免疫球蛋白超家族受體在腫瘤免疫治療中的研究進展

程治銘 綜述 李亞明 審校

作者單位：中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科（沈陽市110001）

腫瘤免疫治療是近年來癌癥治療領(lǐng)域的一大突破，一些腫瘤細胞具有表達抑制性配體的能力，通過與免疫細胞上的受體結(jié)合，限制了正常的抗腫瘤免疫，這些分子被稱為免疫檢查點。通過阻斷這些免疫檢查點，刺激宿主自身免疫系統(tǒng)的力量來增強內(nèi)源性抗腫瘤活性[1]。

免疫檢查點阻斷（immune checkpoint blockade，ICB）療法是當(dāng)下該領(lǐng)域的研究熱點，細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)抗原-4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）、程序性死亡受體-1（programmed death-1，PD-1）及其配體PD-L1（programmed deathligand 1，PD-L1）的抑制藥物已進入臨床試驗，但試驗結(jié)果低于理想預(yù)期[2]，這可能是由于腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性及多種免疫分子之間相互作用導(dǎo)致。因此，為提高癌癥的免疫治療效果，需要探索抗腫瘤免疫過程中的不同靶點、機制及其相互聯(lián)系。本文將對新興的特異性免疫靶點免疫球蛋白超家族受體及其配體的結(jié)構(gòu)、功能及其相關(guān)研究進展進行綜述。相關(guān)免疫球蛋白超家族受體與Nectin/Necl 家族配體結(jié)合見表1。

表1 免疫球蛋白超家族受體與Nectin/Necl 家族配體結(jié)合

1 Nectin/Necl 家族配體

1.1 CD155

CD155 又稱Necls-5，是屬于Necls 分子家族的一種免疫球蛋白樣黏附分子，最初被鑒定為脊髓灰質(zhì)炎病毒受體（poliovirus receptor,PVR）。近年來發(fā)現(xiàn)，CD155 在多種人類惡性腫瘤中過度表達，通過調(diào)控腫瘤內(nèi)相關(guān)信號通路，影響細胞增殖、遷移與黏附；或與NK 細胞和T 細胞上的共刺激受體DNAM-1（CD226）和共抑制受體TIGIT 和TACTILE（CD96)相互作用而具有重要的免疫調(diào)節(jié)功能[3]。

CD155 細胞外區(qū)含有免疫球蛋白樣V 結(jié)構(gòu)域、C1 樣結(jié)構(gòu)域和C2 結(jié)構(gòu)域；分別有α，β，δ 和γ 四種剪接異構(gòu)體，其中的α 和δ 亞型包含跨膜結(jié)構(gòu)域，α 亞型包含較長的C 端和基于酪氨酸的免疫受體抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）[4],CD155 在肝癌、胃癌、肺癌等腫瘤中高表達并提示腫瘤預(yù)后不良。CD155 可激活干細胞/局部黏附激酶（focal adhesion kinase，F(xiàn)AK）信號，靶向阻斷CD155 后降低FAK 的表達，減少骨肉瘤細胞的體內(nèi)外遷移和侵襲[5]。致癌信號（如RAS 基因）、生長因子信號等可誘導(dǎo)CD155 高表達，且高表達的CD155 可與某些生長因子如血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）、血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor,PDGF）協(xié)同調(diào)控細胞增殖[6]。流式細胞術(shù)分析表明，敲除CD155 基因后，促凋亡因子Bax 表達增強，而抗凋亡因子Bcl-2 表達降低，導(dǎo)致G1 期細胞周期阻滯[7]。在NIH3T3 細胞中，成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor,FGF）激活Rf-MEK-ERK-AP-1 信號通路進而上調(diào)CD155的表達，而高表達的CD155 可增強PDGF 誘導(dǎo)的Ra-Rf-MEK-ERK 信號激活、上調(diào)細胞周期蛋白D2、下調(diào)p27、縮短NIH3T3 細胞的G0/G1 周期、誘導(dǎo)NIH-3T3 細胞增殖[8-9]。

腫瘤細胞中的過度表達的CD155 可與多種免疫細胞表達的受體結(jié)合，共同調(diào)控腫瘤免疫功能。其高表達的CD155 增加黑色素腫瘤實質(zhì)內(nèi)CD8+T 細胞抗PD-1 的耐藥性并且上調(diào)PD-1 表達[10]。阻斷CD155 后聯(lián)合PD-1/CTLA-4 治療可能取得更好的療效，表明CD155 協(xié)同PD-1、CTLA-4 調(diào)控腫瘤免疫[6]。研究發(fā)現(xiàn)，CD155 與TIGIT 的相互作用表現(xiàn)為對免疫細胞增殖、細胞毒性和免疫功能的抑制[11]，阻斷CD155/TIGIT 信號可逆轉(zhuǎn)T 細胞衰竭，提高CD8+T細胞的細胞毒性反應(yīng)[12]，聯(lián)合靶向TIGIT 和PD-1 可進一步增強CD8+T 細胞激活。在過度表達CD155 的肺腺癌細胞與CD8+T 細胞的共培養(yǎng)系統(tǒng)中，CD8+T 細胞的干擾素-γ（IFN-γ）產(chǎn)量降低，阻斷CD96 可中和CD155 表達的抑制作用，恢復(fù)CD8+T 細胞的IFN-γ產(chǎn)生[13]。而在T 細胞和NK 細胞上表達的CD226 與CD155 結(jié)合，通過調(diào)控Akt-FOXO1 通路可增強NK細胞的細胞毒性[11,14]。最近一項利用配體受體蛋白質(zhì)組學(xué)的新方法進行的研究發(fā)現(xiàn)，NK 細胞上表達的KIR2DL5 也可能是CD155 的受體，然而這種相互作用的意義尚未確定[15]。

1.2 CD112

CD112 屬于Nectin 家族，又稱為Nectin-2 或脊髓灰質(zhì)炎病毒相關(guān)蛋白2（poliovirus receptor-related protein 2,PVRL2），在多種原發(fā)性腫瘤、細胞系以及免疫細胞上表達，屬于Ig 基因超家族的一種黏附因子，參與細胞連接[16]。CD112 與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)，在多種癌癥類型中過度表達，如肺癌、卵巢癌、乳腺癌等[17]。CD122 與CD155 類似，可與T 細胞或NK 細胞上表達的CD226 或TIGIT 結(jié)合，激活或抑制免疫細胞介導(dǎo)的細胞毒性[16,18]。最新研究表明，CD112R（PVR-related immunoglobulin domain containing,PVRIG）與CD112 具有高親和力，靶向阻斷CD112R 可逆轉(zhuǎn)CD112 的抑制作用，增加CD8+T 細胞的細胞毒性[19]，提示CD112-CD112R 是潛在的免疫治療點。

2 免疫球蛋白超家族受體

2.1 CD226

CD226 是免疫球蛋白超家族的一種跨膜糖蛋白，又被稱為DNAM-1。CD226 包含有兩個免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域的外結(jié)構(gòu)域，其胞質(zhì)尾部包含三個酪氨酸殘基[16]，其中第一個氨基末端細胞外IgV 樣結(jié)構(gòu)域是CD226 與其他配體相互作用的關(guān)鍵。CD226 可由CD4+T 細胞、CD8+T 細胞、NK 細胞、單核細胞表達，CD226 在順式位置與淋巴細胞功能性抗原-1（lymphocyte function-associated antigen-1,LFA-1）相互作用，促進細胞黏附、傳遞T 細胞活化信號。研究表明，CD226 中至少含有酪氨酸殘基322 和絲氨酸殘基329 兩個磷酸化位點，其中絲氨酸329 可由蛋白激酶C 磷酸化，參與NK 細胞表面配體結(jié)合和CD226 與LFA-1 結(jié)合的過程[20]。

CD226 是一種共刺激受體，CD226 與CD155 結(jié)合觸發(fā)CD226 中ITT 樣基序中的一個酪氨酸殘基磷酸化及相應(yīng)信號分子如Erk、Akt 和p38 磷酸化，激活T 細胞和NK 細胞的細胞毒性[21]。有研究表明，腫瘤來源的CD155 可通過Src 激酶觸發(fā)CD8+T 細胞上CD226 相關(guān)的酪氨酸319（Y319）位點磷酸化，誘導(dǎo)CD226 內(nèi)化，抑制其介導(dǎo)的CD8+T 細胞的抗腫瘤能力[22]。腫瘤來源的可溶性CD155（soluble CD155，sCD155）可干擾CD226 介導(dǎo)的NK 細胞抗B16/BL6黑色素瘤肺移植的免疫功能[23]。

2.2 CD112R

CD112R 又被稱為PVRIG，于2016年被鑒定為一種新的抑制性受體，在CD4+T 細胞、CD8+T 細胞、NK 細胞中表達，CD112R 與CD112 相互作用，而不與CD155 結(jié)合，是新的免疫檢查點。CD112R 是一種假定的單跨膜蛋白，由單個細胞外IgV 結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域組成，CD112R 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域具有類似ITIM 的基序，可能是磷酸酶的潛在對接位點。CD112R 與CD112 具有很高的親和力，相互作用后能夠抑制T 細胞和NK 細胞的活化，抑制其細胞毒性，且CD112R 與TIGIT 是抑制免疫細胞功能的兩種非冗余通路[17]，靶向阻斷這兩種途徑增強了體外的抗腫瘤反應(yīng)。CD112R 在TILs 上的表達與Eomes+T-bet-相關(guān)，且在無TCR 信號的情況下，CD112R 從細胞表面迅速內(nèi)化，與調(diào)節(jié)CTLA-4 功能的CTLA-4 快速內(nèi)化過程相似[17]，提示CD112R 的快速內(nèi)化可能構(gòu)成了類似的調(diào)節(jié)機制。

一項研究表明，在小鼠模型中抑制CD112R 可恢復(fù)T 細胞活性，促進抗腫瘤免疫。CD112R 缺陷的CD8+T 細胞產(chǎn)生IFN-γ 增加，且與PD-L1 的上調(diào)有關(guān)，提示CD112R 與PD-L1 通路間存在復(fù)雜的聯(lián)系[17]，以上內(nèi)容提示CD112R 是腫瘤免疫聯(lián)合治療的潛在作用點。

2.3 TIGIT

TIGIT 也被稱為VSig9、Vstm3 或WUCAM，是免疫球蛋白超家族受體之一，由一個細胞外IgV 結(jié)構(gòu)域和一個1 型跨膜區(qū)組成。人類癌癥單細胞RNAseq分析表明，TIGIT 與其他檢查點受體，如CTLA-4 和PD-1 等在腫瘤浸潤的CD8+T 細胞、NK 細胞上共表達[24]。TIGIT 的免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域與CD96、CD155、CD226 的氨基結(jié)構(gòu)域相似，存在一個細胞內(nèi)免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif,ITIM）和一個免疫球蛋白尾酪氨酸（immunoglobulin tail tyrosine,ITT）樣基序，提示TIGIT是一種抑制性受體[25]。

TIGIT 可與CD155、CD112、Nectin-3 和Nectin-4 結(jié)合，且TIGIT 的表達可與CD226 在cis 中相互作用，抑制CD226 同源二聚化。有研究報道，TIGIT 結(jié)合CD155 誘導(dǎo)ITT 樣基序中Tyr225 的磷酸化，并通過胞漿適配器生長因子受體結(jié)合蛋白2（growth factor receptor-bound protein 2,GRB2）招募含有SH2 結(jié)構(gòu)域的肌醇-5-磷酸酶1（SH-2 containing inositol 5′-polyphosphatase 1,SHIP1），TIGIT 介導(dǎo)的SHIP1 募集通過阻斷磷脂酰肌醇-3 激酶（phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K）和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）信號通路，抑制NK 細胞功能，Tyr225 或SHIP1 的沉默逆轉(zhuǎn)了TIGIT 介導(dǎo)的NK 細胞抑制[26]。

TIGIT 在多種人類癌癥中表達增加，如非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）、黑色素瘤、結(jié)直腸癌（colo-rectal carcinoma,CRC）、膠質(zhì)母細胞瘤（glioblastoma multiforme,GBM）、胃癌、肝癌和急性髓系白血?。╝cute myelocytic leukemia,AML）等[18]。高表達的TIGIT 增加了癌癥的侵襲性，阻斷TIGIT 能夠逆轉(zhuǎn)T 細胞衰竭，增強抗腫瘤的T 細胞免疫。一項關(guān)于胃癌的研究中表明，CD155-TIGIT 相互作用后抑制了CD8+T 細胞中的Akt/mTOR 信號通路的磷酸化，導(dǎo)致CD8+T 細胞上的Glut1 表達降低，葡萄糖攝取減少，抑制淋巴細胞功能。阻斷TIGIT 后可恢復(fù)Akt/mTOR 磷酸化，恢復(fù)CD8+T 細胞的代謝和細胞因子的產(chǎn)生[11]。

目前已有6 項使用抗TIGIT 抗體的臨床試驗正在進行，聯(lián)合藥物抗TIGIT 抗體（OMP-313M32）在Ⅰ期劑量遞增研究（NCT031119428）中單獨或與抗PD-1（尼夫單抗）聯(lián)合進行治療晚期實體腫瘤的安全性和藥效學(xué)試驗中，Ⅰa 期試驗顯示患者的耐受性較為良好[19]。2020年第56 屆美國臨床腫瘤學(xué)會（American Society of Clinical Oncology，ASCO）報道了一項全球性、隨機、雙盲的Ⅱ期臨床研究CITYSCAPE，該研究包含了135 例新診斷的局部晚期或轉(zhuǎn)移性NSCLC患者，且至少有1% 的腫瘤細胞表達PD-L1，并且EGFR/ALK 為陰性?；颊甙凑誔D-L1 表達與組織學(xué)進行分層，并隨機接受tiragolumab 加atezolizumab 治療或單獨服用atezolizumab 治療。Atezolizumab 可靶向結(jié)合PD-L1，是已獲得批準用于治療NSCLC 的免疫抑制劑，而tiragolumab 是一種人源型IgG1/kappa 單克隆抗體，可靶向結(jié)合TIGIT，阻斷TIGIT 與其配體CD155 的相互作用。實驗結(jié)果表明，聯(lián)合使用tiragolumab 與atezolizumab 可顯著改善總緩解率（ORR:37%vs.21%）以及無進展生存時間（PFS:5.6個月vs.3.9 個月），且毒性無顯著增加，表明抗TIGIT與抗PD-L1 的聯(lián)合應(yīng)用可提高抗腫瘤免疫治療的效果[27]。

2.4 CD96

CD96 又稱TACTILE，是免疫球蛋白超家族的一員，屬于Ⅰ型跨膜糖蛋白，主要在T 細胞和NK 細胞上表達。CD96 細胞外結(jié)構(gòu)域由三個Ig 樣結(jié)構(gòu)域（v1、v2/c 和c）和一個膜近端柄結(jié)構(gòu)域組成，但人類CD96中外顯子4 的選擇性剪接導(dǎo)致產(chǎn)生兩個在第二個Ig結(jié)構(gòu)域中不同的剪接變異體[28]。人類CD96 與CD155相互作用調(diào)節(jié)免疫細胞-靶細胞的黏附，且親和力介于TIGIT 和CD226 之間，也有報道CD96 與CD111結(jié)合[16]。多種惡性腫瘤的癌癥基因組圖集（TCGA）分析顯示，CD96 mRNA 與T 細胞的細胞標(biāo)記物相關(guān)，提示CD96 在腫瘤免疫微環(huán)境中具有重要作用[29]。

CD96 細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域包含一個類似ITM 的基序（IXYXXI），位于跨膜結(jié)構(gòu)域的半胱氨酸殘基與細胞質(zhì)-跨膜界面上帶正電荷的氨基酸一起，可能是Src 相關(guān)激酶的結(jié)合位點，提示CD96 可能傳遞抑制信號；而人類CD96 細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域還包含一個YXXM 基序，這是一種在激活免疫球蛋白超家族的共同受體中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的基序，是結(jié)合并激活PI3K 和Akt 通路的潛在SH2 結(jié)構(gòu)域結(jié)合位點，因此可以啟動一個激活信號，但由于其特異性較低，其在免疫反應(yīng)中的作用還未被完全闡明[18]。由于CD96 的結(jié)構(gòu)在鼠源與人源之間存在差異，導(dǎo)致CD96 在不同種屬中的功能有所不同。在小鼠中，CD96 與CD155 結(jié)合后能夠抑制IFN-γ 產(chǎn)生，而人類CD96 根據(jù)不同的細胞類型可發(fā)揮抑制或激活功能，CD96 可抑制NK 細胞和CD8+T 細胞的細胞毒性，而也有研究報道CD96 可通過誘導(dǎo)MEKERK 磷酸化作為CD8+T 細胞的激活受體[30]，因此還需要進一步研究CD96 在人類細胞中的作用和機制。

在NK 細胞的研究中發(fā)現(xiàn)，CD96 在NK 細胞上的表達有賴于高水平的TGF-β1 維持，在外源性TGFβ1 刺激下，CD96 的表達明顯上調(diào)，而CD226 和TIGIT 在NK 細胞上的表達則下降；阻斷TGF-β1 可使CD96 表達下降，并逆轉(zhuǎn)NK 細胞的功能障礙。在TGF-β1 的影響下，TIGIT+NK 細胞可能轉(zhuǎn)化為CD96+NK 細胞，這些數(shù)據(jù)表明CD96 在微環(huán)境中可能起著比TIGIT 更重要的作用[31]。

CD96 與其他免疫檢查點蛋白，如PD-L1、CTLA-4、TIGIT 和CD226 緊密相關(guān)。CD96 的阻斷增強了抗PD-1/PD-L1 的抗腫瘤療效，提升了腫瘤浸潤性CD8+T 細胞的細胞毒性，增加局部NK 細胞IFN-γ 的產(chǎn)生和浸潤，與之相似，阻斷TIGIT-小鼠中的CD96可顯著減少腫瘤轉(zhuǎn)移。而阻斷CD96 之后的抗腫瘤療效依賴于互補性刺激受體CD226/DNAM-1 的表達?？傊?，CD96、TIGIT 和PD-1 是抑制抗腫瘤免疫的非冗余機制，可以共同靶向阻斷以獲得更佳的抗腫瘤效果[30]。

3 腫瘤免疫檢查點網(wǎng)絡(luò)

PD-1/PD-L1 和CTLA-4 是目前研究較多的免疫分子，隨著研究發(fā)現(xiàn)腫瘤免疫反應(yīng)是一個復(fù)雜的連鎖網(wǎng)絡(luò)，由多種免疫相關(guān)分子共同調(diào)控，針對單一靶點的藥物無法得到理想的治療效果，所以需要進一步探究新的免疫檢查點及這些免疫檢查點之間的聯(lián)系。

CD226、CD96、CD112R、TIGIT 是目前較新的免疫檢查點，與腫瘤細胞上的CD155 和CD112 相互作用，通過調(diào)控抑制信號與刺激信號之間的平衡，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)控制腫瘤免疫。這些免疫檢查點為癌癥免疫治療提供了一系列新的作用靶點，但其機制在很大程度上仍是未知的。由于親和力不同，TIGIT、CD96和CD226 相互競爭地與CD155 結(jié)合，破壞這些信號之間的平衡可能導(dǎo)致免疫低下，表明這些免疫檢查點分子存在復(fù)雜的相互聯(lián)系。最近的一項藥物研究表明，COM701 靶向T 細胞中的CD226-TIGIT 信號通路，通過阻斷共抑制受體CD112R 與其配體CD112 結(jié)合，并確保相關(guān)受體TIGIT 不會與配體CD155 作用以驅(qū)動免疫抑制，使得CD112 和CD155 能與共刺激受體CD226 相互作用，以增強T 細胞效應(yīng)功能[32]?？傊鱾€免疫檢查點之間具有復(fù)雜的聯(lián)系，探索其中的相互作用能夠幫助人們更好地了解腫瘤免疫反應(yīng)的機制，并為腫瘤免疫治療提供新的聯(lián)合方案。

4 結(jié)語

腫瘤免疫檢查點治療是腫瘤特異性治療的新領(lǐng)域，PD-1/PD-L1 阻斷療法已應(yīng)用于臨床，而免疫球蛋白超家族受體（TIGIT、CD226、CD96 和CD112R）及其配體之間的相互作用，已成為下一代癌癥免疫治療點。近年來發(fā)現(xiàn)免疫球蛋白超家族受體及其配體在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮重要作用，這些因子可通過調(diào)控腫瘤細胞與免疫細胞的增殖分化進而影響抗腫瘤免疫功能。除此之外，NK 細胞被認為是癌癥免疫治療的重要作用靶點，免疫球超蛋白家族受體在CD8+T 細胞與NK細胞上高度表達且發(fā)揮重要的調(diào)控作用，預(yù)示著這些分子在腫瘤免疫治療中可能發(fā)揮更大的作用。靶向TIGIT 抗體在臨床前模型中顯示出巨大優(yōu)勢[27]，而其他受體成員的作用機制的闡明提供了新的治療方向，為發(fā)展聯(lián)合靶向治療提供動力。但目前對相應(yīng)分子的具體作用通路仍有待進一步闡明，多種因子之間的相互作用以及免疫治療預(yù)測指標(biāo)及預(yù)測方法仍有待探索。這些問題表明免疫球蛋白超家族受體及其配體有廣泛的研究前景，在癌癥免疫治療中有重要的臨床意義。