TIGIT對膿毒癥免疫細胞影響的研究進展

李秋林,范 駿

(南昌大學第二附屬醫院急診科,南昌 330006)

膿毒癥是宿主抗感染反應失調引起的嚴重多器官功能障礙性綜合征[1]。其發病率和病死率高[2],病理生理機制不明確,臨床缺乏特效藥物,持續受到研究者關注。經典免疫抑制靶點如:程序性死亡受體1/程序性死亡受體配體1(PD-1/PD-L1)的發現及相關免疫抑制劑的研發,為疾病治療提供了新選擇[3]。但在臨床實踐中發現,現有的免疫抑制劑適用范圍受限,且存在免疫相關不良事件,因此對新的免疫抑制受體的研究成為熱點。T細胞免疫球蛋白與ITIM結構域(T cell immunoglobulin and ITIM domain,TIGIT)作為新發現的免疫抑制受體,可與抗原提呈細胞表達的CD155相互作用,下調部分免疫細胞功能,在免疫網絡中發揮重要調節作用。本文就TIGIT的結構與表達及其對免疫細胞、膿毒癥預后的影響做一綜述,以期為后期研究提供參考。

1 TIGIT與配體的結構和表達

TIGIT(又稱Vstm3、WUCAM、VSIG9)是PVR免疫球蛋白家族成員之一[4],其基因位于人類染色體3ql3.31區域。TIGIT主要表達于NK細胞、T細胞、調節性T細胞(Tregs)等[5]。TIGIT由胞外免疫球蛋白可變區(IgV)、Ⅰ型跨膜區以及含一個免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)和一個免疫球蛋白酪氨酸尾(ITT)樣基序的胞質尾部構成[6]。TIGIT胞質尾部磷酸化后與其配體結合啟動抑制性級聯信號反應,從而下調效應T細胞和NK細胞的功能[7]。

CD155(又稱Necl-5、PVR或脊髓灰質炎病毒受體)是TIGIT的主要配體,主要表達于樹突狀細胞(DC)、T細胞、B細胞和巨噬細胞[8],在非造血組織如腎臟、神經系統和腸道上也有表達[9]。TIGIT與CD155結合通過下調T細胞和自然殺傷細胞(NK)功能發揮免疫抑制作用。TIGIT的另兩個配體是CD112和CD113,相較于CD155,TIGIT以較低的親和力結合CD122和CD133。

TIGIT結合CD155受CD226(又稱DAXM-1、TLIsA1、PTA1)競爭[4]。CD226由336個氨基酸組成的跨膜蛋白,基因位于染色18q22.3區域[10],屬于免疫球蛋白超家族成員之一。其在自然殺傷細胞(NK)、T細胞和其他免疫細胞中廣泛表達[11]。

2 TIGIT與免疫細胞

2.1 TIGIT與T細胞

T細胞是細胞免疫的重要組成部分,在免疫調節方面發揮重要作用。膿毒癥是機體抗感染免疫失調引起的器官功能障礙綜合征[1],T細胞耗竭是膿毒癥免疫抑制的主要原因。WASHBURN等[12]通過轉錄測序技術(RNA-seq)研究發現,在膿毒癥患者中,TIGIT在T細胞上表達顯著上調。UNINA等[13]通過流式細胞技術進一步研究表明,TIGIT主要表達于CD8+T細胞;TIGIT在初始T細胞上不表達,而在記憶T細胞和效應T細胞上高表達,且表達水平與抗原刺激強度呈正相關。SUN等[14]通過對臨床50例膿毒癥患者和17例對照組患者進行前瞻性研究發現,與健康對照組相比,膿毒癥患者T細胞上TIGIT不僅表達上調,且可抑制T細胞活性?，F有研究表明,其可能機制包括以下幾個方面:1)TIGIT通過下調TCR直接抑制T細胞活性[15];2)TIGIT通過與CD155相互作用促進耐受性樹突狀細胞形成間接抑制T細胞活性[4];3)TIGIT通過促進Tregs產生進而抑制T細胞活性[16]。關于腫瘤的多項研究表明阻斷TIGIT可恢復T細胞的活性,提高生存率[17]。有學者[18]通過動物實驗發現,TIGIT單抗(克隆1G9)可提高合并存在惡性腫瘤的膿毒癥小鼠的存活率,因此認為TIGIT在膿毒癥的發生發展中發揮負性調節作用。然而SUN等[19]研究發現,與對照組相比,記憶小鼠在誘導膿毒癥12、24 h后分別接受TIGIT單抗治療,存活率顯著下降(P=0.001 2),因此其認為阻斷TIGIT可導致T細胞凋亡和功能障礙。

由于抗TIGIT在膿毒癥方面研究數據有限且存在相互矛盾的研究結果,所以TIGIT在膿毒癥中發揮的作用有待進一步探索。

2.2 TIGIT與調節性T細胞

調節性T細胞(Tregs)通常被認為是CD4+T細胞特化亞群,在建立和維護免疫耐受方面起重要作用。有學者發現膿毒癥患者外周血中Tregs數量增加[20],在膿毒癥小鼠模型中也觀察到了類似的結果[21]。其數量增加可能的機制是在膿毒癥的發生發展中Foxp3轉錄的組蛋白修飾增加促使T細胞向Treg細胞分化[22]。Tregs在膿毒癥的發生發展中發揮抑制T細胞的作用。最近研究發現在Tregs上TIGIT高表達[23-24],且主要亞群是CD4+TIGIT+FOXP3+Tregs[25]。TIGIT通過誘導Treg表達纖維蛋白原樣蛋白2(Fgl2)和IL-10促進免疫耐受性樹突狀細胞形成,從而抑制效應性T細胞活性,該實驗還發現TIGIT+Treg選擇性抑制Th1和Th17細胞,而不抑制Th2細胞[16]。這可能增加膿毒癥患者繼發真菌感染的機會,增加膿毒癥患者病死率。有趣的是,TIGIT在Treg上高表達還與譜系穩定性相關[26]。CD226與TIGIT競爭性結合CD155。SHIBUYA等[27]團隊研究發現CD226通過與TIGIT競爭性結合CD155下調TIGIT從而下調Tregs細胞功能。SATO等[28]也發現CD226表達下調、TIGIT表達上調可以通過抑制雷帕霉素復合體1通路中蛋白激酶B哺乳動物靶蛋白的激活,從而增強Tregs細胞功能。以上研究表明,CD226可以通過TIGIT信號通路調節Tregs細胞功能。

2.3 TIGIT與T濾泡輔助細胞

T濾泡輔助細胞(Tfh)是一種定位于淋巴濾泡并具有輔助B細胞功能的CD4+T細胞。與TIGIT-Tfh相比,TIGIT+Tfh可分泌更多的IL-21和IL-4并可刺激B細胞產生IgG。因此相較于TIGIT-Tfh亞群,TIGIT+Tfh更易誘導幼稚細胞及記憶B細胞向漿母細胞分化[29]。此外,YASUTOMI等[30]發現CD226與TIGIT在人Tfh細胞分化成熟中發揮協同作用,其可能的機制是CD226和TIGIT通過抑制IL-2分泌而促進Tfh細胞分化。

2.4 TIGIT與自然殺傷細胞(NK)

NK細胞是機體重要的免疫細胞。有研究[31]表明,與健康對照者相比,膿毒癥患者外周血中NK細胞的數量增加并表達為活化亞型。在膿毒癥小鼠模型中也觀察到類似的結果[32]。但其他研究[33]發現,在膿毒癥早期,NK細胞數量和IFN-γ的分泌減少,這可能是膿毒癥免疫抑制的機制之一。故NK細胞在膿毒癥中的數量變化及其作用還有待進一步研究。

TIGIT不僅表達于T細胞也表達于NK細胞[34]。TIGIT與抗原提呈細胞表達的CD155結合抑制NK細胞活性,導致NK細胞耗竭[35-36]。其具體機制是表達于NK細胞上的TIGIT籍由依賴CD155的方式,經ITT樣基序募集Grb2和SHIP1,SHIP1使TRAF6自體泛素化,通過抑制NF-kB通路激活來抑制NK細胞分泌IFN-γ[37]。SHP-1還可以通過抑制磷脂酰肌醇3-激酶(PIK3)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路而抑制NK細胞脫顆粒和細胞毒作用[4],從而導致NK細胞耗竭。NK細胞耗竭可能導致微生物的清除能力下降,使膿毒癥患者更容易繼發性病原體感染,導致預后不良。這提示NK細胞在膿毒癥中可能發揮保護作用。相反,CHRISTAKL等[38]的動物實驗發現,選擇性拮抗NK細胞可以減輕全身炎癥,提高微生物的清除能力,并提高多腹膜炎小鼠的存活率,且NK細胞在膿毒癥的發生發展中可能對機體是有害的。

所以,目前NK細胞在膿毒癥中的具體作用及發揮作用的機制還是一個未解之謎,有待進一步研究探索。

3 結語

TIGIT是一種新發現的免疫抑制受體,在免疫網絡中發揮重要的調節作用。目前研究發現,在膿毒癥患者中,TIGIT在T細胞及NK細胞上表達顯著上調[34],而TIGIT可能通過與抗原提呈細胞表達的CD155結合下調部分免疫細胞功能從而誘導免疫抑制,表現在膿毒癥的發生發展過程中發揮負性調節作用;然而部分學者如SUN等[19]的研究持有相反的觀點,即阻斷TIGIT可導致部分免疫細胞凋亡和功能障礙。由于目前TIGIT在膿毒癥方面研究數據有限且存在相互矛盾的研究結論,故而TIGIT對膿毒癥預后的影響有待進一步研究。相信隨著今后研究的深入,TIGIT在膿毒癥的發生發展過程中的作用機制會更加明確,而針對TIGIT的免疫治療方案在臨床上用于膿毒癥治療亦將成為可能。