TIGIT 和PD-1/PD-L1 雙重阻斷途徑在腫瘤免疫治療中的研究進展*

王順娜 高瀏璐 鄭曉鳳 邢國靜 王麗菲 邵慧娟 于曉輝 綜述 張久聰 審校

組織細胞表面的程序性死亡蛋白配體-1（programmed death-ligand 1，PD-L1）通過與淋巴細胞表面的程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）結合可發揮抑制淋巴細胞功能，從而誘導活化的淋巴細胞凋亡，發揮自身免疫耐受的作用。然而PD-L1 在多種腫瘤細胞表面也均有表達，其與存在于相應淋巴細胞表面的PD-1 結合后可通過抑制淋巴細胞并抑制細胞因子的釋放，誘導淋巴細胞凋亡，進而導致腫瘤細胞發生免疫逃逸。因此，阻斷PD-1/PD-L1 通路可以增強淋巴細胞活性以達到腫瘤免疫治療的效果。而T細胞免疫檢查點的發現和抑制檢查點的單克隆抗體的成功開發可以很大程度上提高抗腫瘤免疫治療的療效。當前，在眾多免疫治療靶點中最具研發前景和潛力的免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosinebased inhibition motif，ITIM）結構域（T cell immunoglobulin and ITIM domain，TIGIT）已被證實在限制腫瘤的適應性免疫和固有免疫方面發揮著關鍵作用。但單一免疫檢查點抑制劑的使用具有獲得性耐藥以及免疫相關不良事件等局限，而聯合應用針對與腫瘤微環境相關的其他免疫檢查點抑制劑可成為改善這種治療局限的主要途徑之一。因此，雙重免疫檢查點抑制劑的協同應用可以有效緩解抗腫瘤免疫治療耐藥性，從而顯著提高免疫治療的療效，延長患者的生存期。

1 TIGIT

1 型脊髓灰質炎病毒受體的抑制性受體 TIGIT是一種存在于T 細胞和NK 細胞表面的主要免疫檢查點分子，其功能分區包含一個免疫球蛋白可變結構域（IgV）、一個跨膜結構域和一個免疫受體酪氨酸抑制基序[1]。研究表明，TIGIT 在多種腫瘤中均有表達，包括急性髓系白血病、黑色素瘤、多發性骨髓瘤和非小細胞肺癌等腫瘤中表達均有上調[2]?；罨腡 細胞，包括調節性CD4+T 細胞、效應性CD8+T 細胞、調節性T 細胞（regulatory cells,Tregs ）以及NK 細胞等這些細胞表面均表達有共抑制受體TIGIT[3]。TIGIT 擁有多個配體，自身可與其他抑制和刺激性受體競爭或共享相同的配體，其中包括CD155、CD113、CD112[4]。在人類和小鼠中，CD155 均被確定為TIGIT 的物理配體，主要在T 細胞、B 細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞上表達，在神經系統、腎和腸等非造血組織中也呈弱表達狀態[4]。此外，作為一種免疫調節分子的CD155 可在自身免疫中發揮雙重作用，其不僅在人類惡性腫瘤中多呈現過表達狀態，還可與共刺激分子CD226 以及共抑制分子TIGIT、CD96 相互結合發揮效應[5]。一方面，由于TIGIT 與CD155 的親和力更高，其可同CD226 通過競爭結合作用結合CD155，從而抑制CD226 激活；另一方面，TIGIT 能直接以順式方式同CD226 結合，直接破壞CD226 的同二聚體，阻礙CD226 與CD155 的結合，進而抑制其信號轉導[6]。因此，CD155/CD226 與CD155/TIGIT 或CD155/CD96之間的平衡對維持正常的NK 和T 細胞功能起著重要作用（圖1）。

圖1 TIGIT 配體及相互作用

2 PD-1/PD-L1

PD-1 屬于CD28 超家族，是一種跨膜受體，在維持體內平衡和抑制腫瘤免疫反應方面發揮著重要作用。PD-1 在活化的免疫細胞上表達，主要包括T 細胞、自然殺傷（natural killer，NK）細胞、B 細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞（dendritic cell，DC）和單核細胞，其細胞質結構域分別參與ITIM 和免疫受體酪氨酸轉換基序（immunoreceptor tyrosin-based switch motif，ITSM）的形成[7]。PD-L1 和程序性死亡蛋白配體-2（programmed death-ligand 2，PD-L2）是PD-1 的配體，二者在抗原呈遞細胞（antigen-presenting cell，APC）和肺癌、腎癌、黑色素瘤、卵巢癌等多種癌癥細胞上均有表達[7]。其中PD-L1 主要表達在DC 及巨噬細胞上，在上皮細胞和內皮細胞等非免疫細胞中也可見PD-1/PD-L1 的表達，其在腫瘤和髓系細胞上也可大量表達，誘導T細胞凋亡和免疫抑制從而實現腫瘤逃逸，這是一種潛在的腫瘤治療靶點[8]。而PD-L2 的表達則較為有限,主要局限于造血細胞，如DC、巨噬細胞、骨髓源性肥大細胞、活化的T 細胞、Th2 細胞和B 細胞[9]。癌細胞上的PD-L1 與T 細胞上的PD-1 相互結合觸發負信號，誘導T 細胞凋亡，降低免疫細胞的活性，從而阻斷了免疫細胞對腫瘤細胞的攻擊，從而使癌細胞逃避免疫監視和破壞。

在大多數情況下，PD-1/PD-L1 軸通過APC 與腫瘤免疫逃逸或腫瘤細胞表面PD-L1 介導的PD-1 產生抑制CD8+T 細胞和阻斷PD-1/PD-L1 連接的作用，從而恢復抗腫瘤適應性免疫應答[7]。PD-1 與CD8+T細胞的結合可在包括初始到效應細胞的分化、細胞毒性、增殖和生存等階段的慢性感染和腫瘤進展過程中發揮抑制性作用[10]。PD-1/PD-L1 的相互作用可防止組織炎癥的發生，有助于維持穩態，其中PD-L1 在腫瘤中的免疫逃逸中起重要作用。通常情況下PD-1/PD-L1 復合體形成后，PD-1 胞漿尾部的ITSM 和ITIM 被磷酸化，吸收Src 同源2 結構域的蛋白酪氨酸磷酸酶1/2（Src homology 2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 1/2，SHP-1/SHP-2），使得T細胞受體（T cell receptor，TCR）和CD28 近端信號分子（如ZAP70、PKCθ 和其他激酶）被去磷酸化，抑制下游信號通路如PI3K/AKT 和Ras-MEK-ERK 通路的失活[11]（圖2）。于T 細胞來講，通過PD-1/PD-L1信號，TCR 和共刺激信號級聯被抑制，導致T 細胞增殖減少，并逐漸失去其效應功能。對B 細胞而言，PD-1/PD-L1 可下調B 細胞受體信號，導致ITIM/ITSM中磷酸化的酪氨酸殘基招募SHP-1/SHP-2，并最終導致B 細胞功能的喪失[12]。因此，阻斷上述通路將有助于恢復T/B 細胞的功能，阻止腫瘤的發生發展。

圖2 PD-1/PD-L1 通過多條信號通路抑制T 細胞功能

3 單免疫檢查點抑制劑抗腫瘤免疫

3.1 TIGIT 在抗腫瘤治療中的作用機制

雖然所有共抑制受體都具有抑制T 細胞活化的能力，但其在效力、表達動力學以及它們改變的細胞信號通路方面都有所不同。對于TIGIT 而言，它的作用機制類似于共抑制檢查點細胞毒性T 淋巴細胞相關抗原-4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4），CTLA-4 通過與絲氨酸-蘇氨酸蛋白磷酸酶2A（protein phosphatase 2A，PP2A）相互作用，通過含有SHP-2 的磷酸酶Src 同源區-2 介導并抑制磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）下游信號，此過程依賴于TCR 的激活[13]。TIGIT 可以直接作用調控TCR 的表達來抑制CD8+T 細胞增殖和活化，因為TIGIT 可以參與誘導TCR 受體和包含TCR 復合物分子的下調。TIGIT 發揮腫瘤免疫治療的機制主要有以下幾點：1）TIGIT 可以減少CD8+T 細胞中TCR 誘導的ERK 信號傳導來抑制 T 細胞增殖和功能[14]。2）TIGIT 還可抑制NK 細胞的功能，在與CD155結合后可通過免疫球蛋白尾部酪氨酸（immunoglobulin tail tyrosine，ITT）樣基序啟動主要抑制信號，而次要抑制信號主要由ITIM 基序介導[15]。其中ITT樣基序在Grb2 和β-抑制蛋白招募阻礙磷酸肌醇3 激酶和MAPK 信號傳導的肌醇磷酸酶-1（SHIP-1），SHIP-1 可損害TRAF6 和NF-κB 的活化，抑制NK 細胞產生干擾素（IFN-γ）。而ITIM 基序可被Src 家族激酶磷酸化后募集并激活包含SH2 在內的蛋白質，將抑制性受體信號傳遞給NK 細胞從而削弱其殺傷功能，干擾NK 細胞釋放溶解顆粒。此外，具核梭桿菌的Fap2 蛋白可以直接與TIGIT 結合，抑制NK 細胞。3）TIGIT 能夠抑制CD155 介導的CD226 激活。CD226 是表達與各個免疫細胞中的共刺激因子，能夠與CD155 和LFA-1 結合，參與TCR 信號通路的激活和T 細胞和NK 細胞腫瘤識別。CD226 通過與CD155 結合，觸發FOXO1 的磷酸化，FOXO1 是一種負向調節NK 細胞歸巢和效應功能的轉錄因子，磷酸化的FOXO1 從細胞核轉運到細胞質，通過泛素化降解，使正常細胞殺傷NK 細胞成為可能[16]。同樣，CD226 介導的FOXO1 失活可促進T 細胞存活、歸巢、增殖和分化。TIGIT 除了發揮上述直接抑制作用外，還可以通過作用于腫瘤微環境發揮間接抑制作用，其主要作用機制：1）成熟的DC 能激活T 細胞，而未成熟的DC 可能導致T 細胞對免疫治療無反應和/或耐受。TIGIT 可以通過觸發CD155 誘導DC 獲得不成熟的耐受性表型，導致IL-10 分泌升高，同時IL-12 產生降低[17]。由于IL-10 可以阻止APC 上調參與抗原呈遞的分子，因此IL-10 對抑制免疫反應至關重要，從而直接抑制T 細胞增殖和IFN-γ 等免疫刺激細胞因子的合成。2）TIGIT 還可增強Tregs 的免疫抑制功能，TIGIT 位點甲基化水平降低以及與Foxp3 結合導致Tregs 表達TIGIT 的水平升高，高表達TIGIT 的Tregs 又可以誘導IL-10 和纖維蛋白原樣蛋白2（Fgl2）的產生并作用于T 細胞從而發揮抑制性作用。3）除了對DC 和Tregs 的作用外，巨噬細胞中TIGIT/CD155通路的激活也可以通過c-Maf 核易位增加IL-10 的轉錄并降低IFN-γ，同時幫助巨噬細胞切換到抗炎M2細胞因子譜。4）腫瘤微環境中的髓源系抑制細胞（myeloid-derived suppressor cells,MDSCs）在抑制腫瘤免疫反應中也起著關鍵作用。這些細胞多表現為CD155 和PD-L1 水平的升高，這意味著它們抑制腫瘤免疫的作用可能通過TIGIT/ CD155 和PD-1/PDL1 通路觸發的反向信號被放大（圖3）。

圖3 TIGIT 在抗腫瘤治療中的作用機制

3.2 PD-1/PD-L1 在抗腫瘤治療中的作用機制

PD-L1 與PD-1 的結合可降低免疫細胞的活性，從而便于癌細胞逃避免疫監視和破壞殺傷，因此阻斷PD-L1 與PD-1 的結合是PD-1/PD-L1 抑制劑的理論機制，可恢復T 細胞的功能，增強對癌細胞的殺傷[8]?？筆D-1/PD-L1 抗體在腫瘤方面的治療現已得到大眾的認可。T 細胞的活化需要雙重信號激活，第1 個信號由主要組織相容性復合體呈遞抗原與TCR 的結合激活，第2 個信號由共刺激和共抑制信號共同組成[18]。T 細胞上的PD-1 與腫瘤細胞或抗原呈遞細胞（antigen-presenting cells，APCs）上的PD-L1 相結合，可有效抑制T 細胞活化，甚至導致T 細胞凋亡，減少細胞因子的產生從而使腫瘤逃避免疫監視。PD-1/PD-L1 抑制劑通過分別與PD-1 或PD-L1 的結合，阻止PD-1 與PD-L1 間的相互作用，可恢復免疫細胞的識別能力和殺傷作用，避免腫瘤細胞的免疫逃逸。因此，在抗腫瘤免疫中分別應用抗PD-1/ PD-L1 抗體，使之各自擁有對應的配體，從而使T 細胞避免免疫抑制，重新發揮自身的抗腫瘤作用，抑制腫瘤生長。

3.3 單免疫檢查點抑制劑抗腫瘤免疫的局限性

TIGIT、淋巴細胞激活基因3（lymphocyte activation gene-3，LAG-3）和T 細胞活化的V 域免疫球蛋白抑制因子（V-domain Ig suppressor of T cell activation，VISTA）等共抑制分子的上調，是許多患者T 細胞功能障礙和抗PD-1/ PD-L1 治療產生耐藥性的重要因素[19]。抑制TIGIT 不僅可以增強CD8+T 細胞的細胞毒性，還可以增強NK 細胞的抗腫瘤免疫，因此阻斷TIGIT 是一種很有前景的免疫療法。癌細胞PDL1 與T 細胞上的PD-1 結合觸發負信號，誘導T 細胞凋亡，損害免疫能力，從而使癌細胞逃避免疫監視和破壞[8]。阻斷PD-L1 與PD-1 的結合是PD-1/PD-L1 抑制劑的理論機制，可以消除這種負信號，恢復T 細胞的功能，促進癌細胞的殺傷。針對PD-1/PD-L1 通路的抗體現已被用于治療多種類型的癌癥，如黑色素瘤[20]、肺癌[21]等。雖然針對該通路的抗體在少數經歷抗癌免疫恢復和長期緩解的患者中取得了成功，但總的來說PD-1/PD-L1 阻斷的反應率仍然很低[22]。這主要是由于其缺乏有效的生物標志物、免疫相關毒性以及先天和獲得性耐藥，使得PD-1/PD-L1 抗體的治療效果也受到限制[23-24]。

4 阻斷TIGIT 與PD－1/PD-L1 雙重途徑協同增強抗腫瘤作用

單免疫檢查點抑制劑抗腫瘤免疫的局限使越來越多的研究轉向雙重免疫檢查點抑制劑協同抗腫瘤的機制研究。目前許多機制的研究均有助于緩解抗PD-1/PD-L1 治療中的耐藥現象，如T 細胞排斥和耗竭、局部免疫功能障礙、新抗原或PD-L1 的丟失及信號缺陷，以及一些非免疫因素包括代謝、表觀遺傳學和微生物群均可能成為緩解耐藥的有效途徑[19]。然而，維博利單抗（抗TIGIT 單抗）和替瑞利尤單抗（TIGIT單抗）單藥治療顯示客觀緩解率（objective response rate，ORR）為0[25]，但另有研究表明聯合應用替瑞利尤單抗和阿替利珠單抗（PD-L1 單抗）的總體ORR 為37%，PD-L1 TPS >50%亞組的ORR 為66%，超過了單獨應用阿替利珠單抗的療效[26]?；谝陨涎芯堪l現，應用雙檢查點抑制可有效地增強抗腫瘤免疫的療效。TIGIT 通常與PD-1 在多種T 細胞上共表達，有研究證實阻斷PD-1 可使CD8+T 細胞上的TIGIT 表達增加1.5 倍[27]。在與TIGIT 共表達的抑制劑受體中，PD-1 是優先共表達的，同時TIGIT 也是PD-1+CD8+T 細胞上最常見的共表達免疫檢查點受體。Johnston 等[28]研究發現TIGIT 的表達與CD8+T 細胞的浸潤以及PD-1 在這些細胞上的表達有強相關性。Banta 等[29]研究表明CD226 表達對于PD-1/PD-L1 或TIGIT 共阻斷的有效性是必要的，當PD-1 和TIGIT 共表達時，磷酸化CD226 的數量遠少于二者單獨表達時，因此TIGIT 的存在阻礙了單獨的PD-1/PD-L1 抑制劑完全激活CD226，只有將TIGIT 與PD-1/PD-L1 共同阻斷才能完全激活CD226。因此，雙重阻斷TIGIT 和PD-1 有可能成為一種新的有效抗腫瘤免疫方式。

這一結果同樣在動物模型中也得到了證實，Thibaudin 等[30]研究發現聯合阿替利珠單抗（PD-L1單抗）和替瑞利尤單抗（TIGIT 單抗）在結直腸癌中可激活腫瘤浸潤淋巴細胞免疫應答的能力，二者聯合使用可以激活46%的結直腸癌樣本中的T 細胞。Hung等[31]在顱內腫瘤小鼠模型上的研究顯示，與對照組和單藥組相比抗PD-1 和抗TIGIT 雙重治療可顯著提高小鼠的生存率。Zhao 等[32]的研究同樣發現淋巴瘤小鼠中PD-1 和TIGIT 的高表達與嵌合抗原受體T 細胞免疫療法（chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T）治療后晚期白血病復發密切相關。在結直腸癌的研究中發現TIGIT 與PD-1 在小鼠和人的腫瘤抗原特異性CD8+T 細胞和CD8+腫瘤浸潤淋巴細胞上共表達[33]。另一項針對非小細胞肺癌患者的研究表明PD-L1/TIGIT 雙重阻斷劑可作為PD-L1 陽性非小細胞肺癌的一線治療藥物，這與單獨應用PD-L1阻斷劑相比其臨床療效更為顯著[34]。在大腸癌和膠質母細胞瘤小鼠模型中，TIGIT和PD-1/PD-L1 雙重阻斷劑也被證實可以發揮協同抑制腫瘤生長的作用[35-36]。

雙重阻斷TIGIT 與PD-1/PD-L1 的臨床療效在近年來的臨床試驗中也得到了進一步驗證。作為首個報告聯合抗TIGIT 和抗PD-1/PD-L1 藥物有效性和安全性的Ⅱ期隨機對照試驗，CITYSCAPE 將135 例非小細胞肺癌患者隨機分配接受替瑞利尤單抗或安慰劑加阿替利珠單抗治療。結果顯示，替瑞利尤單抗聯合阿替利珠組在總人群中的無進展生存期（progression-free survival，PFS）顯著延長（HR=0.62，95%CI：0.42～0.91）[26]。ARC-7 Ⅱ期試驗結果也同樣表明，就ORR和PFS 而言，聯合用藥優于單獨使用賽帕利單抗。其中45 例接受domvanalimab，賽帕利單抗和etrumadenant 3 種藥物聯合組治療的患者中位PFS 為10.9 個月，ORR 為40%。44 例接受domvanalimab 和賽帕利單抗兩種藥物聯合組治療的患者中位PFS 為12.0 個月，44 例接受單一賽帕利單抗治療的患者的ORR 僅為27%[37]。因此，PD-1/PD-L1 和TIGIT 雙重阻斷與單獨使用單檢查點抑制劑相比，其在增強抗腫瘤免疫的療效、提高生存率、減少復發等方面均具有顯著的抗腫瘤療效，可作為一種有效的臨床抗腫瘤作用靶點。

5 結語

本文就免疫檢查點PD-1/ PD-L1、TIGIT 在抗腫瘤免疫治療中作用機制進行總結，雖然目前檢查點抑制劑在抗腫瘤治療中有著較為明顯的治療療效，但單一免疫檢查點抑制劑存在缺乏有效的生物標志物、免疫相關毒性以及先天和獲得性耐藥等局限性，導致相應的單克隆抗體治療效果也受到了一定的限制。而國內外多項實驗研究均證實，雙重阻斷免疫檢查點抑制劑的應用可以有效增強抗腫瘤免疫的療效、減少耐藥、提高生存率、減少復發，而這其中最有代表性的就是雙重阻斷TIGIT 和PD-1/PD-L1。因此雙重阻斷TIGIT 和PD-1 有可能作為一種更為有效的新型抗癌治療方法。盡管雙重阻斷免疫檢查點抑制劑在臨床應用中顯示出了較好的臨床效果，但雙重阻斷的具體作用機制還尚未明確，這可能與PD-1 和TIGIT 通過不同的機制共同調節CD226 有關，其他的具體作用機制還有待于進一步的探索與發現。

本文無影響其科學性與可信度的經濟利益沖突。