上皮CD155–TIGIT/CD226信号通路连接CD8+T细胞耗竭与慢性阻塞性肺疾病频繁急性加重

《Respiratory Research》：Epithelial CD155–TIGIT/CD226 signaling links CD8? T-cell exhaustion to frequent exacerbations in COPD

　　

背景：慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）的免疫机制尚未完全阐明，尤其是免疫检查点失调的作用尚不明确。本研究旨在明确T细胞免疫球蛋白和含ITIM结构域分子（T-cell immunoglobulin and ITIM domain, TIGIT）通路的激活是否参与COPD中CD8阳性T细胞耗竭及频繁急性加重的易感性。 方法：研究人员整合公共人肺组织单细胞RNA测序数据，同时分析COPD患者与健康对照的外周血、支气管肺泡灌洗液及肺组织。采用流式细胞术评估CD8+T细胞分化及TIGIT与其共刺激配体CD226的表达；免疫组化定量气道与肺泡上皮的TIGIT配体CD155；通过细胞因子分泌、凋亡检测及慢病毒介导的TIGIT敲低功能实验，验证TIGIT介导的耗竭是否具有可逆性。 结果：单细胞与流式细胞术分析显示，COPD患者尤其是频繁急性加重者中，终末分化效应记忆CD8+T细胞（重新表达CD45RA的TEMRA）扩增且TIGIT高表达；气道与肺泡上皮细胞CD155上调，而CD8+T细胞CD226表达下降；TIGIT阳性CD8+T细胞的肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和干扰素-γ（IFN-γ）分泌减少、凋亡增加；TIGIT敲低可恢复细胞因子分泌并降低凋亡，表明该耗竭表型具有可逆性。 结论：TIGIT–CD155/CD226通路与COPD的上皮应激、CD8+T细胞耗竭及频繁急性加重密切相关。靶向该免疫检查点有望恢复抗病毒免疫、减轻气道损伤，为慢性气道疾病的免疫调节治疗提供新方向。

该研究由宁夏医科大学总医院团队完成，相关成果发表于《Respiratory Research》。当前COPD免疫机制研究多聚焦于CD4⁺调节性T细胞，对CD8⁺T细胞亚群的抑制性与耗竭特征关注不足，尤其TIGIT–CD155/CD226轴在COPD中的作用尚未明确。COPD以不可逆气流受限与反复急性加重为特征，病毒感染是急性加重的重要诱因，而CD8⁺T细胞抗病毒功能受损与疾病进展密切相关。在此背景下，研究人员旨在系统解析TIGIT通路在上皮–免疫细胞互作中的调控作用，探索其与CD8⁺T细胞耗竭及频繁急性加重的关联。

研究纳入三个独立队列：外周血队列（COPD患者与年龄、性别匹配的健康志愿者）、支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid, BALF）队列（COPD患者与健康非吸烟志愿者）、肺组织队列（COPD手术患者与良性肺结节对照）。关键技术方法包括：公共数据集的单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）与CITE-seq（cellular indexing of transcriptomes and epitopes by sequencing）整合分析；多色流式细胞术免疫表型与功能检测；免疫组化定量肺组织CD155表达；慢病毒介导的CD8⁺T细胞TIGIT敲低功能验证。

研究结果分为以下部分：

1. 1.
   探索性单细胞转录组学分析识别COPD中TIGIT⁺T_EMRACD8⁺T细胞富集与CD226–CD155信号失调。对公共人肺scRNA-seq数据的分析显示，COPD肺组织中终末分化效应记忆CD8⁺T细胞（T_EMRA）扩增，该群高表达TIGIT；CITE-seq蛋白水平验证进一步证实，随疾病进展（从健康对照到GOLD III期及终末期COPD），CD8⁺T细胞共刺激受体CD226进行性下调，而上皮细胞TIGIT配体CD155逐步上调，提示CD226–CD155轴的失衡与肺微环境免疫耗竭相关。
2. 2.
   外周血CD8⁺T细胞分化向T_EMRA倾斜且在频繁急性加重者中更为显著。流式分析显示，COPD患者外周血T_EMRA比例显著高于对照，频繁急性加重者（frequent exacerbators, FE）高于非频繁急性加重者（non-FE）；TIGIT表达沿分化轨迹递增，在T_EMRA亚群中达峰值，且FE患者CD8⁺TIGIT⁺T细胞频率约为非FE者的两倍。
3. 3.
   COPD患者BAL中CD8⁺T细胞同样向T_EMRA极化且TIGIT表达升高。BAL样本的流式分析显示，COPD患者T_EMRA比例增加，FE患者升高尤为显著；CD8⁺TIGIT⁺T细胞频率在FE患者中显著高于非FE与对照组，提示气道局部存在增强的免疫耗竭特征。
4. 4.
   COPD肺中CD155上调与CD226下调共同构成失衡的TIGIT–CD155/CD226信号轴。免疫组化显示COPD小气道与肺泡上皮CD155表达显著增加；BAL中CD8⁺TIGIT⁺T细胞的CD226表达低于TIGIT阴性细胞，且COPD患者整体CD226⁺CD8⁺T细胞频率低于健康对照，表明抑制性信号增强与共刺激信号减弱并存。
5. 5.
   COPD患者CD8⁺TIGIT⁺T细胞的功能缺陷可通过TIGIT敲低逆转。功能实验显示，TIGIT⁺CD8⁺T细胞的TNF-α与IFN-γ分泌减少、凋亡增加，但保留增殖潜能；慢病毒介导的TIGIT敲低可恢复细胞因子分泌并降低凋亡率，证实TIGIT是该耗竭表型的关键调控检查点。

讨论部分指出，该研究首次在COPD中构建了上皮CD155–TIGIT/CD226信号轴调控CD8⁺T细胞耗竭的概念模型：慢性上皮应激诱导CD155上调，与CD8⁺T细胞高表达的TIGIT结合，同时伴随CD226下调，导致抑制性信号占优，形成“细胞因子分泌低下但细胞毒性保留”的部分耗竭状态——前者削弱抗病毒防御，促进反复感染与急性加重；后者持续介导上皮损伤，推动疾病进展。这一“耗竭却仍具细胞毒性”的表型解释了COPD中免疫缺陷与组织损伤并存的特征。研究同时指出，TIGIT–CD155/CD226轴的失衡可能形成正反馈循环：急性加重期的感染与炎症进一步诱导上皮CD155表达，强化TIGIT信号与免疫抑制。尽管TIGIT阻断在肿瘤与慢性感染中已显示出逆转耗竭的潜力，但在COPD中的应用需谨慎权衡免疫重建与过度炎症的风险。研究的局限性在于未直接验证上皮–T细胞互作的因果关系，未来需通过共培养与纵向研究进一步明确其机制与治疗价值。

结论部分强调，TIGIT–CD155/CD226抑制轴介导了COPD中免疫调节与细胞毒性之间的失衡，频繁急性加重者中CD8⁺TIGIT⁺T_EMRA细胞的扩增与慢性免疫耗竭、上皮损伤密切相关。该研究为COPD的免疫分型提供了新依据，也为靶向TIGIT–CD226轴的免疫调节策略奠定了临床前理论基础。