LAG-3分子的研究進(jìn)展

田金 張騰龍 李玲 王潔 郭成業(yè)

【關(guān)鍵詞】 淋巴細(xì)胞活化基因-3;T淋巴細(xì)胞;腫瘤;免疫檢查點(diǎn);免疫治療

人體的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制是維持免疫系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，多種細(xì)胞表面分子參與了免疫調(diào)節(jié)過(guò)程。近年，具有啟動(dòng)T淋巴細(xì)胞耗竭作用的共抑制分子淋巴細(xì)胞活化基因3（LAG-3，又稱(chēng)CD223）分子逐漸受到了關(guān)注。LAG-3是Ig超家族的成員之一，對(duì)淋巴細(xì)胞具有抑制作用。LAG-3可以增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞（Treg）的負(fù)性調(diào)節(jié)功能，在機(jī)體的免疫應(yīng)答中發(fā)揮著重要作用。業(yè)已證實(shí)，LAG-3參與了多種腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸[1]。為加深臨床對(duì)LAG-3的了解，本文就LAG-3的結(jié)構(gòu)、表達(dá)、作用機(jī)制，及其與肺癌、胃癌等腫瘤的關(guān)系進(jìn)行綜述，并探討LAG-3在臨床應(yīng)用中的前景，現(xiàn)報(bào)告如下。

一、LAG-3分子的結(jié)構(gòu)

LAG-3于1990年作為膜蛋白首次被克隆出來(lái)。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(gè)氨基酸構(gòu)成，相對(duì)分子量70kDa，表達(dá)LAG-3分子的基因定位于人12號(hào)染色體上，與表達(dá)CD4分子的基因在染色體上的定位類(lèi)似，它們有共同的外顯子和內(nèi)含子。2個(gè)分子有部分氨基酸相同。LAG-3和CD4在肽序列和外顯子或內(nèi)含子結(jié)構(gòu)方面的比較分析表明，這2種分子密切相關(guān)。這一點(diǎn)因發(fā)現(xiàn)2個(gè)基因均位于12號(hào)染色體短臂的遠(yuǎn)端而得到加強(qiáng)。LAG-3基因包括8個(gè)外顯子，相應(yīng)的模板DNA編碼1個(gè)498個(gè)氨基酸的膜蛋白，有4個(gè)細(xì)胞外Ig超家族類(lèi)似（SF）結(jié)構(gòu)域，即D1～D4。D1包含1個(gè)額外的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和1個(gè)非典型鏈內(nèi)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(guò)復(fù)制1個(gè)預(yù)先存在的編碼2個(gè)IgSF結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)的基因進(jìn)化而來(lái)的[2]。

可溶性LAG-3（sLAG-3）在T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫中起著不可忽視的作用。sLAG-3是細(xì)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(xì)胞外的N-末端胞外段，這一過(guò)程在T淋巴細(xì)胞激活后可以顯著增強(qiáng)。sLAG-3僅能與抗原呈遞細(xì)胞少數(shù)亞群中脂筏區(qū)域中的主要組織相融性復(fù)合體-Ⅱ（MHC-Ⅱ）類(lèi)分子結(jié)合。有研究顯示，將sLAG-3-Ig融合蛋白（IMP321）作用于小鼠中，可增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫功能[3-4]。目前IMP321試劑作為免疫增強(qiáng)劑已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，該臨床試驗(yàn)將評(píng)估IMP321與抗病毒疫苗、化學(xué)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(dá)及其作用機(jī)制

LAG-3主要表達(dá)于活化的CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞中，在自然殺傷細(xì)胞中也有表達(dá)，但幼稚及正常的T淋巴細(xì)胞僅表達(dá)低水平的LAG-3，LAG-3表達(dá)水平在被腫瘤抗原刺激時(shí)大幅度提升，提示阻斷LAG-3可能會(huì)增強(qiáng)抗腫瘤免疫。薛妮娜等[5]在研究不同刺激劑對(duì)小鼠脾臟淋巴細(xì)胞LAG-3表達(dá)及功能影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，伴刀豆球蛋白A（conA）培養(yǎng)24h或72h可劑量依賴(lài)性增加LAG-3+CD3+和LAG-3+CD3+CD4+T淋巴細(xì)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(xì)胞比例，ConA和CD3/28抗體是T淋巴細(xì)胞活化的有效刺激劑，并可促進(jìn)T淋巴細(xì)胞中LAG-3的表達(dá)。魏慧等[6]報(bào)道，蕨麻多糖能促進(jìn)急性低劑量鎘染毒小鼠脾淋巴細(xì)胞分泌IFN-γ和sLAG-3，CD3+、CD4+T淋巴細(xì)胞亦相應(yīng)增加。J.CaM1.6細(xì)胞、CEM細(xì)胞和JurkatE6-1細(xì)胞均為來(lái)自人急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞系的不同細(xì)胞株。郝書(shū)民等[7]在探討表觀遺傳因素DNA甲基化對(duì)人T淋巴細(xì)胞系LAG-3表達(dá)的影響中發(fā)現(xiàn)，LAG-3表達(dá)水平在J.CaM1.6和CEM細(xì)胞中極低，在JurkatE6-1細(xì)胞中相對(duì)較高。不同細(xì)胞系中，CpG島均高度甲基化，CpG島在J.CaM1.6和CEM細(xì)胞中高度甲基化，但在JurkatE6-1細(xì)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(zhuǎn)錄的表觀調(diào)控開(kāi)關(guān)。

LAG-3 是共抑制分子中的一員，負(fù)性調(diào)節(jié)T 淋巴細(xì)胞的功能。它與MHC-Ⅱ類(lèi)分子結(jié)合，阻斷T淋巴細(xì)胞抗原受體（TCR）與MHC-Ⅱ分子的結(jié)合，抑制T 淋巴細(xì)胞的激活，從而發(fā)揮負(fù)性免疫調(diào)節(jié)的功能，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。纖維蛋白原相關(guān)蛋白1（FGL1）為肝臟分泌蛋白，是一種獨(dú)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(xì)胞活化，其在小鼠體內(nèi)的消融促進(jìn)T 淋巴細(xì)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(lài)的方式治療已建立的小鼠腫瘤。FGL1 是人類(lèi)惡性腫瘤細(xì)胞高度分泌的產(chǎn)物，惡性腫瘤患者血漿中FGL1 的升高與預(yù)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(guān)。Wang 等的研究揭示了一種免疫逃避機(jī)制，并對(duì)惡性腫瘤免疫療法的設(shè)計(jì)有所啟示。

三、LAG-3與腫瘤增殖、進(jìn)展、侵襲等之間的關(guān)系

近年研究顯示在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者外周血和腫瘤組織中，CD4+T淋巴細(xì)胞表面共抑制分子細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4（CTLA-4）、LAG-3和PD-1的表達(dá)增加，這可能是參與腫瘤細(xì)胞免疫逃逸，促進(jìn)NSCLC疾病進(jìn)展和預(yù)后不良的機(jī)制之一[9]。馬成龍等[10]報(bào)道，NSCLC和良性病變肺組織中LAG-3表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其表達(dá)與NSCLC臨床分期有關(guān)，在Ⅲ期患者中LAG-3表達(dá)較高，而且LAG-3不僅在腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞中表達(dá)，還在腫瘤細(xì)胞上異位表達(dá)，并與臨床分期有關(guān)。黃維等[11]在NSCLC患者腫瘤組織中免疫檢查點(diǎn)表達(dá)與臨床特征及預(yù)后的關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn)，不同臨床分期患者NSCLC組織中的LAG-3陽(yáng)性表達(dá)率存在差異，LAG-3陽(yáng)性表達(dá)患者的中位無(wú)病生存（DFS）時(shí)間長(zhǎng)于LAG-3陰性表達(dá)患者，LAG-3陽(yáng)性表達(dá)患者的3年DFS率高于LAG-3陰性表達(dá)患者，因而認(rèn)為L(zhǎng)AG-3是NSCLC患者預(yù)后的影響因素。但是LAG-3的表達(dá)水平與NSCLC患者預(yù)后是正相關(guān)還是負(fù)相關(guān)，還有待進(jìn)一步研究。

何興楨等[12]報(bào)道，胃癌患者存在明顯的LAG-3+細(xì)胞/CCR類(lèi)趨化因子受體3（CCR3）+細(xì)胞的比例失調(diào)，這在一定程度上顯示胃癌患者存在著Th1/Th2比例失調(diào)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(cè)了sLAG-3在胃癌患者的表達(dá)，結(jié)果顯示胃癌患者血清sLAG-3水平低于健康對(duì)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(rùn)深度均有關(guān)，sLAG-3診斷胃癌的靈敏度和準(zhǔn)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(biāo)志物。劉玉芳[14]報(bào)道，血清LAG-3水平對(duì)早期胃癌具有診斷價(jià)值，血清LAG-3水平可評(píng)估胃癌組織中癌細(xì)胞增殖、侵襲及血管新生的程度。由此可見(jiàn)，LAG-3未來(lái)在消化道腫瘤的診斷中將占有重要地位。

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

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

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

子宮內(nèi)膜癌（EC）是女性生殖系統(tǒng)的三大惡性腫瘤之一。近年來(lái)，我國(guó)女性EC發(fā)病率呈上升趨勢(shì)。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(jìn)行研究，結(jié)果顯示作為L(zhǎng)AG-3的配體的FGL1主要在MSI及NSMP兩種亞型中高表達(dá)。而且，F(xiàn)GL1高表達(dá)組的總體生存期較低表達(dá)組更長(zhǎng)，F(xiàn)GL1的高表達(dá)與無(wú)復(fù)發(fā)生存期延長(zhǎng)顯著相關(guān)。作者進(jìn)一步分析LAG-3/FGL1基因表達(dá)與病理類(lèi)型的關(guān)系，結(jié)果顯示LAG-3在子宮內(nèi)膜樣癌、混合型癌、漿液性癌中的表達(dá)水平相近，F(xiàn)GL1在子宮內(nèi)膜樣癌中的表達(dá)水平高于另外2種類(lèi)型。該研究通過(guò)分析LAG-3/FGL1表達(dá)與腫瘤微浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的關(guān)系，推測(cè)FGL1主要表達(dá)于癌細(xì)胞，F(xiàn)GL1高表達(dá)的腫瘤組織中，腫瘤突變負(fù)荷顯著升高，由此認(rèn)為L(zhǎng)AG-3/FGL1通路是EC潛在的免疫治療靶點(diǎn)。

免疫檢查點(diǎn)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(jī)會(huì)。軟組織肉瘤（STS）是一種異質(zhì)性的罕見(jiàn)間充質(zhì)腫瘤。轉(zhuǎn)移性或晚期STS的預(yù)后很差。Que等[20]檢測(cè)了12例STS患者和11名健康人的外周血T淋巴細(xì)胞，結(jié)果顯示STS患者的外周血CD8+和CD4+T淋巴細(xì)胞LAG-3表達(dá)水平高于健康人。為了進(jìn)一步確定LAG-3在STS中的表達(dá)，他們對(duì)163例接受廣泛可切除手術(shù)的患者的STS組織樣本進(jìn)行了免疫組織化學(xué)染色，結(jié)果顯示LAG-3的高表達(dá)與高病理分級(jí)和更晚期的腫瘤階段相關(guān)。該研究同時(shí)在人STS組織樣本中進(jìn)行了免疫熒光檢測(cè)，并主要在腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8+T淋巴細(xì)胞中檢測(cè)LAG-3的表達(dá)和定位，結(jié)果表明腫瘤浸潤(rùn)性T淋巴細(xì)胞特別是CD8+T淋巴細(xì)胞中LAG-3表達(dá)水平高。研究表明，阻斷LAG-3對(duì)于恢復(fù)CD8+T淋巴細(xì)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(xì)胞誘導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞無(wú)能是腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸機(jī)制[21]。目前多種免疫檢查點(diǎn)抑制劑已經(jīng)獲批在臨床應(yīng)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(jìn)入臨床試驗(yàn)。LAG-3分子是一類(lèi)表達(dá)于活化淋巴細(xì)胞的分子，在不同類(lèi)型細(xì)胞中表達(dá)水平不同，在內(nèi)環(huán)境中可以負(fù)性調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)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(dá)可以增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤作用[15，22]。此外，有研究顯示同時(shí)阻斷LAG-3和PD-1兩條通路的抗腫瘤效應(yīng)優(yōu)于單獨(dú)阻斷其中任何一條通路，因此學(xué)者們認(rèn)為L(zhǎng)AG-3與PD-1在腫瘤免疫逃逸機(jī)制中起協(xié)同作用[8，15，22]。各種免疫檢查點(diǎn)抑制劑之間如何協(xié)同作用，如何最大化免疫檢查點(diǎn)抑制劑的臨床效益，是腫瘤領(lǐng)域未來(lái)的研究熱點(diǎn)。