毒性肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infiltrating lymphocytes，TILs）的异常功能表型的产生[10]。

在结肠癌、子宫内膜癌、乳腺癌和肾透明细胞癌等多种肿瘤相关T 细胞中均发现TIGIT 和PD-1 表达上调。肿瘤样本中TIGIT 与PD-1 的表达提示2 种受体能协同诱发T 细胞功能低下。此外，在晚期黑素瘤患者CD8+TILs 中TIGIT 上调、DNAM-1 下调，而且大多数细胞共同表达PD-1。TIGIT 的配体PVR 在皮肤T 细胞淋巴瘤患者中的表达与TIGIT 表达呈正相关。此外还发现这些患者外周血细胞中的DNAM-1 在NK 细胞和CD8+细胞上的表达降低，表明DNAM-1 和TIGIT 对抑制肿瘤的拮抗作用[11]。

TIGIT 在抑制循环T 淋巴细胞中的作用也在黑素瘤中得到证实[12]。PVR 在黑素瘤细胞系中组成性表达。IFN-γ产生细胞具有较高的PD-1 和TIGIT 表达和较低的DNAM-1 表达。PVR 过表达能显著抑制循环T 淋巴细胞的激活。此外，与周边微环境相比，转移性黑素瘤患者在肿瘤的Tregs上表达较高的TIGIT/DNAM-1 比率。急性髓细胞样白血病接受同种异体干细胞移植的患者在CD8+T 细胞上表达的TIGIT 增加。

有趣的是，TIGIT 在肿瘤微环境中的作用也可能与微生物群交织在一起。梭杆菌属成核菌被发现其数量与大肠癌组织中的CD3+T 细胞密度呈负相关，提示其在肿瘤发生中的作用。梭杆菌属成核菌在人类口腔中可产生一种蛋白质Fap2，Fap2 直接作用于TIGIT，可抑制NK 细胞的细胞毒性。在结直肠癌中PVR 的过度表达也进一步确定了TIGIT 在肿瘤中的作用[13]。

2.2 TIGIT 参与NK 细胞的免疫调节

NK 细胞在机体抗肿瘤、抗病毒和抗胞内寄生菌免疫方面发挥重要作用。TIGIT 也表达在NK 细胞中，可向细胞内部传递抑制信号，直接抑制NK 细胞毒性。这种对NK 细胞活性的下调发生在ITT 的磷酸化，即类似于TIGIT 胞质尾部的结构域。NK 细胞中的ITT 样域在Tyr225 处磷酸化并结合Grb2，招募SHIP1 终止NK 细胞的PI3K 和MAPK 信号通路。NK 细胞的成熟取决于TIGIT 受体的存在，TIGIT 同时也是其自我耐受发展的必要因素。

TIGIT 与免疫激活受体DNAM-1 或DNAX-1 竞争同一组配体PVR 和CD112（Nectin-2 或PVRL2）。DNAM-1 在单核细胞、T 细胞和NK 细胞上表达。与TIGIT 的免疫抑制作用相反，DNAM-1 能增强T 细胞和NK 细胞的毒性。DNAM-1 与PVR 和Nectin-2 的相互作用能增强NK 介导的肿瘤细胞溶解[14]。如果没有PVR 配体，NK 细胞就会变得低反应。DNAM-1 结合PVR 并可能提供共刺激信号诱导IFN-γ产生，与之相反，PVR 与TIGIT 的结合则能够抑制IFN-γ的产生并下调NK 细胞免疫应答。

3 TIGIT 在病毒感染性疾病中的作用

3.1 TIGIT 在人类免疫缺陷病毒（HIV）慢性感染中的作用

最近有关TIGIT 在慢性病毒感染中的研究主要集中在HIV 感染后的免疫应答。Chew 等[15]在研究急性HIV 感染者、慢性HIV 感染未用药物控制者、慢性HIV 感染抗病毒治疗控制者及精英控制者外周血单个核细胞（PBMC）中T 细胞表面TIGIT 的表达时发现:①HIV 感染中T 细胞表面TIGIT 的表达上调，并且与疾病进展、T 细胞活化和CD4+T 细胞相关HIV DNA 量呈正相关；②慢性HIV 感染者外周血TIGIT+细胞分泌更少的IL-2、TNF-α、IFN-γ，且脱颗粒能力显著降低；③通过TIGIT 抗体阻断CD8+T 细胞表面TIGIT 受体后，IL-2、TNF-α、IFN-γ等的分泌水平恢复；④TIGIT+和TIGIT+PD-1+的CD8+T 细胞数量增加与病情发展呈正相关；⑤不论是抗病毒治疗后病毒被抑制者或是免疫上的“精英控制者”，体内TIGIT 均保持在较高水平；⑥HIV 和SIV 特异性CD8+T 细胞处于功能低下状态，都表达高水平的TIGIT 和PD-1；⑦体外单一阻断TIGIT 或联合阻断TIGIT/PD-L1 都能恢复体外实验病毒特异性CD8+T 细胞的免疫应答；⑧TIGIT+CD4+T 细胞的表达与CD4+T细胞相关总HIV DNA 量呈正相关。Chew 等[15]认为TIGIT 可以作为HIV 特异性T 细胞功能低下的新的标志物，阻断TIGIT 和PD-L1 通路可以逆转HIV 造成的T 细 胞功 能 低下，TIGIT 对控 制HIV 慢性化发挥了重要作用。Fromentin 等[16]认为HIV 感染者T 细胞表面TIGIT 表达增加，且可以作为T 细胞功能低下的标志；Tauriainen 等[17]也认为HIV 感染者CD8+T 细胞表面高表达的TIGIT 影响细胞功能的正常发挥。TIGIT 在HIV 感染慢性化中维持CD8+T 细胞正常功能很重要，TIGIT 作为监测病毒特异性T 细胞免疫功能的关键标志分子，可能在感染T 细胞功能低下方面发挥重要作用[18-19]。

3.2 TIGIT 在人类T 淋巴细胞白血病病毒Ⅰ型感染中的作用

人类T 淋巴细胞白血病病毒I 型（human T-lymphotropic virus 1，HTLV-1）属于逆转录RNA病毒科肿瘤病毒亚科哺乳类C 型病毒，是第一个被发现的与人类疾病相关的逆转录病毒。HTLV-1 引起成人T 细胞白血病（ATL）和炎症性疾病，包括HTLV-1 相关脊髓病/热带痉挛性截瘫（HAM/TSP）。HTLV-1 bZIP 因子（HBZ）在肿瘤发生和炎症反应中发挥重要作用。HBZ 在ATL 细胞及携带者体内的HTLV-1 感染细胞中持续表达，HBZ 的转基因表达诱导了类似于HTLV-1 感染者的T 细胞淋巴瘤和全身炎症性疾病的发生。HTLV-1 主要通过细胞间接触传播，为了便于传播HTLV-1 增加了体内感染细胞的数量。因此，这个病毒已进化出促进感染细胞增生和逃避宿主免疫监视的策略。Yasuma 等[20]研究发现:①TIGIT 作为病毒蛋白HBZ 的作用靶点被上调；②TIGIT 通过IL-10 的免疫抑制作用削弱了机体的抗病毒免疫应答；③阻断感染者PBMC 中的TIGIT和PD-1 可以增强抗病毒免疫应答；④HTLV-1 通过诱导TIGIT 表达的上调，抑制T 细胞清除病毒的功能，导致了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 归属黄病毒科嗜肝病毒属，为单股正链RNA 病毒，在核衣壳外包绕含脂质的囊膜，囊膜上有刺突。HCV 的慢性持续感染增加了终末期肝病的发生风险。HCV 的治疗主要依靠IFN-α和利巴韦林，IFN-α除了直接抑制病毒复制，还具有免疫调节功能，但其具体机制尚不清楚[18]。Burchill 等[21]研究19 例从未接受治疗的慢性HCV 感染者接受抗病毒治疗前后T 细胞表面TIGIT 的表达，发现:①抗病毒治疗显著下调了TIGIT 在CD4+和CD8+T 细胞亚群的表达，同时伴随病毒被快速清除；②外周血NK 细胞表面TIGIT 并没有降低，提示抗病毒药物可能对T 细胞表面TIGIT 表达有特殊效果；③抗病毒治疗并没有改变T 细胞功能低下经典标志物PD-1 和Tim-3 的相对表达，他们归因于可能是因为所选群体这些标志物的相对较低表达所致；④尽管抗病毒治疗导致病毒被快速清除，但外周HCV 特异性T 细胞数量并没有相应增加，抗病毒治疗反而降低了HCV 特异性杀伤性T 细胞表面PD-1 的表达；⑤结合慢性病毒感染鼠类模型[21]和人类肿瘤的研究资料[21]，他们认为TIGIT 介导的信号途径对于增强HCV 感染的慢性化紧密相关，TIGIT 表达在NK 细胞介导的肝细胞损伤中发挥重要的保护作用，提示TIGIT 的上调可能与机体对HCV 感染抑制作用的增强相关。

3.4 TIGIT 在淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒感染中的作用

淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）是一种有包膜和分节段的负链RNA 病毒，根据组织性和毒力的不同划分为不同致病型别的病原体，但各种型别具有相同的特异性抗原。LCMV 可以导致人类淋巴细胞性脉络丛脑膜炎，这是一种急性传染病，临床表现不一，可以是隐性感染，也可以表现为流感样，以起病急、发热、头痛、肌肉痛为主要表现，严重者可出现脑膜脑炎。利用LCMV 慢性感染小鼠模型的研究发现，TIGIT 在人和小鼠肿瘤浸润T 细胞中高度表达，在癌症和慢性病毒感染模型中，TIGIT 和PD-L1 的抗体协同作用特异性增强了CD8+T 细胞的功能，分别导致显著的肿瘤抑制和病毒清除。这种作用可通过阻断TIGIT 的共刺激受体DNAM-1 抵消，这些结果确定了TIGIT 是一种共抑制受体，它在抗肿瘤和抑制CD8+T 细胞依赖的慢性免疫反应中发挥关键作用[22]。

4 结语

2009 年，TIGIT 首次被确认为一个抑制T 细胞和NK 细胞的活化的免疫节点。研究发现，在肿瘤抗原特异性CD8+T 细胞和CD8+TILs 参与的适应性免疫肿瘤中，TIGIT 的表达上调可能是导致多种病毒慢性感染中T 细胞功能低下的原因之一，在多种病毒慢性感染过程中发挥重要作用。TIGIT 在机体免疫系统中可能扮演重要角色，但其发挥作用的具体方式和详细机制十分复杂，值得深入研究，阐明TIGIT 的机制将为多种免疫相关疾病的治疗提供新的思路和靶点。