免疫抑制性受体TIGIT在病原体感染中的作用机制研究进展①

李浩然 张富强 张振超 李祥瑞 王 帅（新乡医学院基础医学院病原生物学系，新乡 453003）

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 immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif domain，TIGIT）位于人类第16 号染色体，主要表达于NK 细胞、Tregs 和辅助性T 细胞上。TIGIT 对于免疫反应的调节机制也日益明确，其可通过与被感染细胞表面的多种配体相结合，刺激免疫细胞内部产生负性信号，从而抑制细胞过度活化和促炎症细胞因子的过度分泌，在肿瘤、病原体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。本文就近年来有关TIGIT在病原体感染中的作用机制做简要综述。

1 TIGIT及其配体

TIGIT 也称为VSig9、Vstm3 或WUCAM，是近年来引起广泛关注的一种T 细胞抑制性受体，最早于2009 年被确认为一种新型免疫检查点。TIGIT 是CD28家族的一个新成员，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，可以抑制T 细胞和NK 细胞的激活。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 inhibi-tory motif，ITIM）和免疫球蛋白酪氨酸尾（immuno-globulin tyrosine tail，ITT）样基序构成的胞内信号区［1-2］。

TIGIT 是一个复杂的配体/受体网络的一部分，在这个网络中，它与CD155（PVR：脊髓灰质炎病毒受体）高亲和力结合，并与CD112（PVRL2，nectin-2）存在弱相互作用［3］，如图1。这两种配体均在抗原呈递细胞（antigen-presenting cells，APCs）和包括肿瘤细胞在内的多种非造血细胞上表达，并与该网络的共刺激受体CD226（DNAM-1）共享结合位点［4-5］。CD226与这两种配体结合的亲和力比TIGIT低10倍左右，TIGIT 能以剂量依赖的方式抑制CD226 与CD155之间的相互作用［6］。

图1 TIGIT与其相关分子作用示意图（ANDERSON等［3］）Fig.1 Diagram of interaction between TIGIT and related molecules（ANDERSON et al［3］）

2 TIGIT 对免疫系统的调节作用

2.1 TIGIT 对于免疫细胞的直接抑制作用

2009 年STANIETSKY 等［7］首次发现TIGIT 对NK 细胞有直接抑制作用，主要表现在TIGIT 可以降低NK细胞分泌IFN-γ 的能力，并抑制CD226 的激活作用和NK 细胞毒性作用。在NK 细胞中，TIGIT 主要通过Src 家族激酶Fyn 和Lck 诱导ITIM 和ITT 中酪氨酸残基磷酸化，使接头蛋白Grb2 和b-arrestin 2 结合，进而将含有SH2 结构域的肌醇-5-磷酸酶1（SHIP1）募集到TIGIT 的细胞质尾部使PI3K（磷酸肌醇3-激酶）、MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）和NFJB（核因子-JB）信号过早终止，继而导致NK 细胞毒性减弱和细胞因子分泌减少［8-9］。因此，TIGIT 介导的NK 细胞功能性抑制是限制NK 细胞激活的重要机制［10］。此外，利用急性病毒性肝炎小鼠模型发现，TIGIT 与CD155 的结合在抑制NK 细胞介导的免疫病理过程中起着决定性作用［11］。

在效应性T 细胞中，TIGIT 可直接抑制T 细胞的活化和增殖，从而限制效应性T细胞的功能，减少细胞因子的产生，发挥抑制作用。研究表明TIGIT 与控制Treg 细胞发育和功能的关键转录因子Foxp3 的表达量呈正相关，从而进一步促进Tregs 的抑制功能［12］。同时，TIGIT 诱导Tr1 细胞（CD4+Foxp3-IL-10+）表达IL-10 与Fgl2。IL-10 作为一种有助于T 细胞功能低下和免疫抑制的抗炎细胞因子，可明显降低T 细胞的免疫功能。同样，Fgl2 可使TIGIT+Tregs 具有更强的抑制能力，使它们能够选择性地抑制促炎症Th1 和Th17 型免疫反应，通过直接诱导抑制介质来增强TIGIT的抑制功能［13］。此外，与野生型小鼠相比，TIGIT敲除小鼠体内CD4+与CD8+T细胞的功能增强，促炎细胞因子IFN-γ和IL-17分泌水平显著提高。

2.2 TIGIT 对于免疫细胞的间接抑制作用 TIGIT可通过与树突状细胞（dendritic cells，DC）上的CD155 相互作用间接抑制T 细胞免疫反应。TIGIT与CD155结合后形成同源二聚体，诱导ITIM 基序磷酸化，使蛋白酪氨酸磷酸酶（domain-containing protein-tyrosine phosphatase-2，SHP2）募集和细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，Erk）磷酸化从而增加IL-10的分泌量并减少IL-12p40的释放［14］。因此，TIGIT 通过结合CD155 诱导产生耐受性DC，从而间接抑制T细胞反应。

TIGIT 还通过增强和调节Tregs 的抑制功能来间接抑制免疫反应。Tregs表面的TIGIT参与诱导表达抑制性介质，从而抑制T 细胞的增殖并介导多效性免疫抑制效应，与TIGIT-Tregs 相比，TIGIT+Tregs具有更强的抑制和激活表型的能力［15］。此外，TIGIT诱导表达的Fgl2 也赋予Tregs 选择性抑制促炎性Th1 和Th17 型免疫反应的能力，但不能抑制Th2 型免疫反应。因此，TIGIT+Tregs 有效抑制了效应性T细胞的激活和增殖，同时将Tregs的免疫反应从Th1/Th17的促炎反应转为IL-10主导的抗炎反应［16］。

3 TIGIT在细菌感染中的作用

具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）是一种革兰氏阴性专性厌氧杆菌，可以导致心包炎、脑脓肿、阑尾炎、结肠腺癌和类风湿关节炎等多种感染性疾病。具核梭杆菌可存在于肿瘤组织中，能够促进肿瘤的增殖和进一步发展。此外，具核梭杆菌可直接与免疫系统中NK 细胞受体NKp46 相互作用，从而抑制NK 细胞的杀伤作用。GUR 等［17］研究发现含有具核梭杆菌的肿瘤组织可以通过具核梭杆菌表面蛋白FAP2 激活并结合TIGIT 受体，从而降低NK 细胞的细胞毒性和肿瘤浸润淋巴细胞活性，进一步抑制机体的免疫能力。

4 TIGIT在病毒感染中的作用

4.1 TIGIT 在人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染中的作用 HIV 是一种广为熟知的逆转录病毒，感染后能够引起获得性免疫缺陷综合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS），患者主要的临床表现为CD4+T 细胞功能性衰竭，免疫功能受限，致使患者引发反复机会性感染、恶性肿瘤、贫血及消耗综合征等并发症，严重威胁着人类的生命健康，但具体的发病机制未明。

最新研究发现，与健康对照相比，HIV 感染者TIGIT+NK 细胞及TIGIT+CD8+T 细胞数量显著增加，其数量与CD4+T 细胞数量呈负相关，与血浆病毒载量及疾病进展呈正相关［18-19］。进一步研究表明，细胞因子IL-2 和IL-15 可显著上调HIV 感染者CD4+与CD8+T 细胞上TIGIT 的表达水平；与TIGIT-CD8+T 细胞相比，TIGIT+CD8+T 细胞内含有更多的穿孔素和颗粒酶B；HIV 感染者NK 细胞的IFN-γ 分泌量显著低于健康对照，两组TIGIT-NK 细胞产生的IFN-γ 均显著高于TIGIT+NK 细胞，表明TIGIT 对HIV 感染过程中的NK 细胞具有负调节作用；使用TIGIT 单抗阻断治疗后，HIV特异性NK细胞及CD8+T细胞的IFN-γ分泌量显著增加，但只有TIGIT 和PD-L1 的双重阻断才能明显改善CD4+与CD8+T细胞产生IL-2的能力，从而显著增强HIV 特异性CD8+T 细胞的增殖能力。提示TIGIT 可作为治疗HIV 感染的潜在免疫治疗靶标。此外，与HIV 感染导致的免疫反应一致，猴免疫缺陷病毒（simian immunodeficiency virus，SIV）感染恒河猴模型中恒河猴的TIGIT 基因在耗竭型CD8+T细胞上高度表达，并且与SIV疾病的进展有关［17］。

FROMENTIN 等［20］研究发现HIV 感染者经过抗逆转录病毒治疗（antiretroviral treatment，ART）后，体内CD4+与CD8+T 细胞依然持续性表达TIGIT，并且与CD4+T 细胞内HIV 的载量显著相关。此外，ART 虽然可以将HIV 感染者体内循环病毒含量降低到无法检测到的水平，但无法治愈患者，如果停止ART 通常可以引起病毒复燃。TIGIT 作为HIV 未感染者、病毒携带者以及经ART 感染者的CD4+T 细胞群中主要的免疫抑制性受体，在治疗HIV 感染过程中起到关键性作用。LLEWELLYN 等［21］模拟人体感染HIV 后的ART 方案，建立小鼠HIV 特异性ART模型。利用此模型研究发现，与未经ART 处理的小鼠相比，经过ART 处理的小鼠脾脏内富集了大量含有可再激活HIV 的TIGIT+CD4+T 细胞，进一步说明免疫调控受体对于T细胞功能的抑制能力。以上结果提示，TIGIT可作为HIV特异性T细胞功能低下的新标志物，同时也可作为治疗靶标去逆转HIV 引起的T 细胞衰竭，对控制HIV 持续性感染发挥了重要作用。

4.2 TIGIT 在人类T 淋巴细胞白血病病毒Ⅰ型（human T-cell leukemia virus type 1，HTLV-1）感染中的作用 HTLV-1 与HIV 一样同属于逆转录病毒家族，是成人T 淋巴细胞白血病（adult T lymphocytic leukemia，ATL）的病原因子。此外，该病毒还能引发慢性进行性神经系统疾病——HTLV-1 相关脊髓炎/热带痉挛性瘫痪（HAM/TSP），以及HTLV-1相关葡萄膜炎、感染性皮炎等自身免疫疾病。MATSUOKA等［22］研究发现HTLV-1的bZIP因子（HBZ）基因在HTLV-1感染细胞中持续表达，HBZ 作为唯一在ATL-淋巴瘤细胞中保守和表达的病毒基因，在白血病发病机制中起着关键作用。YASUMA 等［23］进一步研究表明：将表达HBZ 蛋白的HTLV-1 体外感染小鼠CD4+T 细胞后，HBZ 蛋白诱导TIGIT 启动子转录，使TIGIT 表达量升高，进一步使用siRNA 抑制HBZ 蛋白表达后，ATL 特异性T 细胞的TIGIT 转录水平降低，说明HBZ 确实诱导了TIGIT 的表达。此外，HBZ 蛋白同时抑制CD226基因转录，进一步增强了TIGIT的抑制功能；TIGIT 介导的信号增强了免疫抑制性细胞因子IL-10 的转录，使HTLV-1 感染细胞逃避宿主免疫系统。单独使用抗TIGIT 抗体或联合使用抗TIGIT和抗PD-1 两种抗体治疗HAM/TSP 患者后，患者PBMCs分泌的IFN-γ增加。以上结果表明，TIGIT的免疫抑制作用在HTLV-1 的感染过程中起着至关重要的作用。

4.3 TIGIT 在肝炎性病毒感染中的作用 感染人体的肝炎性病毒共包括5 种分型，分别是甲型（HAV）、乙型（HBV）、丙型（HCV）、丁型（HDV）和戊型（HEV）肝炎病毒。

每年约有65 万人死于HBV 感染所导致的肝功能衰竭、肝硬化（liver cirrhosis，LC）和肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）。LIU 等［24］研究发现：与健康献血者和HCV-LC 患者相比，HBV-HCC患者外周血CD4+T 和CD8+T 细胞中TIGIT+细胞比例明显升高；TIGIT+CD8+T 细胞量与HBV-HCC 的肿瘤复发、肿瘤侵袭和病死率呈正相关，且与TIGIT+CD4+T细胞相比，TIGIT+CD8+T细胞的表达量增多与HBV-HCC 不良预后的相关性更强；TIGIT+CD8+T细胞表面Annexin V 和CD95 的表达显著增加，表明这些细胞对凋亡高度敏感；通过进一步检测参与CD8+T 细胞耗竭的两个关键转录因子T-bet（T-box expressed in T cells）和Eomes（Eomesodermin），发现TIGIT+CD8+T 细胞群中T-BetdimEomeshi细胞所占的百分比显著高于TIGIT-CD8+T 细胞群中的百分比。以上结果均表明CD8+TIGIT+T 细胞在HBV-HCC 的发生和发展中起关键性作用。

T细胞功能受损是HCV慢性感染的主要临床表现。HCV 慢性感染期间，长时间的病毒过度刺激会导致进行性的T 细胞耗竭，继而表达大量的免疫调控受体，从而增加了患者终末期肝病的风险。目前HCV 感染患者主要使用直接抗病毒药物（directactingantivirals，DAAs）进行治疗，但BURCHILL等［25］通过对12 例HCV 感染患者外周血进行流式细胞术检测发现：与接受DAAs 治疗前相比，接受DAAs 治疗4 周后患者的PBMCs 中CD4+T 细胞与CD8+T 细胞TIGIT 的表达量显著降低，但外周血NK 细胞表面TIGIT 的表达量并没有降低，表明DAAs对T细胞表面TIGIT 的表达可能具有特异性干扰效果。从传播途径来看，成年人常通过静脉吸毒或输血感染HCV，而儿童常通过围产期传播感染HCV，但最终机体内的病毒载量却有所不同。SHEIKO 等［26］对16 例丙型肝炎病毒患儿的外周血单个核细胞进行流式细胞术检测发现，与正常儿童相比，患儿的CD4+与CD8+T 细胞表面TIGIT 分子的表达增加，但表达水平显著低于成人丙型肝炎病毒携带者，这可能是目前儿童患者对HCV 病毒清除能力比成人患者强的原因之一。

HCV 感染者大多由急性感染阶段发展为慢性感染阶段，仅有少数感染者可以在感染后依靠免疫系统控制病毒的复制而自发缓解。因此，ACKERMANN等［27］综合分析了处于不同疾病状态的丙型肝炎病毒患者体内HCV 特异性CD4+T细胞上TIGIT 的表达模式，结果发现①HCV 感染者的TIGIT+CD4+T细胞量明显高于健康对照组；②急性HCV 感染者所有CD4+T 细胞的记忆型细胞亚群均高表达TIGIT 分子，TIGIT 在效应记忆性T 细胞表达最高，在初始记忆性T 细胞表达最低；但在中央记忆性T 细胞（TCM）和末端分化效应记忆性T 细胞（TEMRA）亚群中TIGIT的表达相对稳定，在急性、慢性或自发缓解的HCV感染者之间的差异无统计学意义；③急性和慢性HCV 感染者的CD4+T 细胞上的TIGIT 和PD-1 共表达量显著高于自发消退的HCV 感染者；④慢性HCV 感染患者经过治疗后，CD4+T 细胞上的TIGIT平均荧光强度（MFI）降低，自发缓解的HCV 患者降低更加显著；⑤HCV 特异性CD8+T 细胞的共抑制表达模式略有不同，MHCⅠ类HCV 特异性CD8+T 细胞的TIGIT表达水平在急性和自发缓解的HCV感染组中通常较低，但在慢性HCV 感染的患者中TIGIT 表达水平较高。以上结果说明在HBV 与HCV 的感染过程中，免疫调控受体TIGIT 对宿主免疫反应调节起着重要作用。

4.4 TIGIT 在淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）感染中的作用LCMV 的整个生命周期严格限制在宿主细胞的细胞质中。通常健康成人感染后表现为无症状或轻度不适，但LCMV 可通过胎盘传播导致患者出现自发性流产、胎儿脑积水或脉络膜视网膜炎等严重不良结局［28］。JOHNSTON 等［29］使用LCMV 克隆13 病毒株建立的慢性感染小鼠模型后发现，感染LCMV 后可导致小鼠效应型CD8+T 细胞逐渐耗竭。此外，与TIGIT 和PD-1 在肿瘤中的共表达的情况一致，感染组小鼠大约80%的效应性CD8+T 细胞和40%的效应性CD4+T 细胞高度表达TIGIT，同时CD8+T 细胞也高表达PD-1。进一步研究发现，TIGIT 敲除小鼠感染LCMV 后，TIGITf1/flCD4-cre+细胞的病毒载量显著减少，CD8+和CD4+T细胞产生的细胞因子明显增加；而与野生型小鼠相比，TIGITfl/flCD4-cre+细胞因子增加更为明显，说明TIGIT 缺陷可以增强T 细胞对LCMV慢性感染的应答。此外，单独使用TIGIT抗体治疗LCMV 感染小鼠对LCMV 病毒滴度没有显著影响，但同时使用TIGIT 抗体与PD-L1 抗体联合治疗小鼠，可产生协同作用显著提高了病毒清除率。结合之前在荷瘤小鼠中的发现，以上数据表明PD-1和TIGIT 对耗竭的CD8+T 细胞有很强的协同作用，TIGIT 特异性地调节CD8+T 细胞的细胞因子分泌和效应功能。

4.5 TIGIT 在人乳头状瘤病毒感染中的作用GAMEIRO 等［30］比较了547 份头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）样品中人乳头瘤病毒导致的头颈部鳞状细胞癌（HPV+HNSCC）与非人乳头瘤病毒导致的头颈部鳞状细胞癌（HPV-HNSCC）间的免疫反应情况。分析得出与HPV-HNSCC 组或正常对照组相比，TIGIT 表达量在HPV+HNSCC 样品中显著上调。利用COX回归模型单因素分析得出TIGIT与良好的预后情况呈正相关。

5 TIGIT在寄生虫感染中的作用

目前为止，TIGIT在寄生虫感染中的研究较少。

5.1 TIGIT 在泡球蚴感染中的作用 多房棘球绦虫（echinococcus multilocularis）的幼虫泡型棘球蚴（泡球蚴）感染引起的泡球蚴病（alveolar echinococcosis，AE），是一种世界性的健康问题。AE 的特征是多房棘球绦虫的浸润性、破坏性和肿瘤样生长，可扩散到全身任何器官，最终导致肝纤维化和坏死。ZHANG等［31］发现在小鼠感染泡球蚴中期，高剂量泡球蚴感染组小鼠肝脏中CD4+T 细胞表面TIGIT分子表达上调，至感染晚期，CD4+和CD8+T细胞表面TIGIT 分子均表达上调；且TIGIT+CD8+T 细胞分泌的效应分子Granzyme B 含量显著低于TIGIT-CD8+T 细胞群。ZHANG 等［32］对60 例临床泡球蚴病患者的肝组织检测发现，患者肝组织中TIGIT、CD3e、CD4 和CD8B 均表达上调，且TIGIT 表达与CD3e、CD4 和CD8B 表达高度正相关。进一步分析显示，中心肝组织中TIGIT+CD4+T 细胞和TIGIT+CD8+T 细胞的百分比、MFI 和绝对计数均显著高于边缘肝组织。此外，在小鼠感染模型中观察到同样的结果，进一步证实了TIGIT 的高表达与小鼠肝浸润性T 细胞的功能衰竭有关。用TIGIT 单抗阻断治疗泡球蚴感染的小鼠后，与对照小鼠相比，肝脏转氨酶活性得到抑制，并能预防肝损伤，全肝重量、病变重量、病变面积和病灶合并数均显著降低，CD4+效应T 细胞（CD4+Foxp3-T 细胞，即CD4-Teffs）的绝对数显著升高。进一步研究发现，TIGIT 阻断能显著增加感染小鼠肝浸润CD4+T 细胞产生IL-2 和IFN-γ，肝浸润CD8+T 细胞产生TNF-α。以及在TIGIT 阻断后，脾脏CD8+T细胞产生高水平的IFN-γ和TNF-α，说明TIGIT阻断能够逆转泡球蚴感染诱导的特异性细胞免疫。

5.2 TIGIT 在疟原虫感染中的作用 疟原虫是引起疟疾（malaria）的病原体，寄生于人和哺乳动物的红细胞中，可导致贫血、脾肿大和脑型疟疾等一系列疾病，严重时引起死亡。研究发现感染约氏疟原虫的小鼠脾脏CD4+细胞表面高表达TIGIT［33］。ZHANG等［34］使用流式细胞术检测发现，与对照小鼠相比，ANKA 株伯氏疟原虫（Plasmodium bergheiANKA，PbA）感染后的小鼠CD3+CD4-细胞、CD3+CD4+细胞和CD3-CD49b+细胞上TIGIT的表达水平均有所增加。使用TIM-3 配体Galectin（Gal）-9 阻断剂α-乳糖阻断PbA 感染小鼠TIM-3-Gal-9 通路后，PbA 小鼠PBMCs中CD3+CD4+TIGIT+细胞和CD3-CD49b+TIGIT+细胞的比例高于未处理小鼠。表明TIM-3-Gal-9 通路阻断后，TIGIT 表达代偿性增加，这可能是导致小鼠最终死亡的原因之一。

5.3 TIGIT 在日本血吸虫感染中的作用 日本血吸虫（Schistosoma japonicumKatsurada，1904）成虫寄生于人体及多种哺乳动物的肝门静脉和肠系膜静脉系统中，引起日本血吸虫病。在日本血吸虫感染过程中，宿主CD4+T细胞通过调节其他免疫细胞、激活炎症细胞等方式参与免疫应答，起到决定性作用。张丽娜等［35］用日本血吸虫尾蚴感染小鼠，发现在感染尾蚴后3 周小鼠脾脏CD4+T 细胞上TIGIT 表达量开始上调，并于感染后5 周急剧上升到达平台期，直至感染后13周一直保持在较高水平。并且与TIGIT-CD4+T 细胞群相比，感染小鼠脾脏中TIGIT+CD4+T 细胞群Ki67 表达量明显上调，说明TIGIT 可以增强CD4+T 细胞增殖能力，进而表达更高水平的IL-4 和更低水平的IFN-γ 促进小鼠体内产生Th2 型免疫反应。以上结果表明宿主体内TIGIT 信号能够调控日本血吸虫感染后的Th1/Th2免疫反应。

6 结语

大量研究表明，免疫抑制性受体TIGIT 参与人类肿瘤和慢性感染性疾病的发生发展过程，发挥重要的调节功能。TIGIT 独特的调节功能以及同其他免疫抑制性受体的协同效应为慢性感染性疾病的治疗提供新的思路，但TIGIT 的作用机制还有待深入研究，阐明TIGIT 具体的作用方式将有望为感染性疾病提供新的治疗靶点。