TIGIT对脓毒症免疫细胞影响的研究进展

李秋林,范 骏

(南昌大学第二附属医院急诊科,南昌 330006)

脓毒症是宿主抗感染反应失调引起的严重多器官功能障碍性综合征[1]。其发病率和病死率高[2],病理生理机制不明确,临床缺乏特效药物,持续受到研究者关注。经典免疫抑制靶点如:程序性死亡受体1/程序性死亡受体配体1(PD-1/PD-L1)的发现及相关免疫抑制剂的研发,为疾病治疗提供了新选择[3]。但在临床实践中发现,现有的免疫抑制剂适用范围受限,且存在免疫相关不良事件,因此对新的免疫抑制受体的研究成为热点。T细胞免疫球蛋白与ITIM结构域(T cell immunoglobulin and ITIM domain,TIGIT)作为新发现的免疫抑制受体,可与抗原提呈细胞表达的CD155相互作用,下调部分免疫细胞功能,在免疫网络中发挥重要调节作用。本文就TIGIT的结构与表达及其对免疫细胞、脓毒症预后的影响做一综述,以期为后期研究提供参考。

1 TIGIT与配体的结构和表达

TIGIT(又称Vstm3、WUCAM、VSIG9)是PVR免疫球蛋白家族成员之一[4],其基因位于人类染色体3ql3.31区域。TIGIT主要表达于NK细胞、T细胞、调节性T细胞(Tregs)等[5]。TIGIT由胞外免疫球蛋白可变区(IgV)、Ⅰ型跨膜区以及含一个免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM)和一个免疫球蛋白酪氨酸尾(ITT)样基序的胞质尾部构成[6]。TIGIT胞质尾部磷酸化后与其配体结合启动抑制性级联信号反应,从而下调效应T细胞和NK细胞的功能[7]。

CD155(又称Necl-5、PVR或脊髓灰质炎病毒受体)是TIGIT的主要配体,主要表达于树突状细胞(DC)、T细胞、B细胞和巨噬细胞[8],在非造血组织如肾脏、神经系统和肠道上也有表达[9]。TIGIT与CD155结合通过下调T细胞和自然杀伤细胞(NK)功能发挥免疫抑制作用。TIGIT的另两个配体是CD112和CD113,相较于CD155,TIGIT以较低的亲和力结合CD122和CD133。

TIGIT结合CD155受CD226(又称DAXM-1、TLIsA1、PTA1)竞争[4]。CD226由336个氨基酸组成的跨膜蛋白,基因位于染色18q22.3区域[10],属于免疫球蛋白超家族成员之一。其在自然杀伤细胞(NK)、T细胞和其他免疫细胞中广泛表达[11]。

2 TIGIT与免疫细胞

2.1 TIGIT与T细胞

T细胞是细胞免疫的重要组成部分,在免疫调节方面发挥重要作用。脓毒症是机体抗感染免疫失调引起的器官功能障碍综合征[1],T细胞耗竭是脓毒症免疫抑制的主要原因。WASHBURN等[12]通过转录测序技术(RNA-seq)研究发现,在脓毒症患者中,TIGIT在T细胞上表达显著上调。UNINA等[13]通过流式细胞技术进一步研究表明,TIGIT主要表达于CD8+T细胞;TIGIT在初始T细胞上不表达,而在记忆T细胞和效应T细胞上高表达,且表达水平与抗原刺激强度呈正相关。SUN等[14]通过对临床50例脓毒症患者和17例对照组患者进行前瞻性研究发现,与健康对照组相比,脓毒症患者T细胞上TIGIT不仅表达上调,且可抑制T细胞活性。现有研究表明,其可能机制包括以下几个方面:1)TIGIT通过下调TCR直接抑制T细胞活性[15];2)TIGIT通过与CD155相互作用促进耐受性树突状细胞形成间接抑制T细胞活性[4];3)TIGIT通过促进Tregs产生进而抑制T细胞活性[16]。关于肿瘤的多项研究表明阻断TIGIT可恢复T细胞的活性,提高生存率[17]。有学者[18]通过动物实验发现,TIGIT单抗(克隆1G9)可提高合并存在恶性肿瘤的脓毒症小鼠的存活率,因此认为TIGIT在脓毒症的发生发展中发挥负性调节作用。然而SUN等[19]研究发现,与对照组相比,记忆小鼠在诱导脓毒症12、24 h后分别接受TIGIT单抗治疗,存活率显著下降(P=0.001 2),因此其认为阻断TIGIT可导致T细胞凋亡和功能障碍。

由于抗TIGIT在脓毒症方面研究数据有限且存在相互矛盾的研究结果,所以TIGIT在脓毒症中发挥的作用有待进一步探索。

2.2 TIGIT与调节性T细胞

调节性T细胞(Tregs)通常被认为是CD4+T细胞特化亚群,在建立和维护免疫耐受方面起重要作用。有学者发现脓毒症患者外周血中Tregs数量增加[20],在脓毒症小鼠模型中也观察到了类似的结果[21]。其数量增加可能的机制是在脓毒症的发生发展中Foxp3转录的组蛋白修饰增加促使T细胞向Treg细胞分化[22]。Tregs在脓毒症的发生发展中发挥抑制T细胞的作用。最近研究发现在Tregs上TIGIT高表达[23-24],且主要亚群是CD4+TIGIT+FOXP3+Tregs[25]。TIGIT通过诱导Treg表达纤维蛋白原样蛋白2(Fgl2)和IL-10促进免疫耐受性树突状细胞形成,从而抑制效应性T细胞活性,该实验还发现TIGIT+Treg选择性抑制Th1和Th17细胞,而不抑制Th2细胞[16]。这可能增加脓毒症患者继发真菌感染的机会,增加脓毒症患者病死率。有趣的是,TIGIT在Treg上高表达还与谱系稳定性相关[26]。CD226与TIGIT竞争性结合CD155。SHIBUYA等[27]团队研究发现CD226通过与TIGIT竞争性结合CD155下调TIGIT从而下调Tregs细胞功能。SATO等[28]也发现CD226表达下调、TIGIT表达上调可以通过抑制雷帕霉素复合体1通路中蛋白激酶B哺乳动物靶蛋白的激活,从而增强Tregs细胞功能。以上研究表明,CD226可以通过TIGIT信号通路调节Tregs细胞功能。

2.3 TIGIT与T滤泡辅助细胞

T滤泡辅助细胞(Tfh)是一种定位于淋巴滤泡并具有辅助B细胞功能的CD4+T细胞。与TIGIT-Tfh相比,TIGIT+Tfh可分泌更多的IL-21和IL-4并可刺激B细胞产生IgG。因此相较于TIGIT-Tfh亚群,TIGIT+Tfh更易诱导幼稚细胞及记忆B细胞向浆母细胞分化[29]。此外,YASUTOMI等[30]发现CD226与TIGIT在人Tfh细胞分化成熟中发挥协同作用,其可能的机制是CD226和TIGIT通过抑制IL-2分泌而促进Tfh细胞分化。

2.4 TIGIT与自然杀伤细胞(NK)

NK细胞是机体重要的免疫细胞。有研究[31]表明,与健康对照者相比,脓毒症患者外周血中NK细胞的数量增加并表达为活化亚型。在脓毒症小鼠模型中也观察到类似的结果[32]。但其他研究[33]发现,在脓毒症早期,NK细胞数量和IFN-γ的分泌减少,这可能是脓毒症免疫抑制的机制之一。故NK细胞在脓毒症中的数量变化及其作用还有待进一步研究。

TIGIT不仅表达于T细胞也表达于NK细胞[34]。TIGIT与抗原提呈细胞表达的CD155结合抑制NK细胞活性,导致NK细胞耗竭[35-36]。其具体机制是表达于NK细胞上的TIGIT籍由依赖CD155的方式,经ITT样基序募集Grb2和SHIP1,SHIP1使TRAF6自体泛素化,通过抑制NF-kB通路激活来抑制NK细胞分泌IFN-γ[37]。SHP-1还可以通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶(PIK3)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路而抑制NK细胞脱颗粒和细胞毒作用[4],从而导致NK细胞耗竭。NK细胞耗竭可能导致微生物的清除能力下降,使脓毒症患者更容易继发性病原体感染,导致预后不良。这提示NK细胞在脓毒症中可能发挥保护作用。相反,CHRISTAKL等[38]的动物实验发现,选择性拮抗NK细胞可以减轻全身炎症,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细胞在脓毒症的发生发展中可能对机体是有害的。

所以,目前NK细胞在脓毒症中的具体作用及发挥作用的机制还是一个未解之谜,有待进一步研究探索。

3 结语

TIGIT是一种新发现的免疫抑制受体,在免疫网络中发挥重要的调节作用。目前研究发现,在脓毒症患者中,TIGIT在T细胞及NK细胞上表达显著上调[34],而TIGIT可能通过与抗原提呈细胞表达的CD155结合下调部分免疫细胞功能从而诱导免疫抑制,表现在脓毒症的发生发展过程中发挥负性调节作用;然而部分学者如SUN等[19]的研究持有相反的观点,即阻断TIGIT可导致部分免疫细胞凋亡和功能障碍。由于目前TIGIT在脓毒症方面研究数据有限且存在相互矛盾的研究结论,故而TIGIT对脓毒症预后的影响有待进一步研究。相信随着今后研究的深入,TIGIT在脓毒症的发生发展过程中的作用机制会更加明确,而针对TIGIT的免疫治疗方案在临床上用于脓毒症治疗亦将成为可能。