劉 昊*,李新穎*,羅龍龍,馬遠方
(1.抗毒藥物與毒理學國家重點實驗室,北京 100850;軍事科學院軍事醫(yī)學研究院 2.毒物藥物研究所,3.軍事認知與腦科學研究所,北京 100850;4.河南大學醫(yī)學院細胞與分子免疫學實驗室,河南 開封 475004)
免疫應答和免疫耐受是機體清除“異己”識別“自己”的重要生理現(xiàn)象,T 淋巴細胞作為細胞免疫重要組成成員,在抗腫瘤、抗感染和治療自身免疫性疾病中發(fā)揮著重要作用。在T淋巴細胞的活化和耐受過程中存在2 類重要的分子,即免疫激活分子〔CD3/CD28,可誘導共刺激分子(inducible costimulator),CD27和糖皮質激素誘導的腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor,TNFR)〕和免疫抑制分子〔程序性細胞死亡蛋白1(programmed cell death protein 1,PD-1),淋巴細胞活化基因3(lymphocyte-activation gene-3,LAG-3),T細胞免疫球蛋白及黏蛋白分子3(T cell immunoglobulin domain and mucin domain-3,TIM-3),T細胞免疫球蛋白和ITIM結構域蛋白(T cell immunoglobulin and ITIM domain,TIGIT),T 細胞活化的V 域免疫球蛋白抑制因子(V-domain immunoglobulin suppressor of T-cell activation)和CD276〕,這2類分子在維持機體免疫應答與免疫耐受中發(fā)揮著重要作用,免疫學家將其形象地描述為免疫系統(tǒng)的“油門”和“剎車”分子。腫瘤在與機體的免疫系統(tǒng)抗衡的過程中產生了多種“誘騙”機制,如分泌白細胞介素10(interleukin-10,IL-10)和轉化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)等免疫抑制因子,以減弱T細胞的殺傷能力,或通過上調免疫抑制受體來逃避免疫系統(tǒng)的識別。為了打破腫瘤微環(huán)境的抑制狀態(tài),研究者利用特異性抗體將免疫抑制的信號通路阻斷,從而解除T淋巴細胞“失能”狀態(tài),進而增強其殺傷腫瘤細胞的活性。近年來,這類免疫抑制分子阻斷型抗體藥物如抗細胞毒T 淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA4)抗體易普利單抗(Ipilimumab),抗PD-1抗體納武單抗(Nivolumab)和帕博利珠單抗(Pembrolizumab),抗PD-L1 抗體阿替利珠單抗(Atezolizumab)、阿維魯單抗(Avelumab)和度伐魯單抗(Durvalumab)在臨床實踐中取得了巨大的突破,掀起了腫瘤免疫治療基礎研究和臨床應用的熱潮。LAG-3 作為免疫抑制分子的重要成員,在機體多種生理和病理過程中發(fā)揮關鍵作用。本文重點介紹LAG-3 分子的結構、功能及其與自身免疫性疾病、腫瘤、慢性感染性疾病和帕金森病等疾病之間的關系,并對靶向該分子的抗體藥物在臨床中的應用前景予以展望。
1990年,Triebel 等[1]發(fā)現(xiàn),在活化的自然殺傷細胞(natural killer cells,NK)和T 細胞膜表面存在一類全新的免疫球蛋白超家族分子,并命名為LAG-3 分子,該分子是由498 個氨基酸組成的Ⅰ型跨膜蛋白。LAG-3 分子基因定位于人12 號染色體(20p13.3)上,與CD4分子基因相鄰,且二者具有相同的外顯子和內含子。雖然二者的氨基酸序列同源性只有約20%,但LAG-3 分子與CD4 分子在結構上具有較高的相似性。
LAG-3 分子由胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)組成,分子質量為70 ku。其中,胞外區(qū)由4個免疫球蛋白超家族樣結構域(D1~D4)組成。D1 屬于V 系免疫球蛋白超家族,而D2,D3 和D4 屬于C 系免疫球蛋白超家族。D1 區(qū)中含有1 個富含脯氨酸的環(huán)狀結構(約30個氨基酸),與主要組織相容性復合體Ⅱ類分子(major histocompatibility complex Ⅱ,MHCⅡ)特異性結合。在D1 和D3 結構域以及D2 和D4結構域之間有一些重復的氨基酸序列,可能是由2個IgSF 域基因復制而成的4 個結構域。與其他免疫抑制分子不同的是,LAG-3胞漿區(qū)不含免疫酪氨酸抑制基序或免疫酪氨酸轉換基序。胞漿區(qū)由3部分組成:①絲氨酸磷酸化位點(人LAG-3分子含有2個絲氨酸,小鼠含有1 個絲氨酸位點),可作為蛋白激酶C磷酸化的底物;②多個谷氨酸/脯氨酸(glutamic acid/proline,EP)重復單元;③保守的KIEELE 基序,所有靈長類動物、小鼠和大鼠都具有的保守的KIEELE基序。
研究結果表明,LAG-3 通過D1 結構域形成二聚體分子,與抗原遞呈細胞(antigen presenting cell,APC)表面MHC Ⅱ分子特異性結合[2]。盡管LAG-3 二聚化相對較弱,但二聚化是LAG-3 結合MHC Ⅱ分子的必要形式。生理狀態(tài)下,LAG-3 能夠被細胞內金屬蛋白酶ADAM10/17切割,在D4結構域近膜區(qū)斷裂,形成可溶性LAG-3 單體,維持細胞膜上LAG-3 表達的相對平衡??扇苄訪AG-3 與膜表達LAG-3 分子在免疫信號通路中具有不同的功能。研究表明,血清中高水平的可溶性LAG-3是Th1細胞免疫應答生物標志物[3]。在一組246例轉移性激素受體陽性乳腺癌免疫治療臨床試驗中,血清中含有可溶性LAG-3 的患者相對于無可溶性LAG-3的患者,在無病生存期以及總生存期上具有更好的預后表現(xiàn),提示血清中可溶性LAG-3的表達有望作為靶向LAG-3 免疫治療的生物標志物??扇苄訪AG-3 與MHCⅡ分子結合后,可誘導未成熟的樹突狀細胞(dendritic cells,DC)胞內蛋白磷酸化,從而促進DC 成熟,這一特性被用于疫苗的佐劑,有效地增強抗原免疫效果;或直接作為DC成熟的刺激劑,用于抗腫瘤治療。
LAG-3 與CD4 分子結構的高度同源性使得MHC Ⅱ類分子同樣也是LAG-3 分子的配體。MHC Ⅱ類分子主要表達于B 細胞、單核-巨噬細胞和DC等APC 上,其功能主要是在免疫應答的始動階段將經過處理的抗原片段遞呈給CD4+T細胞,進而產生特異性的細胞免疫應答。LAG-3與MHC Ⅱ類分子的結合位置位于D1結構域中富含脯氨酸的環(huán)狀結構中。而且LAG-3與MHC Ⅱ類分子的親和力(Kd:60 nmol·L-1)是CD4 分子的100 倍[4],表明LAG-3分子能夠有效競爭CD4與MHC Ⅱ類分子的結合,有效抑制T細胞活化。
有研究表明,人黑色素瘤細胞同樣表達MHC Ⅱ類分子,在黑色素瘤浸潤性CD4+T淋巴細胞表面通常高表達LAG-3等免疫抑制分子,從而導致腫瘤微環(huán)境中的CD4+T淋巴細胞失能,該機制也被認為是腫瘤細胞逃逸免疫系統(tǒng)殺傷的關鍵因素之一[5]。因此,通過設計靶向LAG-3分子的抗體能有效阻斷腫瘤細胞表面MHCⅡ類分子與CD4+T 細胞表面LAG-3 分子的結合,增強腫瘤微環(huán)境中的免疫應答,發(fā)揮有效的抗腫瘤活性。
在腫瘤微環(huán)境中,LAG-3 分子同樣能夠下調CD8+T 細胞的活性。但LAG-3 分子究竟是如何影響不表達MHCⅡ類分子的CD8+T細胞的活性?有假設認為可能存在其他LAG-3分子配體(圖1)。進一步研究揭示了LAG-3 分子2 個新配體分子:肝竇內皮細胞凝集素(LSECtin)分子和半乳糖凝集素3(galectin-3)分子。LSECtin 是一類新的C-型凝集素家族糖識別分子,屬于DC-SIGN 家族成員,該分子通常表達在肝或黑色素瘤細胞表面,抑制T 細胞依賴的抗腫瘤活性。在黑色素瘤微環(huán)境中,LSECtin與LAG-3 分子結合能夠抑制抗原特異性T 細胞分泌干擾素γ(interferon-γ,IFN-γ),從而抑制T 細胞的抗腫瘤活性[6-7]。半乳糖凝集素3 分子屬于凝集素家族成員,該分子參與了細胞黏附、細胞生長與分化、細胞周期與凋亡等重要的生物學過程。大量研究表明,該分子與癌癥、炎癥、心臟病和腦卒中等疾病均密切相關。高度糖基化的LAG-3 分子能夠與CD8+T 細胞活化相關的半乳糖凝集素3 分子結合,導致CD8+T 細胞分泌IFN-γ 受到抑制,從而減弱CD8+T細胞的免疫應答[8-9]。
通常,LAG-3 表達在活化的T 細胞和NK 細胞表面,維持免疫應答穩(wěn)態(tài),防止免疫反應過激或自身免疫性疾病的發(fā)生。與PD-1 分子相似,LAG-3分子在T細胞活化24 h后便能檢測到,并且在48 h后達到峰值。而在腫瘤微環(huán)境或慢性感染性疾病中,持續(xù)的T細胞活化會共表達免疫抑制性分子,如LAG-3,PD-1,TIM-3,TIGIT和CD160等,導致T細胞失能甚至凋亡,這是腫瘤和慢性感染性疾病逃逸免疫系統(tǒng)殺傷的“誘騙性機制”。
與PD-1及其他免疫抑制分子不同的是,LAG-3具有獨特的胞漿結構域,含有一個獨特的EP 重復單元基序。早期研究表明,LAG-3相關蛋白可能與LAG-3 結合,介導LAG-3 分子與CD3,CD4 或CD8共定位形成免疫突觸,并產生共刺激信號[10]。盡管最初認為EP重復單元是LAG-3下游信號的關鍵基序,但是突變結果顯示,該結構域并不是LAG-3 發(fā)揮功能的關鍵位置[11]。LAG-3分子中KIEELE基序在多個物種中保守,缺乏KIEELE 結構域的LAG-3分子不能正常產生對T 細胞的抑制作用,預示該基序可能與LAG-3 下游抑制信號密切相關[12]。但目前LAG-3下游信號轉導的機制仍然不清楚。
免疫抑制性受體分子對于維持機體免疫穩(wěn)態(tài)起著重要的作用。T 淋巴細胞活化到一定程度時,免疫抑制性分子如LAG-3,CTLA-4和PD-1表達上調,維持免疫應答處于穩(wěn)態(tài)。在空間上,LAG-3 分子表達于CD4+T,CD8+T和調節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)等淋巴細胞表面,與CD4+T細胞活化第一信號軸“CD3-TCR-MHCⅡ”中MHCⅡ分子特異性結合,一方面阻斷T細胞活化的信號轉導通路,另一方面LAG-3 分子胞內段產生免疫抑制信號下調CD4+T細胞活性[13]。同樣,也有研究表明,LAG-3分子能夠促進Treg細胞分化,參與信號轉導及轉錄激活因子5下游信號,從而增強Treg細胞的抑制作用[14]。因此,LAG-3分子在調節(jié)免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關鍵作用。
在多個自身免疫疾病動物模型中,LAG-3基因阻斷或缺失將加速自身免疫疾病的進展。如在非肥胖型糖尿病小鼠模型中,缺失LAG-3基因的小鼠糖尿病的發(fā)病進程加速。小鼠胰島細胞周圍浸潤性CD4+T 和CD8+T 細胞明顯增加,加速破壞胰島細胞,最終小鼠100%產生糖尿?。?5]。在汞誘導的自身免疫小鼠模型中,注射抗LAG-3抗體能增強自身抗體的分泌和外周血IgE 水平;而在LAG-3基因缺失小鼠模型中,汞誘導產生大量IL-6,IL-4和IFN-γ,加速自身免疫疾病的發(fā)生[16]。LAG-3 分子還與其他免疫抑制分子共同參與免疫穩(wěn)態(tài)和自身免疫疾病的發(fā)生,在PD-1和LAG-3基因敲除C57BL/6 小鼠實驗中,LAG-3-/-PD-1-/-小鼠快速進展為多器官自身免疫細胞浸潤性損傷,并最終導致小鼠產生致死性自身免疫性疾病。而LAG-3-/-或PD-1-/-單基因敲除小鼠并沒有導致小鼠死亡。而且,LAG-3-/-PD-1-/-小鼠移植瘤模型中,腫瘤消退的速度明顯快于LAG-3-/-或者PD-1-/-單基因敲除小鼠。預示LAG-3和PD-1分子在維持自身免疫穩(wěn)態(tài)以及誘導自身免疫性疾病中有較明顯的協(xié)同作用,為腫瘤的聯(lián)合治療提供明確的治療思路[17]。
在許多腫瘤患者樣品中,腫瘤微環(huán)境中淋巴細胞LAG-3 表達上調或者與其他免疫檢查點分子如PD-1,TIM-3 和CTLA-4 等共表達是腫瘤逃逸免疫殺傷和監(jiān)視的重要分子機制。例如,在卵巢癌中,腫瘤浸潤的紐約食管鱗狀細胞癌1抗原(NY-ESO-1)特異性CD8+T細胞表達高水平的PD-1和LAG-3,產生IFN-γ 和TNF-α 的能力降低,導致淋巴細胞耗竭。同時阻斷上述2 種免疫抑制通路顯著改善CD8+T 細胞增殖及IFN-γ 和TNF-α 細胞因子產生[18]。同樣,與外周血淋巴細胞上的表達相比,從黑色素瘤轉移患者中分離的黑色素瘤抗原特異性T細胞在LAG-3 及其他免疫檢查點分子CTLA-4 和TIM-3 表達明顯上調[19]。在結腸癌中,與微衛(wèi)星穩(wěn)定性腫瘤相比,LAG-3 及其他免疫檢查點分子如PD-1、CTLA-4 和吲哚胺2,3-雙加氧酶在微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(microsatellite instability)腫瘤中表達較高。因此,微衛(wèi)星不穩(wěn)定性腫瘤患者更易從免疫檢查點抑制劑治療中獲益[20]。
早期研究表明,LAG-3抗體單用治療腫瘤效果不佳,而LAG-3 抗體與PD-1 抗體聯(lián)合使用具有更好的抑瘤效果[17,21-22]。近年來研究表明,在多種類型的腫瘤免疫微環(huán)境或耐藥患者中,PD-1和LAG-3分子具有共表達現(xiàn)象[23]。在3種不同的小鼠移植瘤模型中,LAG-3和PD-1在腫瘤浸潤CD4+T和CD8+T細胞上共表達,并且阻斷這2種通路對CD8+T抗腫瘤細胞應答具有協(xié)同效應[17]。同樣,在卵巢癌患者抗原特異性CD8+T 細胞上發(fā)現(xiàn)LAG-3 和PD-1 的共表達,兩者的共阻斷導致細胞增殖和細胞因子大量表達[24]。也有研究表明,三陰性乳腺癌組織中高水平的LAG-3 和PD-L1 共表達預示預后不良。因此,利用不同的LAG-3抗體和PD-1抗體聯(lián)合治療多種實體瘤的臨床試驗正在進行。2017年歐洲臨床腫瘤學協(xié)會(European Society for Medical Oncology)上,美國百時美施貴寶(Bristol-Myers Squibb,BMS)公司公布了1項黑色素瘤1/2a期臨床研究結果(臨床試驗注冊號NCT01968109),對于PD-1抗體治療無效的黑色素瘤患者,納武單抗(抗PD-1 抗體)和Relatlimab(抗LAG-3抗體)聯(lián)合治療的客觀緩解率(objective response rate,ORR)為16%,疾病控制率為45%,且聯(lián)合治療在安全性方面與納武單抗單藥相似。
治療性疫苗,特別是DC疫苗,是一種誘導T細胞應答的治療策略。DC 和T 細胞的相互作用依賴于受體-配體相互作用以及各種免疫檢查點的參與。研究者試圖研究成熟DC 刺激T 細胞后阻斷PD-1,HVEM,CD244,TIM-3 和LAG-3 對T 細胞增殖及細胞因子的分泌。研究結果顯示,相較于阻斷其他免疫檢查點而言,阻斷LAG-3能夠更好地激活CD4+T和CD8+T細胞增殖并分泌大量的IFN-γ,這種效應甚至優(yōu)于對PD-1/PD-L1的阻斷效果[25]。因此,DC 疫苗聯(lián)合LAG-3 阻斷劑將成為一種潛在的免疫聯(lián)合治療方法。
與淋巴細胞膜表面LAG-3分子截然不同的是,可溶性LAG-3 分子可以作為一種免疫增強劑刺激免疫系統(tǒng)。IMP321 是一種LAG-3 融合蛋白藥物,該藥由LAG-3 胞外段4 個結構域與人IgG1的恒定區(qū)Fc形成融合蛋白LAG-3-Ig。機制上,LAG-3-Ig分子能夠特異性結合APC(如DC)表面MHCⅡ類分子,誘導細胞CD80/86 分子表達上調,同時表達IL-12和TNF-α等細胞因子,促進DC成熟。成熟的DC 通過抗原遞呈活化初始型T 細胞并驅動免疫反應向Th1型免疫應答偏移,從而增強特異性抗腫瘤細胞免疫[26]。
慢性病毒感染通常導致T細胞衰竭。T細胞衰竭的分子機制雖仍未完全闡明,但多種抑制分子表達上調是T 細胞衰竭的重要因素之一。Blackburn等[27]研究發(fā)現(xiàn),CD8+T細胞的衰竭受多種抑制性受體的負性調控,且T 細胞的衰竭程度與體內病毒感染的滴度呈正相關。在淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒感染小鼠模型中,利用抗體共阻斷PD-1 和LAG-3,可協(xié)同增強T 細胞反應并降低小鼠體內病毒載量。在結核病中,可溶性LAG-3在暴露于細菌的健康人和具有良好預后的結核病患者中均升高,表明可溶性LAG-3可調節(jié)結核分枝桿菌中的抗細菌免疫應答[28]。T細胞在人類免疫缺陷病毒1(human immunodeficiency virus-1,HIV-1)感染期間出現(xiàn)功能缺陷,部分原因是PD-1 和CTLA-4 的上調。然而,LAG-3 在HIV 感染中同樣扮演著重要的角色。研究表明,在HIV 感染期間,外周血和淋巴結中LAG-3表達顯著增加,且LAG-3在CD4+T和CD8+T細胞表達水平與疾病進展成正相關。而體外阻斷LAG-3,HIV 特異性CD4+T 和CD8+T 細胞應答顯著增強。此外,研究者還發(fā)現(xiàn),LAG-3和PD-1在不同的T 細胞亞群中共同表達[29]。LAG-3 分子對于HIV 感染患者的先天免疫系統(tǒng)具有抑制效應。在HIV 感染患者中,恒定自然殺傷T 細胞(invariant natural killer T,iNKT)細胞因子產生模式發(fā)生改變,而LAG-3 的表達與iNKT 功能障礙密切相關。在治療期間,LAG-3的持續(xù)表達會導致先天免疫重建障礙。因此,靶向LAG-3通路可輔助重建HIV感染患者的先天免疫系統(tǒng)功能[30]。上述研究表明,LAG-3分子在HIV慢性感染中發(fā)揮重要的作用。因此,LAG-3是HIV感染患者免疫重建的重要靶標,而且同時阻斷LAG-3和PD-1通路能夠協(xié)同增強T 細胞介導的免疫應答。
近期報道,LAG-3 分子與帕金森病密切相關。帕金森病的進展伴隨著錯誤折疊的α突觸核蛋白聚集體在腦細胞之間的擴散,誘導正常的α 突觸核蛋白發(fā)生聚集,從專司運動和基本功能的“低級”腦結構移動到與記憶和思考有關的“高級”腦區(qū)域。正常情況下,α 突觸核蛋白聚集體無法進入細胞。因此,α 突觸核蛋白聚集體在細胞間的傳遞必然依賴細胞膜外表面轉膜受體的參與。研究人員從352種跨膜蛋白中篩選出α突觸核蛋白聚集體的受體分子LAG-3,并證明了該分子是介導α 突觸核蛋白聚集體在腦細胞之間擴散的“橋梁”分子,用抗體阻斷培養(yǎng)的神經元細胞上的LAG-3 分子能夠有效抑制α突觸核蛋白聚集體向細胞內傳遞。因此,靶向LAG-3分子有望成為帕金森病的治療靶點[31]。
目前有7 種LAG-3 抗體藥物進入臨床研究階段,包括美國MacroGenics公司的MGD013(PD-1/LAG-3雙特異性抗體)、美國Tesaro公司的TSR-033、美國BMS 公司的Relatlimab(研發(fā)代碼為BMS-986016,最初由Medarex 公司開發(fā))、英國葛蘭素史克公司的GSK2831781、瑞士諾華公司的LAG525、德國默克公司的MK-4280 以及美國再生元公司的REGN3767。在臨床研究中,絕大多數(shù)是將LAG-3抗體與PD-1抗體進行聯(lián)合用藥治療多種血液瘤和實體瘤(表1)。
在這些在研項目中,百時美施貴寶的Relatlimab進展最快,目前已開展了10 個臨床研究,絕大多數(shù)是以Relatlimab 與納武單抗進行聯(lián)合用藥,用于治療血液瘤、黑色素瘤、神經膠質母細胞瘤、腎細胞癌和非小細胞肺癌等腫瘤。在1 項實體瘤臨床試驗中,Relatlimab與納武單抗聯(lián)用治療黑色素瘤,腫瘤周圍免疫細胞中表達LAG-3 的患者對Relatlimab和納武單抗組合療法的ORR 為18%,而浸潤性淋巴細胞LAG-3 表達水平低于1%的患者的ORR 僅為5%。這一結果確認了Relatlimab 與納武單抗的組合對攜帶表達LAG-3 免疫細胞的腫瘤患者具有更優(yōu)的治療效果。同時,Relatlimab 與納武單抗組合療法的安全性與納武單抗單一療法的安全性相似。除此之外,葛蘭素史克、諾華、再生元和默克等大公司的LAG-3抗體也相繼進入臨床研究階段,且均采用與PD-1抗體聯(lián)合用藥的臨床開發(fā)策略。值得一提的是,葛蘭素史克開發(fā)的GSK2831781恒定區(qū)選用IgG1結構,同時采用巖藻糖工程改造哺乳動物細胞表達,試圖通過增強抗體依賴性細胞介導的細胞毒性效應殺死表達LAG-3的免疫細胞,治療自身免疫性疾病。目前,該抗體藥物處于Ⅰ期臨床,用于治療斑塊型銀屑病。澳大利亞Prima BioMed 公司的IMP761 是LAG-3 激活型抗體,在自身免疫患者中,抗體能夠下調自身免疫反應的LAG-3+T細胞活性,防止炎癥反應和組織損傷。
在PD-1和LAG-3雙特異性抗體開發(fā)方面,美國MacroGenics 和英國F-star 生物技術公司顯示了獨特的的研發(fā)策略。MacroGenics 公司利用雙親和重新定位(dual-affinity re-targeting)平臺研發(fā)出同時與PD-1和LAG-3分子特異性結合的四價雙功能抗體分子。初步非臨床研究數(shù)據表明,MGD013的體內外生物學活性明顯優(yōu)于納武單抗(抗PD-1)和25F7(抗LAG-3)單藥,在激活T細胞方面更是優(yōu)于2種抗體聯(lián)用,目前該藥物已處于Ⅰ期臨床階段,用于治療惡性腫瘤。英國生物技術公司F-star則采用獨特的抗體研發(fā)平臺,在抗體的恒定區(qū)Fc端引入全新LAG-3抗原結合位點(Fcab),同時抗體的可變區(qū)識別PD-L1 抗原。這種巧妙的結構設計在保證抗體“Y”字型結構不變的情況下,在Fc端引入另一個抗原結合位點,構成三價結構的雙功能抗體。非臨床研究數(shù)據顯示,該藥物分子的體外抑瘤效果優(yōu)于2種單抗聯(lián)用。
表1 國外LAG-3分子抗體藥物及其與抗PD-1/PD-L1抗體臨床聯(lián)合應用的研究概況
相對于國外制藥公司火熱推進LAG-3 抗體藥物臨床研發(fā)來說,國內公司仍然處于“跟跑”或“模仿”階段??紤]到LAG-3 抗體和PD-1 抗體臨床上的協(xié)同治療效果,國內不少企業(yè)已經開始布局LAG-3抗體藥物的開發(fā),不過目前仍處于分子發(fā)現(xiàn)和非臨床研究階段。
澳大利亞Prima BioMed 公司的候選藥物分子IMP321最初作為乙肝疫苗的佐劑。隨著腫瘤免疫療法的火熱進行,IMP321逐漸轉向腫瘤治療領域,作為抗腫瘤相關免疫細胞的激活劑。結構上,該藥由LAG-3 胞外段4 個結構域與人IgG1的恒定區(qū)Fc形成融合蛋白LAG-3-Ig。機制上,LAG-3分子能夠特異性結合APC(如DC)表面MHCⅡ分子,誘導細胞CD80/86分子表達上調,同時表達IL-12和TNF-α等細胞因子,促進DC 發(fā)生形態(tài)改變并經歷細胞成熟,成熟的DC 通過抗原遞呈能夠活化初始型T 細胞并驅動免疫反應偏向Th1型免疫應答,最終增強特異性抗腫瘤細胞免疫[32]。
在1 項Ⅰ期臨床試驗中(臨床試驗注冊號NCT00349934),IMP321 聯(lián)合紫杉醇用于治療轉移性乳腺癌。與以往紫杉醇單藥治療相比,紫杉醇聯(lián)合高劑量IMP321 的患者中產生了更強、更持久的免疫應答,且患者血清中初級靶細胞和次級靶細胞的生物學表型在治療前后有明顯的表型差別。APC(DC 和單核細胞)MHCⅡ類分子表達上調,且活化的APC 具有更長的持續(xù)效應(至少3 個月)。二級靶細胞如NK 和CD8+T 細胞在體內的比例有所增加,50%患者產生了主動應答,腫瘤體積縮小。治療6個月后,相比紫杉醇單藥治療,90%患者產生積極的臨床意義?;冖衿谂R床的試驗結果,Prima BioMed 公司開展了多中心、隨機雙盲Ⅱ期臨床試驗(臨床試驗注冊號NCT0261483)。招募211 例激素受體陽性轉移性乳腺癌,按照1∶1 比例分為紫杉醇+IMP321組和紫杉醇+安慰劑組。試驗過程中以無進展生存期(progress free survival)作為主要終點,并監(jiān)控腫瘤浸潤免疫細胞活化狀態(tài)以及腫瘤細胞的分子表達譜。
盡管PD-1/PD-L1拮抗劑在臨床上取得了巨大的突破,但不可否認的是,PD-1/PD-L1拮抗劑對一般實體瘤單藥有效性只有15%~20%,因此衍生出多種免疫組合療法,旨在提高患者的應答效率。近期開展的一項針對黑色素瘤的Ⅰ期臨床試驗(臨床試驗注冊號NCT02676869),采用IMP321 聯(lián)合帕博利珠單抗的治療策略,旨在活化APC的同時釋放免疫檢查點“剎車”分子PD-1,從而增強腫瘤免疫應答,提高帕博利珠單抗單藥治療的主觀應答率。初步結果顯示,在帕博利珠單抗單藥治療無應答或弱應答患者中,IMP321+帕博利珠單抗聯(lián)合治療組中,58%患者腫瘤體積縮小,表明IMP321 作為APC活化分子,與免疫檢查點抑制劑帕博利珠單抗具有良好的協(xié)同效應。2013年,國內藥企億騰醫(yī)藥引進IMP321中國區(qū)權益;2017年7月,億騰醫(yī)藥聯(lián)合藥明生物進行臨床申報,采用IMP321 與化療藥物聯(lián)合用藥增強化療藥物的治療效果。
LAG-3 分子作為一類重要的免疫負性調節(jié)分子,參與了自身免疫病、慢性感染性疾病、腫瘤甚至神經退變性疾病的發(fā)生發(fā)展。目前,多種臨床試驗采用LAG-3 抗體單用或與PD-1 抗體聯(lián)合用藥,已取得了一定的療效。然而,仍有許多重要問題亟需解決。①LAG-3 下游信號通路如何調控淋巴細胞的功能抑制?②LAG-3 不同配體的作用機制以及各配體之間是否存在結構與功能相關性?③如何理解可溶性LAG-3 能夠增強免疫效應功能而膜表達的LAG-3 分子卻抑制淋巴細胞活化?④LAG-3與PD-1協(xié)同作用的分子機制是什么?與其他免疫檢查點是否同樣存在協(xié)同作用?解決這些關鍵問題將更全面地了解LAG-3的生物學功能,有助于優(yōu)化LAG-3靶向治療策略,提高疾病的治療效果。