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在二十一世紀的第二個十年，以PD-1/PD-L1抑制劑和CTLA-4抑制劑為代表的免疫療法誕生，深刻地改變了癌症的治療範式，讓治癒癌症的夢想不再遙不可及。
不過，當前免疫療法帶來的持久臨床益處只發生在一小部分患者身上[1]，還有很多患者不能從中獲益，這說明一定還有其他的機制限制了腫瘤內的免疫反應。
近年來，科學家已經陸續發現了很多免疫抑制信號通路。臨床前的研究也證實，同時阻斷多個免疫抑制通路，可以增強抗腫瘤免疫力。更重要的是，在臨床研究中，PD-1/PD-L1抑制劑聯合CTLA-4抑制劑[2，3]，已經在多個癌種中表現出1+1＞2的組合效應。
這些研究都表明，不同的免疫抑制性信號通路在功能上是相互獨立的，不冗餘。因此，新的免疫抑制性分子讓人充滿期待。
▲ 抗腫瘤免疫循環
實際上，時至今日，很多人都在暗自揣摩：在二十一世紀的第三個十年，哪個新靶點更有希望成為免疫治療最兇猛的「後浪」。
在奇點糕看來，近年來頗受關注的TIGIT，極有可能是免疫治療下一幕大戲的主角。
為什麼這麼說呢？這事兒咱們還得從頭說起。
什麼是TIGIT
2008年，任職於基因泰克的科學家Jane L Grogan率領她的團隊，打算在已經激活的T細胞中尋找還沒有被發現的共刺激或者抑制分子[4]。
他們在基因泰克的同事於2005年構建的資料庫[5]中搜尋，偶然發現了一個在T細胞和NK細胞中特異性表達的基因。這個基因編碼的蛋白由細胞外的免疫球蛋白（IgV）結構域，I型跨膜結構域，以及細胞內的免疫受體酪氨酸抑制基序（ITIM）共同組成[4]。
▲ 圖源：cshl.edu
基於這個基因編碼的蛋白信息，Grogan和她的同事就將這個蛋白命名為TIGIT（T cell immunoglobulin and ITIM domain，T細胞免疫球蛋白和ITIM結構域）[4]。這也就是備受關注的TIGIT名字的最初來源。
在這個研究中，Grogan團隊還發現TIGIT是一個抑制T細胞活性的分子，它的高親和力核心受體——脊髓灰質炎病毒受體（PVR），還可以稱之為CD155[4]。
四年之後，Grogan團隊又獲取了PVR與TIGIT相互作用的晶體結構[6]，從整體上看是個類似字母「M」的結構，兩個TIGIT分子結合在一起居中，左右分別結合一個PVR分子，構成一個異源四聚體組合。
▲ TIGIT與PVR的結合示意圖
那TIGIT究竟是如何調節T細胞和NK細胞的抗癌活性的呢？咱們先看看TIGIT對T細胞的影響。
TIGIT是PD-1/PD-L1通路的同夥
一直以來，激活殺傷性T細胞的抗腫瘤反應是大多數免疫治療的主要目標，因為科學家認為，殺傷性T細胞的活化是完全消滅癌細胞所必需的條件。
因此在2014年，Grogan團隊在人類血液樣本、非小細胞肺癌組織樣本和荷瘤小鼠模型上，研究了TIGIT與抗腫瘤殺傷性T細胞（CD8+ T細胞）功能之間的關係[7]。
研究人員發現，與健康人外周血單個核細胞（PBMC）相比，非小細胞肺癌患者PBMC中的CD8+ T細胞TIGIT表達水平提高三倍，腫瘤浸潤CD8+ T細胞的TIGIT表達水平提高四倍。
▲ 非小細胞肺癌的PBMC和TIL中T細胞的TIGIT表達水平
而且研究人員還發現，在腫瘤浸潤CD8+ T細胞中，僅耗竭性T細胞的TIGIT表達量明顯升高，且和PD-1的表達量變化同步。這就意味著TIGIT與PD-1/PD-L1通路對腫瘤浸潤CD8+ T細胞有協同抑制作用。
▲ 在非小細胞肺癌中TIGIT與PD-1表達水平之間的關係
為了檢驗TIGIT與PD-1/PD-L1通路之間的協同抑制效果，Grogan團隊又在荷瘤小鼠身上研究了分別或同時阻斷TIGIT和PD-1/PD-L1通路的抗癌效果。
從結果看，相比於分別單獨阻斷TIGIT與PD-1/PD-L1通路，同時使用抗TIGIT抗體和抗PD-L1抗體的抗癌效果顯著更好，腫瘤體積縮小和小鼠生存時間改善明顯。
▲ 聯合阻斷TIGIT和PD-L1可以縮小腫瘤體積與生存期延長
究其背後原因，是抗TIGIT抗體聯合抗PD-L1抗體改善了腫瘤浸潤CD8+ T細胞的效應功能，讓產生IFNγ和TNFα的腫瘤浸潤CD8+ T細胞水平增加數倍。
這就意味著，抗TIGIT抗體和抗PD-L1抗體的聯合使用，能逆轉腫瘤浸潤CD8+ T細胞的耗竭狀態，恢復其殺傷癌細胞的能力。即，抗TIGIT抗體與抗PD-L1抗體之間存在協同作用。
▲ 抗TIGIT聯合抗PD-L1對CD8+ T細胞產生IFNγ的影響
Grogan團隊的研究成果不是證實TIGIT是免疫抑制分子的孤例。在2016年，賓夕法尼亞大學醫學院和北京地壇醫院的研究人員通力合作，在急性髓性白血病（AML）患者群體中分析了TIGIT表達與T細胞耗竭和患者預後之間的關係[8]。
在這項研究中，研究人員發現，對比不表達TIGIT的CD8+ T細胞，表達TIGIT的CD8+ T細胞產生TNFα、IFNγ和IL2水平顯著降低，而代表細胞進入耗竭狀態的標誌物Annexin V和CD95的表達顯著升高。
▲ 在AML中，TIGIT的表達水平與CD8+ T活性之間的關係
用siRNA敲低CD8+ T細胞的TIGIT的話，TNFα、IFNγ和IL2水平顯著回升，而細胞耗竭標誌物Annexin V和CD95的表達水平則顯著下降。
▲ siRNA敲低TIGIT對CD8+ T細胞活性的影響
通過以上的研究我們不難發現，TIGIT的表達與CD8+ T細胞的耗竭密切相關，阻斷TIGIT信號通路，能在一定程度上逆轉CD8+ T細胞的耗竭。
▲ siRNA敲低TIGIT降低了CD8+ T細胞的凋亡
不過，TIGIT對抗腫瘤免疫反應的影響遠遠不止抑制CD8+ T細胞的抗腫瘤活性。因為，近年來的研究表明，TIGIT對NK細胞的抑制作用，有可能也是抗腫瘤免疫抑制的關鍵。
TIGIT對NK細胞的影響
在T細胞佔據免疫治療舞臺中央的今天，很少有人關注NK細胞在免疫治療中的重要性。
實際上，NK細胞殺死癌細胞釋放腫瘤特異性抗原，是啟動免疫反應至關重要的一步。
正如前面所介紹的那樣，早在2008年，Grogan團隊就已經發現TIGIT在NK細胞表面高表達[4]。隨後的研究發現，腫瘤細胞表面表達的PVR分子，可以與NK細胞表面的TIGIT結合，給NK細胞下達抑制性信號，導致NK細胞殺傷癌細胞的功能降低[9，10]。
這說明TIGIT也是NK細胞表面的一個抑制分子。
▲ TIGIT是NK細胞表面的免疫檢查點之一
不過，NK細胞表面的TIGIT對抗腫瘤免疫的影響可能遠不止於此。
在2018年，中國科學技術大學田志剛和孫汭團隊有一個重要的發現。
研究人員首先發現，耗竭表型的NK細胞大量表達TIGIT而不是PD-1，無論是敲除編碼TIGIT的基因，還是用抗TIGIT抗體抑制TIGIT，都能增加NK細胞表達CD107a和腫瘤壞死因子等抑癌因子的水平，增強NK細胞的抗癌能力，延長荷瘤小鼠的生存時間[11]。
▲ 抗TIGIT抗體對NK細胞活性的影響
讓研究人員感到驚喜的是，特異性的敲除NK細胞裡面的Tigit基因後，不僅逆轉了NK細胞的耗竭狀態，甚至連腫瘤裡面表達PD-1的殺傷性T細胞也顯著減少。這說明，T細胞的耗竭與NK細胞的耗竭密切相關。
隨後的研究更讓人吃驚。如果定向清除小鼠體內的NK細胞，那麼無論是抗TIGIT抗體，還是抗PD-L1抗體，甚至是兩個抗體聯合使用，治療癌症的效果都嚴重下降。
具體到背後的原因，科學家發現，相比於NK細胞存在的抗TIGIT抗體聯合抗PD-L1抗體，在NK細胞不存在的情況下，這個聯合療法導致耗竭的CD8+ T細胞更多，處於激活狀態的CD8+ T細胞水平更低。
▲ 消除NK細胞的影響
以上結果說明，TIGIT的表達與NK細胞密切相關，抑制TIGIT可以恢復NK細胞的抗癌活性。更重要的是，抗PDL1與抗TIGIT的治療效果依賴於NK細胞的存在。
這也在一定程度上也是PD-1/PD-L1抑制劑聯合TIGIT抑制劑，在臨床前研究中表現出更好抗癌效果的原因。
通過以上的介紹，我們不難看出，用抗TIGIT抗體阻斷TIGIT/PVR信號通路，能達到同時解除腫瘤對腫瘤浸潤性CD8+ T細胞和NK細胞的抑制，真可謂一箭雙鵰。
實際上，隨著對TIGIT信號通路研究的深入，研究人員發現，TIGIT對抗腫瘤免疫的影響不止T細胞和NK細胞，還有提呈抗原的樹突狀細胞，具有免疫抑制性的調節性T細胞（Treg）等。
具體而言，有三重機制[12]：第一，腫瘤細胞或樹突狀細胞的PVR與腫瘤浸潤CD8+ T細胞和NK細胞表面作為受體的TIGIT結合，直接抑制二者的活性；第二，TIGIT還可以作為配體，腫瘤浸潤CD8+ T細胞和Treg上的TIGIT配體，與腫瘤細胞或樹突狀細胞的PVR受體結合，會促進IL-10等抗炎因子的產生，抑制免疫反應；第三，腫瘤浸潤CD8+ T細胞表面的TIGIT競爭性與腫瘤細胞或樹突狀細胞的PVR結合，導致T細胞激活受體CD226不能與PVR結合，進而抑制T細胞活性。
▲ TIGIT調節抗腫瘤免疫的三種機制（TIGIT的作用機制非常有意思，想了解更多的話，可以看參考文獻12）
既然TIGIT作用於那麼多免疫相關細胞，那麼靶向TIGIT的抗體治療效果究竟如何呢？
TIGIT抑制劑的抗癌效果讓人期待
在剛剛閉幕的2020年美國臨床腫瘤學會（ASCO）年會上，抗TIGIT抗體Tiragolumab聯合阿替利珠單抗（Atezolizumab）一線治療PD-L1陽性非小細胞肺癌患者的隨機、雙盲、安慰劑對照II期臨床研究CITYSCAPE數據發布[13]，該研究的主要終點，即客觀緩解率（ORR）和無進展生存期（PFS）均取得了陽性結果。
在中位隨訪10.9個月的時間裡，Tiragolumab+阿替利珠單抗組患者的客觀緩解率（ORR）為37％，中位無進展生存期（mPFS）是5.55個月；安慰劑+阿替利珠單抗的這兩個數據分別是21%和3.88個月。
探索性分析PD-L1 TPS≥50%的亞組數據發現，Tiragolumab+阿替利珠單抗組比安慰劑+阿替利珠單抗組疾病進展或死亡風險降低了70%，mPFS分別為未達到和4.11個月，相應的ORR分別為66%和24%。
總的來說，與安慰劑+阿替利珠單抗相比，Tiragolumab+阿替利珠單抗能顯著提高患者的ORR和PFS，PD-L1 TPS≥50%的亞組的改善幅度更大；此外，兩種治療方式的安全性相似。
▲ 圖源：HHMI
CITYSCAPE研究的成功，與前文介紹的作用機制相互印證，說明TIGIT不僅是一個免疫抑制分子，而且還與PD-1/PD-L1通路有協同作用。因此，同時抑制TIGIT和PD-1/PD-L1才表現出1+1＞2的效果。
據了解，鑑於CITYSCAPE試驗的優秀數據，在肺癌領域圍繞抗TIGIT抗體tiragolumab的兩項III期臨床研究SKYSCRAPER-01（NCT04294810）和SKYSCRAPER-02（NCT04256421），也已經於今年年初開展。無論如何，這兩項研究數據都讓人滿懷期待。
免疫治療的未來
免疫治療發展到今天，科學家和醫生已經意識到，單憑單一的藥物，幾乎是沒有可能戰勝實體瘤的。
免疫治療的未來必然是多種藥物聯合，無論是免疫藥物聯合放療、化療、靶藥，還是免疫聯合免疫，最終的目的都是要打通抗腫瘤免疫循環，激發更強大的抗腫瘤免疫反應，讓患者從治療中獲得更多更持久的益處。
▲ 2017年統計的免疫聯合治療臨床研究
從這個角度看的話，參與到抗腫瘤免疫循環多個環節的TIGIT確實是一個能給人無限想像的新靶點。
或許TIGIT就是下一個十年引領潮流的後浪。
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本文作者 | BioTalker
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