LAG-3在腫瘤免疫治療中的研究進(jìn)展*

鐘雪鋒 綜述，王彤敏△ 審校

(1.昆明理工大學(xué)附屬醫(yī)院/云南省第一人民醫(yī)院第二普外科 650000；2.昆明理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院 650000)

淋巴細(xì)胞激活基因3(LAG-3)也被稱為CD223，是1990年TRIEBEL等[1]在自然殺傷(NK)細(xì)胞及活化的T細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的與CD4結(jié)構(gòu)相似的新型基因，被認(rèn)為可能在免疫調(diào)節(jié)中具有重要作用。最近的研究發(fā)現(xiàn)LAG-3與PD-1及CTLA-4一樣都是調(diào)節(jié)免疫檢查點(diǎn)的共受體，參與腫瘤免疫反應(yīng)，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，有助于腫瘤免疫逃逸。另外，還通過(guò)一種未知的機(jī)制抑制T細(xì)胞受體下游信號(hào)的傳導(dǎo)。

1 LAG-3的結(jié)構(gòu)

LAG-3是包含8個(gè)外顯子長(zhǎng)約6.6 kb的基因。位于人類12號(hào)染色體及小鼠的6號(hào)染色體上。LAG-3可以編碼含有498個(gè)氨基酸的Ⅰ型跨膜蛋白，與CD4具有高度的同源性。LAG-3編碼的蛋白屬于免疫球蛋白超家族(IgSF)，從結(jié)構(gòu)上可分為細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和細(xì)胞內(nèi)區(qū)；細(xì)胞外區(qū)包含4個(gè)Ig樣結(jié)構(gòu)域D1～D4，其中D1區(qū)域富含脯氨酸使其與組織相容復(fù)合體Ⅱ(MHC Ⅱ)的結(jié)合能力較CD4更高,因而可阻止CD4與MHC Ⅱ的結(jié)合，抑制T細(xì)胞的功能?？缒^(qū)包含一個(gè)酪氨酸激酶的結(jié)合位點(diǎn)，稱為S454,是潛在的絲氨酸磷酸化位點(diǎn)。細(xì)胞內(nèi)區(qū)域包含2個(gè)重要結(jié)構(gòu)，一個(gè)是高度保守的KIEELE序列，研究表明，該序列與LAG-3的功能密切相關(guān)[2]；另一個(gè)是谷氨酸-脯氨酸重復(fù)序列，即EP序列，對(duì)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有著重要作用。

2 LAG-3的生物學(xué)功能

LAG-3表達(dá)于活化的CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)，也存在于NK細(xì)胞和不變自然殺傷T(NKT)細(xì)胞、活化的B細(xì)胞[3]和漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀[4]表面。有研究表明在卵巢癌、霍奇金淋巴瘤、黑素瘤、非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)、彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤、濾泡性淋巴瘤、頭頸部鱗癌(HNSCC)等腫瘤的腫瘤浸潤(rùn)性T細(xì)胞中LAG-3也有顯著表達(dá)，而且與其他具有侵襲性腫瘤表型和總體預(yù)后不良的免疫檢查點(diǎn)受體相關(guān)[5]。LAG-3主要通過(guò)TCR/CD3復(fù)合體識(shí)別途徑導(dǎo)致T細(xì)胞增殖受到抑制，同時(shí)減少細(xì)胞因子分泌，從而影響T細(xì)胞的功能，使T細(xì)胞功能耗竭[6]，也招募Tregs進(jìn)一步降低免疫系統(tǒng)的激活[7]，此外，LAG-3還通過(guò)抗原提呈細(xì)胞抑制T細(xì)胞的激活[8]。

3 LAG-3的配體

與LAG-3相關(guān)的配體有MHC-Ⅱ類分子、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞凝集素(LSECtin)、半乳糖凝集素3和纖維介素蛋白1(FGL-1)，其中LAG-3的經(jīng)典配體MHC-Ⅱ的研究比較深入。

LAG-3與CD4具有高度同源性，所以CD4的配體也是MHC-Ⅱ的配體。LAG-3與MHC-Ⅱ的結(jié)合能力是CD4的100倍，具有更高的親和力。以往研究認(rèn)為L(zhǎng)AG-3與CD4競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合MHC-Ⅱ,抑制T細(xì)胞的活化，最新研究表明LAG-3是獨(dú)立的負(fù)性調(diào)節(jié)因子，與CD4之間不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而是選擇性地結(jié)合識(shí)別抗原肽-MHC-Ⅱ(peptide MHC-Ⅱ,pMHC-Ⅱ)，抑制CD4+T細(xì)胞。

FGL-1是最近研究比較多的配體。FGL-1在胃癌、前列腺癌及乳腺癌中顯著上調(diào)，而且有研究提示FGL-1的上調(diào)可能與胃癌預(yù)后不良相關(guān)[9]。

4 LAG-3在腫瘤免疫治療中的作用

免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用使得不少患者從中獲益，然而卻沒(méi)有達(dá)到效能最大化，其中的原因有腫瘤產(chǎn)生耐藥性、腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞(TILs)的缺失和髓源性抑制細(xì)胞的存在，還有一個(gè)重要的原因是，免疫檢查點(diǎn)抑制劑會(huì)導(dǎo)致致命性的免疫相關(guān)不良事件的發(fā)生?？上驳氖?，多項(xiàng)研究表明抗LAG-3和其他免疫檢查點(diǎn)抑制劑的聯(lián)合使用，可減少耐藥性和免疫相關(guān)不良事件的發(fā)生。截至目前，還未有一種抗LAG-3抗體進(jìn)入臨床用于治療癌癥，但是已經(jīng)有超過(guò)50項(xiàng)臨床相關(guān)研究正在進(jìn)行或已經(jīng)完成[10]。相關(guān)抗體已經(jīng)有15種正在進(jìn)行臨床前或臨床研究，既有單一抗LAG-3的研究也有抗LAG-3與抗PD-1、PD-L1及TIM-3的聯(lián)合研究。涉及的腫瘤包括NSCLC、乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤、腎癌、結(jié)直腸癌、肝癌、胰腺癌，以及血液系統(tǒng)相關(guān)腫瘤[11]。臨床前的研究有3項(xiàng)：PRS-332,P13B02-3,LBL-007；臨床研究有12項(xiàng)： IMP321,LAG525(IMP701),MK-4280,REGN3767,Relatlimab(BMS-986016),BI 754111,FS118,Tebotelimab(MGD013),TSR-033,INCAGN2385,Sym022,XmAb22841。

4.1 LAG-3與肺癌

LAG-3在NSCLC腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞中表達(dá)，馬成龍等[12]發(fā)現(xiàn)，LAG-3也表達(dá)于NSCLC腫瘤細(xì)胞且與TNM分期相關(guān)。SHEPHERD等[13]收集了368例NSCLC病理標(biāo)本，包括218例腺癌及150例鱗狀細(xì)胞癌，他們發(fā)現(xiàn)LAG-3的表達(dá)與臨床病理特征及預(yù)后密切相關(guān)[13]。JUNG等[14]發(fā)現(xiàn)NSCLC中PD-L1與LAG-3共表達(dá)，抗PD-L1治療可以獲得更好更持久臨床效益并且改變了長(zhǎng)期生存率，他們推斷LAG-3可能是新的生存率預(yù)測(cè)標(biāo)志物[14]。HE等[15]研究表明，在部分NSCLC患者腫瘤組織中，LAG-3在TILs上表達(dá)；其在非腺癌中表達(dá)較高，并與PD-1/PD-L1表達(dá)相關(guān)；LAG-3陽(yáng)性或LAG-3和PD-L1均陽(yáng)性與術(shù)后早期復(fù)發(fā)相關(guān)，這些研究提示LAG-3與NSCLC患者預(yù)后不良有關(guān)。

4.2 LAG-3與乳腺癌

LAG-3作為新型的免疫檢查點(diǎn)，在乳腺癌中的研究備受關(guān)注。TRIEBELA等[16]研究發(fā)現(xiàn)治療前血清sLAG-3免疫反應(yīng)蛋白水平的升高預(yù)示雌激素受體(ER)或孕激素受體(PR)陽(yáng)性乳腺癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的降低，診斷時(shí)高的血清sLAG-3水平與較長(zhǎng)的無(wú)病生存期(DFS)、無(wú)轉(zhuǎn)移生存期(MFS)和總生存期(OS)相關(guān)，由此推測(cè)術(shù)前血清sLAG-3是ER陽(yáng)性或PR陽(yáng)性乳腺癌患者預(yù)后的判斷指標(biāo)。新輔助化療在早期三陰性乳腺癌(TNBC)治療中的應(yīng)用研究表明，新輔助化療前LAG陽(yáng)性與LAG陰性患者病理完全緩解率分別為53.0%和13.4%，新輔助化療后LAG-3的表達(dá)均顯著降低[17]。LIU等[18]在2 994例乳腺癌的臨床研究中發(fā)現(xiàn)，LAG-3表達(dá)在ER陰性、PR陰性及HER-2陰性的患者中上調(diào)，而且LAG-3的表達(dá)與腫瘤的分級(jí)呈正相關(guān)，總而言之，LAG-3的高表達(dá)預(yù)示著高度惡性乳腺癌的發(fā)生。在表達(dá)PD-L1的TNBC人群中，大約50%的患者顯示PD-L1與LAG-3共表達(dá),對(duì)于單純應(yīng)用抗PD-L1產(chǎn)生免疫檢查點(diǎn)抑制劑不良反應(yīng)的患者，PD-1(L1)和LAG-3雙重阻斷可能是治療TNBC可行的選擇[19]。

4.3 LAG-3與結(jié)直腸癌

在直腸癌小鼠模型中，同時(shí)阻斷LAG-3和PD-1可以促進(jìn)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，抑制腫瘤的生長(zhǎng)[20]。在移植結(jié)直腸癌模型中，也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論，他們通過(guò)阻斷PD-1和使用新發(fā)現(xiàn)的抗LAG-3抗體LBL-007單獨(dú)或聯(lián)合進(jìn)行阻斷，和IgG對(duì)照比較，單獨(dú)阻斷可抑制腫瘤的生長(zhǎng)，聯(lián)合阻斷可進(jìn)一步抑制腫瘤的生長(zhǎng)，證實(shí)了同時(shí)阻斷LAG-3和PD-1在小鼠結(jié)直腸癌模型具有協(xié)同抗腫瘤的作用，為臨床前研究到臨床研究提供了數(shù)據(jù)支持[21]。HUANG等[22]收集了20例結(jié)直腸癌患者的外周血，提取人外周血單核細(xì)胞(PBMC)，采用流式細(xì)胞技術(shù)分離得到CD8+LAG-3+T細(xì)胞，培養(yǎng)15 d后，應(yīng)用TCR測(cè)序結(jié)果顯示其是寡克隆，酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)(ELIspot)法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其具有更高的細(xì)胞毒性，這些結(jié)果支持了LAG-3免疫檢查點(diǎn)受體在結(jié)直腸癌患者中有富集腫瘤特異性T細(xì)胞的潛在作用[22]。PENG等[23]發(fā)現(xiàn)，直腸癌患者新輔助放療后PD-1和LAG-3表達(dá)增加，放射治療的方式和時(shí)間都會(huì)影響它們的表達(dá)，提示免疫檢查點(diǎn)封鎖治療與放射治療的排序和時(shí)間窗有關(guān)聯(lián)，有待進(jìn)一步研究證實(shí)。KAMAL等[24]在隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌患者CTLA-4、BTLA、TIM-3和LAG-3表達(dá)顯著上調(diào)，且LAG-3與TIM-3對(duì)結(jié)直腸癌的診斷敏感度達(dá)到93%，在中晚期結(jié)直腸癌患者LAG-3表達(dá)要顯著高于早期患者，LAG-3高表達(dá)的結(jié)直腸癌患者生存時(shí)間也明顯低于LAG-3低表達(dá)的結(jié)直腸癌患者。Relatlimab是首個(gè)抗LAG-3全人IgG4單抗，被作為結(jié)直腸癌等多實(shí)體腫瘤的治療藥物[25]。還有研究發(fā)現(xiàn)抑制免疫檢查點(diǎn)PD-1細(xì)胞程序性死亡蛋白(PDCD-1)和LAG-3高甲基化可能降低結(jié)直腸癌發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，推測(cè)PDCD-1和LAG-3的甲基化水平可能是基于血液的預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物，可用于識(shí)別結(jié)直腸癌風(fēng)險(xiǎn)較低的個(gè)體[26]。RHYNER等[27]發(fā)現(xiàn)在診斷為Ⅱ期結(jié)腸癌的患者中，TILs中LAG-3的表達(dá)與5年無(wú)病生存率顯著相關(guān)，LAG-3可作為Ⅱ期結(jié)腸癌患者的預(yù)后標(biāo)志物。在TIGIT+CD8+T細(xì)胞表面表達(dá)更多的抑制受體如LAG-3、PD-1、TIM-3,而TIGIT可以促進(jìn)CD8+T細(xì)胞衰竭，抑制其抗腫瘤免疫的作用，且預(yù)示結(jié)直腸癌預(yù)后不良[28]。

4.4 LAG-3與胃癌

MIMURA等[29]研究證實(shí)，在胃癌T細(xì)胞培養(yǎng)模型中，同時(shí)阻斷PD-1/PD-L1,LAG-3和TIM-3可增強(qiáng)抗腫瘤免疫。TAKAYA等[30]通過(guò)測(cè)定33例確診為胃腺癌患者術(shù)前及術(shù)后1、3、7 d及30 d CD4+T細(xì)胞及CD8+T細(xì)胞LAG-3及PD-1的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)術(shù)后二者均明顯上調(diào)，與之前學(xué)者研究[31]結(jié)果一致。OHMURA等[32]發(fā)現(xiàn)用Nivolumab治療增強(qiáng)了中樞/效應(yīng)記憶和CD4+/CD8+T細(xì)胞效應(yīng)亞群的激活。而且T細(xì)胞上LAG-3和OX40的表達(dá)與Nivolumab治療的療效相關(guān)，可以作為抗PD-1治療的生物標(biāo)志物。LV等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在EBV/dMLH1亞型胃癌患者中，LAG-3+細(xì)胞的高表達(dá)預(yù)示著不良的臨床結(jié)局，進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，EBV/dMLH1亞型胃癌患者瘤體內(nèi)LAG-3+細(xì)胞可招募更多的Treg和M2巨噬細(xì)胞,這與免疫抑制微環(huán)境特征相關(guān)，可能是LAG-3高表達(dá)患者預(yù)后較差的原因[33]。

4.5 LAG-3與腎細(xì)胞癌(RCC)

早在2001年DEMEURE等[34]收集了8例RCC患者的病理標(biāo)本，用熒光活化分選技術(shù)分析LAG-3的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)8例TILs上均有LAG-3的表達(dá)，而且表達(dá)于CD8+TILs。IMP321是一種重組可溶性LAG-3Ig融合蛋白，BRIGNONE等[35]納入了21例晚期RCC的患者，注射IMP321治療后發(fā)現(xiàn)，注射劑量大于6 mg的患者，腫瘤生長(zhǎng)受到了抑制，無(wú)進(jìn)展生存期延長(zhǎng)[36]。GIRALDO等[36]發(fā)現(xiàn)在腎透明細(xì)胞癌(ccRCC)中腫瘤浸潤(rùn)性CD8+T細(xì)胞高表達(dá)LAG-3、PD-1、PD-L1且缺乏成熟的樹(shù)突狀細(xì)胞與疾病進(jìn)展有關(guān)；而低表達(dá)LAG-3、PD-1、PD-L1且存在成熟的樹(shù)突狀細(xì)胞與良好的預(yù)后相關(guān)。LAG-3等免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)及DC在ccRCC的腫瘤微環(huán)境中調(diào)節(jié)CD8+T細(xì)胞的功能。MATSUSHITA等[37]也在ccRCC的腫瘤微環(huán)境發(fā)現(xiàn)LAG-3、PD-1、PD-L1、CTLA-4等高表達(dá)，認(rèn)為它們的存在是調(diào)節(jié)患者免疫反應(yīng)的關(guān)鍵，這些分子通路的阻斷可以與靶向新抗原的免疫療法相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)協(xié)同抗腫瘤活性。ZELBA等[38]發(fā)現(xiàn)PD-1和LAG-3的雙重阻斷是一種有應(yīng)用潛力的RCC檢查點(diǎn)阻斷組合，在T細(xì)胞抑制中起主導(dǎo)作用。這些研究發(fā)現(xiàn)證實(shí)了LAG-3在RCC中的免疫作用，推動(dòng)了藥物治療的相關(guān)研究，Relatlimab (BMS-986016)是一種抗IAG-3抗體，正在與Nivolumab聯(lián)合進(jìn)行二期臨床試驗(yàn)，用于晚期RCC。其他抗LAG-3抗體(LAG525)正在Ⅰ期和Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn)中單獨(dú)測(cè)試或與抗PD-1聯(lián)合測(cè)試用于晚期惡性腫瘤，包括RCC[39]。KLUMPER等[40]最近的研究還發(fā)現(xiàn)，在ccRCC中LAG-3甲基化水平可能是預(yù)測(cè)抗LAG-3藥物反應(yīng)的生物標(biāo)志物。FGL-1在ccRRC中上調(diào)，F(xiàn)GL-1高表達(dá)與ccRRC不良預(yù)后相關(guān)，他們還驗(yàn)證了FGL-1通過(guò)促進(jìn)腫瘤上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程刺激ccRRC的遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移[41]。而FGL-1是LAG-3的重要配體，這為L(zhǎng)AG-3與RCC的研究提供了新的方向。

LAG-3在胰腺癌、肝癌中也有一定的研究，在黑色素瘤及血液惡性腫瘤的研究更為豐富，1項(xiàng)關(guān)于進(jìn)展期黑色素瘤的研究，在臨床前模型中證實(shí)了抗LAG-3與PD-1存在協(xié)同作用[20]；最近的一項(xiàng)Ⅲ期研究還發(fā)現(xiàn)，Relatlimab和Nivolumab聯(lián)合應(yīng)用與Nivolumab單獨(dú)應(yīng)用相比，可明顯提高進(jìn)展期黑色素瘤無(wú)進(jìn)展生存率。

5 小 結(jié)

總而言之，各項(xiàng)研究均提示LAG-3的高表達(dá)在實(shí)體腫瘤中與預(yù)后不良相關(guān)，應(yīng)用相關(guān)藥物阻斷LAG-3可以提高抗腫瘤作用。目前LAG-3在自身免疫性疾病、炎癥及感染都有很多研究成果，為了解其在相關(guān)領(lǐng)域的作用提供了理論依據(jù)和研究方向。相信以后的研究會(huì)進(jìn)一步加深人們對(duì)LAG-3在腫瘤免疫治療作用的認(rèn)識(shí)，研發(fā)出相關(guān)藥物為腫瘤患者帶來(lái)福音。