免疫抑制性受體TIGIT在病原體感染中的作用機制研究進展①

李浩然 張富強 張振超 李祥瑞 王 帥（新鄉醫學院基礎醫學院病原生物學系，新鄉 453003）

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 immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif domain，TIGIT）位于人類第16 號染色體，主要表達于NK 細胞、Tregs 和輔助性T 細胞上。TIGIT 對于免疫反應的調節機制也日益明確，其可通過與被感染細胞表面的多種配體相結合，刺激免疫細胞內部產生負性信號，從而抑制細胞過度活化和促炎癥細胞因子的過度分泌，在腫瘤、病原體感染以及多種自身免疫病的免疫發病機制中發揮重要的調節功能。本文就近年來有關TIGIT在病原體感染中的作用機制做簡要綜述。

1 TIGIT及其配體

TIGIT 也稱為VSig9、Vstm3 或WUCAM，是近年來引起廣泛關注的一種T 細胞抑制性受體，最早于2009 年被確認為一種新型免疫檢查點。TIGIT 是CD28家族的一個新成員，可表達于幾乎所有T 細胞亞群（除初始CD4+T細胞外）及NK細胞表面，可以抑制T 細胞和NK 細胞的激活。TIGIT 的結構由3 部分組成，即位于細胞外的胞外IgV 結構域、Ⅰ型跨膜蛋白構成的胞膜跨膜區，以及細胞內由免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibi-tory motif，ITIM）和免疫球蛋白酪氨酸尾（immuno-globulin tyrosine tail，ITT）樣基序構成的胞內信號區［1-2］。

TIGIT 是一個復雜的配體/受體網絡的一部分，在這個網絡中，它與CD155（PVR：脊髓灰質炎病毒受體）高親和力結合，并與CD112（PVRL2，nectin-2）存在弱相互作用［3］，如圖1。這兩種配體均在抗原呈遞細胞（antigen-presenting cells，APCs）和包括腫瘤細胞在內的多種非造血細胞上表達，并與該網絡的共刺激受體CD226（DNAM-1）共享結合位點［4-5］。CD226與這兩種配體結合的親和力比TIGIT低10倍左右，TIGIT 能以劑量依賴的方式抑制CD226 與CD155之間的相互作用［6］。

圖1 TIGIT與其相關分子作用示意圖（ANDERSON等［3］）Fig.1 Diagram of interaction between TIGIT and related molecules（ANDERSON et al［3］）

2 TIGIT 對免疫系統的調節作用

2.1 TIGIT 對于免疫細胞的直接抑制作用

2009 年STANIETSKY 等［7］首次發現TIGIT 對NK 細胞有直接抑制作用，主要表現在TIGIT 可以降低NK細胞分泌IFN-γ 的能力，并抑制CD226 的激活作用和NK 細胞毒性作用。在NK 細胞中，TIGIT 主要通過Src 家族激酶Fyn 和Lck 誘導ITIM 和ITT 中酪氨酸殘基磷酸化，使接頭蛋白Grb2 和b-arrestin 2 結合，進而將含有SH2 結構域的肌醇-5-磷酸酶1（SHIP1）募集到TIGIT 的細胞質尾部使PI3K（磷酸肌醇3-激酶）、MAPK（絲裂原活化蛋白激酶）和NFJB（核因子-JB）信號過早終止，繼而導致NK 細胞毒性減弱和細胞因子分泌減少［8-9］。因此，TIGIT 介導的NK 細胞功能性抑制是限制NK 細胞激活的重要機制［10］。此外，利用急性病毒性肝炎小鼠模型發現，TIGIT 與CD155 的結合在抑制NK 細胞介導的免疫病理過程中起著決定性作用［11］。

在效應性T 細胞中，TIGIT 可直接抑制T 細胞的活化和增殖，從而限制效應性T細胞的功能，減少細胞因子的產生，發揮抑制作用。研究表明TIGIT 與控制Treg 細胞發育和功能的關鍵轉錄因子Foxp3 的表達量呈正相關，從而進一步促進Tregs 的抑制功能［12］。同時，TIGIT 誘導Tr1 細胞（CD4+Foxp3-IL-10+）表達IL-10 與Fgl2。IL-10 作為一種有助于T 細胞功能低下和免疫抑制的抗炎細胞因子，可明顯降低T 細胞的免疫功能。同樣，Fgl2 可使TIGIT+Tregs 具有更強的抑制能力，使它們能夠選擇性地抑制促炎癥Th1 和Th17 型免疫反應，通過直接誘導抑制介質來增強TIGIT的抑制功能［13］。此外，與野生型小鼠相比，TIGIT敲除小鼠體內CD4+與CD8+T細胞的功能增強，促炎細胞因子IFN-γ和IL-17分泌水平顯著提高。

2.2 TIGIT 對于免疫細胞的間接抑制作用 TIGIT可通過與樹突狀細胞（dendritic cells，DC）上的CD155 相互作用間接抑制T 細胞免疫反應。TIGIT與CD155結合后形成同源二聚體，誘導ITIM 基序磷酸化，使蛋白酪氨酸磷酸酶（domain-containing protein-tyrosine phosphatase-2，SHP2）募集和細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，Erk）磷酸化從而增加IL-10的分泌量并減少IL-12p40的釋放［14］。因此，TIGIT 通過結合CD155 誘導產生耐受性DC，從而間接抑制T細胞反應。

TIGIT 還通過增強和調節Tregs 的抑制功能來間接抑制免疫反應。Tregs表面的TIGIT參與誘導表達抑制性介質，從而抑制T 細胞的增殖并介導多效性免疫抑制效應，與TIGIT-Tregs 相比，TIGIT+Tregs具有更強的抑制和激活表型的能力［15］。此外，TIGIT誘導表達的Fgl2 也賦予Tregs 選擇性抑制促炎性Th1 和Th17 型免疫反應的能力，但不能抑制Th2 型免疫反應。因此，TIGIT+Tregs 有效抑制了效應性T細胞的激活和增殖，同時將Tregs的免疫反應從Th1/Th17的促炎反應轉為IL-10主導的抗炎反應［16］。

3 TIGIT在細菌感染中的作用

具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）是一種革蘭氏陰性專性厭氧桿菌，可以導致心包炎、腦膿腫、闌尾炎、結腸腺癌和類風濕關節炎等多種感染性疾病。具核梭桿菌可存在于腫瘤組織中，能夠促進腫瘤的增殖和進一步發展。此外，具核梭桿菌可直接與免疫系統中NK 細胞受體NKp46 相互作用，從而抑制NK 細胞的殺傷作用。GUR 等［17］研究發現含有具核梭桿菌的腫瘤組織可以通過具核梭桿菌表面蛋白FAP2 激活并結合TIGIT 受體，從而降低NK 細胞的細胞毒性和腫瘤浸潤淋巴細胞活性，進一步抑制機體的免疫能力。

4 TIGIT在病毒感染中的作用

4.1 TIGIT 在人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染中的作用 HIV 是一種廣為熟知的逆轉錄病毒，感染后能夠引起獲得性免疫缺陷綜合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS），患者主要的臨床表現為CD4+T 細胞功能性衰竭，免疫功能受限，致使患者引發反復機會性感染、惡性腫瘤、貧血及消耗綜合征等并發癥，嚴重威脅著人類的生命健康，但具體的發病機制未明。

最新研究發現，與健康對照相比，HIV 感染者TIGIT+NK 細胞及TIGIT+CD8+T 細胞數量顯著增加，其數量與CD4+T 細胞數量呈負相關，與血漿病毒載量及疾病進展呈正相關［18-19］。進一步研究表明，細胞因子IL-2 和IL-15 可顯著上調HIV 感染者CD4+與CD8+T 細胞上TIGIT 的表達水平；與TIGIT-CD8+T 細胞相比，TIGIT+CD8+T 細胞內含有更多的穿孔素和顆粒酶B；HIV 感染者NK 細胞的IFN-γ 分泌量顯著低于健康對照，兩組TIGIT-NK 細胞產生的IFN-γ 均顯著高于TIGIT+NK 細胞，表明TIGIT 對HIV 感染過程中的NK 細胞具有負調節作用；使用TIGIT 單抗阻斷治療后，HIV特異性NK細胞及CD8+T細胞的IFN-γ分泌量顯著增加，但只有TIGIT 和PD-L1 的雙重阻斷才能明顯改善CD4+與CD8+T細胞產生IL-2的能力，從而顯著增強HIV 特異性CD8+T 細胞的增殖能力。提示TIGIT 可作為治療HIV 感染的潛在免疫治療靶標。此外，與HIV 感染導致的免疫反應一致，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細胞上高度表達，并且與SIV疾病的進展有關［17］。

FROMENTIN 等［20］研究發現HIV 感染者經過抗逆轉錄病毒治療（antiretroviral treatment，ART）后，體內CD4+與CD8+T 細胞依然持續性表達TIGIT，并且與CD4+T 細胞內HIV 的載量顯著相關。此外，ART 雖然可以將HIV 感染者體內循環病毒含量降低到無法檢測到的水平，但無法治愈患者，如果停止ART 通常可以引起病毒復燃。TIGIT 作為HIV 未感染者、病毒攜帶者以及經ART 感染者的CD4+T 細胞群中主要的免疫抑制性受體，在治療HIV 感染過程中起到關鍵性作用。LLEWELLYN 等［21］模擬人體感染HIV 后的ART 方案，建立小鼠HIV 特異性ART模型。利用此模型研究發現，與未經ART 處理的小鼠相比，經過ART 處理的小鼠脾臟內富集了大量含有可再激活HIV 的TIGIT+CD4+T 細胞，進一步說明免疫調控受體對于T細胞功能的抑制能力。以上結果提示，TIGIT可作為HIV特異性T細胞功能低下的新標志物，同時也可作為治療靶標去逆轉HIV 引起的T 細胞衰竭，對控制HIV 持續性感染發揮了重要作用。

4.2 TIGIT 在人類T 淋巴細胞白血病病毒Ⅰ型（human T-cell leukemia virus type 1，HTLV-1）感染中的作用 HTLV-1 與HIV 一樣同屬于逆轉錄病毒家族，是成人T 淋巴細胞白血病（adult T lymphocytic leukemia，ATL）的病原因子。此外，該病毒還能引發慢性進行性神經系統疾病——HTLV-1 相關脊髓炎/熱帶痙攣性癱瘓（HAM/TSP），以及HTLV-1相關葡萄膜炎、感染性皮炎等自身免疫疾病。MATSUOKA等［22］研究發現HTLV-1的bZIP因子（HBZ）基因在HTLV-1感染細胞中持續表達，HBZ 作為唯一在ATL-淋巴瘤細胞中保守和表達的病毒基因，在白血病發病機制中起著關鍵作用。YASUMA 等［23］進一步研究表明：將表達HBZ 蛋白的HTLV-1 體外感染小鼠CD4+T 細胞后，HBZ 蛋白誘導TIGIT 啟動子轉錄，使TIGIT 表達量升高，進一步使用siRNA 抑制HBZ 蛋白表達后，ATL 特異性T 細胞的TIGIT 轉錄水平降低，說明HBZ 確實誘導了TIGIT 的表達。此外，HBZ 蛋白同時抑制CD226基因轉錄，進一步增強了TIGIT的抑制功能；TIGIT 介導的信號增強了免疫抑制性細胞因子IL-10 的轉錄，使HTLV-1 感染細胞逃避宿主免疫系統。單獨使用抗TIGIT 抗體或聯合使用抗TIGIT和抗PD-1 兩種抗體治療HAM/TSP 患者后，患者PBMCs分泌的IFN-γ增加。以上結果表明，TIGIT的免疫抑制作用在HTLV-1 的感染過程中起著至關重要的作用。

4.3 TIGIT 在肝炎性病毒感染中的作用 感染人體的肝炎性病毒共包括5 種分型，分別是甲型（HAV）、乙型（HBV）、丙型（HCV）、丁型（HDV）和戊型（HEV）肝炎病毒。

每年約有65 萬人死于HBV 感染所導致的肝功能衰竭、肝硬化（liver cirrhosis，LC）和肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）。LIU 等［24］研究發現：與健康獻血者和HCV-LC 患者相比，HBV-HCC患者外周血CD4+T 和CD8+T 細胞中TIGIT+細胞比例明顯升高；TIGIT+CD8+T 細胞量與HBV-HCC 的腫瘤復發、腫瘤侵襲和病死率呈正相關，且與TIGIT+CD4+T細胞相比，TIGIT+CD8+T細胞的表達量增多與HBV-HCC 不良預后的相關性更強；TIGIT+CD8+T細胞表面Annexin V 和CD95 的表達顯著增加，表明這些細胞對凋亡高度敏感；通過進一步檢測參與CD8+T 細胞耗竭的兩個關鍵轉錄因子T-bet（T-box expressed in T cells）和Eomes（Eomesodermin），發現TIGIT+CD8+T 細胞群中T-BetdimEomeshi細胞所占的百分比顯著高于TIGIT-CD8+T 細胞群中的百分比。以上結果均表明CD8+TIGIT+T 細胞在HBV-HCC 的發生和發展中起關鍵性作用。

T細胞功能受損是HCV慢性感染的主要臨床表現。HCV 慢性感染期間，長時間的病毒過度刺激會導致進行性的T 細胞耗竭，繼而表達大量的免疫調控受體，從而增加了患者終末期肝病的風險。目前HCV 感染患者主要使用直接抗病毒藥物（directactingantivirals，DAAs）進行治療，但BURCHILL等［25］通過對12 例HCV 感染患者外周血進行流式細胞術檢測發現：與接受DAAs 治療前相比，接受DAAs 治療4 周后患者的PBMCs 中CD4+T 細胞與CD8+T 細胞TIGIT 的表達量顯著降低，但外周血NK 細胞表面TIGIT 的表達量并沒有降低，表明DAAs對T細胞表面TIGIT 的表達可能具有特異性干擾效果。從傳播途徑來看，成年人常通過靜脈吸毒或輸血感染HCV，而兒童常通過圍產期傳播感染HCV，但最終機體內的病毒載量卻有所不同。SHEIKO 等［26］對16 例丙型肝炎病毒患兒的外周血單個核細胞進行流式細胞術檢測發現，與正常兒童相比，患兒的CD4+與CD8+T 細胞表面TIGIT 分子的表達增加，但表達水平顯著低于成人丙型肝炎病毒攜帶者，這可能是目前兒童患者對HCV 病毒清除能力比成人患者強的原因之一。

HCV 感染者大多由急性感染階段發展為慢性感染階段，僅有少數感染者可以在感染后依靠免疫系統控制病毒的復制而自發緩解。因此，ACKERMANN等［27］綜合分析了處于不同疾病狀態的丙型肝炎病毒患者體內HCV 特異性CD4+T細胞上TIGIT 的表達模式，結果發現①HCV 感染者的TIGIT+CD4+T細胞量明顯高于健康對照組；②急性HCV 感染者所有CD4+T 細胞的記憶型細胞亞群均高表達TIGIT 分子，TIGIT 在效應記憶性T 細胞表達最高，在初始記憶性T 細胞表達最低；但在中央記憶性T 細胞（TCM）和末端分化效應記憶性T 細胞（TEMRA）亞群中TIGIT的表達相對穩定，在急性、慢性或自發緩解的HCV感染者之間的差異無統計學意義；③急性和慢性HCV 感染者的CD4+T 細胞上的TIGIT 和PD-1 共表達量顯著高于自發消退的HCV 感染者；④慢性HCV 感染患者經過治療后，CD4+T 細胞上的TIGIT平均熒光強度（MFI）降低，自發緩解的HCV 患者降低更加顯著；⑤HCV 特異性CD8+T 細胞的共抑制表達模式略有不同，MHCⅠ類HCV 特異性CD8+T 細胞的TIGIT表達水平在急性和自發緩解的HCV感染組中通常較低，但在慢性HCV 感染的患者中TIGIT 表達水平較高。以上結果說明在HBV 與HCV 的感染過程中，免疫調控受體TIGIT 對宿主免疫反應調節起著重要作用。

4.4 TIGIT 在淋巴細胞脈絡叢腦膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）感染中的作用LCMV 的整個生命周期嚴格限制在宿主細胞的細胞質中。通常健康成人感染后表現為無癥狀或輕度不適，但LCMV 可通過胎盤傳播導致患者出現自發性流產、胎兒腦積水或脈絡膜視網膜炎等嚴重不良結局［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發現，感染LCMV 后可導致小鼠效應型CD8+T 細胞逐漸耗竭。此外，與TIGIT 和PD-1 在腫瘤中的共表達的情況一致，感染組小鼠大約80%的效應性CD8+T 細胞和40%的效應性CD4+T 細胞高度表達TIGIT，同時CD8+T 細胞也高表達PD-1。進一步研究發現，TIGIT 敲除小鼠感染LCMV 后，TIGITf1/flCD4-cre+細胞的病毒載量顯著減少，CD8+和CD4+T細胞產生的細胞因子明顯增加；而與野生型小鼠相比，TIGITfl/flCD4-cre+細胞因子增加更為明顯，說明TIGIT 缺陷可以增強T 細胞對LCMV慢性感染的應答。此外，單獨使用TIGIT抗體治療LCMV 感染小鼠對LCMV 病毒滴度沒有顯著影響，但同時使用TIGIT 抗體與PD-L1 抗體聯合治療小鼠，可產生協同作用顯著提高了病毒清除率。結合之前在荷瘤小鼠中的發現，以上數據表明PD-1和TIGIT 對耗竭的CD8+T 細胞有很強的協同作用，TIGIT 特異性地調節CD8+T 細胞的細胞因子分泌和效應功能。

4.5 TIGIT 在人乳頭狀瘤病毒感染中的作用GAMEIRO 等［30］比較了547 份頭頸部鱗狀細胞癌（HNSCC）樣品中人乳頭瘤病毒導致的頭頸部鱗狀細胞癌（HPV+HNSCC）與非人乳頭瘤病毒導致的頭頸部鱗狀細胞癌（HPV-HNSCC）間的免疫反應情況。分析得出與HPV-HNSCC 組或正常對照組相比，TIGIT 表達量在HPV+HNSCC 樣品中顯著上調。利用COX回歸模型單因素分析得出TIGIT與良好的預后情況呈正相關。

5 TIGIT在寄生蟲感染中的作用

目前為止，TIGIT在寄生蟲感染中的研究較少。

5.1 TIGIT 在泡球蚴感染中的作用 多房棘球絳蟲（echinococcus multilocularis）的幼蟲泡型棘球蚴（泡球蚴）感染引起的泡球蚴病（alveolar echinococcosis，AE），是一種世界性的健康問題。AE 的特征是多房棘球絳蟲的浸潤性、破壞性和腫瘤樣生長，可擴散到全身任何器官，最終導致肝纖維化和壞死。ZHANG等［31］發現在小鼠感染泡球蚴中期，高劑量泡球蚴感染組小鼠肝臟中CD4+T 細胞表面TIGIT分子表達上調，至感染晚期，CD4+和CD8+T細胞表面TIGIT 分子均表達上調；且TIGIT+CD8+T 細胞分泌的效應分子Granzyme B 含量顯著低于TIGIT-CD8+T 細胞群。ZHANG 等［32］對60 例臨床泡球蚴病患者的肝組織檢測發現，患者肝組織中TIGIT、CD3e、CD4 和CD8B 均表達上調，且TIGIT 表達與CD3e、CD4 和CD8B 表達高度正相關。進一步分析顯示，中心肝組織中TIGIT+CD4+T 細胞和TIGIT+CD8+T 細胞的百分比、MFI 和絕對計數均顯著高于邊緣肝組織。此外，在小鼠感染模型中觀察到同樣的結果，進一步證實了TIGIT 的高表達與小鼠肝浸潤性T 細胞的功能衰竭有關。用TIGIT 單抗阻斷治療泡球蚴感染的小鼠后，與對照小鼠相比，肝臟轉氨酶活性得到抑制，并能預防肝損傷，全肝重量、病變重量、病變面積和病灶合并數均顯著降低，CD4+效應T 細胞（CD4+Foxp3-T 細胞，即CD4-Teffs）的絕對數顯著升高。進一步研究發現，TIGIT 阻斷能顯著增加感染小鼠肝浸潤CD4+T 細胞產生IL-2 和IFN-γ，肝浸潤CD8+T 細胞產生TNF-α。以及在TIGIT 阻斷后，脾臟CD8+T細胞產生高水平的IFN-γ和TNF-α，說明TIGIT阻斷能夠逆轉泡球蚴感染誘導的特異性細胞免疫。

5.2 TIGIT 在瘧原蟲感染中的作用 瘧原蟲是引起瘧疾（malaria）的病原體，寄生于人和哺乳動物的紅細胞中，可導致貧血、脾腫大和腦型瘧疾等一系列疾病，嚴重時引起死亡。研究發現感染約氏瘧原蟲的小鼠脾臟CD4+細胞表面高表達TIGIT［33］。ZHANG等［34］使用流式細胞術檢測發現，與對照小鼠相比，ANKA 株伯氏瘧原蟲（Plasmodium bergheiANKA，PbA）感染后的小鼠CD3+CD4-細胞、CD3+CD4+細胞和CD3-CD49b+細胞上TIGIT的表達水平均有所增加。使用TIM-3 配體Galectin（Gal）-9 阻斷劑α-乳糖阻斷PbA 感染小鼠TIM-3-Gal-9 通路后，PbA 小鼠PBMCs中CD3+CD4+TIGIT+細胞和CD3-CD49b+TIGIT+細胞的比例高于未處理小鼠。表明TIM-3-Gal-9 通路阻斷后，TIGIT 表達代償性增加，這可能是導致小鼠最終死亡的原因之一。

5.3 TIGIT 在日本血吸蟲感染中的作用 日本血吸蟲（Schistosoma japonicumKatsurada，1904）成蟲寄生于人體及多種哺乳動物的肝門靜脈和腸系膜靜脈系統中，引起日本血吸蟲病。在日本血吸蟲感染過程中，宿主CD4+T細胞通過調節其他免疫細胞、激活炎癥細胞等方式參與免疫應答，起到決定性作用。張麗娜等［35］用日本血吸蟲尾蚴感染小鼠，發現在感染尾蚴后3 周小鼠脾臟CD4+T 細胞上TIGIT 表達量開始上調，并于感染后5 周急劇上升到達平臺期，直至感染后13周一直保持在較高水平。并且與TIGIT-CD4+T 細胞群相比，感染小鼠脾臟中TIGIT+CD4+T 細胞群Ki67 表達量明顯上調，說明TIGIT 可以增強CD4+T 細胞增殖能力，進而表達更高水平的IL-4 和更低水平的IFN-γ 促進小鼠體內產生Th2 型免疫反應。以上結果表明宿主體內TIGIT 信號能夠調控日本血吸蟲感染后的Th1/Th2免疫反應。

6 結語

大量研究表明，免疫抑制性受體TIGIT 參與人類腫瘤和慢性感染性疾病的發生發展過程，發揮重要的調節功能。TIGIT 獨特的調節功能以及同其他免疫抑制性受體的協同效應為慢性感染性疾病的治療提供新的思路，但TIGIT 的作用機制還有待深入研究，闡明TIGIT 具體的作用方式將有望為感染性疾病提供新的治療靶點。