TIGIT与乳腺癌免疫治疗相关性研究进展*

荆宇博,王仡阳 综述,郭晨明 审校

(新疆医科大学第一附属医院消化血管中心乳腺外科,新疆 乌鲁木齐 830011)

乳腺癌在全球女性发病率已位居恶性肿瘤首位[1]。近年来,中国女性乳腺癌发病率显著增长,死亡率约为6.9%[2]。2022年其将是中国五大常见恶性肿瘤之一[3]。虽然乳腺癌发病率逐年上升,但值得欣慰的是,由于乳腺癌分子分型概念的提出,目前已发展出包括化疗、放疗、内分泌治疗、靶向治疗及免疫治疗等多种治疗手段,均能显著提高患者预后。近年来,个性化精确治疗的出现使免疫治疗成为新热点。其中作为体内“刹车”的免疫检查点抑制通路是近年来抗肿瘤药物研究的一个热门话题。阻断免疫检查点,特别是细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4、程序性死亡蛋白-1/程序性死亡配体-1(PD-1/PD-L1)能使 T淋巴细胞活化,进而清除癌细胞[4]。尤其是对三阴性乳腺癌患者而言,其从免疫治疗获益的可能性大于其他乳腺癌亚型[5]。然而,由于免疫抑制剂,如PD-1/PD-L1的适应范围有限,同时,其不良反应令人担忧,目前,免疫抑制剂的出现仅使得少数乳腺癌患者获益[6]。因此,针对乳腺癌的免疫治疗仍需探寻新的免疫治疗靶点或组合。T淋巴细胞免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸基抑制模体(TIGIT)是一种新型表达协同抑制T淋巴细胞,其通过调节T淋巴细胞和自然杀伤细胞(NK细胞)并与其配体结合,从而抑制肿瘤的免疫反应[7]。多项研究表明,TIGIT可用于治疗骨肉瘤、肺癌等多种恶性肿瘤[8-12]。TIGIT在乳腺癌组织中被发现异常高表达[11],然而其疗效仍待进一步探讨。现将TIGIT在乳腺癌免疫反应中的研究进展综述如下。

1 TIGIT的分子结构

2009年YU等[13]首次通过生物信息学鉴定了TIGIT,该基因是免疫球蛋白脊髓灰质炎病毒受体(PVR)家族成员之一,由人类染色体3q13.31基因编码而成。TIGIT由胞外免疫球蛋白可变区结构域、跨膜结构域、细胞内免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM)和免疫球蛋白酪氨酸尾基序(ITT)组成,主要由活化T淋巴细胞、调节性T淋巴细胞(Treg)、记忆性T淋巴细胞及NK细胞。

TIGIT的配体包括CD112、CD113和PVR,也称为CD155、Necl-5和Tage4[14]。CD155、CD112配体主要表达于树突细胞(DC)、T淋巴细胞和巨噬细胞[15]。TIGIT与CD155高度亲和,而对CD112、CD113的亲和性则相对较弱。TIGIT与CD155、 CD112竞争性结合,并根据其与配体的附着力而产生免疫抑制或活化[13,15-16]。RECHES等[17]最近发现nectin4是一个新的TIGIT配体。

2 TIGIT对免疫应答的影响

2.1固有免疫应答 DC作为固有免疫细胞负责启动适应性免疫应答。有研究发现,在小鼠模型中TIGIT 与 DC上的 CD155结合间接抑制T 淋巴细胞功能[13]。BLAKE等[18]进一步发现,TIGIT在与配体CD155结合后于细胞内磷酸化导致白细胞介素-10(IL-10)分泌增加而IL-12分泌减少,进而间接抑制T淋巴细胞的活化和增殖。巨噬细胞在病原菌侵入后可分化为1型巨噬细胞,产生大量的抗炎性细胞因子而杀灭入侵细菌,激活自身免疫系统。赵霞等[19]认为,TIGIT-Fc融合蛋白能诱导PVR高表达的巨噬细胞产生抗炎性细胞因子IL-10,从而导致免疫应答下降。CHEN等[20]和RHEE[21]发现,TIGIT-Fc融合蛋白可抑制巨噬细胞激活,使巨噬细胞向 2型巨噬细胞极化,从而促使免疫平衡向抗炎方向倾斜。表明TIGIT在巨噬细胞成熟的调控中发挥了作用,为进一步研究TIGIT在巨噬细胞调控中的功能提供了理论依据,但具体机制仍有待于研究。NK细胞通过释放穿孔素和颗粒酶杀死靶细胞,并使其发生凋亡,从而在肿瘤免疫早期即发生作用。TIGIT可在免疫应答初始阶段阻止肿瘤抗原释放,抑制免疫细胞的抗肿瘤活性[22]。ZHANG等[23]发现,TIGIT与NK细胞功能减退和癌变有关。YU等[13]提出,可通过TIGIT胞质尾部ITIM序列的磷酸化间接抑制NK细胞的毒性,而LIU 等[24]则认为是ITT样基序起主要作用导致。由于这2项研究结果存在一定的差异,且目前尚未得到进一步研究证实,但能肯定的是TIGIT对NK细胞具有直接抑制作用。HE等[25]研究表明,TIGIT与NK细胞的全功能成熟相关。说明 TIGIT与 NK细胞有关的信号传导通路在肿瘤逃避免疫过程中具有关键作用,抗 TIGIT免疫疗法的关键在于逆转 NK细胞的功能衰退。

2.2适应性免疫应答 TIGIT通过CD4+滤泡辅助性T淋巴细胞(Th)、CD8+细胞毒性T淋巴细胞、Foxp3+Treg亚群参与机体适应性免疫调节[13]。近年来发现,TIGIT在许多实体瘤CD8+T淋巴细胞中有较高的表达[7],主要用于治疗多发性骨髓瘤、胃癌和小鼠胶质母细胞瘤。大量研究表明,阻断 TIGIT能增强CD8+T淋巴细胞杀伤活性,使其具有多种抗肿瘤作用[26-28]。长期以来,对T淋巴细胞耗竭的研究重点集中在 CD8+T淋巴细胞方面,但对 CD4+T辅助细胞的作用仍不明确。CATAKOVIC等[29]将健康受试者对照组与慢性淋巴细胞白血病(CLL)患者CD4+T淋巴细胞进行了比较,结果显示,CLL患者TIGIT+T淋巴细胞比例显著增高,提示TIGIT+CD4+T淋巴细胞对体外培养的CLL细胞有一定的影响。Treg在抗肿瘤免疫周期的多个阶段分别发挥了重要作用。2011年JOLLER等[30]通过对 TIGIT的刺激作用研究证实TIGIT能直接抑制T淋巴细胞的反应,而不依赖于抗原递呈细胞。2014年JOLLER等[31]进行的Treg亚群下的Foxp3+Treg的实验结果表明,TIGIT对Th1、Th17均具有一定的选择性抑制作用,但对Th2无明显影响。同时发现纤维蛋白样蛋白2在T淋巴细胞的表达中也具有一定的作用。FOURCADE等[32]结合上述研究得出了TIGIT诱导Treg上的纤维蛋白样蛋白2抑制效应T淋巴细胞发生增殖的结论。2015年KURTULUS等[33]在小鼠癌症模型中研究了TIGIT介导的免疫调节,结果显示,TIGIT主要通过Treg导致CD8+T淋巴细胞功能障碍。TIGIT对T淋巴细胞的调节涉及多种机制,可能直接或间接抑制T淋巴细胞的功能。TIGIT参与了T淋巴细胞的免疫耗竭,重新激活T淋巴细胞的效能可能是免疫研究的一个新方向。

3 TIGIT在乳腺癌中的表达

近年来,许多文献报道了 TIGIT在乳腺癌中的表达情况,如JOHNSTON等[7]发现,TIGIT在乳腺癌患者中表达增加;FANG等[34]通过 mate分析比较了乳腺癌与正常乳腺组织 mRNA的表达,结果显示,TIGIT在三阴性乳腺癌中的表达水平最高;ZHANG等[35]通过分析侵袭性乳腺癌大规模转录组数据得出CD155 高表达与较短的总生存期相关,提示 CD155 是三阴性乳腺癌患者预后不良的指标。STAMM等[36]通过分析乳腺癌样本中PVR mRNA和蛋白质表达,结合临床分子分型,与管腔型乳腺癌比较,其与更具侵袭性的乳腺癌亚型,如人表皮生长因子受体2阳性乳腺癌和三阴性乳腺癌关联更加紧密;该研究还表明,CD155高表达可能是一种与乳腺癌预后有关的独立指标,TRIKI等[37]也得出了类似结论。GUO等[38]利用TCGA数据集分析了TIGIT在浸润性乳腺癌中的表达,认为其TIGIT明显增加,提示TIGIT水平可能在浸润性乳腺癌中具有重要的预后价值。表明阻断免疫检查点受体 TIGIT 或其配体 PVR 可能成为乳腺癌免疫治疗新选择。也有研究发现,TIGIT配体Nectin 4在乳腺癌中过表达[39]。

TIGIT也与肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)密切相关。在诊断时较高的TILs水平表明辅助治疗和补充治疗是有益的[40]。所有乳腺癌亚型均有低、中、高 TILs浸润,与管腔型乳腺癌比较,人表皮生长因子受体2阳性和三阴性乳腺癌患者TILs水平更高,是更具有免疫原性的肿瘤类型。有研究表明,TIGIT与PD-1共同表达于肿瘤抗原特异性CD8+T淋巴细胞及CD8+TILs[7]。其配体CD155在乳腺癌中过表达被认为与免疫微环境严重耗竭有关[41]。

此外,多项研究发现,TIGIT与肿瘤微环境存在相关性。肿瘤微环境是一种由多种间质细胞、细胞因子和趋化因子组成的肿瘤细胞生态系统,其在恶性发展、免疫逃逸、抗药等方面发挥着重要作用[42]。ZHANG 等[35]通过微环境细胞群计数器法[43]对8个免疫细胞群及2个基质细胞群研究发现,TIGIT表达与多种免疫细胞呈正相关,从而证明TIGIT与免疫应答存在高度相关,进一步证实了TIGIT在乳腺癌免疫微环境中的重要生物学功能。TIGIT已被文献报道为 CD8+T 淋巴细胞耗竭的标志物,也是肿瘤微环境中Treg的特征性标志物[36]。TIGIT能调控Treg的增殖和活化能力,从而形成抑制肿瘤的免疫抑制因子,使CD8+T淋巴细胞功能紊乱,降低其对肿瘤的杀伤作用[44]。此外有研究发现,TIGIT在肿瘤微环境中还能与具有核梭杆菌Fap2蛋白发生交互作用,使肿瘤发生免疫逃逸[45]。说明 TIGIT 在体内积极参与了肿瘤微环境,在调节抗肿瘤免疫中具有重要作用。

4 TIGIT阻滞剂在乳腺癌免疫治疗中的应用

近十几年来,涉及乳腺癌免疫检查点的研究越来越多,然而这些研究发现免疫抑制剂的治疗仅对一小部分患者有效[46]。

ZHANG等[35]发现,TIGIT、PD-1在乳腺肿瘤免疫和炎症反应中的作用几乎完全相同,提示TIGIT、PD-1可能在肿瘤免疫和炎症反应中发挥协同作用。近年来,在黑色素瘤和滤泡性淋巴瘤中,TIGIT+与PD-1联合阻断已被证明可诱导肿瘤消退并防止肿瘤远处扩散[47-48]。JOHNSTON等[7]研究了抗TIGIT单抗联合PD-1或PD-L1阻断治疗乳腺癌(EMT6)的异种移植模型发现,联合治疗后将以CD8+T淋巴细胞依赖的方式诱导肿瘤基本消退。LI等[49]在一项体外乳腺癌研究中发现,使用血清素4受体部分激动剂马来酸替加色罗联合抗PD-1和抗TIGIT可抑制小鼠乳腺癌肿瘤的生长,且抗TIGIT和马来酸替加色罗联合应用表现出最佳的抑制效果。

最近有研究报道了一种多价双特异性抗体,由四价抗PD-L1 Fc融合纳米抗体(Nb)和四价抗TIGIT Nb组成共同靶向PD-L1和TIGIT;此外,该研究还证明了双特异性抗体对 PD-1/PD-L1或TIGIT/CD155相互作用保持高阻断活性[50]。有研究发现,CD112R阻断剂和TIGIT阻断剂在体外存在协同作用,除与PD-1联合抗PD-1外,还能提高人NK细胞诱发的抗体依赖性细胞对乳腺癌细胞系的细胞毒性效应[51]。FATHI等[52]发现,在缺氧条件下缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的激活可刺激TIGIT的表达。建立乳腺癌细胞系4T1和体内小鼠模型后,通过小干扰RNA载体系统进行TIGIT、HIF-1α活性抑制实验发现,体内菌落形成能力、癌细胞的血管生成和增殖活动均明显减少,从而揭示了TIGIT在乳腺癌的肿瘤生长、凋亡和转移中的关键作用,表明同时阻断TIGIT、HIF-1α或将作为潜在的新治疗策略。

截至2020年6月有15种TIGIT-PVR 途径靶向抗体正在进行开发,并处于临床开发的不同阶段。其中有9种分子正在进行临床试验,由Genentech公司开发的替瑞利尤单抗和由BeiGene 公司开发的欧司珀利单抗正处于最后开发阶段[53]。替瑞利尤单抗是一种抗 TIGIT 单克隆抗体,在非小细胞肺癌患者中发现与单独使用PD-L1阻滞剂阿替利珠单抗比较,联合使用替瑞利尤单抗和阿替利珠单抗的应答率增加了1倍[54]。目前,正处于乳腺癌临床研究中。

5 小结与展望

近年来,TIGIT作为一种新型的抗肿瘤药物,在乳腺癌免疫逃避中的作用和机制正在逐步被揭示,但与此同时还存在一些问题：(1)实验和临床研究仍处于早期阶段,完整的作用机制尚未明确,还需要对不同分子分型的乳腺癌患者进行进一步研究;(2)因免疫疗效存在个体差异且需要考虑患者的经济状况,为实现更快、更好的个性化精准治疗,免疫治疗仍有很长的路要走;(3)基于目前的研究结果,TIGIT、PD-1/PD-L1靶向联合治疗恶性肿瘤很有希望,但免疫抑制对各系统的不良反应尚需进一步研究。