LAG-3分子的研究進展

田金 張騰龍 李玲 王潔 郭成業(yè)

【關鍵詞】 淋巴細胞活化基因-3;T淋巴細胞;腫瘤;免疫檢查點;免疫治療

人體的免疫調節(jié)機制是維持免疫系統(tǒng)正常運行的關鍵，多種細胞表面分子參與了免疫調節(jié)過程。近年，具有啟動T淋巴細胞耗竭作用的共抑制分子淋巴細胞活化基因3（LAG-3，又稱CD223）分子逐漸受到了關注。LAG-3是Ig超家族的成員之一，對淋巴細胞具有抑制作用。LAG-3可以增強調節(jié)性T淋巴細胞（Treg）的負性調節(jié)功能，在機體的免疫應答中發(fā)揮著重要作用。業(yè)已證實，LAG-3參與了多種腫瘤細胞的免疫逃逸[1]。為加深臨床對LAG-3的了解，本文就LAG-3的結構、表達、作用機制，及其與肺癌、胃癌等腫瘤的關系進行綜述，并探討LAG-3在臨床應用中的前景，現(xiàn)報告如下。

一、LAG-3分子的結構

LAG-3于1990年作為膜蛋白首次被克隆出來。它屬于Ig超家族，是一種跨膜糖蛋白。成熟的LAG-3分子是由470個氨基酸構成，相對分子量70kDa，表達LAG-3分子的基因定位于人12號染色體上，與表達CD4分子的基因在染色體上的定位類似，它們有共同的外顯子和內含子。2個分子有部分氨基酸相同。LAG-3和CD4在肽序列和外顯子或內含子結構方面的比較分析表明，這2種分子密切相關。這一點因發(fā)現(xiàn)2個基因均位于12號染色體短臂的遠端而得到加強。LAG-3基因包括8個外顯子，相應的模板DNA編碼1個498個氨基酸的膜蛋白，有4個細胞外Ig超家族類似（SF）結構域，即D1～D4。D1包含1個額外的環(huán)狀結構和1個非典型鏈內二硫鍵，在D1與D3區(qū)域間、D2與D4區(qū)域間，有很多氨基酸序列是一致的。因此，LAG-3很可能是通過復制1個預先存在的編碼2個IgSF結構域結構的基因進化而來的[2]。

可溶性LAG-3（sLAG-3）在T淋巴細胞介導的免疫中起著不可忽視的作用。sLAG-3是細胞表面的LAG-3分子在去整合素-金屬蛋白酶10（ADAM10）和ADAM17作用下形成并釋放到細胞外的N-末端胞外段，這一過程在T淋巴細胞激活后可以顯著增強。sLAG-3僅能與抗原呈遞細胞少數(shù)亞群中脂筏區(qū)域中的主要組織相融性復合體-Ⅱ（MHC-Ⅱ）類分子結合。有研究顯示，將sLAG-3-Ig融合蛋白（IMP321）作用于小鼠中，可增強T淋巴細胞介導的抗腫瘤免疫功能[3-4]。目前IMP321試劑作為免疫增強劑已經(jīng)進入臨床試驗階段，該臨床試驗將評估IMP321與抗病毒疫苗、化學治療或其他抗腫瘤治療之間的聯(lián)合用藥情況。

二、LAG-3的表達及其作用機制

LAG-3主要表達于活化的CD4+和CD8+T淋巴細胞中，在自然殺傷細胞中也有表達，但幼稚及正常的T淋巴細胞僅表達低水平的LAG-3，LAG-3表達水平在被腫瘤抗原刺激時大幅度提升，提示阻斷LAG-3可能會增強抗腫瘤免疫。薛妮娜等[5]在研究不同刺激劑對小鼠脾臟淋巴細胞LAG-3表達及功能影響時發(fā)現(xiàn)，伴刀豆球蛋白A（conA）培養(yǎng)24h或72h可劑量依賴性增加LAG-3+CD3+和LAG-3+CD3+CD4+T淋巴細胞比例，CD3/28抗體培養(yǎng)72h增加LAG-3+CD3+和LAG-3+CD3+CD4+T淋巴細胞比例，ConA和CD3/28抗體是T淋巴細胞活化的有效刺激劑，并可促進T淋巴細胞中LAG-3的表達。魏慧等[6]報道，蕨麻多糖能促進急性低劑量鎘染毒小鼠脾淋巴細胞分泌IFN-γ和sLAG-3，CD3+、CD4+T淋巴細胞亦相應增加。J.CaM1.6細胞、CEM細胞和JurkatE6-1細胞均為來自人急性淋巴細胞白血病細胞系的不同細胞株。郝書民等[7]在探討表觀遺傳因素DNA甲基化對人T淋巴細胞系LAG-3表達的影響中發(fā)現(xiàn)，LAG-3表達水平在J.CaM1.6和CEM細胞中極低，在JurkatE6-1細胞中相對較高。不同細胞系中，CpG島均高度甲基化，CpG島在J.CaM1.6和CEM細胞中高度甲基化，但在JurkatE6-1細胞中甲基化水平較低。CpG島的甲基化與去甲基化可能是LAG-3轉錄的表觀調控開關。

LAG-3 是共抑制分子中的一員，負性調節(jié)T 淋巴細胞的功能。它與MHC-Ⅱ類分子結合，阻斷T淋巴細胞抗原受體（TCR）與MHC-Ⅱ分子的結合，抑制T 淋巴細胞的激活，從而發(fā)揮負性免疫調節(jié)的功能，維持內環(huán)境穩(wěn)定。纖維蛋白原相關蛋白1（FGL1）為肝臟分泌蛋白，是一種獨立于MHC-Ⅱ的主要LAG-3 功能配體。Wang 等[8]的研究顯示，F(xiàn)GL1 抑制抗原特異性T 淋巴細胞活化，其在小鼠體內的消融促進T 淋巴細胞免疫。單克隆抗體阻斷FGL1/LAG-3 相互作用可刺激腫瘤免疫，并以受體-配體相互依賴的方式治療已建立的小鼠腫瘤。FGL1 是人類惡性腫瘤細胞高度分泌的產物，惡性腫瘤患者血漿中FGL1 的升高與預后不良和抗程序性死亡受體-1 及其配體（PD-1/PD-L1）療法的耐藥有關。Wang 等的研究揭示了一種免疫逃避機制，并對惡性腫瘤免疫療法的設計有所啟示。

三、LAG-3與腫瘤增殖、進展、侵襲等之間的關系

近年研究顯示在非小細胞肺癌（NSCLC）患者外周血和腫瘤組織中，CD4+T淋巴細胞表面共抑制分子細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白4（CTLA-4）、LAG-3和PD-1的表達增加，這可能是參與腫瘤細胞免疫逃逸，促進NSCLC疾病進展和預后不良的機制之一[9]。馬成龍等[10]報道，NSCLC和良性病變肺組織中LAG-3表達差異有統(tǒng)計學意義，其表達與NSCLC臨床分期有關，在Ⅲ期患者中LAG-3表達較高，而且LAG-3不僅在腫瘤浸潤淋巴細胞中表達，還在腫瘤細胞上異位表達，并與臨床分期有關。黃維等[11]在NSCLC患者腫瘤組織中免疫檢查點表達與臨床特征及預后的關系研究中發(fā)現(xiàn)，不同臨床分期患者NSCLC組織中的LAG-3陽性表達率存在差異，LAG-3陽性表達患者的中位無病生存（DFS）時間長于LAG-3陰性表達患者，LAG-3陽性表達患者的3年DFS率高于LAG-3陰性表達患者，因而認為LAG-3是NSCLC患者預后的影響因素。但是LAG-3的表達水平與NSCLC患者預后是正相關還是負相關，還有待進一步研究。

何興楨等[12]報道，胃癌患者存在明顯的LAG-3+細胞/CCR類趨化因子受體3（CCR3）+細胞的比例失調，這在一定程度上顯示胃癌患者存在著Th1/Th2比例失調及免疫失衡，可能是胃癌發(fā)病的重要因素之一。江露等[13]檢測了sLAG-3在胃癌患者的表達，結果顯示胃癌患者血清sLAG-3水平低于健康對照組血清sLAG-3水平，且胃癌患者血清sLAG-3水平與腫瘤分期、分化程度及浸潤深度均有關，sLAG-3診斷胃癌的靈敏度和準確度均高于癌胚抗原，所以sLAG-3可作為胃癌診斷的潛在血清標志物。劉玉芳[14]報道，血清LAG-3水平對早期胃癌具有診斷價值，血清LAG-3水平可評估胃癌組織中癌細胞增殖、侵襲及血管新生的程度。由此可見，LAG-3未來在消化道腫瘤的診斷中將占有重要地位。

Matsuzaki等[15]進行的研究顯示，霍奇金淋巴瘤的組織和外周血中LAG-3表達高于正常組織中，腫瘤組織中特異性抗腫瘤CD8+T淋巴細胞功能缺陷被抑制，敲除LAG-3+的T淋巴細胞，特異性CD8+T淋巴細胞的抗腫瘤功能得以恢復，細胞因子分泌增加，抗腫瘤功能得到不同程度恢復。目前LAG-3分子在血液腫瘤中的研究較少，未來LAG-3分子或許可為血液腫瘤的治療打開一扇大門。

在我國，食管癌的最常見類型是食管鱗癌，近年有關食管鱗癌的免疫治療研究的前期結果較為滿意[16]。孫楠等[17]的研究顯示，CTLA4、LAG-3和T淋巴細胞Ig黏液素3（TIM3）在食管鱗癌中的表達水平均高于正常組織，且食管鱗癌患者的預后與PD-1和LAG-3的表達密切相關，PD-1或LAG-3表達水平較高者具有較好的預后，但PD-1和LAG-3的表達與總體生存率無關。

宮頸癌的發(fā)生發(fā)展與T淋巴細胞介導的抗腫瘤免疫功能被抑制有關。黃群歡等[18]報道，宮頸癌Ⅲ期患者LAG-3水平高于健康對照組，其余各期患者LAG-3水平與健康對照組相近。關于LAG-3與宮頸癌的關系報道較少，因此關于LAG-3與宮頸癌的相互作用關系還需進一步研究探討。

子宮內膜癌（EC）是女性生殖系統(tǒng)的三大惡性腫瘤之一。近年來，我國女性EC發(fā)病率呈上升趨勢。張麗萍等[19]按Stelloo等（2015年）的分型規(guī)則將EC分為POLE突變型、MSI型、NSMP型和TP53突變型進行研究，結果顯示作為LAG-3的配體的FGL1主要在MSI及NSMP兩種亞型中高表達。而且，F(xiàn)GL1高表達組的總體生存期較低表達組更長，F(xiàn)GL1的高表達與無復發(fā)生存期延長顯著相關。作者進一步分析LAG-3/FGL1基因表達與病理類型的關系，結果顯示LAG-3在子宮內膜樣癌、混合型癌、漿液性癌中的表達水平相近，F(xiàn)GL1在子宮內膜樣癌中的表達水平高于另外2種類型。該研究通過分析LAG-3/FGL1表達與腫瘤微浸潤淋巴細胞的關系，推測FGL1主要表達于癌細胞，F(xiàn)GL1高表達的腫瘤組織中，腫瘤突變負荷顯著升高，由此認為LAG-3/FGL1通路是EC潛在的免疫治療靶點。

免疫檢查點抑制劑為惡性腫瘤的治療提供了新的策略，也為研究和探索STS提供了機會。軟組織肉瘤（STS）是一種異質性的罕見間充質腫瘤。轉移性或晚期STS的預后很差。Que等[20]檢測了12例STS患者和11名健康人的外周血T淋巴細胞，結果顯示STS患者的外周血CD8+和CD4+T淋巴細胞LAG-3表達水平高于健康人。為了進一步確定LAG-3在STS中的表達，他們對163例接受廣泛可切除手術的患者的STS組織樣本進行了免疫組織化學染色，結果顯示LAG-3的高表達與高病理分級和更晚期的腫瘤階段相關。該研究同時在人STS組織樣本中進行了免疫熒光檢測，并主要在腫瘤浸潤CD8+T淋巴細胞中檢測LAG-3的表達和定位，結果表明腫瘤浸潤性T淋巴細胞特別是CD8+T淋巴細胞中LAG-3表達水平高。研究表明，阻斷LAG-3對于恢復CD8+T淋巴細胞的抗腫瘤免疫能力是必要的，且可能是提高STS靶向治療效果的有效策略。

四、展望

腫瘤細胞誘導的T淋巴細胞無能是腫瘤細胞的免疫逃逸機制[21]。目前多種免疫檢查點抑制劑已經(jīng)獲批在臨床應用，如伊匹單抗（靶向CTLA-4）、納武利尤單抗和派姆單抗（靶向PD-1）。目前LAG-3靶向制劑也已進入臨床試驗。LAG-3分子是一類表達于活化淋巴細胞的分子，在不同類型細胞中表達水平不同，在內環(huán)境中可以負性調節(jié)T淋巴細胞的功能，參與了自身免疫病、慢性感染性疾病、腫瘤甚至神經(jīng)退變性疾病的發(fā)生發(fā)展。阻斷LAG-3的表達可以增強T淋巴細胞介導的抗腫瘤作用[15，22]。此外，有研究顯示同時阻斷LAG-3和PD-1兩條通路的抗腫瘤效應優(yōu)于單獨阻斷其中任何一條通路，因此學者們認為LAG-3與PD-1在腫瘤免疫逃逸機制中起協(xié)同作用[8，15，22]。各種免疫檢查點抑制劑之間如何協(xié)同作用，如何最大化免疫檢查點抑制劑的臨床效益，是腫瘤領域未來的研究熱點。