TIGIT在消化系统肿瘤中免疫应答作用研究进展

曹莉婷，于晓辉，张久聪

1.联勤保障部队第九四〇医院 消化内科，甘肃 兰州 730050；2.宁夏医科大学，宁夏 银川 750004

T细胞免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸抑制性基序结构域（T-cell immunoglobulin and immunoreceptortyrosine-based inhibitory motifdomain，TIGIT）是近年发现的T细胞和NK细胞膜上的抑制性受体，可以与肿瘤细胞和病原体感染细胞膜上的配体相结合，活化抑制性信号通路，使得免疫细胞的生长发育和分泌细胞因子功能障碍，负性调节人体免疫功能，促进肿瘤细胞的增殖、逃逸和炎症介质的产生，加速病情进展。在多种肿瘤相关性疾病的发生、病原体感染及自身免疫性疾病过程中发挥重要作用。

1 TIGIT概述

TIGIT又称WUCAM、VSTM3或VSIG9，是2009年科研人员通过全基因组分析识别含有免疫调节受体典型结构域的蛋白质过程中发现的蛋白。TIGIT主要表达于活化的T细胞、调节性T细胞、记忆性T细胞及NK细胞的表面，原始T细胞及NK细胞表面的表达水平较低[1]。其结构由3部分组成，即细胞膜外的IgV结构域、跨膜区的Ⅰ型跨膜蛋白，以及细胞膜内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。TIGIT主要作用的配体是CD155，即脊髓灰质炎病毒受体（poliovirus receptor，PVR）。 TIGIT 还可 与 CD112（PVRL2）、CD113、CD226（DNAM-1）相互作用，调节T细胞、NK 细胞的免疫应答[2-3]。TIGIT 与 CD155、CD96、PVR相似蛋白（PVRL1～PVRL4）、CD226同为PVR或连接蛋白家族成员[4]。

表达在树突状细胞、T细胞、B细胞及巨噬细胞表面的CD155，是共刺激分子CD226和共抑制分子TIGIT的共同配体，两者可竞争性结合CD155，与TIGIT结合后可抑制T细胞的活化，与CD226结合后可促进T细胞的活化，从而发挥截然相反的免疫学功能，共同调节人体免疫功能的动态平衡[5]。研究表明，TIGIT和CD155表达的升高在多种肿瘤、病毒感染及自身免疫性疾病的发病机制中发挥重要作用[6-7]。

目前的研究认为，TIGIT可能通过多种机制抑制免疫细胞的功能。①细胞外在作用：TIGIT与细胞膜上的CD155结合相互作用，下调T细胞和NK细胞免疫调节功能，诱导免疫耐受状态。研究发现对肿瘤细胞具有抑制作用的细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK），活化后其表面TIGIT及其配体CD155的表达均升高，TIGIT与CD155相互作用，直接抑制CIK的抗肿瘤作用。用TIGIT抗体阻断TIGIT与CD155作用，可增加CIK的增殖及抗肿瘤细胞的细胞因子分泌，如IFN、TNF、IL-6[8]。另有研究报道，肺癌患者组织中TIGIT与其配体CD155表达的升高与不良预后密切相关[9]。②细胞内在作用：TIGIT除了与其配体CD155结合后抑制T细胞的功能外，还可通过与DNAM-1竞争性结合CD155，进而引起细胞内信号通路的活化。首次观察到TIGIT可与DNAM-1竞争结合共配体是在敲除TIGIT的人类CD4+T细胞中，通过阻断DNAM-1可增加T细胞分泌IFN-γ和T-box基因家族的新型转录因子（T-bet）。另一项研究发现TIGIT与DNAM-1竞争配体而抑制CD8+T细胞的免疫作用[10]。③TIGIT直接向效应细胞传递抑制性信号：ITIM基序是人TIGIT信号通路发挥作用的重要部分。Joller等[11]通过TIGIT-/-小鼠实验发现，抑制TIGIT的表达可通过诱导活化抗原提呈细胞进而促进小鼠T细胞的增殖。另外，在体外实验中，给予TIGIT-/-小鼠T细胞激动性抗TIGIT抗体刺激后可观察到细胞的增殖，认为TIGIT可直接作用于T细胞进而调节免疫功能。

2 TIGIT在消化道肿瘤相关性疾病免疫反应中的作用

大量文献报道表明，TIGIT的高表达在消化系统相关性肿瘤疾病进展中发挥重要作用。

2.1 食管癌

近年来食管癌的发病率整体呈下降趋势，但随着年龄的增加发病率仍然是增加的[12]。关于抑制性受体TIGIT在食管癌发生和发展中作用的报道较少，食管鳞状细胞癌是在食管反复慢性炎症反应背景下发生的，故免疫调节治疗可能会成为其一种治疗方式。Zhao等[13]通过免疫组织化学法检测原发性食管鳞状细胞癌患者组织中CD8+T细胞浸润以及免疫检查点蛋白（PD-1和TIGIT）的表达，结果发现在肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）中PD-1阳性率为47.4%，TIGIT阳性率高于PD-1为49.4%，两者单独或同时表达增加的患者总体生存期明显缩短，且预后较差。Xie等[14]也同样发现食管癌患者外周血T细胞中TIGIT的表达存在异常，其中TILs中TIGIT的表达是上调的，与食管癌的临床病理特点密切相关。在有限的研究报道中，我们仍可以总结出TIGIT在食管癌的发生发展过程中具有一定的作用，但具体机制尚不明确，仍须进一步深入研究。

2.2 胃癌

免疫检查点抑制剂的研究在胃癌治疗中亦取得了一定成就，与免疫治疗密切相关的组织驻留记忆T细胞（Trm）是TILs的亚群，多为CD69+CD103+Trm，其数量的增加与胃癌患者的良好预后有关。利用脂肪酸氧化供能的Trm细胞高表达TIGIT、PD-1和CD39，靶向阻断TIGIT可增加胃腺癌细胞脂肪酸结合蛋白4/5（Fabp4/5）的表达，促进Trm对脂质的摄取，提高Trm细胞的存活率，提高机体抗肿瘤免疫反应性[15]。Tang等[16]通过组织化学法检测胃癌组织标本中TIGIT的表达水平，结果提示TIGIT的高表达与胃癌的分化程度、肿瘤转移及预后等密切相关，同时采用流式细胞术检测胃癌患者接受S-1加奥沙利铂（SOX）化疗前后外周血单个核细胞（PBMC）CD8+T细胞TIGIT的表达，TIGIT+CD8+T细胞百分比较前明显下降，且与患者的肿瘤大小、分化及TNM分期相关，化疗后随访12个月，TIGIT+CD8+T细胞高表达的患者易于复发，且复发后再次检测PBMC中TIGIT+CD8+T细胞百分比显著高于化疗后，此外还对比分析了23例胃癌患者的无病生存率（DFS），TIGIT高表达组DFS与低表达组相比两者差异具有显著的统计学意义，综合实验结果认为TIGIT的表达水平可以作为预测胃癌进展和预后的指标之一，同时抑制免疫检查点TIGIT进而增强机体的抗肿瘤免疫反应可作为胃癌的治疗靶点。

TIGIT与其配体CD155、CD112结合后发挥其抑制免疫功能的生物活性作用，基于组织学研究结果提示TIGIT在胃癌组织中高表达，Xu等[17]采用qRT-PCR检测胃癌细胞系AGS、MKN45、HGC27、BGC-823、MGC-803和SGC-7901等细胞膜中TIGIT及其配体CD155、CD112核酸的表达，结果均提示胃癌细胞TIGIT及配体mRNA表达呈现相同的高表达趋势。在胃癌组织微环境中淋巴细胞过度表达TIGIT，进而抑制肿瘤特异性靶细胞的免疫调节功能，促进癌细胞的免疫逃逸，导致胃癌患者疾病进展和预后不良。

2.3 肝细胞肝癌

肝细胞肝癌的发病机制极其复杂，涉及病毒感染、基因突变、信号通路活化及免疫系统功能低下等。其中，肿瘤特异性T细胞数量减少及功能障碍在肝癌细胞免疫逃逸中发挥重要作用。近年研究发现免疫抑制性受体TIGIT在肝癌组织中的表达明显升高，促进了癌细胞增殖与生长[18]。

Chiu等[19]在Trp53/C-Myc小鼠肝脏移植Hepa1-6肝癌细胞，通过Wester印迹检测发现肝癌组织中TIGIT、PD1和LAG3等抑制性蛋白表达明显升高，免疫组化和实时荧光定量PCR结果提示癌组织中PVRL1蛋白及核酸的表达均较非瘤组织明显增加。另将敲除PVRL1的Hepa1-6细胞注射到小鼠肝脏内，发现肝内的癌组织生长缓慢，癌组织由大量的TIGIT+CD8+T细胞浸润。而在Hepa1-6细胞中发现PVRL1的升高可以稳定细胞表面PVR，TIGIT与PVR结合共同作用于CD8+T细胞。在随后的实验中，给予Trp53/C-Myc小鼠和Hepa1-6移植瘤小鼠抗PD1和抗TIGIT药物联合治疗，明显抑制了小鼠肝内肿瘤的生长，增加了调节性T细胞的细胞毒性作用，可延长小鼠的生存时间。故认为肝癌细胞表面TIGIT表达明显升高，与其相应的配体作用后，抑制了机体的抗肿瘤免疫反应。

Ostroumov等[20]通过对肝癌小鼠模型进行T细胞检测和mRNA表达谱分析，将模型小鼠T细胞分为初始T细胞组、效应T细胞组和衰竭T细胞组，采用流式细胞术检测每组细胞膜上TIGIT的表达，结果提示PD-1、TIM-3、TIGIT的表达均升高，其中TIGIT升高最显著。微阵列分析发现在无肿瘤小鼠肝脏和荷瘤小鼠肝脏衰竭T细胞上TIGIT的表达明显升高，而在效应T细胞上呈低表达，但PD-1在衰竭和效应T细胞上均高表达，综合分析认为TIGIT可作为肝细胞癌组织中T细胞衰竭的标记物，识别处于不同分化阶段的衰竭T细胞。此外，还有研究发现随着肝癌细胞分化程度的降低，TIGIT与其配体CD155的表达水平均上调，且与AFP水平呈正相关[21]。

2.4 结直肠癌

结直肠癌（CRC）在全世界范围内发病率和死亡率逐年升高，目前发病率已升至10.2%[22]。尽管其治疗方式众多，但晚期CRC患者的生存率仍不理想。近些年的肿瘤免疫相关研究已越来越受到学者的关注，其中免疫抑制性信号通路的活化是肿瘤细胞逃逸的机制之一，研究较为广泛的PD-1/PD信号通路就是其中之一[23]。TIGIT的免疫作用机制与PD-1类似。Zhou等[24]收集大肠癌患者和健康体检者组织学标本，发现TIGIT在癌组织中的表达明显高于癌旁组织，晚期患者组织中TIGIT的表达高于早期结直肠癌，其中高表达TIGIT的患者无病生存率较低表达的患者明显降低，故认为TIGIT表达的升高与患者的TNM分期及预后密切相关。

Ma等[25]同样证实TIGIT与其配体CD155在结直肠癌组织中的表达高于癌前组织，细胞实验发现阿司匹林可抑制癌细胞中TIGIT的表达，并随着阿司匹林浓度的增加而降低，故认为阿司匹林可通过下调TIGIT的编码抑制结肠癌细胞的增殖、促进癌细胞的凋亡。TIGIT在CRC组织中的表达与遗传物质改变密切相关，TIGIT DNA低甲基化以及免疫检查点/配体启动子区抑制性组蛋白H3K9me3和H3K27me3低表达是其均参与了癌组织中TIGIT表达的上调[26]。

3 结语

当前，针对肿瘤微环境的免疫检查点研究已成为热点，其中抗CTLA-4及抗PD-1抗体成功应用于肿瘤治疗为肿瘤免疫治疗提供了方向。随着对T细胞上免疫抑制性受体研究的深入，越来越多的成果证实表达在T细胞和NK细胞膜上的抑制性受体TIGIT可与肿瘤特异性靶细胞上的配体结合，抑制机体的免疫功能，促进肿瘤细胞逃逸。故深入探讨针对TIGIT的靶向单克隆抗体可增加肿瘤特异性免疫细胞的杀伤作用，为肿瘤的免疫治疗提供新的治疗靶点。