免疫檢查點TIGIT在肺癌免疫治療中的研究進(jìn)展

吳潔瓊 任敦強 畢煥煥 易冰倩 王紅梅

國際癌癥機構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)[1]顯示，由于煙草致癌物暴露及空氣污染加劇，肺癌已成為2020年癌癥死亡的主要原因，約占癌癥死亡病例的18.0%。大多數(shù)患者在發(fā)現(xiàn)肺癌時已屬中晚期，無法接受手術(shù)治療，診斷后的5年生存率僅為10%-20%[1]。低劑量螺旋計算機斷層掃描（computed tomography, CT）可在早期診斷癌癥，降低死亡風(fēng)險。意大利多中心肺部檢測結(jié)果[2]顯示，與未進(jìn)行低劑量CT篩查相比，低劑量CT篩查組在第10年總死亡率降低20%。不同病理類型肺癌治療方式不同，非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）患者，根據(jù)其基礎(chǔ)身體狀況、年齡及臨床病理分期等因素選擇治療方式，通常包括手術(shù)、放化療、分子靶向治療、血管靶向治療等；小細(xì)胞肺癌（small cell lung cancer, SCLC）好發(fā)于吸煙且有家族史的成年男性，早期及局部晚期患者一線治療推薦依托泊苷+鉑類化療聯(lián)合放療[3]。雖然治療方式眾多，但仍有部分患者出現(xiàn)治療后進(jìn)展或復(fù)發(fā)，預(yù)后較差。近年來，隨著免疫治療的加入，肺癌患者的總生存狀況得到明顯改善。免疫聯(lián)合或單藥應(yīng)用，無論在一線還是后線治療都取得了突破性進(jìn)展。其中阻斷程序性死亡受體1（programmed cell death 1, PD-1）/程序性死亡配體1（programmed cell death ligand 1, PD-L1）通路等的多種抗體藥物已應(yīng)用于肺癌的臨床治療[4]。然而由于免疫耐藥的發(fā)生[5,6]，只有45.2%的患者符合免疫治療的用藥標(biāo)準(zhǔn)且從中獲益[7,8]。因此識別作用于不同通路或相同通路不同位點的其他免疫靶點分子極具研究前景。T細(xì)胞免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制基序結(jié)構(gòu)域（T cell immunoreceptor with immunoglobulin and immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif domain, TIGIT）作為新興免疫檢查點分子在2009年被三個不同的實驗室通過基因組分析獨立發(fā)現(xiàn)，而后受到廣泛關(guān)注[9]。本文就TIGIT的結(jié)構(gòu)、TIGIT對免疫細(xì)胞的作用及在肺癌治療中的研究進(jìn)展等作一綜述。

1 TIGIT及其配體結(jié)構(gòu)

1.1TIGIT結(jié)構(gòu) TIGIT全稱為T細(xì)胞免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制基序結(jié)構(gòu)域，又名華盛頓大學(xué)細(xì)胞黏附分子（Washington University cell adhesion molecule, WUCAM）、V-集和跨膜結(jié)構(gòu)域含蛋白3（V-set and transmembrane domain-containing protein 3, Vstm3）或V-集和含免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域蛋白9（V-set and immunoglobulin domain-containing protein 9, VSIG9），從屬于脊髓灰質(zhì)炎病毒受體結(jié)合素家族，該家族為免疫球蛋白超家族的一員[9,10]。其分子結(jié)構(gòu)包括1個細(xì)胞外免疫球蛋白可變集結(jié)構(gòu)域（IgV）、1個I型跨膜結(jié)構(gòu)域以及1個具有經(jīng)典免疫受體酪氨酸基抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif, ITIM）和免疫球蛋白酪氨酸尾（immunoglobulin tyrosine tail, ITT）基序的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域，其中ITT基序在腫瘤免疫抑制中起主要作用。TIGIT高表達(dá)于活化的CD4+T和CD8+T細(xì)胞、自然殺傷（natural killer, NK）細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells, Tregs）和濾泡輔助性T細(xì)胞（follicular helper T cells,Tfh）表面[11-13]，與共刺激分子DNAX輔助分子1（DNAX accessory molecule 1, DNAM-1 CD226）競爭性與脊髓灰質(zhì)炎病毒受體（poliovirus receptor, PVR）等配體結(jié)合傳遞免疫抑制的信號，通過誘導(dǎo)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能，幫助腫瘤實現(xiàn)免疫逃逸。

1.2TIGIT相關(guān)配體結(jié)構(gòu)（圖1） TIGIT的主要配體包括三種，白細(xì)胞分化抗原155（cluster of differentiation 155,CD155）、白細(xì)胞分化抗原112（cluster of differentiation 112,CD112）及白細(xì)胞分化抗原113（cluster of differentiation 113, CD113）[14]。其中CD155是在人和小鼠中與TIGIT親和力最高的同源配體，又被稱為PVR、柄蛋白樣蛋白5（stalk protein-like protein 5, Necl5）和腫瘤相關(guān)糖蛋白E4（tumorassociated glycoprotein E4, Tage4）。它是一種跨膜黏附蛋白，屬免疫球蛋白超家族，由跨膜區(qū)、具有三個Ig樣環(huán)的細(xì)胞外區(qū)域和胞質(zhì)區(qū)域組成。CD155表達(dá)于腫瘤細(xì)胞或抗原提呈細(xì)胞表面，通過促進(jìn)細(xì)胞的增殖和遷移對腫瘤的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生重要作用，在非免疫細(xì)胞如腎臟、肺、胰腺等細(xì)胞表面也有少量表達(dá)。Oyama等[15]的研究顯示CD155高表達(dá)的患者更易出現(xiàn)肺癌的侵襲轉(zhuǎn)移，CD155陽性的患者PD-L1抑制劑治療效果較PD-L1陰性患者差，且CD155高表達(dá)預(yù)示了患者預(yù)后不良。CD112，又被稱為PVRL2、nectin-2，表達(dá)于抗原提呈細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞的表面，在造血系統(tǒng)細(xì)胞和非造血系統(tǒng)系統(tǒng)細(xì)胞表面均廣泛表達(dá)，是nectin家族成員之一。CD112與白細(xì)胞分化抗原112受體（cluster of differentiation 112 receptor, CD112R）或TIGIT結(jié)合抑制T細(xì)胞增殖。CD113僅在非造血系統(tǒng)細(xì)胞表面表達(dá)。TIGIT與CD112及CD113親和力均較弱[16,17]。

圖 1 TIGIT及其配體示意圖。PD-1/PD-L1結(jié)合發(fā)揮免疫抑制作用；TIGIT可與CD155及CD112等配體結(jié)合；TIGIT為共抑制受體，發(fā)揮免疫抑制作用；CD226為共刺激受體。Fig 1 Diagram of TIGIT and its ligand. PD-1/PD-L1 binding plays an immunosuppressive role; TIGIT can bind to the ligands of CD155 and CD112. TIGIT is a co-inhibitory receptor, which has immunosuppressive effect. CD226 is a costimulatory receptor. TIGIT: T cell immunoreceptor with immunoglobulin and immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif domain; PD-1: programmed cell death 1; PD-L1: programmed cell death ligand 1; APC: antigen presenting cell; NK: natural killer; CD:cluster of differentiation.

2 TIGIT對免疫細(xì)胞的作用機制

在腫瘤理想的發(fā)生發(fā)展過程中，腫瘤細(xì)胞壞死釋放腫瘤抗原，腫瘤抗原被樹突狀細(xì)胞攝取并遷移至淋巴結(jié)傳遞給T細(xì)胞引起初始T細(xì)胞活化，活化的T細(xì)胞進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮免疫效應(yīng)。但在實際狀態(tài)下，腫瘤細(xì)胞會產(chǎn)生及誘導(dǎo)一系列的變化來實現(xiàn)腫瘤免疫逃逸。

2.1TIGIT在T細(xì)胞中的抑制機制 白細(xì)胞介素-10（interleukin-10, IL-10）是一種抗炎細(xì)胞因子，促進(jìn)T細(xì)胞衰竭及免疫抑制的發(fā)生[9]。TIGIT可通過與CD155結(jié)合，促進(jìn)Src基因（sarcoma gene,Src）家族激酶Fyn和Lck的磷酸化，募集含Src同源性2結(jié)構(gòu)域的蛋白酪氨酸磷酸酶1（Src homology 2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 1, SHP-1）磷酸酶來下調(diào)與免疫細(xì)胞功能相關(guān)的PI3K、MAPK、核因子κB（nuclear factor kappa B, NF-κB）通路，抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而發(fā)揮CD4+T細(xì)胞的內(nèi)在抑制作用[11,18]。以往的研究[9,19]認(rèn)為TIGIT通過與抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cell, APC）（如樹突狀細(xì)胞）上的CD155相結(jié)合，抑制了APC的共刺激能力，導(dǎo)致腫瘤抗原提呈減少，從而增加了IL-10的分泌，減少了IL-12的分泌，間接對T細(xì)胞的功能產(chǎn)生了抑制作用。Solomon等[20]發(fā)現(xiàn)，TIGIT可與腫瘤細(xì)胞上的CD155直接結(jié)合，觸發(fā)T細(xì)胞的直接抑制信號，實現(xiàn)免疫逃逸。TIGIT還可損害CD226同源二聚化的能力并以更高的親和力阻止CD226與CD115結(jié)合[21,22]，從而阻礙CD226介導(dǎo)的T細(xì)胞活化。TIGIT在效應(yīng)T細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)抑制了免疫反應(yīng)，而在Tregs細(xì)胞的表達(dá)上調(diào)則促進(jìn)了免疫抑制作用[23]。有研究[24]認(rèn)為，TIGIT主要通過Tregs調(diào)節(jié)免疫功能。TIGIT+Tregs細(xì)胞可上調(diào)共抑制受體TIM-3的表達(dá)，兩者協(xié)同抑制腫瘤的免疫反應(yīng)。同時，TIGIT位點去甲基化水平增強及其與配體結(jié)合會引起纖維原樣蛋白2（fibrinogen-like protein 2, Fgl2）表達(dá)，從而作用于T細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用[25]。研究[21,24,26-28]表明，TIGIT在CD8+T細(xì)胞及Treg細(xì)胞上表達(dá)升高預(yù)示著患者預(yù)后更差。

2.2TIGIT在NK細(xì)胞中的抑制機制 TIGIT通過抑制腫瘤細(xì)胞初始死亡及釋放抗原來抑制NK細(xì)胞效應(yīng)[10,29,30]?；罨腘K細(xì)胞可合成并分泌多種細(xì)胞因子，發(fā)揮直接殺傷靶細(xì)胞的作用，其殺傷活性與細(xì)胞內(nèi)嗜天青顆粒的含量呈正相關(guān)。Stanietsky等[10]最早在2009年發(fā)現(xiàn)了TIGIT通過其ITIM基序介導(dǎo)NK細(xì)胞上的抑制信號，抑制NK細(xì)胞脫顆粒、細(xì)胞因子分泌[31]及直接抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。此外，來自腸道具核梭桿菌的梭桿菌自動轉(zhuǎn)動蛋白2（fusobacterium autotransporter protein 2, Fap2）與TIGIT直接結(jié)合，可觸發(fā)抑制NK細(xì)胞的信號。在血液系統(tǒng)腫瘤和實體腫瘤相關(guān)實驗[30,32]中均發(fā)現(xiàn)，TIGIT高表達(dá)與NK細(xì)胞耗竭相關(guān)，削弱了NK細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤免疫。在荷瘤小鼠模型中[30]，阻斷TIGIT可以抑制NK細(xì)胞的耗竭，增強NK細(xì)胞的抗腫瘤活性，促進(jìn)NK細(xì)胞的免疫功能。

3 TIGIT在肺癌的研究進(jìn)展

Yang等[33]的研究發(fā)現(xiàn)，在肺鱗癌的免疫組化結(jié)果中，CD155陽性率遠(yuǎn)高于PD-L1，這提示TIGIT/CD155軸在肺鱗癌的發(fā)生發(fā)展過程中起到了重要的作用。TIGIT的高表達(dá)與肺腺癌的高惡性程度相關(guān)[34]。過表達(dá)CD155的肺腺癌及SCLC患者的無進(jìn)展生存期（progression-free survival, PFS）及總生存期（overall survival, OS）更短[34-36]，尤其是在PD-L1陽性患者中這一趨勢更為明顯[15]。表明CD155及TIGIT可用來預(yù)測臨床結(jié)局，實現(xiàn)肺癌個性化治療。目前，TIGIT抑制劑單藥或聯(lián)合PD-1/PD-L1抑制劑治療肺癌的臨床試驗層出不窮（表1）。針對TIGIT抑制劑替瑞利尤單抗（Tiragolumab）聯(lián)合PD-L1抑制劑阿替利珠單抗（Atezolizumab）治療肺癌的II期臨床研究-CITYSCAPE研究最為經(jīng)典[37]。該研究納入PD-L1≥1%的晚期NSCLC患者，根據(jù)PD-L1是否≥50%進(jìn)行分層，分別以雙免疫、安慰劑+Atezolizumab進(jìn)行患者隨機分組。主要終點為客觀緩解率和PFS；主要的次要終點是反應(yīng)持續(xù)時間、OS和安全性。結(jié)果顯示與安慰劑+Atezolizumab組相比，雙免疫組客觀緩解率及PFS的改善情況均具有臨床意義，且PD-L1高表達(dá)組獲益更明顯。然而遺憾的是，后續(xù)針對廣泛期SCLC的III期臨床研究SKYSCRAPER-02已宣告失敗，針對PD-L1高表達(dá)的NSCLC患者的III期臨床研究SKYSCRAPER-01的PFS未達(dá)到陽性結(jié)果，OS暫未出。至此，聯(lián)合TIGIT及PD-1/PD-L1抑制劑治療肺癌的臨床價值受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。然而，多項研究發(fā)現(xiàn)TIGIT/CD155與PD-1/PD-L1共表達(dá)，且兩者表達(dá)呈現(xiàn)正相關(guān)[34,38]。聯(lián)合抑制TIGIT與PD-1/PD-L1較單藥腫瘤抑制效果更佳[22,39,40]。這表明在理論上雙免疫治療肺癌是切實可行的。針對臨床試驗失敗的原因，首先從目標(biāo)患者來說，選擇的人群為PD-L1高表達(dá)患者，在一定程度上忽略了TIGIT的表達(dá)情況，可能最終對藥物療效造成影響；從機制研究來說，阻斷TIGIT及PD-1/PD-L1可減少共抑制受體的腫瘤免疫逃逸，但是T細(xì)胞及NK細(xì)胞的激活通路是否恢復(fù)如初，需要進(jìn)一步研究進(jìn)行驗證。維博利單抗（Vibostolimab）單藥或與派姆單抗（Pembrolizumab）聯(lián)合治療晚期NSCLC在I期臨床試驗得出兩者聯(lián)合可表現(xiàn)出很好的抗腫瘤活性的結(jié)果[41]。從藥物安全性方面來說，TIGIT相關(guān)的臨床試驗均表現(xiàn)出較好的藥物安全性，例如在CITYSCAPE研究中，3級-4級治療相關(guān)不良事件與3級-4級免疫相關(guān)不良事件發(fā)生頻率在免疫單藥及免疫聯(lián)合組均相似，這提示TIGIT可能相較于PD-1/PD-L1通路是更下游的抑制位點，因此TIGIT抑制劑的應(yīng)用在免疫不良反應(yīng)方面可能弱于PD-1/PD-L1抑制劑。

表 1 肺癌相關(guān)的TIGIT臨床試驗（續(xù)表）Tab 1 Clinical trials of TIGIT associated with lung cancer (Continued)

表 1 肺癌相關(guān)的TIGIT臨床試驗（續(xù)表）Tab 1 Clinical trials of TIGIT associated with lung cancer (Continued)

4 TIGIT表達(dá)與其他免疫靶點的關(guān)系

TIGIT與其他免疫檢查點表達(dá)，尤其PD-1/PD-L1表達(dá)之間存在聯(lián)系。PD-1為I型膜蛋白，結(jié)構(gòu)包括胞外IgV結(jié)構(gòu)域，跨膜區(qū)和包含ITIM的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)，其表達(dá)于活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞及巨噬細(xì)胞表面，可廣泛地對免疫反應(yīng)進(jìn)行負(fù)性調(diào)節(jié)。Banta等[22]研究發(fā)現(xiàn)，TIGIT及PD-1抑制劑的療效與CD226的表達(dá)有關(guān)，TIGIT及PD-1各自獨立調(diào)節(jié)CD226的表達(dá)情況。PD-1通過其胞內(nèi)的ITIM結(jié)構(gòu)域抑制CD226磷酸化，TIGIT通過胞外結(jié)構(gòu)與CD155結(jié)合直接抑制CD226傳遞共刺激信號[14]。因此，同時阻斷TIGIT及PD-1可使CD226恢復(fù)共刺激作用，增強CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤作用。這一點在黑色素瘤患者及結(jié)腸癌小鼠模型中均已得到證實[21,26]。此外，Kurtulus等[24]研究發(fā)現(xiàn)，TIGIT表達(dá)于Tregs細(xì)胞可上調(diào)共抑制受體T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3（T cell immunoglobulin mucin molecule 3, TIM-3）的表達(dá)，兩者表現(xiàn)出協(xié)同作用，共同實現(xiàn)腫瘤免疫逃逸。

5 TIGIT在其他類型腫瘤中的研究

Guillerey等[42]研究表明，在骨髓瘤患者中CD8+T細(xì)胞比CD4+T細(xì)胞和NK細(xì)胞表達(dá)更高水平的TIGIT。黑色素瘤、乳腺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、腎透明細(xì)胞癌等實體腫瘤中均發(fā)現(xiàn)腫瘤組織的TIGIT表達(dá)高于癌旁正常組織[43]，且TIGIT、PD-1的高表達(dá)與長生存呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)[44,45]。在結(jié)腸癌小鼠模型中[21]同時阻斷TIGIT/PD-L1與單獨阻斷一種免疫檢查點相比，腫瘤體積減少更明顯，這說明聯(lián)合阻斷TIGIT、PD-1，可逆轉(zhuǎn)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocyte, CTL）的效應(yīng)，進(jìn)一步抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展，阻止免疫逃逸的發(fā)生，未來免疫抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用是腫瘤免疫治療的趨勢。

6 總結(jié)與展望

綜上所述，TIGIT是一種抑制性免疫檢查點，通過與CD155等抗體結(jié)合，促進(jìn)NK細(xì)胞耗竭、減少細(xì)胞因子的分泌，還可通過直接或間接作用抑制效應(yīng)T細(xì)胞、上調(diào)Tregs細(xì)胞的作用，發(fā)揮免疫抑制功能。TIGIT與PD-1/PD-L1、TIM-3等共抑制受體發(fā)揮協(xié)同抑制作用。在多種實體瘤及血液系統(tǒng)腫瘤中發(fā)現(xiàn)，同時抑制PD-1/PD-L1及TIGIT較單獨抑制獲得更佳的結(jié)果，但抑制的順序是否與腫瘤抑制效果有關(guān)，亟待進(jìn)一步實驗進(jìn)行驗證。此外，如何在抑制TGIT信號通路的基礎(chǔ)上激活并上調(diào)CD226等刺激性信號通路的表達(dá)，也期待后續(xù)更大規(guī)模實驗的驗證。